Programa del congreso

This work presents an in-vehicle monitoring system based on a PCR (Pulsed Coherent Radar) at the 60 GHz ISM unlicensed band. Since the radar can measure distances and displacements with sub-millimeter resolution, a system for seat occupancy detection and vehicle occupants’ gesture recognition and breathing monitoring is proposed. The measured results of breathing agree with those obtained by another system whose measurements are based on the airflow, which allows for its validation.

According to the OMS, the highest rate of death among non-communicable diseases is caused by cardiovascular disorders (CVDs), killing approximately 18 million people yearly. Early detection of arrhythmias or CVDs is critical. For this reason, new portable acquisition devices have made it possible the recording of electrocardiograms (ECGs) for extended periods of time. This is the most common method for identifying arrhythmias with a random nature. However, the acquisition environment may cause distortions or even destroy the ECG recordings, making difficult to diagnose CVDs accurately. As a result, the evaluation of the ECG signal quality is required. The suggested method is based on feature and meta-feature extraction capabilities from 5-second ECG segments, allowing machine learning classifiers to identify between ECG segments of high and low-quality. Results showed that the utilization of meta-features increases the accuracy of the methodology, compared with the utilization of the original hand-crafted feature set.

This article presents a broadband rectangular-shaped patch antenna with coplanar feed. The antenna is composed of a ground plane and a step-shaped radiating patch. The final size of the proposed antenna is 30 x 30 mm², and it is manufactured onto a low-cost FR4 substrate. The measured results of the antenna indicate that its operating range is between 2.5 and 24.9 GHz, the gain is between 2.1 and 5.4 dBi, and it presents omnidirectional radiation patterns. The results of the antenna in the time domain are also evaluated, with a very high similarity between transmitted and received broadband pulses and high integrity of the transmitted signals. After the evaluation of the results obtained with the proposed antenna, it is shown that it is a good candidate to be used in a medical imaging system.

Cardiovascular data provides valuable information into daily health, and the increasing adoption of wearable devices, such as photoplethysmography (PPG), promises extensive diagnosis and analysis capabilities. However, validation through established clinical standards like electrocardiogram (ECG), either simultaneously or closely aligned with PPG, remains essential for validating cardiac disease diagnosis. This paper introduces a novel approach to synchronize ECG and PPG recordings based on the cardiac variability dynamics and non-linear techniques. Through a ``proof of concept" analysis on a controlled dataset of 13 patients, the efficacy of mutual information (MI) versus linear correlation (LC) is compared. The findings underscore the superior performance of MI over the traditional LC method, thereby highlighting immediate opportunities for further research on signal synchronization, particularly in scenarios involving the physical collection of cardiovascular data from different devices.

Este trabajo se presenta en el contexto del estudio, desde una perspectiva bioeléctrica, de las enfermedades neurodegenerativas relacionadas con los efectos de la demielinización sobre la transmisión de impulsos nerviosos. Mediante una sencilla ecuación de línea de transmisión unidimensional para modelar la membrana pasiva, acoplada con la bomba de regeneración activa de los nódulos de Ranvier, se calcula el umbral de densidad de corriente de despolarización, junto con los niveles de atenuación y velocidad de propagación. Aunque los resultados son comparables con niveles fisiológicos, la revisión de la transmisión en el axón es necesaria para justificar los comportamientos dinámicos que se conocen de otras disciplinas.

This research aims to utilize dielectric spectroscopy in a frequency range of 1 to 8 GHz for the classification of 5 types of breast tumors. The experiment was conducted with data from 70 patients, considering surgeries such as mastectomies and lumpectomies. The measurement environment type was controlled, taking into account the extraction time, measurement pressure, and temperature. The final results showed that benign tumors have permittivity values below 35, while malignant tumors range between 40 and 60, with variabilities greater than 50% between each tumor type. These results highlight the effectiveness of these measurements in breast tumor classification, providing a valuable tool for rapid and accurate diagnosis and effective treatment, complementary to pathological examinations.

