The IST METRA Project

This article summarizes the main achievementsof the Multi-Element Transmit andReceive Antennas (METRA) Project, an ISTresearch and technological development project carried out between January 2000 and June 2001 by Universitat Politècnica de Catalunya, the Center for Personkommunikation of Aalborg University, Nokia Networks, Nokia Mobile Phones, and Vodafone Group Research and Development.The main objective of METRA was the performanceevaluation of multi-antenna terminals incombination with adaptive antennas at the basestation in UMTS communication systems. 1 AMIMO channel sounder was developed that providedrealistic multi-antenna channel measurements.Using these measured data, stochasticchannel models were developed and properly validated.These models were also evaluated inorder to estimate their corresponding channelcapacity. Different MIMO configurations andprocessing schemes were developed for both theFDD and TDD modes of UTRA, and their linkperformance was assessed. Performance evaluationwas completed by system simulations thatillustrated the benefits of MIMO configurationsto the network operator. Implementation cost vs.performance improvement was also covered bythe project, including the base station and terminalmanufacturer and network operator viewpoints.Finally, significant standards contributionswere generated by the project and presented to the pertinent 3GPP working groups.

Smart antennas in software radio base stations

The application of adaptive antenna techniques to fixed-architecture base stations has been shown to offer wide-ranging benefits, including interference rejection capabilities or increased coverage and spectral efficiency.Unfortunately, the actual implementation ofthese techniques to mobile communication scenarios has traditionally been set back by two fundamental reasons. On one hand, the lack of flexibility of current transceiver architectures does not allow for the introduction of advanced add-on functionalities. On the other hand, theoften oversimplified models for the spatiotemporal characteristics of the radio communications channel generally give rise toperformance predictions that are, in practice, too optimistic. The advent of software radio architectures represents a big step toward theintroduction of advanced receive/transmitcapabilities. Thanks to their inherent flexibilityand robustness, software radio architecturesare the appropriate enabling technology for theimplementation of array processing techniques.Moreover, given the exponential progression ofcommunication standards in coexistence andtheir constant evolution, software reconfigurabilitywill probably soon become the only costefficientalternative for the transceiverupgrade. This article analyzes the requirementsfor the introduction of software radio techniquesand array processing architectures inmultistandard scenarios. It basically summarizesthe conclusions and results obtained withinthe ACTS project SUNBEAM,1 proposingalgorithms and analyzing the feasibility ofimplementation of innovative and softwarereconfigurablearray processing architectures inmultistandard settings.

Smart antennas: state of the art

Aim of this contribution is to illustrate the state of the art of smart antenna research from several perspectives. The bow is drawn from transmitter issues via channel measurements and modeling, receiver signal processing, network aspects, technological challenges towards first smart antenna applications and current status of standardization. Moreover, some future prospects of different disciplines in smart antenna research are given.

Intrinsic subspace convergence in TDD MIMO communication

In numerical linear algebra, students encounter earlythe iterative power method, which finds eigenvectors of a matrixfrom an arbitrary starting point through repeated normalizationand multiplications by the matrix itself. In practice, more sophisticatedmethods are used nowadays, threatening to make the powermethod a historical and pedagogic footnote. However, in the contextof communication over a time-division duplex (TDD) multipleinputmultiple-output (MIMO) channel, the power method takes aspecial position. It can be viewed as an intrinsic part of the uplinkand downlink communication switching, enabling estimationof the eigenmodes of the channel without extra overhead. Generalizingthe method to vector subspaces, communication in thesubspaces with the best receive and transmit signal-to-noise ratio(SNR) is made possible. In exploring this intrinsic subspace convergence(ISC), we show that several published and new schemes canbe cast into a common framework where all members benefit fromthe ISC.

Hybrid turbo FEC/ARQ systems and distributed space-time coding for cooperative transmission

Cooperative transmission can be seen as a "virtual" MIMO system, where themultiple transmit antennas are in fact implemented distributed by the antennas both at the source and the relay terminal. Depending on the system design, diversity/multiplexing gainsare achievable. This design involves the definition of the type of retransmission (incrementalredundancy, repetition coding), the design of the distributed space-time codes, the errorcorrecting scheme, the operation of the relay (decode&forward or amplify&forward) and thenumber of antennas at each terminal. Proposed schemes are evaluated in different conditionsin combination with forward error correcting codes (FEC), both for linear and near-optimum(sphere decoder) receivers, for its possible implementation in downlink high speed packetservices of cellular networks. Results show the benefits of coded cooperation over directtransmission in terms of increased throughput. It is shown that multiplexing gains areobserved even if the mobile station features a single antenna, provided that cell wide reuse of the relay radio resource is possible.

