The cross layer RMPA handover: a reliable mobility pattern aware handover strategy for broadband wireless communication in a high-speed railway domain

Enhancing the handover process in broadband wireless communication deployment has traditionally motivated many research initiatives. In a high-speed railway domain, the challenge is even greater. Owing to the long distances covered, the mobile node gets involved in a compulsory sequence of handover processes. Consequently, poor performance during the execution of these handover processes significantly degrades the global end-to-end performance. This article proposes a new handover strategy for the railway domain: the RMPA handover, a Reliable Mobility Pattern Aware IEEE 802.16 handover strategy "customized" for a high-speed mobility scenario. The stringent high mobility feature is balanced with three other positive features in a high-speed context: mobility pattern awareness, different sources for location discovery techniques, and a previously known traffic data profile. To the best of the authors' knowledge, there is no IEEE 802.16 handover scheme that simultaneously covers the optimization of the handover process itself and the efficient timing of the handover process. Our strategy covers both areas of research while providing a cost-effective and standards-based solution. To schedule the handover process efficiently, the RMPA strategy makes use of a context aware handover policy; that is, a handover policy based on the mobile node mobility pattern, the time required to perform the handover, the neighboring network conditions, the data traffic profile, the received power signal, and current location and speed information of the train. Our proposal merges all these variables in a cross layer interaction in the handover policy engine. It also enhances the handover process itself by establishing the values for the set of handover configuration parameters and mechanisms of the handover process. RMPA is a cost-effective strategy because compatibility with standards-based equipment is guaranteed. The major contributions of the RMPA handover are in areas that have been left open to the handover designer's discretion. Our simulation analysis validates the RMPA handover decision rules and design choices. Our results supporting a high-demand video application in the uplink stream show a significant improvement in the end-to-end quality of service parameters, including end-to-end delay (22%) and jitter (80%), when compared with a policy based on signal-to-noise-ratio information.

Diseño de un array de antenas en tecnología microstrip

[ES]Este trabajo de fin de grado trata sobre el diseño de un array de antenas en tecnología microstrip para ser utilizado en la banda de 5 GHz del estándar de tecnologías inalámbricas IEEE 802.11a. Se buscará aplicar la teoría de arrays para conseguir la mayor ganancia posible, pero al mismo tiempo tratando de obtener un gran ancho de banda para que la antena sea óptima dentro de la mayor parte posible de la banda especificada. El proyecto partirá de un único parche microstrip para posteriormente ir evolucionando el diseño hasta llegar a un array de 2x2 elementos. Al primer diseño se le irán añadiendo progresivamente todos los componentes necesarios (red de adaptación, desfasadores, mayor número de parches, etc.) para poder ir estudiando las simulaciones a la vez que el diseño progresa. Todos los diseños se realizarán con el software ADS (Advanced Design System) de la compañía Agilent Technologies. Finalmente se fabricará el array diseñado y se medirá para contrastarlo con las simulaciones.

Diseño de antenas array para comunicación entre vehículos.

[ES]El objetivo final del trabajo fin de grado, que se expone en este documento, trata sobre el diseño de un array de antena de microstrip, con la intención de que se utilice para aplicaciones de comunicación entre vehículos que trabajen en la banda de los 5 GHz, bajo el estándar ITS-G5/IEEE 802.11p, además de su fabricación y medición posterior para poder compararlos con las simulaciones. Se buscará que la ganancia de la antena sea la máxima posible pero tratando de conseguir a su vez el mayor ancho de banda dentro del rango de frecuencias requerido. Para el diseño se partirá de un único parche y se le irán añadiendo los demás componentes progresivamente (reflectores, desfasadores, mayor número de parches, transformadores λ/4, etc.) y se irán estudiando sus simulaciones. Todas estas simulaciones se realizarán con el programa HFSS.