This work presents the measurement of permittivity in biological materials using an open-ended coaxial probe fabricated from a simple SMA connector. The study investigates liquids and biological tissues within the microwave frequency range. Results from measurements on polar reference liquids demonstrate satisfactory agreement with literature values and a commercial system, validating the proposed system's efficacy. Analysis of the employed models reveals that the capacitive model satisfactorily predicts the real part of permittivity, while the radiation model effectively predicts the imaginary part. Measurements on commercially acquired biological tissues show coherent and similar qualitative results to those obtained with commercial systems. This research contributes to the development of accessible and cost-effective methods for permittivity measurement in biomedical engineering and related fields.

This study focuses on the characterization of the dielectric stability of mixtures designed to simulate different levels of breast density and the presence of tumor tissues. These mixtures comprise common ingredients like water, oil, detergent, and gelatin, selected for their ability to emulate the electrical properties of breast tissues. The aim is to investigate whether these mixtures undergo any degradation in their dielectric properties over time, which could affect their usefulness as breast tissue models in medical applications. Results indicate that these mixtures exhibit stable dielectric properties over an observation period of approximately thirty days. Additionally, the study explores the modulation of material conductivity at low frequencies by adding sodium chloride, revealing a linear increase in ionic conductivity with salt concentration. This finding suggests that the conductivity of these mixtures can be adjusted to levels exhibited by mammary tissues, enhancing their versatility in simulating a wider range of breast tissue conditions.

The multipactor effect is an RF breakdown discharge that creates an electron avalanche. Multipactor can result in serious consequences in satellites, such as transmission link degradation and even RF component damage. Thus, multipactor prevention is critical and early detection during development testing is necessary. The microwave nulling detection method is widely used to detect multipactor discharges in a test bed, using the forward and reflected power and adjusting their sum to zero. This work presents a variation of this detection method, using probes inserted directly into the device under test to implement the nulling system. This novel method allows to monitor the RF signal directly, using probes located near the critical gap. Results for several tests performed using the traditional nulling method, the new technique using just two probes, as well as mixing both strategies, are shown and discussed.

The integration between 5G networks and low Earth orbit satellites is recognized as a key enabler for achieving global coverage, becoming an inherent component of the forthcoming 6G network. This synergy not only facilitates direct connections between terminals and satellites, extending terrestrial network coverage, but also unveils a myriad of new service opportunities. Against this backdrop, the inherent mobility of satellite platforms poses significant challenges in the management and orchestration of network functions. Developing an accurate 5G-NTN emulation platform, which aids in the development and validation of these necessary functions for the network's proper operation, remains a considerable challenge. Previous attempts to simulate this environment have encountered obstacles, especially in replicating the latency characteristics typical of satellite communications in 5G Standalone (SA) configurations, which is critical for the final phase of 5G deployments, resulting in an imprecise representation of this environment. It is crucial that such a platform effectively reproduces the complexities arising from the interaction between 5G and NTN networks, including the peculiarities of non-terrestrial links and computational limitations on the satellite, in addition to enabling network function orchestration in this environment. Our research addresses this need with an innovative emulation platform designed to simulate the disaggregated network architecture of OpenRAN in an NTN setting. This solution not only precisely replicates the operational characteristics of 5G-NTN configurations but also optimizes the management of VNF lifecycle via Kubernetes, enhancing operational efficiency in mixed network environments. Through this platform, we propose an initial strategy for the optimal distribution of VNFs, laying the groundwork for future exploration aimed at maximizing resource utilization efficiency in these complex settings

Este documento desarrolla el proceso de diseño, implementación y validación de una metodología para la geolocalización de interferencias en satélites LEO (Low Earth Orbit). Este proyecto se ha desarrollado en colaboración entre la empresa Integrasys S.A. y el grupo de investigación GR (Grupo de Radiación) perteneciente a la ETSIT (Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación). El objetivo principal es llevar a cabo esta geolocalización de la forma más eficiente posible y con un error máximo de 5 kilómetros. El proyecto se ha desarrollado en 3 fases principales. En primer lugar se ha propuesto la matemática que vamos a implementar, en este caso la técnica de doble TDOA. A continuación se ha diseñado e implementado un simulador en MatLab gracias a Satcom Toolbox para poder validar la matemática generando parámetros ideales. Finalmente, se ha llevado a cabo la visualización y análisis de los resultados obtenidos gracias a estas simulaciones.