Andrés Pérez: una vida para el teatro

Si pienso en el teatro, más allá de una definición académica del término, pienso en una fiesta y un evento popular con participación “masiva”, pienso en un ritual, en un espacio sagrado y todo eso está presente en el trabajo de Andrés Pérez. Esta es mi verdad, la que voy a contar en este escrito, una verdad subjetiva sin duda y además una verdad que pasa no solo a través de lo efímero del teatro, sino también pasa por los recuerdos de mis testigos, por su memoria, gracias a las entrevistas que he realizado, a las notas de prensa y a los libros que he leído, la figura de Andrés Pérez ha tomado cuerpo y voz, por ejemplo con los videos que he logrado encontrar donde se hace presente. Otro elemento para mí interesante de la figura de Andrés es la popularidad que tiene en Chile y en Suramérica. Es muy conocido por haber trabajado casi siempre con personajes e historias marginales y por no haberse olvidado nunca de donde venía, llevando así el teatro a lugares pobres, por eso la gente lo ama: es una figura viva en la memoria de la sociedad chilena. La figura de Andrés Pérez, quedó grabada en el imaginario colectivo y se ha convertido en un héroe post dictadura y en plena época de reconciliación ha llegado al éxito. Fue el creador de un teatro masivo y popular, uniendo elementos del circo, magia, mimo, danza, teatro, música…

Impacte visual aeri a Argentona

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. Aquest treball té com a finalitat millorar l'entorn aeri d'Argentona, un poble situat a la comarca del Maresme. Els elements que creen més impacte visual aeri són les antenes en desús i el cablejat no soterrat. S'han buscat propostes per canviar aquesta situació: la retirada de les antenes, aprofitant l'arribada de la TDT, i el soterrament del cablejat aeri. Donat que ambdues accions afectarien al municipi i a la seva població, s'ha considerat necessari incloure una enquesta, per a conèixer l'opinió dels argentonins, i dues entrevistes, a l'alcalde i a l'enginyer municipal, per conèixer la postura oficial.

Diseño de antenas UHF para aplicaciones RFID

Aquest projecte es basa en l'estudi, disseny i avaluació d'antenes per a aplicacions RFID a la banda UHF. Les etiquetes RFID estan compostes per un xip i una antena que han de presentar una bona adaptació per a aconseguir màxima transferència de potència. Els dos objectius principals en els diferents fases de disseny de cada antena han estat optimitzar les seves dimensions, i incrementar l'ample de banda.

Anàlisi de radiació en vaixells i disseny d'una antena en la banda d'HF

El projecte està dividit en dues parts, per una banda l’anàlisi de radiació en vaixells i per altra banda el disseny d’una antena en la banda d’ HF. La primera part s’inicia amb un estudi de l’escenari marítim a nivell de comunicacions, vaixells i antenes i, a continuació, s’estudia el camp proper sobre les superfícies del vaixell per al posicionament d’antenes amb el màxim aïllament. La segona part tracta el disseny d’una antena en HF a 6 MHz partint d’una antena tipus ranura, de baix perfil. Per validar el seu funcionament es construeix i mesura un prototipus en la banda d’UHF (2 GHz).

Agrupación de antenas microstrip para un receptor SAR biestático

El objetivo de este proyecto es el diseño de las antenas para el receptor de un radar de apertura sintética biestáticos (SAR). Estas antenas tendrán que maximizar la ganancia con la restricción de maximizar también el campo de visión del radar. Esto quiere decir, que la antena tendrá que tener un ancho de banda relativamente grande en uno de sus planos principales y relativamente estrecho en el otro plano. Con el propósito de diseñar una agrupación de antenas para un receptor SAR biestático, en este documento se analiza la tecnología microstrip orientada a las antenas y la teoría de las agrupaciones de antenas, se diseñan antenas de doble polarización, se estudian agrupaciones de antenas microstrip que cumplan con las especificaciones, se presentan redes de alimentaciones para dichas agrupaciones y se fabrica y mide una agrupación de antenas con doble polarización.

Control of optical fields and single photon emitters by advanced nanoantenna structures

The control of optical fields on the nanometre scale is becoming an increasingly important tool in many fields, ranging from channelling light delivery in photovoltaics and light emitting diodes to increasing the sensitivity of chemical sensors to single molecule levels. The ability to design and manipulate light fields with specific frequency and space characteristics is explored in this project. We present an alternative realisation of Extraordinary Optical Transmission (EOT) that requires only a single aperture and a coupled waveguide. We show how this waveguide-resonant EOT improves the transmissivity of single apertures. An important technique in imaging is Near-Field Scanning Optical Microscopy (NSOM); we show how waveguide-resonant EOT and the novel probe design assist in improving the efficiency of NSOM probes by two orders of magnitude, and allow the imaging of single molecules with an optical resolution of as good as 50 nm. We show how optical antennas are fabricated into the apex of sharp tips and can be used in a near-field configuration.

