DATOS DEL INVESTIGADOR PRINCIPAL
Nombre	Ricardo César Gómez Vargas
Nombre del perfíl	Disciplinar - Grupos de investigación
Grupo de investigación	FICB-IUPG
Línea de investigación	Linea De Comunicaciones Y Seguridad
Equipo del proyecto	Ricardo Gómez Líder Monica Espinosa Investigador Por definir Selecionar... Por definir Selecionar... Selecionar...
TÍTULO DEL PROYECTO	Generación y prueba de rutinas de transición en sistemas de Radio Definida por Software (SDR)
PALABRAS CLAVE	Software defined Radio (SDR), Radio Cognitiva, Re usó espectral, Protocolos de enrutamiento.
OBJETIVOS DEL PROYECTO	Objetivo General: • Implementar y analizar rutinas de transmisión haciendo uso de radios definidos por software (SDR ). Objetivos Específicos: • Modelar e implementar transmisores y receptores utilizando radios definidos por software. • Generar rutinas para el cambio de esquema de transmisión en sistemas de transmisión de datos, con sistemas SDR, basadas en indicadores de calidad del servicio. • Analizar la influencia en el desempeño de una red que hace uso de radios definidos por software. • Comparar el desempeño de un sistema de transmisión tradicional con un sistema que haga uso de SDR.
PERTINENCIA ESPISTEMOLÓGICA DEL PROYECTO	El avance latente en tecnologías de comunicaciones, el número creciente de usuarios, el aumento en el ancho de banda requerido para la implementación de aplicaciones, son factores que han impulsado el desarrollo y actualización de las tecnologías en los sistemas de telecomunicación. Estos cambios se presentan en diferentes niveles del modelo de comunicación, cambios en el manejo lógico de la información, en la manipulación de la señal a transmitir y en el uso de los medios de transmisión, se reportan cada que una nueva técnica de telecomunicación aparece. Tanto los operadores de servicios como los usuarios deben actualizar los equipos que utilizan para hacer uso de los avances generados, acarreando costos significativos (en algunos casos, implementación de una nueva red de transmisión) e incrementando los problemas medio ambientales generados por las telecomunicaciones. Adicionalmente, los sistemas de transmisión inalámbrica poseen limitaciones importantes en el ancho de banda utilizado, debido al aumento de servicios presentes en el espectro radioeléctrico y el número de usuarios, los anchos de banda de un sistema son inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre el transmisor y receptor, situación por la cual el área de cubrimiento de los radios (equipos de radio) es de vital importancia. En respuesta a los anteriores problemas aparece la radio cognitiva, aplicación que pretende la conmutación de los servicios de telecomunicaciones utilizando “la mejor” opción disponible, en función de la calidad de la comunicación establecida, es decir que si se detecta un canal con mejores posibilidades de transmisión hace uso de él, efectuando los cambios en tratamiento de la señal de información a transmitir. Una parte fundamental de este modelo implica realizar cambios en función de la frecuencia y la modulación del esquema utilizado, el principal requerimiento de este sistema está dado por el uso de un único módulo de transmisión o recepción, con el fin de suplir este limitante se han diseñado esquemas de transmisión y manipulación de señal, que poseen un módulo de transmisión adaptable a un gran número de señales y frecuencias y un módulo de procesamiento digital de señal que alimenta el anteriormente mencionado. Estos moduladores/transmisores son denominados radios definidos por software. La finalidad de este proyecto es la implementación de esquemas de radio definida por software, la construcción de rutinas que permitan la elección y cambio de esquema de modulación y frecuencia de operación de un sistema de transmisión en función de parámetros de calidad de la comunicación, como relación señal a ruido, ancho de banda disponible, número de errores, entre otros.