Los sistemas de satélites federados surgen como solución para mejorar el rendimiento de los sistemas de observación de la Tierra y de telecomunicaciones en respuesta a la creciente demanda y proliferación de pequeños satélites en órbita. Sin embargo, los equipos de simulación de comunicaciones espaciales son limitados en lo que respecta a la simulación de redes de comunicaciones. Con la creciente demanda de servicios 5G, se necesitan herramientas de simulación de redes que tengan en cuenta tanto las mecánicas orbitales como las características de los satélites. Esta contribución propone la creación de un sistema de simulación utilizando el Simulador de Sistemas Satelitales Distribuidos desarrollado por NanosatLab de la Universidad Politécnica de Cataluña, actualmente mantenido y desarrollado por i2Cat. Este texto demuestra cómo se integran en el simulador la filosofía Hardware in the Loop y los protocolos necesarios para simular Sistemas de Satélites Federados.

The paper examines the utilization of onboard power resources of LEO satellites dedicated to broadband communication missions. It highlights the inefficiency of solely allocating transmit power for communication services, especially in regions with minimal service demand like vast oceanic areas. To address this issue, a realistic model of worldwide broadband demand is presented, considering factors such as population, purchasing capacity, technology, competition, and service availability. The analysis quantifies power usage based on the presented model, revealing opportunities to optimize resource allocation and enhance efficiency in hybrid mega-constellation operations beyond communication services.

Ionospheric scintillation is a major problem in satellite communications, notably in the low part of the radio-frequency spectrum, introducing random intensity and phase fluctuations in the received signal. LEO-PNT (Low Earth Orbit–Position Navigation and Timing) constellations are emerging to improve the performance of GNSS (Global Navigation Satellite Systems) constellations. Since the planned frequency bands span from VHF to C-band, some of these bands may be much affected by ionospheric scintillation. To optimize their operation, it is necessary to characterize the temporal behavior of the scintillation as realistically as possible, considering the geometry of the systems, the characteristics of the ionosphere, and the frequency of operation. In this study, Rino’s Physics-based ionospheric scintillation model is applied to obtain intensity and phase time series of perturbed signals transmitted from an arbitrary satellite (VLEO, LEO, MEO or GEO) to an arbitrary object under the ionosphere electron density peak (static ground receivers, planes…).

This article introduces the bases for the search of dark matter and the use of 3D transmon qubits, which will be used as single photon counters to improve the final sensitivity of the experiment. A system of two cavities and a qubit in between them is simulated, and the characteristics of the qubit are analyzed considering different sizes and positions for the multiple variables that define the geometry of the experiment. The objective of this work is to obtain a qubit-cavity system with ideal properties such as a high Purcell time, high coupling strengths and high quality factors for the cavities.

En este artículo se presenta un estudio de la sintonización eléctrica de cavidades resonantes para experimentos con axiones de materia oscura utilizando una superficie periódica y diodos varactores. Se ha realizado un análisis de la superficie para adaptarla al rango de frecuencias al rango de frecuencias objetivo, y se ha probado su funcionamiento en cavidades resonantes en banda C, con buenos resultados en términos de en términos de sintonización.

En esta contribución, se aborda el diseño de filtros en guía rectangular que combinan iris inductivos y capacitivos, con el propósito de investigar sus respuestas espurias a frecuencias situadas tanto por encima como por debajo de la banda de paso. Asimismo, se procederá con el diseño de filtros basados en singlets, donde se evaluará cómo afecta la posición del cero de transmisión en las respuestas espurias, y las posibilidades de combinarlos con iris inductivos y capacitivos.

The design of 1-to-2 power splitters based on Ka-band groove gap waveguide (GGW) technology is presented. A comparison of four splitters in both the GGW and the half-mode GGW version is presented. The perfect magnetic conductor condition is implemented using either metallic nails or mushrooms on a substrate. The splitters have an operating bandwidth between 27 and 31 GHz with a matching level below $-$20 dB. A loss comparison between the different waveguides is shown, and the designed splitters confirm the difference in performance between the different waveguide topologies used.

