Hacia TETRA Release 2

Posted by barbagris | Posted in | Posted on 14:39

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Aunque la versión TETRA Release 1 (Voz + Datos) ya proporciona una gran variedad de servicios, los recientes progresos imponen la necesidad de evolucionar y mejorar la tecnología actual para satisfacer los requerimientos de los usuarios. Del mismo modo que GSM ha evolucionado a GPRS, EDGE y UMTS/3G, TETRA también necesita evolucionar.

Ya desde 1999, los grupos de trabajo formados tanto por los usuarios como por los suministradores de los equipos en el Comité de TETRA (TC, Tetra Committee) y en la TETRA Association, identificaron las necesidades de evolución de TETRA en varios aspectos, que acabaron plasmándose en los siguientes servicios y funcionalidades estandarizadas a finales de 2005 como parte de TETRA Release 2:

  • Extensión de cobertura del modo de operación troncal (Trunked Mode Operation -TMO- Range Extension).
  • Codec de voz AMR (Adaptive Multiple Rate).
  • Codec de voz MELPe (Mixed Excitation Liner Predictive, enhanced).
  • Servicio de datos TETRA mejorado (TETRA Enhanced Data Service -TEDS-).

Extensión de cobertura del modo de operación troncal (TMO)

La capacidad para operar con TETRA a distancias superiores a 58 km (limitada por la estructura TDMA de TETRA) se requirió por varias organizaciones de usuarios, para posibilitar comunicaciones eficientes Aire-Tierra-Aire (AGA, Air-Ground-Air) mientras se opera en la red principal TMO (modo de operación troncal). Modificando las ráfagas ascendente y descendente, así como los tiempos de guarda, la cobertura de TETRA en modo TMO puede extenderse hasta los 83 km para aplicaciones AGA. Nótese que en el modo de operación directo (DMO, Direct Mode of Operation) no existe ninguna limitación de cobertura debida al TDMA, ya que la sincronización se realiza al comienzo de cada transmisión.

Codec de voz AMR

El codec AMR (Adaptive Multiple Rate), operando en el modo de 4,75 kbps, se ha seleccionado para posibles aplicaciones futuras de TETRA. No obstante, la adecuación del estándar de interfaz aéreo para utilizar el codec AMR se suspendió en el Comité de TETRA hasta que se identifiquen suficientes oportunidades de mercado.

Codec de voz MELPe

El codec de voz MELPe (Mixed Excitation Liner Predictive, enhanced), definido en el estándar de la OTAN STANAG 4591, fue seleccionado por esta organización debido a su reducida tasa de bits (2400 bps), su elevada inmunidad al ruido de fondo y su aceptable calidad de voz. Debido a que TETRA puede ser una tecnología adecuada para determinadas aplicaciones militares, el Comité de TETRA realizó un estudio de viabilidad para evaluar la posible utilización de este codec en las nuevas versiones de TETRA. Los resultados de este estudio arrojaron los siguientes beneficios potenciales:

  • Interoperabilidad con sistemas gubernamentales.
  • Supresión del ruido de fondo.
  • Mejora de la cobertura radio al poderse utilizar los bits sobrantes para mayor profundidad de FEC.
  • Simultaneidad de voz y datos utilizando los bits sobrantes para datos.

No obstante, la forma en la que el codec MELPe se implementaría en TETRA, causaría un incremento del retardo de la voz extremo a extremo, algo que ha de tenerse en cuenta además de los posibles beneficios mencionados. El Comité de TETRA será el encargado de decidir si se incluye o no a este codec en el estándar TETRA.

Servicio de datos TETRA mejorado (TEDS)

El servicio de datos TETRA mejorado (TETRA Enhanced Data Service, TEDS) es un nuevo servicio de datos de alta velocidad que utiliza diferentes anchos de banda de radiofrecuencia y tasas de datos. El servicio TEDS es completamente compatible con TETRA Release 1, lo que facilita los procesos de migración. Se ha optimizado para realizar un uso eficiente de las bandas de radiofrecuencia por parte de todas las aplicaciones de los diferentes segmentos del mercado.

Los anchos de banda de RF soportados por TEDS son de 25 kHz, 50 kHz, 100 kHz y 150 kHz.