RELEVANCIA DEL PROYECTO PARA LA INSTITUCIÓN Y PARA LOS BENEFICIARIOS DEL PROYECTO	Este proyecto pretende adelantar una investigación aplicada en temáticas de implementación actuales en el mundo de las telecomunicaciones, SDR es una tecnología en implementación en países avanzados tecnológicamente hablando, sin embargo marca tendencia en el desarrollo de sistemas de transmisión de últimas generaciones. Lo anterior se puede ver reflejado en la Institución en: Desarrollo de un laboratorio de aplicaciones de SDR, que permita a los estudiantes del programa conocer y manipular esquemas de transmisión que seguramente encontraran durante su vida laboral. Los equipos que se solicitan en el proyecto, harán parte de futuras iniciativas de investigación y de los laboratorios especializados de la Facultad. Avances hacia el desarrollo de aplicativos en radio cognitiva, la experiencia que adquiera la Facultad en este proyecto puede ser utilizada en la construcción de futuras iniciativas de investigación que deriven en el uso de los sistemas de radio definido pos software como base y generen aplicaciones en sistemas de radio cognitiva. Generación de relaciones en investigación con otras instituciones universitarias (Universidad Santo Tomás, para este proyecto), las cuales poseen infraestructura que podría ser útil en los propósitos de investigación del Politécnico Grancolombiano. Participación futura en convocatorias de investigación y desarrollo, siendo el tema del presente proyecto un tema en desarrollo e implementación, la experiencia que el grupo de investigación adquiera en el tema, le permitirá participar en futuras convocatorias externas con mayor propiedad y posibilidades de éxito.
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN	La propuesta busca el diseño e implementación de rutinas útiles en el cambio de frecuencias y esquemas de modulaciones en comunicaciones digitales inalámbricas, los retos del proyecto implican el uso adecuado de equipos de SDR, la construcción de parámetros que soporten la decisión de cambiar de esquema, la generación y prueba de un algoritmo de decisión, la implementación del sistema y validación del sistema. Vale la pena resaltar que todo lo anteriormente mencionado no debe afectar el normal funcionamiento de la red de datos intervenida, finalmente el uso de un sistema de transmisión basado en SDR o uno convencional debe ser transparente al usuario La rutina de decisión a implementar puede basarse en aplicaciones de algoritmos estáticos o algoritmos recurrentes, generados a partir del, uso de teoría de juegos o algoritmos genéticos.
METODOLOGÍA	Se presentan las siguientes etapas para el desarrollo del proyecto: Análisis de requerimientos y posibilidades de la aplicación, en esta etapa se definen las funciones que debe cumplir el sistema de transmisión y los limitantes que provienen del hardware a utilizar. Construcción de un marco referencial, Donde se revisarán esquemas existentes (Transmisión y modulación), especificando su facilidad de implementación y posibles aportes al desarrollo del trabajo Implementación de posibles esquemas, etapa en la cual se construirán el conjunto de posibles modulaciones y otras manipulaciones de señal y las diferentes frecuencias que se utilizarán. Medición y consolidación de parámetros de decisión. Generación de rutina de decisión. Incluye la elección del tipo de algoritmo a generar (estáticos o evolutivos) Implementación de la solución final, construcción del esquema lógico y físico que cumpla con los requerimientos encontrados Pruebas y ajustes, Análisis del funcionamiento del sistema implementado y ajustes. Se incluye la consolidación de experimentos y consecución de datos, se incluye la medición de interferencias en la transmisión RF haciendo uso de equipo especializado. Divulgación, generación de artículo, ponencia y otras estrategias de comunicación del trabajo.
RESULTADOS ESPERADOS	Publicación de un artículo en alguna revista especializada en telecomunicaciones, participación en evento de divulgación. Construcción de propuestas de tesis de grado y proyectos de investigación Generación de un sistema (laboratorio) de comunicaciones con transmisores que apliquen SDR en su operación.