The responsivity of zero-bias detectors based on high mobility transistors (HEMTs) is studied using measurements up to 67 GHz and a complete small-signal equivalent circuit (SSEC) model, together with a closed-form analytical expression, is used to reproduce the experimental results. The frequency response in drain injection configuration is analyzed as a function of the equivalent circuit elements and the gate bias. The values of the intrinsic and extrinsic elements of the device are compared with those obtained with Monte Carlo simulations of the intrinsic region of the device, showing a very good agreement.

Las redes móviles de quinta generación (5G) ofrecen grandes ventajas como altas velocidades de trasmisión, reducción del consumo energético o latencias ultra bajas. Sin embargo, proporcionar estas nuevas capacidades de manera simultánea es extremadamente complejo. Si a esto se le suma la creciente densidad de usuarios y que las peticiones de cada uno de ellos son diferentes y precisan de unos determinados requisitos, nos encontramos con una red que presenta un tráfico denso, cambiante y heterogéneo. Para permitir que la red atienda todas necesidades del tráfico se introduce el Network Slicing (NS). Esta técnica permite la definición de diferentes segmentos de red sobre una misma infraestructura física para ofrecer diferentes servicios de manera simultánea. Estos segmentos deberán ser gestionados de forma eficiente para lograr su adaptación a las demandas de los usuarios en todo momento. Para hacer esto posible es preciso encontrar soluciones que permitan la gestión de su ciclo de vida de forma automatizada. En el caso de la gestión de los fallos que se producen en los segmentos, automatizar los procesos involucrados permitirá la detección y resolución de estos con mayor rapidez, minimizando su impacto negativo en la experiencia de los usuarios. Para llevar a cabo esta tarea el conocimiento del estado de la red es fundamental.

En este artículo, esta información sobre la red se obtiene en base a unos Indicadores Clave de Rendimiento (KPIs) obtenidos de un simulador de red móvil que cuenta con las tecnologías LTE, 5G y NS. En esta red se ofrecen dos servicios de manera simultánea, navegación Web y el servicio File Tansfer Protocol (FTP), y por lo tanto, se definirán dos segmentos. Cada segmento tiene asignado un porcentaje de los recursos y un volumen de carga. A través de una serie de variaciones en el porcentaje de recursos asignados a cada segmento y la densidad de usuarios a atender se obtiene una serie de KPIs que proporcionan información relevante sobre el rendimiento de la red.

Para lograr una gestión de fallos más eficiente se propone la aplicación de dos algoritmos basados en técnicas de Machine Learning, concretamente clústering, sobre este conjunto de KPIs. Con estos dos algorimto, el primero basado en el modelo K-Means, y el segundo en el modelo Jerárquico Aglomerativo, se realiza la segmentación de los KPIs, formando cuatro agrupaciones que relevan comportamientos relacionados con la configuración de red.

En ambos modelos, los cuatro cústeres resultantes agrupan de forma conjunta los KPIs más similares, es decir, engloban medidas del rendimiento de la red pertenecientes a condiciones de recursos-demanda que generan un impacto similar sobre la red. Dado que se han obtenido cuatro agrupaciones, es posible determinar cuatro escenarios diferentes en los que las configuraciones de segmentos van desde adecuadas y que ofrecen a los usuarios experiencias satisfactorias en ambos segmentos, hasta configuraciones que provocan una degradación notable en la calidad de los servicios debido a una extrema subutilización de recursos en un segmento y sobrecarga en otro. Analizando estas agrupaciones, se identifican aquellas configuraciones de red que conducen a errores y fallos que afectan de forma negativa al rendimiento de los segmentos y de la red en su conjunto, ofreciéndose así un mal servicio a los usuarios. Puesto que la detección de estas configuraciones inadecuadas de segmentos se relaciona con los recursos asignados a los segmentos y la densidad de usuarios a los que deben atender, la aplicación de los algoritmos contribuye a la toma de decisiones sobre el funcionamiento de la red y a la mejora de su rendimiento mediante la detección de configuraciones de recursos subóptimas.

The evolution towards 6G will require changes in the way how networks have to be operated to face the stringent service demands while at the same time using efficiently the available resources. In this context, this paper presents the Optimisation-as-a-Service (OaaS) platform being designed by the OPTIMAIX project that makes use of the Network Digital Twin (NDT) concept to test network configurations in a controlled environment. After describing the OaaS platform architecture, the paper presents the optimisation algorithms considered by the project and summarizes the use cases developed in the prototyping activities.

