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Browsing by Author "Falcone Lanas, Francisco"

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A 3-D indoor analysis of path loss modeling using kriging techniques
(IEEE, 2022) Diago Mosquera, Melissa; Aragón Zavala, Alejandro; Azpilicueta Fernández de las Heras, Leyre; Shubair, Raed M.; Falcone Lanas, Francisco; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación
This study proposes a novel measurement-based method to predict and model three-dimensional (3-D) path loss in indoor scenarios, which first regresses 28 GHz measurements via median path loss modeling and then includes ordinary Kriging to interpolate shadowing. The performance of this method is evaluated by investigating the spatial structure that follows shadowing through the semivariogram, covariance function, and correlogram as variography tools. It is shown that semivariogram outperforms the other statistics to describe shadowing spatial continuity in path loss modeling in terms of the mean absolute error.
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A 3D ray launching time-frequency channel modeling approach for UWB ranging applications
(IEEE, 2020) Otim, Timothy; López Iturri, Peio; Azpilicueta Fernández de las Heras, Leyre; Bahillo, Alfonso; Falcone Lanas, Francisco; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación
Ultrawideband (UWB) has the ability to achieve decimetre level of ranging accuracy, hence, its wider usage nowadays in the field of positioning. In spite of the attractiveness of UWB, its performance is strongly dependent on the propagation channel. In this paper, an analysis of the the UWB channel for ranging applications using an inhouse developed 3D Ray launching (3D RL) algorithm is presented. A parametric study has been performed considering variations of cuboid size resolution of the simulation mesh, in order to analyze convergence impact on estimation accuracy, focusing on Radio frequency (RF) power levels as well as time domain characterization. The RF power results have been used to model the path-loss, small scale fading, and the power delay profile so as to obtain the statistics of the multipath channel as well as time of flight (TOF) estimation values. The results show that the 3D RL is a valuable tool to test UWB systems for ranging applications with a mean accuracy of up to 10 cm in multipath conditions considering complex scatterer distributions within the complete volume of the scenarios under test.
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3D-ray launching MIMO channel geometric estimation
(IEEE, 2022) Rodríguez Corbo, Fidel Alejandro; Azpilicueta Fernández de las Heras, Leyre; Celaya Echarri, Mikel; Shubair, Raed M.; Falcone Lanas, Francisco; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren
The complete multiple-input–multiple-output (MIMO) channel simulation in deterministic techniques can be a computationally intensive task, due to the inherent scenario’s complexity and number of antennas. The spatial coherence among MIMO elements is a reasonable assumption to approximate the channel from a single point simulation. In this letter, a novel method to incorporate a geometrical approximation of the MIMO channel into a three-dimensional ray launching (3D-RL) algorithm is presented. The method is antenna type independent and the orientation of the array is embedded in the antenna representation. Relevant information of the MIMO channel characteristics like the root mean square (rms) delay spread, the maximum delay spread, phase and channel capacity are obtained and compared with the full 3D-RL simulation of the entire MIMO array, achieving 93.4% reduction in computational time.
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3D-RL MIMO capacity estimations under vegetation blockage
(IEEE, 2023-09-07) Rodríguez Corbo, Fidel Alejandro; Celaya Echarri, Mikel; Shubair, Raed M.; Falcone Lanas, Francisco; Azpilicueta Fernández de las Heras, Leyre; Institute of Smart Cities - ISC
Multiplexing gains are one of the many promises for increasing throughput in multiple-input-multiple-output (MIMO) systems. In this sense, a rich scattered environment may be beneficial for the multiplexing capabilities of the MIMO channel. However, mm Wave frequency bands tend to have less effective multipath contributions than sub-6 GHz bands. In this work, an in-deep analysis of the multiplexing capabilities in a mm Wave vehicular-to-infrastructure (V2I) channel is performed. Metrics that may impact the channel capacity like received power and angle-of-arrival (AoA) Spread are fully analyzed as well.
