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Projecte llegit

Títol: Estudio y mejora de red GSM-R en alta velocidad ferroviaria y análisis de viabilidad de su migración a FRMCS-5G

Estudiants que han llegit aquest projecte:

Director/a: ÚBEDA FARRE, EDUARD

Departament: TSC

Títol: Estudio y mejora de red GSM-R en alta velocidad ferroviaria y análisis de viabilidad de su migración a FRMCS-5G

Data inici oferta: 23-04-2024     Data finalització oferta: 23-12-2024


Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG SIS TELECOMUN
Tipus: Individual
 
Lloc de realització: Fora UPC    
 
        Supervisor/a extern: Joan Arno Solé
        Institució/Empresa: Nokia
        Titulació del Director/a: Enginyer de Telecomunicacions
 
Paraules clau:
Global system for mobile communications - railway, Future railway mobile communication system
 
Descripció del contingut i pla d'activitats:
En este proyecto, se pretende abordar el estudio, optimización y mejora de una red GSM-R (Global System for Mobile Communications - Railway). Se desean encontrar posibles áreas donde la cobertura es deficiente con tal de optimizar y mejorar la cobertura y así poder tener buenas prestaciones y un buen servicio. El estándar de comunicaciones GSM-R está diseñado específicamente para aplicaciones ferroviarias. Ofrece funcionalidades críticas para la seguridad y la operación eficiente de las redes ferroviarias, como la comunicación de voz y datos entre trenes y el sistema de señalización.

En este trabajo, se pretende realizar un análisis detallado de la cobertura actual del servicio ferroviario de Alta Velocidad entre Barcelona y Tarragona, con medidas en campo, para así localizar las áreas con servicio deficiente. Asimismo, se identificarán posibles causas de limitaciones de cobertura, como obstáculos físicos, distancia o interferencias. Se desarrollarán e implementarán soluciones técnicas para mejorar la cobertura y la calidad de la señal mediante la instalación de nuevas estaciones base, la optimización de la ubicación de antenas o la mejora de la potencia de transmisión.

El estándar FRMCS (Future Railway Mobile Communication System) se proyecta como el sucesor de GSM-R y está diseñado para satisfacer las demandas futuras de comunicaciones ferroviarias. El estándar FRMCS está basado en la tecnología 5G y ofrece mayores capacidades de ancho de banda, menor latencia y cubre una variedad más amplia de servicios. En este trabajo, se hará una evaluación de la viabilidad técnica de la migración de GSM-R a FRMCS. Se diseñará una estrategia de migración gradual que minimice las interrupciones en el servicio y aproveche al máximo la infraestructura existente. Además, se identificarán los requisitos de equipamiento y actualización de sistemas necesarios para la implementación exitosa de FRMCS. Finalmente, se desarrollará un plan de pruebas para garantizar la interoperabilidad y la fiabilidad del nuevo sistema de comunicaciones.
 
Overview (resum en anglès):
The aim of this work is to analyze the current state of the GSM-R network of the Lleida-Barcelona high-speed line in the section between Tarragona (El Vendrell) and Barcelona, identify coverage and signal quality problems, and propose technical solutions to improve the performance of the network. To carry out a good analysis, the equipment used and how network coverage is designed are described. In addition, the future of railway communications with the migration to the FRMCS-5G system is studied.
The methodology employed includes a detailed analysis of layers A and B of the network, as well as on-board train and field tests to measure signal quality and overall system performance. From the results obtained, significant deficiencies were identified in layer A, especially in an area that includes the transition between an outdoor area and the interior of a tunnel. To resolve these problems, it is proposed to install a new base station in the critical area and to reallocate the repeater in this tunnel to ensure coverage and quality of service that meets the specified requirements.
The results of this study indicate that the implementation of the new base station will improve the quality of communications in the affected area, ensuring continuity of service in an economically and environmentally sustainable way, with the deployment of an outdoor site with some features that make it economically viable and reduce the environmental impact compared to typical network sites.
In addition, future migration to FRMCS-5G will allow optimization of rail communications, for example by facilitating the adoption of ETCS level 3, which will increase both safety and operational efficiency on high-speed lines. This migration is expected to be successfully completed around 2040, which will pose major challenges but is a feasible transition.

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