SICOMORO

 
Hoy en día, una acción eficiente en situaciones de emergencia requiere la coordinación de varios grupos de personas desplegadas en áreas grandes, donde los sistemas de comunicaciones tradicionales no podrían funcionar o no podrían proporcionar capacidades suficientes para llevar a cabo la misión. Se requieren nuevos desarrollos para apoyar estas actividades y coordinar las diferentes acciones.

La hipótesis de partida es:

     - Las nuevas aplicaciones (video, imágenes y datos de alta velocidad) para entornos de emergencia de control y administración requieren un mayor ancho de banda y, por lo tanto, nuevos sistemas de comunicación.

    - Estas aplicaciones de ancho de banda son de interés en los diferentes entornos de situaciones de emergencia como desastres naturales (terremotos, inundaciones, incendios forestales), ataques terroristas o situaciones de un gran flujo de personas desplazadas en situaciones de guerra (misiones humanitarias y campos de refugiados).

     - El desarrollo de estos nuevos sistemas de comunicación requiere el uso de nuevas bandas de frecuencia, con nuevos diseños de:

Subsistemas de comunicación como antenas y sistemas de RF.

Problemas de propagación relacionados con las nuevas bandas de frecuencia.

     - Según el entorno de emergencia, aparecen nuevos elementos de comunicación como UAV, helicópteros, satélites, HUB. Existen problemas tecnológicos específicos en el diseño de antenas y en los estudios de propagación de acuerdo con el elemento de comunicación anterior y los enlaces con otros elementos.

Existe una falta en el estudio de estos canales de radio específicos, como el enlace móvil a satélite bajo el efecto de las palas del rotor del helicóptero o la conexión de tierra a helicóptero en entornos de vegetación.

     - La distribución espacial del índice de refracción troposférica determina las trayectorias de propagación de microondas, la cobertura del sistema y la interferencia entre sistemas. Los datos del radar meteorológico basados en la Tierra pueden proporcionar estimaciones de la distribución espacial del índice de refracción.

El grupo de investigación de UPM tiene una amplia experiencia en estudios de sistemas, diseño, prototipos y mediciones de antenas, y también en el estudio de la propagación en las bandas de frecuencias involucradas en esta propuesta.

Este grupo de investigación ha participado en convocatorias anteriores del Plan Nacional como MAIN y CROCANTE en las cuales se desarrollaron antenas especiales, como antenas inteligentes para sistemas celulares, o una antena TX y RX activa y multihaz para estaciones terrenales para enlazar a un satélite.

Las personas del grupo de investigación han participado de forma activa en la web "Antenna Center of Excellence" del VI Frame Programme de la Unión Europea, donde se analizaron las posibilidades de nuevas antenas para diferentes aplicaciones.

Por otro lado, las personas de este grupo de investigación participan en CENIT y en proyectos PROMETEO. En este proyecto, se están estudiando los problemas de las situaciones de emergencia debido a incendios forestales, principalmente enfocados en las comunicaciones por satélite. Otros miembros del grupo de investigación tienen una amplia experiencia en el desarrollo de sistemas de telecomunicaciones para la cooperación al desarrollo y la ayuda humanitaria. Los miembros del grupo han participado en los proyectos europeos STAR y MOCCA, donde se estudiaron los nuevos sistemas de comunicación aeronáutica y los nuevos sistemas móviles e inalámbricos, abordando especialmente las aplicaciones para los países en desarrollo. Además, los miembros del grupo de investigación han participado en proyectos de colaboración con CNES (como SATM), donde se estudió la aplicación de sistemas UMTS en comunicaciones por satélite.

Los miembros de este grupo de investigación unen los proyectos COST en el modelado y la simulación de redes de comunicación (256 y 285) y también en el área del subsistema de antenas.

Otro objetivo del proyecto es el desarrollo de modelos de canales de radio para los diferentes enlaces del sistema SICOMORO. Estos modelos son necesarios para evaluar las opciones de diseño y adoptar soluciones que mitiguen las deficiencias del canal.

El desarrollo del modelo de radio de banda ancha de enlace por satélite a helicóptero representa un desafío importante. En la parte superior de las degradaciones de la ionósfera y la troposfera, la presencia de las palas del rotor producirá deficiencias graves tales como oscurecimiento, desvanecimiento, propagación por trayectos múltiples y retraso, desplazamiento Doppler, etc. en el enlace de radio. Este problema, diferente del cálculo de la sección transversal del radar de un helicóptero, ha sido escasamente estudiado. Podemos citar solo un análisis de un sistema de banda estrecha de satélite a helicóptero y el proyecto de investigación "Modelado de canales electromagnéticos y de radio de modulación de rotor en sistemas SATCOM de helicópteros", actualmente en desarrollo por el Prof. C.A. Balanis en la Universidad Estatal de Arizona.

Otro enlace complejo será desde unidades aéreas (helicópteros o UAV) hasta unidades terrestres. Dependiendo de la situación específica, (es decir, regiones montañosas), estas unidades de antenas no estarán necesariamente en una posición dominante sobre las unidades terrestres. Ambos extremos del enlace serán móviles y podrían haber múltiples obstáculos entre ellos, lo que generaría serios problemas de comunicación.

En las situaciones descritas, donde pueden encontrarse diferentes topologías de ruta y quizás coexistan diferentes sistemas de comunicación de diferentes organizaciones, se requerirá un seguimiento de las condiciones de propagación temporal para evitar apagones de un sistema debido al aumento de los niveles de interferencia de otros. Los trayectos de propagación de radio a satélites de baja elevación o sobre el mar pueden verse gravemente afectados por la refracción troposférica anómala que conduce a trayectos múltiples y a conductos. También se debe considerar la atenuación debida a la lluvia u otros hidrometeoros. La estimación en tiempo real de estas condiciones permitirá la reconfiguración de los sistemas para evitar la pérdida de cobertura / recepción. Los radares meteorológicos basados en la Tierra son la principal necesidad de condiciones climáticas extremas a corto plazo que pueden empeorar las condiciones en áreas de emergencia. Su uso en condiciones de cielo despejado para estimar los datos de propagación de radio troposférica es un tema novedoso.

El grupo de la Universidad de Vigo tiene una amplia experiencia en el conocimiento necesario para continuar el estudio de los enlaces de radio y modelado de canales cubiertos en este proyecto. Los temas de investigación relacionados como modelado electromagnético de alta frecuencia, desarrollo de sistemas de medición de canal de banda ancha en ondas de radio y milímetro, análisis de resultados, estudio de técnicas de diversidad para mitigar las deficiencias de propagación de radio, análisis teóricos y experimentales de propagación dispersiva, etc. constituyen el núcleo de los CV de los investigadores, como se puede ver en su lista de proyectos financiados y publicaciones.