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5G spatial modeling of personal RF-EMF assessment within aircrafts cabin environments
(IEEE, 2022) Celaya Echarri, Mikel; Azpilicueta Fernández de las Heras, Leyre; Rodríguez Corbo, Fidel Alejandro; López Iturri, Peio; Shubair, Raed M.; Ramos González, Victoria; Falcone Lanas, Francisco; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación
Recently, new wireless communication systems within aircrafts cabins have drawn higher attention due to the growing demand of passenger services and applications and their corresponding requirements and constraints. In this regard, the fifth generation (5G) of wireless communication becomes an attractive and promising alternative to enable aircraft passengers' comfort and entertainment along the flight, considering its potential benefits in term of high data transfers and low latencies. Nevertheless, general population concern about radio frequency electromagnetic fields (RF-EMF) safety in general and, in particular to the environmental exposure at which we are all exposed in these flights, increases at the same time. Thus, in this work, we present an experimental campaign of measurements for current passengers' environmental exposure assessment, performed in different real generalizable type of flights and aircrafts' cabins, in order to provide current RF-EMF exposure insight within these complex heterogeneous environments. In addition, worst-case uplink 5G scenarios, where all 5G cellular handsets of the passengers operate at the same time, have been simulated by means of an in-house developed 3D Ray Launching (3D-RL) deterministic technique. Before takeoff and after landing, critical scenarios with the aircrafts' doors closed have been selected and assessed considering different types of modeled aircrafts full of passengers, considering 5G frequency range 2 (5G-FR2) operating links. The obtained results show that the operation frequency and the morphology and topology of the aircraft cabin have a great influence in the environmental RF-EMF passengers' spatial distribution and overall exposure, but not exceeding, even in worst case conditions, the international established regulatory limits. © 2022 IEEE.
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An acceleration approach for channel deterministic approaches based on quasi-stationary regions in V2X communications
(IEEE, 2024) Rodríguez Corbo, Fidel Alejandro; Celaya Echarri, Mikel; Shubair, Raed M.; Falcone Lanas, Francisco; Azpilicueta Fernández de las Heras, Leyre; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoa eta Telekomunikazio Ingeniaritza; Estadística, Informática y Matemáticas; Estatistika, Informatika eta Matematika; Institute of Smart Cities - ISC
Vehicular environments are characterized by a high mobility, which alongside with the presence of abundant dynamic scatterers, lead to vehicular communication channels to be intrinsically non-stationary. In this sense, the quasi-stationary regions (QSRs) can assess the degree of non-stationarity within a determined scenario, and ultimately assist geometrical models to increase channel sampling intervals or to develop more efficient hybrid stochastic-geometric channel models. In this work, the channel QSRs in a vehicular communication (V2X) generic highdense urban environment at millimeter wave (mmWave) frequencies (28 GHz) have been analyzed using different approaches, such as the extended channel response into a Doppler-delay domain or the shadow fading spatial auto-correlation function (SF ACF) methodology. Then, the QSRs have been used as sampling distance in an in-house developed three-dimensional ray-launching (3D-RL) algorithm as an acceleration approach. The time variant channel features have been extracted and compared with the full resolution approach, obtaining consistent results when considering the QSR sampling distances, while decreasing by 83.30% the simulation computational time for the Doppler-delay approach, and 92.86% for the SF ACF method.
