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Método para optimizar sistemas de comunicaciones en smart cities

El modelo es también aplicable al transporte, para hacerlo más inteligente y seguro, y a las redes de sensores, dando menor consumo y mayor duración.

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La doctora en Ingeniería de Telecomunicación Leyre Azpilicueta (Pamplona, 1984) ha diseñado, en su tesis doctoral leída en la Universidad Pública de Navarra, un nuevo método que permite optimizar los sistemas de comunicaciones con aplicaciones en ciudades inteligentes, transportes más seguros o redes de sensores con menor consumo y mayor duración.

El uso de las comunicaciones inalámbricas ha crecido exponencialmente en los últimos años, debido a los teléfonos móviles, los sistemas de localización, las ciudades inteligentes, etc. Todas estas aplicaciones tienen en común el hecho de utilizar un circuito radioeléctrico, consistente en un emisor, un receptor y un medio de propagación (atmósfera terrestre, espacio extraterrestre, etc.). Sin embargo, la transmisión de las señales u ondas electromagnéticas puede variar si hay un espacio libre entre el citado emisor y el receptor o si se trata de un ambiente con gran cantidad de obstáculos, como edificios, árboles o montañas.

Predecir cómo se van a propagar las señales es esencial para diseñar sistemas de comunicación eficientes y, para ello, Leyre Azpilicueta ha estudiado los modelos de propagación, que son los procesos físicos que intervienen en la transmisión de las ondas electromagnéticas. Dada la complejidad de los mecanismos que intervienen en dicha transmisión, es literalmente imposible cuantificar los efectos de cada uno de ellos, por lo que se busca conseguir una estimación razonable que permita dimensionar adecuadamente los sistemas radioeléctricos de comunicaciones.

Azpilicueta, tras realizar un profundo análisis de los citados modelos de propagación, ha diseñado un nuevo método, cuyo algoritmo obtiene resultados precisos con tiempos de simulación considerablemente menores en entornos complejos, afirma su autora, que cursó en la Universidad Pública de Navarra Ingeniería de Telecomunicación y el Máster en Comunicaciones.

Redes de sensores más económicas

Su trabajo presenta múltiples aplicaciones. Por ejemplo, con el nuevo modelo se puede establecer cuál es la mejor configuración posible para implantar una red de sensores, con el menor coste económico y energético y la mínima interferencia en los sistemas de comunicación, en hospitales, entornos con vegetación, vehículos, instalaciones deportivas, túneles o cuevas. Esto es importante —señala Leyre—, ya que, mediante la optimización de la red, habrá menos consumo en las comunicaciones, y así la vida de la red será más larga y, por tanto, el coste económico y personal, menor.

Además, la nueva técnica tiene utilidades en áreas como la 'e-salud' (o aplicación de las nuevas tecnologías al campo sanitario) o las 'smart cities'. En el primer caso, permite poner en marcha en hospitales un sistema de localización y guiado de pacientes; o, en ciudades inteligentes, instalar redes inalámbricas de sensores en farolas, que actúen de una forma u otra dependiendo de las condiciones meteorológicas o del entorno para mejorar la calidad de vida en las urbes.

Transporte inteligente y más seguro

El nuevo método se puede aplicar incluso en sistemas de transporte inteligente, mediante comunicaciones inter-vehiculares (V2V), intra-vehiculares y de vehículo a infraestructura (V2I). Se han analizado distintos entornos de este tipo, tales como el interior de un coche, de un avión o de un autobús, para analizar la propagación electromagnética, tanto en su interior, como la comunicación con la infraestructura, lo que puede mejorar la seguridad y lograr un transporte más eficiente y sostenible, indica Leyre Azpilicueta, cuya tesis doctoral ha obtenido la calificación de Sobresaliente 'Cum Laude', con mención internacional.

Finalmente, otra aplicación del método estudiado en la tesis doctoral de Azpilicueta, cuyos directores han sido los profesores Francisco Falcone Lanas y Antonio López Martín, consiste en el estudio de los efectos de las radiaciones electromagnéticas en el cuerpo humano.

La tesis, titulada Characterization of wireless propagation in complex indoor environments, ha dado como fruto la publicación de 34 artículos en revistas internacionales, 52 ponencias en congresos internacionales y 20 en nacionales, tres capítulos de libros, tres premios (IEEE Antennas and Propagation Society Doctoral Research Award y premio al mejor artículo en 1st International Electronic Conference on Sensors and Applications y 6th International IEEE Conference on Information, Intelligence, Systems and Applications) y la obtención de una beca (Beca Iberoamericana para Jóvenes Profesores e Investigadores 2014, concedida por el Banco Santander).

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