DURACIÓN DEL PROYECTO	12
POSIBLES FUENTES DE FINANCIACIÓN EXTERNA
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA	La aplicación de Radio Definida por Software (SDR) se define de diversas maneras, la definición más sencilla la da el SDR Forum que describe los sistemas de radio definida por software como “Radios con algunas o todas sus funciones de capa física definidas por programación (software)”, en ellos las funciones realizadas en procesamiento de señal usan DSP (procesamiento digital de señales), mientras que se utilizan sistemas de RF convencionales, esto permite tener una plataforma de transmisión que puede variar los esquemas de tratamiento de señal y adaptarse a los cambios que requiera la red, adicionalmente los servicios que se prestan pueden cambiar de canal (frecuencia), con el fin de mejorar la experiencia de la comunicación percibida por los usuarios finales. El uso de SDR es el primer paso en la implementación de un sistema de radio cognitiva, tecnología que se está implementando y explotando en la presente década, gracias al uso de los SDRs podemos garantizar el reusó de espectro (objetivo establecido por la UIT), siendo el desarrollo de esquemas y protocolos sobre SDR un tema de investigación relevante. ITU-R SM.2152, “Definitions of Software Defined Radio (SDR) and Cognitive Radio System (CRS) Report,” Sept. 2009. J. R. W. Heath, Digital Wireless Communication: Physical Layer Exploration Lab Using the NI USRP — Student Lab Manual, Nat’l. Technology and Science Press, 2012. A. M. Wyglinski, D. Pu, and D. Cullen, “Digital Communication Systems Education via Software-Defined Radio Experimentation,” Proc.ASEE Annual Conf., 2011. S. Katz and J. Flynn, “Using Software Defined Radio (SDR) to Demonstrate Concepts in Communications and Signal Processing Courses,” 9th IEEE Frontiers in Education Conf., 2009. C. R. Anderson, G. Schaertl, and P. Balister, “A Low-Cost Embedded SDR Solution for Prototyping and Experimentation,” Proc. 2009 software Defined Radio Technical Conf. Digest of Papers, Washington, DC, Dec. 2009.
ENTREGABLES	PRODUCTO LUGAR DE DIVULGACIÓN AUTORES BENEFICIARIOS DESCRIPCIÓN Nuevo Conocimiento ó I+D International Journal of Electronics and Telecommunications, ISSN: 20818491 o similar Ricardo Gómez - Monica Espinosa Profesores, Grupo de investigación Artículo de investigación Apropiación Social del Conocimiento Latincom 2015 o 2016, o similar Ricardo Gómez, Monica Espinosa Profesores, grupo de investigación Participación en evento científico Formación – 1 FICB Docentes- Semillero INVADE Semillero INVADE Construcción de capacitación en el uso de equipos de radio definidad por software, dando continuidad a las actividades desarrolladas en el semillero INVADE Formación – 2 FICB Ricardo Gómez Estudiantes Construcción de Laboratorio de SDR, útil en el desarrollo de prácticas en cursos avanzados de Telecomunicaciones Formación – 2 FICB Estudiantes del semillero Semillero INVADE Elaboración de una tesis de grado, en la temática especifica del proyecto.
CRONOGRAMA	TIPO DESCRIPCIÓN F.INICIO F.FINAL Actividad Análisis de requerimientos y posibilidades de la aplicación 15 de Enero 2015 28 de Febrero 2015 Actividad Construcción de un marco referencial 30 de Enero 2015 30 de Marzo 2015 Actividad Implementación de esquemas 30 de Marzo 2015 30 de Junio 2015 Actividad Medición y consolidación de parámetros de decisión 20 de Mayo 2015 30 de Julio 2015 Actividad Generación de rutina de decisión 2 de Mayo 2015 30 de Agosto 2015 Actividad Implementación y pruebas 15 de Julio 2015 20 de Septiembre 2015 Actividad Ajustes 2 de Agosto 2015 30 de Septiembre 2015 Actividad Divulgación 1 de Junio 2015 30 de Noviembre 2015 Entregable Articulo de divulgación 1 de marzo de 2015 15 de Noviembre de 2015 Entregable Tesis de Grado de estudiante de semillero 1 de febrero de 2015 1 de Diciembre de 2015 Entregable Laboratorio de SDR, maqueta funcional 3 de junio de 2015 15 de septiembre de 2015 Entregable Participación en evento de divulgación 3 de mayo de 2015 1 de Diciembre de 2015 Entregable Informe de Capacitación a semillero 1 de marzo de 2015 1 de Agosto de 2015
PEDIDO DE BIBLIOGRAFÍA	AUTOR TÍTULO EDITORIAL Eugene Grayver Implementing Software Defined Radio Springer C. Richard Johnson Jr Software Receiver Design: Build Your Own Digital Communication System in Five Easy Steps Cambridge University Press
ANEXOS