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Aggregator to electric vehicle LoRaWAN based communication analysis in vehicle-to-grid systems in smart cities
(IEEE, 2020) Klaina, Hicham; Picallo Guembe, Imanol; López Iturri, Peio; Astrain Escola, José Javier; Azpilicueta Fernández de las Heras, Leyre; Falcone Lanas, Francisco; Ingeniaritza Elektrikoa, Elektronikoaren eta Telekomunikazio Ingeniaritzaren; Estatistika, Informatika eta Matematika; Institute of Smart Cities - ISC; Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Comunicación; Estadística, Informática y Matemáticas
Recently, there has been growing attention to the power grid management due to the increasing concerns on global warming. With the advancement in electric vehicles (EV) industry and the evolution in batteries, EVs become an important contributor to the grid with capability of bidirectional power exchange with the grid. In this context, Vehicle-to-Grid (V2G) systems enable multiple functionalities between EVs and the corresponding aggregator. Thus, reliable, long-range communication capabilities between aggregator and EVs is compulsory. In this paper, wireless channel analysis for aggregator and electrical vehicle communication using Long-Range Wide Area Network (LoRaWAN) technology in V2G is presented, in order to test a low-cost solution with large coverage and reduced power consumption profile. Wireless channel and system-level measurements have been performed in a real urban scenario between EV's charging station in Pamplona (Spain) and a vehicle in motion using LoRaWAN 868 MHz devices. Wireless channel characterization is performed by implementing a full 3D urban scenario model, including elements such as buildings, vehicles, users and urban infrastructure such as lamp posts and benches. By means of in-house developed 3D Ray Launching algorithm with hybrid simulation capabilities, estimations of received power levels, signal to noise ratio and time domain parameters have been obtained, for the complete volume of the scenario under test in dense urban conditions. V2G end to end communication has been validated by implementing an intra-vehicle Controller Area Network-BUS (CAN BUS) data gathering system connected to the vehicle LoRaWAN transceiver and subsequently, to a cloud-based web service. The results show that the accurate deterministic based radio channel analysis enables to optimize the network design of LoRaWAN networks in a vehicular environment, considering inter-vehicular and infrastructure links, enabling scalable, low cost end to end data exchange for the deployment of ancillary V2G services.
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Algoritmo de trazado de rayos en tres dimensiones para la caracterización de entornos interiores
(2009) Esparza Alfaro, Fermín; Falcone Lanas, Francisco; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
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All-metallic ε-near-zero (ENZ) lens based on ultra-narrow hollow rectangular waveguides: experimental results
(IEEE, 2014) Orazbayev, Bakhtiyar; Torres Landívar, Víctor; Pacheco-Peña, Víctor; Falcone Lanas, Francisco; Teniente Vallinas, Jorge; Beruete Díaz, Miguel; Sorolla Ayza, Mario; Navarro Cía, Miguel; Engheta, Nader; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa; Universidad Pública de Navarra / Nafarroako Unibertsitate Publikoa
Here we perform numerical and experimental investigation of plano-concave all-metallic ε-near-zero (ENZ) lens with operational frequency f = 144 GHz. The ENZ lens is achieved by stacking an array of narrow hollow rectangular waveguides working near cut-off frequency. Focusing and radiation properties are numerically analyzed and measured. The enhancement of 5.61 dB and directivity of 17.6 dBi are shown. Good agreement between experimental and numerical results is demonstrated.
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Ampliación de la red TETRA
(2014) Salazar Domerizain, Elena; Falcone Lanas, Francisco; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación
Este proyecto se centra en la ampliación de cobertura de la red TETRA de la Comunidad Foral de Navarra, en concreto en la zona transfronteriza de los Pirineos. Se ha elegido estas zonas, ya que apenas hay cobertura en esta parte de Navarra. Para ello se ha llevado a cabo el estudio de la instalación de tres Estaciones Base: en Larún, Abodi y Belagua. Primero se ha realizado un análisis sobre su situación actual, emplazamiento y elección de parámetros, con ayuda del programa RadioMobile. Para posteriormente poder realizar las pruebas reales de estas y comparar los resultados. Consiguiendo con este crecimiento de cobertura en el territorio, un gran desarrollo en la comunicación de estos equipos de Emergencia y Seguridad, mejorando su coordinación y eficacia ante posibles desastres
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Análisis de comportamiento de Handover 2G - 3G y verificación funcional del modo comprimido
(2007) Quecedo Montoya, Daniel; Falcone Lanas, Francisco; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
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Análisis de la dependencia topológica de una red de sensores ZigBee en relación con el canal de radiopropagación para entornos interiores
(2011) Armendáriz Mateos, Ángel; Falcone Lanas, Francisco; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
Este proyecto fin de carrera se centra en el análisis de la dependencia topológica de una red de sensores ZigBee en relación con el canal de radiopropagación para entornos interiores. Pretende ofrecer tanto nociones básicas de la especificación ZigBee, como un completo estudio radioeléctrico tanto teórico como práctico de un local. Se da a conocer en qué consiste y como operan las redes Zigbee, detallando las principales características de este medio inalámbrico y contrastándolo con otros medios inalámbricos usados en la actualidad. Se presenta la utilidad de este sistema en domótica, apoyado por conceptos teóricos necesarios, una base radioeléctrica de propagación indoor y por último describiendo los modelos empíricos y el trazado de rayos utilizados en el estudio. Para terminar, se presenta el estudio radioeléctrico, comparando resultados teóricos obtenidos empíricamente y con modelo de trazado de rayos con medidas experimentales realizadas en el local. De todo este proceso se obtienen conclusiones interesantes para la posterior implantación de los sistemas.