In this study, we analyze and experimentally evaluate Bike-to-Bike (Bi2Bi) wireless communication within a university campus, taking into account the complete topographical and morphological features of campus settings through deterministic 3D Ray Launching hybrid simulations. The focus is on sustainable urban mobility, highlighting cycling as a sustainable transport option due to its adaptability, affordability, minimal carbon footprint, and the ability to enhance city traffic and mobility. With the advent of Vehicle-to-Vehicle (V2V) and Vehicle-To-Everything (V2X) networking, non-motorized vehicles like bicycles are anticipated to engage in these networks, despite receiving less attention. Finally, since communication and data exchange between bikes relies on the IEEE 802.15.4 standard, we assess the performance of ZigBee-based Bi2Bi communication in the presented campus scenario.

The massive development of unmanned aerial vehicles (UAVs) has changed the landscape of cellular networks. Their great flexibility and speed of deployment make them a perfect tool to solve many of the congestion problems in mobile telecommunications networks. In this paper, two airborne base station (ABS) positioning algorithms are proposed. One of

them is based on placing the ABS where there are more users. The other one is based on maximizing the overlapping area with neighboring cells. For this purpose, different strategies are proposed, combining the proposed positioning algorithms with a load balancing algorithm (MLB) by modifying the inter-cell handover margins (HOM). A dynamic system-level 5G simulator is used for validation. The results show that the overlap-based positioning algorithm with the heuristic load balancing algorithm is the best solution to increase the degree of SLA compliance.

La transición a la Open RAN (O-RAN) y las redes virtualizadas (vRAN) supone un cambio transformador en la industria de las telecomunicaciones, permitiendo la gestión del tráfico de red y la prestación de servicios complejos de forma más rentable que con los métodos tradicionales. El despliegue de vRAN en servidores COTS (Commercial Off-The-Shelf) representa un cambio con respecto al hardware especializado de las redes convencionales, en las que los recursos están meticulosamente alineados con funciones operativas específicas.

En este nuevo marco, se observa un cambio significativo en las tareas informáticas realizadas por las estaciones base virtuales (vBS). El sistema operativo (SO) asume un papel central, asignando dinámicamente hilos para funciones esenciales de la red como la modulación y codificación adaptativas (AMC) o la estimación de canal por parte de la capa física. Estas operaciones, cruciales para la adaptabilidad y el rendimiento de la red, pasan de depender de recursos estáticos a beneficiarse de la agilidad del sistema para responder a las fluctuaciones de la red mediante la distribución estratégica de tareas.

Este trabajo cuestiona la suposición de que un aumento de núcleos e hilos de procesador se correlaciona directamente con una mejora de la red. En su lugar, se subraya la importancia de métodos sofisticados de asignación de recursos. Estos métodos deben navegar por las complejidades de la arquitectura del sistema, la mediación del SO y las fluctuantes demandas de la red. Los resultados ponen de relieve la necesidad de una gestión estratégica de recursos en vRAN para no sólo optimizar el rendimiento, sino también explotar la virtualización para mejorar la eficiencia operativa y de costes. Equilibrio necesario para aprovechar al máximo las capacidades de vRAN y mejorar la escalabilidad económica y técnica de la infraestructura de telecomunicaciones.

Hoy en día, las redes de televisión digital terrestre en España operan sobre el estándar DVB-T, estando planeada su migración hacia la segunda generación de este estándar en los próximos años. Por otro lado, aunque 5G Broadcast presenta una peor eficiencia espectral tanto en condiciones de recepción fija como móvil, se trata de una solución prometedora para implementar sistemas de broadcast audiovisual. Esto queda perfectamente justificado debido a las ventajas que exhibe frente a DVB-T2, como, por ejemplo, que el receptor se integraría en dispositivos móviles, recepción del mismo contenido audiovisual de una manera más eficiente para una gran cantidad de usuarios, posibilidad de realizar actualizaciones de software, entre otras. Este artículo presenta simulaciones de cobertura radioeléctrica e interferencia que permiten obtener datos de referencia sobre el rendimiento, la capacidad y la robustez de los estándares de transmisión DVB-T, DVB-T2 y 5G Broadcast en un entorno de red real, como es de la red de televisión digital terrestre de la Generalitat Valenciana