Los esquemas de modulación soportados por TEDS son:

  • Pi/4 DQPSK para el canal de control común entre TETRA voz+datos y TEDS (15,6 kbps).
  • Pi/8 D8PSK para fases iniciales de la migración que requieran un incremento moderado de velocidad (24,3 kbps).
  • 4 QAM para el establecimiento de enlaces eficientes al límite de la cobertura (entre 11 y 90 kbps).
  • 16 QAM para velocidades moderadas (entre 22 y 179 kbps).
  • 64 QAM para velocidades altas (entre 33 y 269 kbps).

En cada caso, las tasas más altas, calculadas para canales de 4 timeslots, se consiguen con los canales de RF de mayor ancho de banda.

Mediante la selección adaptativa de los esquemas de modulación, los anchos de banda de RF y la codificación acorde a las condiciones de propagación, se pueden esperar tasas de datos de entre 10 y 500 kbps desde el punto de vista del usuario. Para facilitar la migración a TEDS, se han respetado al máximo las características de la pila de protocolos TETRA y de la estructura TDMA. TEDS también permite el uso de hasta 8 aplicaciones multimedia y la negociación de varios parámetros de calidades de servicio (QoS) para aplicaciones de datos que requieran tiempo real, como voz digital, vídeo y telemetría: velocidad de datos, retardo, prioridad y fiabilidad. Para el despliegue de TEDS se podrán utilizar así mismo las celdas sectorizadas ya existentes.

Un punto a tener en cuenta es que la saturación actual del espectro de RF en el que trabaja TETRA hará que el despliegue de canales de 150 kHz sea lento y que inicialmente con toda probabilidad el servicio se limite a canales de 50 kHz.

Científicos estadounidenses crean una red mundial de “cazaterremotos”

Posted by barbagris | Posted in | Posted on 14:09

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Los recientes terremotos de Haití, Chile y China han causado miles de víctimas e inmensos daños materiales pero estas tragedias podrán en breve por lo menos reducirse con algo tan simple como un ordenador portátil. Este es el objetivo de Elizabeth Cochran, investigadora de la Universidad de California en Riverside, que junto al profesor Jesse Fisher Lawrence de la Universidad de Stanford y otros sismólogos ha creado un original sistema para medir movimientos sísmicos utilizando ordenadores normales y corrientes.

Para detectar terremotos, los sismólogos entierran complejos equipos de medición en el suelo, un proceso muy caro y complicado.

Cochran y sus colegas han utilizado acelerómetros, unos pequeños dispositivos que se encuentran en numerosos aparatos electrónicos y que permiten, por ejemplo, que la imagen en la pantalla del iPhone gira cuando damos la vuelta al aparato o que el mando de la Wii nos permita simular una partida de bolos o un juego de tenis.

Los acelerómetros son también componentes frecuentes en muchos ordenadores portátiles y su función es, precisamente, detectar movimientos bruscos y reducir daños si el aparato cae por ejemplo al suelo.

Gracias a la ayuda de más de mil voluntarios de todo el mundo que han ofrecido su colaboración y sus computadoras, Cochran y sus colegas han creado lo que llaman “Quake-Catcher Network”, algo así como “red de cazaterremotos” y están recabando importante información sobre los movimientos sísmicos que cada día se producen en el planeta.

“La red está suministrando datos adicionales para las redes sísmicas”, dijo Cochran. “Además, nos permite almacenar información sobre terremotos a una escala que nunca se había producido antes debido al alto coste de los equipos”, añadió.

Mientras que los sensores sísmicos tradicionales cuestan entre 5.000 y 10.000 dólares cada uno, los sensores para portátiles son gratis y los usuarios de ordenadores de sobremesa pueden incluso incorporarse al programa comprando un acelerómetro para integrar vía puerto USB por sólo 50 dólares.

Después, los usuarios sólo tienen que descargar un programa de software y su ordenador transmitirá información automáticamente a los investigadores en caso que su produzca un temblor de tierra de más de 4.0 grados.

La existencia de miles de sensores evita además que se produzcan “falsos positivos”. Si un ordenador cae o es golpeado accidentalmente, la red recibirá la señal pero no lo interpretará como un temblor de tierra, pero si las señales vienen de varias computadoras en la misma zona, los científicos pueden saber que se trata de un terremoto real.

La red carece todavía de la dimensión suficiente como para permitir detectar temblores con antelación basándose en las ondas suaves que suelen preceder a un gran movimiento sísmico, pero sus responsables creen que esto será posible algún día, suministrando a residentes de las zonas afectadas al menos unos valiosos segundos para ponerse a salvo.

