El alumno Joseba Osa Arozena obtuvo la calificación SOBRESALIENTE CUM LAUDE con mención Doctorado Internacional
El alumno Joseba Osa Arozena obtuvo la calificación SOBRESALIENTE CUM LAUDE con mención Doctorado Internacional
El alumno Joseba Osa Arozena obtuvo la calificación SOBRESALIENTE CUM LAUDE con mención Doctorado Internacional
- Título de tesis: Reliable industrial communications over mmWave bands
Tribunal:
- Presidencia: Pablo Angueira Buceta (UPV/EHU)
- Vocalía: Hans Niclas Björsell (Högskolan i Gävle)
- Vocalía: Xavier Vilajosana Guillén (Universitat Oberta de Catalunya)
- Vocalía: Richard Candell (NIST)
- Secretaría: Iban Barrutia Inza (Mondragon Unibertsitatea)
Resumen:
Los sistemas de comunicación son una tecnología clave para la revolución industria 4.0, ya que dotan a los dispositivos de la capacidad de intercambiar información. Esto permite realizar tareas como la monitorización y control de procesos industriales de forma remota, aumentando así la flexibilidad que estos puedan tener. Este tipo de comunicación difiere significativamente del que se puede esperar en otros entornos como el hogar y oficina, dado que aspectos como la fiabilidad y latencia son críticos para asegurar un correcto funcionamiento de los procesos. Considerando esto, las primeras propuestas de redes industriales fueron sobre cable, ya que el uso de un medio dedicado permite que implementaciones simples puedan proveer todas las garantías necesarias. No obstante, siempre ha habido interés en soluciones inalámbricas, ya que éstas proporcionan una serie de ventajas como un costo reducido de instalación y mantenimiento, mayor flexibilidad a la hora de reorganizar plantas o la habilidad de operar en elementos con movilidad. Es por esto por lo que la adopción de soluciones inalámbricas para redes industriales es un tema ampliamente discutido en los ámbitos industriales y académicos. El mayor reto que presenta esta tecnología está relacionado con el uso de un medio compartido, ya que esto dificulta garantizar la fiabilidad y, consecuentemente, ninguno de los estándares existentes cumple con las demandas de las aplicaciones más exigentes.
Esta tesis identificó el uso de la banda de frecuencia ISM de 2.4 GHz como una posible causa de la falta de fiabilidad, dado que muchas aplicaciones hacen uso de estas frecuencias que no requieren licencia y las interferencias entre ellas son inevitables. Se planteó utilizar la banda de 60 GHz como posible alternativa, ya que esta ofrece numerosas ventajas como un ancho de banda superior o un medio que cuenta con significativamente menos interferencia. No obstante, la propagación de este tipo de señal no está extensamente caracterizada en entornos industriales, y esta tesis se ha focalizado en expandir el conocimiento existente en este ámbito. Todo esto se ha llevado a cabo con la finalidad de determinar si la solución propuesta podría ser un candidato válido para obtener comunicaciones industriales fiables sobre un medio inalámbrico.
En cuanto a las contribuciones, se comenzó por elaborar un dispositivo capaz de medir la propagación de señales electromagnéticas en la banda de 60 GHz con la finalidad de caracterizar entornos industriales. Después, se llevaron a cabo dos campañas de mediciones en total, en las que se pudo medir la propagación en dos talleres y un horno de pozo de una acería. Dichas mediciones sirvieron para extraer las métricas clave de la propagación observada, las cuales se utilizaron posteriormente para elaborar un modelo estocástico. Finalmente, se utilizó el modelo para evaluar la capacidad de un estándar comercial que opera sobre 60 GHz en una casuística industrial. Este estudio sirvió para determinar la viabilidad que tendrían las redes de frecuencias milimétricas en la industria, así como identificar las posibles mejoras que podrían realizarse para incrementar la fiabilidad del estándar. En cuanto a los resultados obtenidos, se pudo comprobar que el estándar analizado posee potencial para las aplicaciones industriales de alta demanda, aunque realizar una serie de modificaciones sería necesario para poder cumplimentar con las demandas más exigentes.