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Análisis de prestaciones de redes de identificación por radio-frecuencia (RFID) en un entorno interior
(2013) Somovilla Calles, Javier; Falcone Lanas, Francisco; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
El objetivo de este proyecto es analizar las prestaciones de una red que se forma en un entorno cerrado. Una persona formará parte de dicha red, la cual portará etiquetas (tags) pasivas en diferentes partes de su cuerpo (torso y muñeca). Dicha red inalámbrica de comunicación en campo cercano (NFC) está formada por un lector y transponedores o tags pasivos que operan con tecnología RFID (Identificación por radio frecuencia). Por tanto, realizaremos un análisis observando cómo afecta la presencia de una persona como parte de la red a la hora de estudiar la potencia recibida en el tag y su posterior potencia recibida en el lector. Dentro del estudio de esta red NFC, analizaremos la potencia recibida en el tag y en el lector, como disminuye su potencia con su llegada al tag y su vuelta al lector, prescindible ya que se trata del problema general de esta tecnología ya que se trata de etiquetas sin una batería incrustada, por lo tanto la potencia deberá ser alta para que la sensibilidad del lector la pueda captar esta señal de identificación. Se supondrán varios escenarios mediante simulaciones basadas en el método de trazado de rayos y también mediante medidas realizadas in situ recreando dichos escenarios. Se realizará una comparativa entre ambas y se extraerán ciertas conclusiones sobre la fiabilidad del método de trazado de rayos. Todo esto con una finalidad clara, la de extraer el máximo de información posible sobre la amplia casuística realizada, para entender y mejorar la tecnología a la hora de utilizarla en sus aplicaciones reales de identificación tales como identificación de pacientes, mejora y verificación de procesos, localización de instrumental, seguridad; disminución de los tiempos de espera en urgencias; seguimiento y control de prendas; etc.
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Análisis de prestaciones de redes inalámbricas de área personal on-body en un entorno interior
(2013) Rivarés Garasa, Carmen; Falcone Lanas, Francisco; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
El objetivo de este proyecto es analizar las prestaciones de una red que se forma en un entorno cerrado. Una persona formará parte de dicha red, la cual portará la antena transmisora o receptora, dependiendo del caso a estudio. Dicha red inalámbrica de área corporal (WBAN) está formada por sensores que operan con tecnología Zig Bee. Por tanto, realizaremos un análisis observando cómo afecta la presencia de una persona como parte de la red a la hora de estudiar la potencia recibida. Dentro del estudio de esta red de sensores, analizaremos además de la potencia recibida, el PER (Packet Error Ratio) y así se logrará tener una idea más acertada de la calidad del enlace transmisor – receptor de la red, llegando a saber cuántos paquetes se han transmitido y cuántos han llegado satisfactoriamente a la recepción. Se supondrán varios escenarios mediante simulaciones basadas en el método de trazado de rayos y también mediante medidas realizadas in situ recreando dichos escenarios. Se realizará una comparativa entre ambas y se extraerán ciertas conclusiones sobre la fiabilidad del método de trazado de rayos. Todo esto con una finalidad clara, la de extraer el máximo de información posible sobre la amplia casuística realizada, para entender y mejorar la tecnología a la hora de utilizarla en sus aplicaciones reales (monitorización, asistencia sanitaria…).
