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| Nombre del proyecto | Desarrollo de modelos analíticos para la evaluación de desempeño de los sistemas de comunicaciones inalámbricas de quinta generación (5G) |
| Resumen ejecutivo | Durante la década pasada, las comunicaciones inalámbricas han disfrutado de su más rápido crecimiento tecnológico, creciendo desde una idea a uno de los mercados más grandes del siglo XXI. La característica más atractiva de esta tecnología es el intercambio de información en cualquier momento y lugar. Así, de acuerdo a una estimación de CISCO, CISCO visual networking index (VNI) anticipó que el tráfico de dispositivos inalámbricos y móviles superaría al de dispositivos cableados en 2016. La evolución de los sistemas de comunicaciones inalámbricas puede ser categorizada en generaciones, donde cada generación supera las limitaciones de la generación anterior. Actualmente nos encontramos en la cuarta generación (4G) que proporciona una taza de transmisión de datos mayor a los 200Mbps y utiliza tecnologías basadas en la multiplexación por división ortogonal de frecuencias (OFDM – del ingles Orthogonal Frequency División Multiplexing). La quinta generación (5G) tienen como objetivo soportar mayores tasas de transmisiones de datos, mayores velocidades de los dispositivos móviles, tener una mejor eficiencia espectral, mayor rendimiento y mayor número de conexiones. Los requisitos de estos nuevos sistemas imponen desafíos técnicos que engloban los conocimientos de sistemas de comunicaciones, procesamiento de señales, radio-frecuencia, diseño de circuitos, desarrollo de protocolos, etc. Se requiere el conocimiento de las técnicas para su mejora y eficiencia. Actualmente es posible encontrar en la literatura algunos trabajos que estudian y analizan posibles soluciones que permitan cumplir con los requisitos de los sistemas de comunicaciones inalámbricas de quinta generación. Los principales temas abordados en la literatura incluyen (i) Uso de nuevas formas de onda (waveforms), (ii) Uso de sistemas de múltiples entradas y salidas (MIMO systems) y (iii) uso de sistemas con ondas milimétricas. Debido a la inexistencia de información de modelos analíticos para evaluar el desempeño de estos sistemas, este proyecto de investigación tiene como objetivo principal desarrollar expresiones y modelos analíticos que permitan analizar el desempeño de los sistemas de comunicaciones inalámbricas de quinta generación (New waveforms, MIMO systems, y millimeter-wave systems). Inicialmente el proyecto será desarrollado en tres actividades: (i) Desarrollo de modelos analíticos para evaluar el desempeño de sistemas de quinta generación usando las nuevas formas de onda propuestas: GFDM, FBMC, UFMC entre otras. (ii) Desarrollo de modelos analíticos para evaluar el desempeño de sistemas MIMO que utilizan una de las formas de onda propuesta y estudiada en la actividad anterior. (iii) Desarrollo de modelos analíticos para evaluar el desempeño sistemas 5G que utilizan ondas milimétricas. El desarrollo del proyecto tiene como punto de partida el análisis de los resultados actualmente disponibles en la literatura sobre los asuntos considerados. En todo el proyecto, los análisis y los estudios se harán a través de desarrollos teóricos y, cuando el enfoque analítico sea muy complejo por medio de simulaciones. En el desarrollo de la primera actividad, se realizará la identificación y caracterización del sistema de transmisión/recepción y la caracterización del canal móvil considerado. Esta caracterización y modelado servirán de base para los desarrollos teóricos de las siguientes actividades. En la segunda actividad se considera la utilización de un sistema MIMO y la tercera actividad considera el uso de ondas milimétricas en sistemas MIMO. Finalmente, se realizará un análisis comparativo de los resultados obtenidos en las tres actividades. Los resultados esperados a la finalización del proyecto son los siguientes: - Titulación de dos alumnos de pre-grado. - Publicación de un artículos en congresos internacionales de alto impacto. - Publicación de dos artículos en revistas indexadas. |
| Objetivo del proyecto | Desarrollar metodologías y modelos analíticos, que permitan evaluar el desempeño de los sistemas de comunicaciones inalámbricos de quinta generación (5G). |
| Código del proyecto | IBAIB-05-2019 |
| Fecha de inicio | 2019-02-06 |
| Duración | 32 |
| Nombre del esquema financiero | Proyectos de Investigación Básica y Aplicada - UNSA |
| Monitor | Cerrado Cerrado Cerrado |
| Entidades participantes | Monto (S/) | Total (S/) | Porcentaje | ||
| Monetario | No monetario | Monetario | No monetario | ||
| Universidad Nacional de San Agustin (UNSA) | 151320.00 | 0.00 | 151320.00 | 100.00% | 0.00% |
