Medición y caracterización de la propagación en interiores de las bandas milimétricas propuestas para sistemas 5G

Debido al aumento del número de dispositivos que necesitan estar conectado y a la mayor cantidad de datos que es necesario transportar, se ha planificado la implantación de una nueva generación de comunicaciones móviles, conocida como 5G. Uno de los factores más limitantes para las tecnologías de comunicaciones móviles es el uso del espectro radioeléctrico, ya que tiene que ser compartido entre las distintas soluciones actuales y las planificadas para un futuro próximo. El objetivo de este Trabajo Fin de Máster es el estudio y caracterización de los efectos producidos en la propagación de las señales para distintos casos de medición, que se pueden agrupar en: pérdidas de propagación, para situaciones con y sin visión directa (LOS y NLOS respectivamente); caracterización del canal para una configuración de tipo MIMO, con dos antenas transmisoras y dos receptoras y; pérdidas de penetración de materiales, realizando este último estudio para tres puertas de distintos materiales (madera, cristal y metal). Las frecuencias seleccionadas para los estudios son las de 26 y 39 GHz, debido fundamentalmente a que ambas han sido propuestas para ser utilizadas en los sistemas 5G. Las mediciones se han realizado para entornos de interiores de tipo pasillo y laboratorio, ya que el número de experimentos realizados internacionalmente en estas condiciones es reducido. Para la realización de las medidas se ha utilizado un sistema de medición de diseño propio, el cual está compuesto por dos unidades móviles, una utilizada como transmisor y la otra como receptor. En las mediciones se han utilizado antenas de tipo bocina y omnidireccional. El procesado de los datos se ha llevado a cabo en MATLAB, además de empleando el software propio de Keysight Technologies del osciloscopio empleado. En los casos de las pérdidas de propagación y penetración, se han utilizado una serie de modelos de ajuste, que permiten obtener un conjunto de coeficientes que caracterizan el comportamiento de estas pérdidas, comparando posteriormente estos valores con los obtenidos en otros experimentos. Para las medidas de tipo MIMO, se obtiene el número de condición, el cual representa la estabilidad de los distintos canales de transmisión, siendo de interés para una futura estimación de la capacidad del sistema. Los resultados obtenidos, para el caso de las pérdidas de propagación, permiten comprobar la correcta caracterización de algunos modelos teóricos, definir los propios para este proyecto y evaluar diferentes fenómenos, como es la existencia del efecto de guía en las medidas LOS. En el caso de las pérdidas de penetración, también se definen los modelos que caracterizan las pérdidas para cada material. Mediante el estudio de los números de condición obtenidos para el caso MIMO, se pueden definir los entornos con una mayor capacidad ideal en los canales, así como, la variación estadística de estos. En conjunto, los resultados obtenidos permitirán aportar información de interés para el futuro despliegue de los sistemas 5G y la planificación de los diversos servicios que se puedan implementar en los entornos estudiados