Los sistemas distribuidos masivos de entrada múltiple y salida múltiple (D-mMIMO) han despertado un gran interés como tecnología habilitadora de los sistemas de quinta generación móvil (5G), representando una alternativa a los sistemas concentrados (C-mMIMO). En este trabajo, se ha optimizado la topología inicial del mallado de antenas propuesto para un sistema D-mMIMO, considerando un escenario de interior de gran tamaño y realizando el estudio en la banda de frecuencias n258 (26 GHz), tomando como referencia y objetivo los resultados del canal C-mMIMO obtenidos mediante un método de trazado de rayos. La optimización se lleva a cabo utilizando un algoritmo metaheurístico de diente de león, debidamente sintonizado y adaptado a la naturaleza binaria del problema; e incluyendo como métricas en la función de coste a minimizar, parámetros como la eficiencia espectral total, la igualdad entre la eficiencia espectral de los potenciales usuarios, junto con el número de antenas receptoras requeridas en el sistema D-mMIMO. Los resultados obtenidos y presentados demuestran la utilidad del enfoque, mostrando que el sistema D-mMIMO optimizado resultante se ajusta con precisión a las prestaciones del C-mMIMO, pero con menos antenas receptoras.

For the generation of optical propagation modes using a phase-only spatial light modulators, it is essential that both phase and amplitude components of their complex amplitude fields are encoded. In this paper, we obtain the complete expression of the complex field generated at Fresnel and Fraunhofer distances when applying a simple technique consisting of the use of checkerboard-type holograms to encode both phase and amplitude information. The obtained expression is verified with a developed simulator that calculates the complex field generated at any propagation distance by applying the Huygens-Fresnel principle. The simulation results corroborate that the desired mode propagates in even diffraction orders, even in near field.

Este trabajo presenta un modelo de canal óptico inalámbrico submarino, orientado específicamente a enlaces con configuración de sin linea de visión directa (NLOS), considerando la presencia de una superficie marina ondulante. Nuestro modelo de canal ofrece un análisis exhaustivo y determinista del impacto de las olas del mar, permitiendo determinar de manera precisa el tamaño variable del haz óptico reflejado en el plano del receptor por la superficie marina. Los resultados obtenidos confirman que la variablidad de las olas oceánicas induce desalineaciones severas en el enlace óptico, creando oportunidades intermitentes para la comunicación efectiva. El análisis óptico-geométrico contribuye significativamente de una forma novedosa al impacto de la olas oceánicas en sistemas NLOS-UOWC. Estos resultados pueden mejorar las consideraciones preliminares en el diseño de enlaces NLOS, especialmente en escenarios donde los vehículos submarinos autónomos están en constante movimiento, contribuyendo a la reducción de errores de apuntamiento.

The significant growth of free-space optic communications and Light Detection and Ranging (LiDAR) is demanding gratings that emit highly collimated beams, i.e. with Rayleigh ranges of millimeters or even centimeters. Hence, weak-strength gratings, which radiate little amount of power per unit length, are needed. The main purpose of this work is to propose an efficient and accurate simulation tool to accelerate the design of weak-strength gratings required for these applications. To achieve this, we propose a simulator based on the classical perturbation method, which takes a circuit approach to the electromagnetic problem. Comparison with results obtained with a rigorous 2D full wave electromagnetic simulator (FEXEN) shows very good agreement with the advantage of decreasing simulation times by up to a factor x16.

In this work we develop add-drop filters based on Mach-Zehnder interferometers whose arms have been loaded with a pair of identical Bragg gratings. We later addressed their multiband capacity and performance on the commercial silicon-on-insulator platform. 1-band, 2-band and 4-band add-drop filters were compliant with the LAN-WDM standard, fit to a wavelength grid of 4.5-nm spaced and 3-nm wide channels. Experimental measurements show a gradual degradation with increasing number of channels, while working devices had an insertion loss below 1 dB and a crosstalk of about -18 dB. We believe these results pave the way for further development of Bragg grating based add-drop filters on the lower index contrast silicon nitride platform.