| Alexander Beremiz Hilario Tacuri | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00% | 0.00% |
| Palabras clave | Sistemas de comunicaciones, Quinta Generación, Sistemas móviles, formas de onda, emisiones fuera de banda, Tasa de error de bit, análisis de desempeño, UNSA, AREQUIPA |
| Justificación del proyecto | Los sistemas de comunicaciones inalámbricas de quinta generación (5G) tienen como objetivo soportar mayores tasas de transmisiones de datos, mayores velocidades de los dispositivos móviles y tener una mejor eficiencia espectral. Los requisitos de estos nuevos sistemas imponen desafíos técnicos que involucran diversas ramas de la ingeniería electrónica y de telecomunicaciones, como por ejemplo: Teoría de sistemas de comunicaciones, procesamiento digital de señales, diseño de circuitos RF, desarrollo de protocolos, etc. De esta forma, es necesario el conocimiento individual y profundo de estas técnicas, así como de sus posibles combinaciones, de forma que sea posible perfeccionar los enfoques y modelos existentes y/o desarrollar nuevos enfoques y modelos. Un paso inicial para lograr perfeccionar el conocimiento de estos desafíos, corresponde al desarrollo de técnicas para la evaluación de rendimiento. Actualmente, son pocas las universidades en latino-américa que realizan trabajos de investigación referente a los sistemas móviles de quinta generación (5G). Esto limita la participación activa de estos países en el desarrollo de enfoques, modelos o protocolos en esta nueva tecnología. Además de eso, debido a los diversos desafíos técnicos que imponen los sistemas 5G, las oportunidades de estudio y, por consecuencia, de desarrollo de modelos o enfoques es amplia y variada. |
| Hipótesis del proyecto | Una de las principales causas de que ninguna universidad peruana realice proyectos de investigación referidos a sistemas de comunicaciones inalámbricas de quinta generación (5G), es la falta de profesionales capacitados. En este proyecto, tanto el investigador principal y (en mayor medida) el co-investigador externo realizaron proyectos de investigación y publicaron diversos artículos fuertemente relacionados a estos temas (sistemas 5G). Considerando estos antecedentes, se espera consolidar los conocimientos referentes a sistemas 5G y generar nuevos conocimientos que serán presentados como artículos en revistas indexadas. Se espera además que este proyecto de investigación permita formar y consolidar un grupo de investigación en esta línea de investigación específica, para desarrollar futuros proyectos relacionados a este tema. Finalmente otro aporte del proyecto es conseguir estrechar lazos académicos entre las instituciones que representan los investigadores peruanos y el con-investigador externo para la realización de futuros proyectos de investigación. |
| Resultados esperados del proyecto | - Al menos dos (02) artículos científicos aceptados para publicación en revistas indizadas en la base Scopus o Web of Science con filiación a la UNSA. Al menos un (01) artículo publicado por parte del Investigador Principal y los Co-investigadores. Un (01) artículo publicado por parte de los investigadores junior en co- autoría del investigador principal. La filiación de los docentes y alumnos de la UNSA solo deberá ser “Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa” - b.Docentes UNSA con publicación en revistas indizadas en la base Scopus o Web of Science opción a calificar o mantenerse como REGINA. - (02) Estudiantes UNSA titulados con la opción de publicación de artículos en revistas indizadas en bases Scopus o Web of Science. - (01) Ponencias de los resultados intermedios o finales de la investigación presentadas en evento científico de nivel internacional - (02) Software para la simulación de sistemas de comunicaciones de quinta generación. - (02) Desarrollo de material bibliográfico sobre el tema del proyecto (Guias o libros) |
| Impactos esperados | Los resultados esperados pueden ser utilizados para el desarrollo de una línea de investigación importante para la universidad y el país. Además de servir como base para el desarrollo de nuevo material bibliográfico que puede ser utilizados en cursos avanzados de pre-grado o de pos-graduación. Los artículos a ser publicados y presentados en revistas y congresos internacionales de alto impacto, permitirán una participación activa de investigadores de la universidad en temas actuales y de gran importancia para la comunidad científica mundial. Además, la preparación de estas publicaciones, servirá para la capacitación de nuevo material humano para la realización de proyectos de investigación. |
| Equipo técnico | Raimundo Sampaio-Neto -; Leonel Ignacio Soncco Hancco; Diego Andre Donaires Buiza; Juan Guillermo Borja Murillo; Alexander Beremiz Hilario Tacuri |