Jesse Fisher Lawrence, investigador de la Universidad de Standford, dijo a EFE que la red tiene ya sensores en 67 países, entre ellos España y varios países latinoamericanos como México, Colombia, Bolivia, Ecuador y Chile.

“Recientemente colocamos 100 nuevos acelerómetros en Chile entre las ciudades de Concepción y Santiago para medir réplicas tras el terremoto de 8,8 grados que asoló esta región en febrero”, dijo Lawrence. “Estamos interesados en tener sensores en todos los sitios donde suele haber temblores, incluyendo muchos países de Centro y Sudamérica”, añadió.

Lawrence reconoce que el programa aún no es perfecto y que sus sensores son menos sensibles que los tradicionales, pero la posibilidad de disponer de una extensa red hace que su potencial sea muy superior.

“Incrementamos la exactitud de la red teniendo más sensores de que es posible con la tecnología tradicional”, dijo. “La tecnología de sensores y ciberinfraestructura están avanzando rápidamente, haciendo esta red cada vez mejor”.

Investigadores de la UPV desarrollan un nuevo sistema para mejorar la estimación del riesgo de incendios

Posted by barbagris | Posted in | Posted on 22:33

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Un equipo de investigadores la ETS de Ingenieros de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Valencia y la empresa Balmart ha desarrollado un sistema inalámbrico de sensado y monitorización de parámetros medioambientales que pretende ser utilizado en la
restauración forestal y en el análisis del riesgo de incendios forestales, según informó la institución académica en un comunicado.

El sistema permite realizar una caracterización del terreno, describiendo la humedad y temperatura de los diversos tipos de suelos y formaciones vegetales del entorno. Se trata de la mayor red de sensorización piloto europea, según la misma fuente. Desarrollado con el apoyo de la Cátedra Telefónica UPV, actualmente se está validando en el Pico del Remedio (Chelva), donde ha sido implementado por la empresa Balmart, a partir de un contrato entre la propia compañía y la Conselleria de Medio Ambiente, Agua, Urbanismo y Vivienda.

El sistema se basa en una red de sensores de “ultra bajo” consumo interconectados entre sí y permite monitorizar la humedad y temperatura ambiente a dos alturas, es decir a 1,5 ó 2 metros de altura y a ras de suelo, así como la humedad en las capas superficiales del suelo, facilitando información sobre la humedad de los suelos y de los combustibles forestales muertos.


El proyecto de instalación de este sistema se ha llevado a cabo en dos fases. En la última de ellas, que concluyó la semana pasada, se han instalado nuevos nodos sensores autoalimentados con un panel solar integrado, que además se caracterizan por ser equipos de largo alcance de transmisión, con una cobertura de unos 500 metros. El sistema incluye también una estación meteorológica para medición de condiciones meteorológicas: anemómetro, pluviómetro, veleta.

Gestión de la información.


El investigador de la ETSIT y socio promotor de Balmart, Francisco Ballester, apuntó que en esta segunda fase, la Conselleria de Medio Ambiente, Agua, Urbanismo y Vivienda se hará cargo de la gestión de la información captada por la red de sensorización inalámbrica. “Es decir, incorporará la información telemedida en su aplicación o sistema centralizado de información y seguimiento del riego de incendios”, apuntó. Según explican desde la empresa BALMART, la red recibe datos cuatro veces al día de los nodos instalados en el monte. “Cada sensor muestrea la temperatura y humedad ambiental y un porcentaje del 90% de los nodos ofrece también temperatura y humedad enterradas”, apuntó.

La información es enviada a la aplicación de gestión Web del servidor central para su actualización cuatro veces al día. En concreto, el sistema envía alarmas inmediatas cuando detecta un exceso de temperatura y/o humedad. Estas alarmas se muestran en la aplicación de gestión Web y pueden ser enviadas con mensaje SMS o correo electrónico a las direcciones y teléfonos de emergencias pre-programados, como pueden ser patrullas forestales, Centros de control y vigilancia, entre otras.

“La aplicación remota en servidor se encarga de comparar las temperaturas recibidas por cada nodo y generar un mapa térmico del terreno, enviando alertas si superan los gradientes máximos establecidos”, señaló Ballester.

Entre sus posibles aplicaciones, el sistema puede emplearse también en la agricultura, ya que su uso permitiría un ahorro en la cantidad de agua utilizada para el riego de los campos. En este caso, la actualización de la información se realiza cada cinco minutos para controlar al máximo las necesidades de riego de los cultivos en tiempo real.