Caracterización de materiales en banda W

Para medir los coeficientes de transmisión y reflexión, S21 y S11, de diferentes materiales o muestras planas, se usa un sistema de toma de medidas en espacio libre operando banda W (75 – 110 GHz). Usando estos parámetros, S21 y S11, podemos calcular la permitividad dieléctrica relativa compleja (Er ) y la permeabilidad magnética relativa compleja (μr) mediante un proceso llamado NRW (Nicolson-Ross-Weir). El sistema para medir consiste en dos antenas de bocina, una transmisora y otra receptora, dos espejos con los que obtenemos una onda plana para medir las propiedades del material y un ordenador o dispositivo que calcula los resultados. Este dispositivo requiere de calibración para la obtención de resultados óptimos. Dicho sistema se puede simular de manera ideal con un software llamado ADS (Assistance Design System) para el estudio y comparación de grosores, permitividades dieléctricas relativas y permeabilidades magnéticas relativas de los materiales en función de la frecuencia.

Metodologia per a la generació de consens social en el desplegament d'infraestructures de telefonia mòbil

Aquest document de treball es centra específicament en el desenvolupament de la infraestructura de telefonia mòbil a Catalunya com a exemple de tecnologia amb profundes implicacions socials. Esdevé un intent inicial de definir les principals línies de recerca en aquest tema. El projecte que el sosté és emmarcat en el programa de recerca Negrisc, centrat a examinar la negociació del risc en les tecnologies de la informació i de la comunicació. Parteix d'una aproximació que reconeix la natura multidisciplinària del risc i que, per tant, exigeix una aproximació interdisciplinària al seu estudi i a la gestió subsegüent. Aquesta perspectiva emfatitza la necessitat d'integrar els punts de vista dels diferents stakeholders, incloent-hi el públic, en la gestió d'una tecnologia socialment controvertida. Aquest és un pas necessari per a permetre la generació d'algun tipus de consens en el cas del desenvolupament de la infraestructura de telefonia mòbil a Catalunya.

Dipolo impreso para aplicaciones Wi-fi y caracterización de la ganancia por medio de la celda TEM

Este trabajo recoge el estudio, diseño, fabricación y análisis de dos dipolos de media onda para aplicaciones Wi-fi, con objeto de caracterizar sus respectivas ganancias mediante el uso de dos sistemas de medida distintos, el primero basado en el análisis del balance de enlace entre antenas mediante un analizador de redes y el segundo mediante una celda TEM. Para obtener un correcto funcionamiento de los dipolos, resulta de vital importancia conseguir un buen ajuste de las dimensiones de los mismos durante el desarrollo práctico del proyecto, consiguiendo una máxima transferencia de potencia y un ancho de banda suficientemente amplio para asegurar que las antenas presenten una buena adaptación en la banda de los 2.4 GHz – 2.5 GHz.

Análisis y diseño de antenas dipolo y parche para aplicaciones implantadas en el cuerpo humano

En els darrers anys, els sistemes de telemetria per a aplicacions mèdiques han crescut significativament en el diagnòstic i en la monitorització de, per exemple, la glucosa, la pressió de la sang, la temperatura, el ritme cardíac... Els dispositius implantats amplien les aplicacions en medicina i incorpora una millora de qualitat de vida per a l’usuari. Per aquest motiu, en aquest projecte s’estudien dues de les antenes més comuns, com son l’antena dipol i el patch, aquesta última és especialment utilitzada en aplicacions implantades. En l’anàlisi d’aquestes antenes s’han parametritzat característiques relacionades amb l’entorn de l’aplicació, així com també de la pròpia antena, explicant el comportament que, a diferencia amb l’espai lliure, les antenes presenten a canvis d’aquests paràmetres. Al mateix temps, s’ha implementat una configuració per a la mesura d’antenes implantades basat en el model del cos humà d’una capa. Comparant amb els resultats de les simulacions realitzades mitjançant el software FEKO, s’ha obtingut gran correspondència en la mesura empírica d’adaptació i de guany de les antenes microstrip. Gràcies a l’anàlisi paramètric, aquest projecte també presenta diversos dissenys de les antenes optimitzant el guany realitzable amb l’objectiu d’aconseguir la millor comunicació possible amb el dispositiu extern o estació base.