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Análisis de técnicas y sistemas de localización Indoor en redes inalámbricas
(2010) Guillén Salvador, César; Falcone Lanas, Francisco; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
Los objetivos del proyecto consisten en el estudio de los sistemas de localización indoor y la implementación de los sistemas más versátiles. En una primera parte se realizará un estudio de las diferentes técnicas existentes para la localización. Una vez conocido el estado actual se implementarán los algoritmos de localización más utilizados. El objetivo principal es la realización de una comparación principalmente en cuanto a precisión de los algoritmos implementados. Como ayuda para conseguir dicho objetivo se utilizará un algoritmo de trazado de rayos, que proporcionará medidas simuladas de escenarios reales. En este caso, las medidas de interés serán los valores de potencias y retardos en los diferentes puntos de los escenarios simulados.
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Análisis de una red de sensores en motos
(2014) Martínez González, José Javier; Falcone Lanas, Francisco; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa
Este proyecto se centra en el análisis y comprobación del funcionamiento de una red de sensores con tecnologías inalámbricas como Bluetooth o ZigBee colocada en una moto. El estudio consistirá en analizar el comportamiento del canal radioeléctrico de dicha red, para lo que se realizarán simulaciones deterministas con un software de trazado de rayos, que nos permitirá tanto estudiar la influencia que tiene un piloto en el funcionamiento de la red, así como averiguar la influencia de la frecuencia de trabajo en el funcionamiento de la red, o la mejor colocación para las distintas antenas que se deberán implantar en la moto, permitiendo de este modo a los conductores de diferentes motos recibir información sobre la humedad de la calzada o la velocidad del viento, o incluso comunicarse entre ellos mientras van conduciendo sobre la moto. De este modo se conseguirá extraer conclusiones de gran interés para la posterior implantación de la red de sensores en las motos.
Restricted
Análisis de una red operativa de tercera generación UMTS: control y optimización de Soft/softer hand-over e implicaciones en la ganancia por macrodiversidad
(2006) Blanco Mañú, Francisco Javier; Falcone Lanas, Francisco; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
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Análisis del comportamiento de esquemas de modulación adaptativos en LTE
(2009) Torres Landívar, Víctor; Esparza Alfaro, Fermín; Falcone Lanas, Francisco; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
In this work, the behaviour of several modulation schemes used in 3GPP R8 or Long Term Evolution (LTE) Systems is analyzed. In order to increase the capacity of future mobile networks, high order modulation schemes like 64-QAM are envisaged, which have more stringent Signal-to-Noise restrictions. System simulation results for various modulation schemes regarding Error Vector Magnitude (EVM) values and constellation behaviour are obtained, showing dependence of quality degradation with bit rate, interference ratio and relative constellation position of the symbols. These results, related to constellation behaviour, can aid in the future design of high data rate mobility systems based on LTE.
Restricted
Análisis del comportamiento de esquemas de modulación en redes inalámbricas PLMN y WPAN
(2009) Torres Landívar, Víctor; Falcone Lanas, Francisco; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
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Análisis del comportamiento de redes WLAN 802.11p aplicado a la comunicación de flotas de taxis
(2013) Garate Fernández, Uxue; Falcone Lanas, Francisco; Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales y de Telecomunicación; Telekomunikazio eta Industria Ingeniarien Goi Mailako Eskola Teknikoa; Ingeniería Eléctrica y Electrónica; Ingeniaritza Elektrikoa eta Elektronikoa
El objetivo de este Proyecto Final de Carrera es estudiar la conexión intervehicular y dentro del propio vehículo en entornos abiertos y la influencia que tiene éste en la que la energía radioeléctrica se distribuye en el entorno. Dada la complejidad del entorno exterior se ha realizado un estudio de estimaciones de potencia recibida mediante simulación que puede dar pie a estudios más exhaustivos demostrando la validez del método propuesto de lanzado de rayos.