Despliegue de red para aplicaciones de smart cities/buildings

Esta asignatura proporciona una formación integral sobre el despliegue de redes para aplicaciones IoT en entornos urbanos inteligentes y vehículos conectados. Al finalizar el curso, los estudiantes desarrollarán habilidades clave en el diseño e implementación de sistemas de comunicación inalámbrica, tanto para entornos urbanos (Smart Cities y Smart Buildings) como para aplicaciones de vehículos conectados (Smart Car).

Los estudiantes aprenderán a comprender y aplicar conceptos fundamentales de capacidad y cobertura de enlaces de radio, modelado de propagación de radio e implementación de redes. Además, profundizarán en los estándares de comunicaciones móviles inalámbricas para aplicaciones urbanas y vehiculares, proporcionando una base sólida para la implementación práctica de estos sistemas. Los estudiantes también adquirirán las habilidades para realizar despliegues prácticos y validar medidas, así como elaborar informes técnicos y presentaciones orales.

El contenido del curso incluye una introducción a las comunicaciones en los casos de uso Smart Cities, Smart Buildings y Smart Car, análisis teórico-práctico de casos de uso, estudio de canales radio para diferentes alcances y análisis de subsistemas de capacidad y subsistemas de hardware. También se abordarán aspectos relacionados con la certificación radioeléctrica de las comunicaciones en estos entornos y el seguimiento de indicadores clave de rendimiento (KPI), así como la calidad de la experiencia del usuario.
La asignatura responde a la creciente demanda de conocimiento en el campo del IoT y la tecnología 5G/6G, preparando a los estudiantes para contribuir al desarrollo de la Sociedad 5.0 a través del despliegue de redes avanzadas en entornos urbanos y vehiculares.

Tema 1. Introducción a las comunicaciones urbanas y vehiculares
Tema 2. Elementos de una red de comunicación.
Tema 3. Modelado de propagación: Estudio del canal radio. Análisis de cobertura y capacidad.
Tema 4. Monitorización de red. Certificación radioeléctrica.
Tema 5. Análisis teórico-práctico del caso de uso.

Práctica 1. Modelos de propagación: simulación y medida experimental.
Práctica 2. Sistemas LIDAR/RADAR. (Smart car)
Práctica 2. Red LoRA interior para comunicaciones urbanas. (Smart Cities/Buildings)
Práctica 3. Red LoRA exterior para comunicaciones urbanas y vehiculares.
Práctica 4. GPS reckoning para comunicaciones vehiculares. (Smart car)
Práctica 4. Red LTE / NB-IoT interior. (Smart Cities/Buildings)
Práctica 5. Red LTE / NB-IoT para comunicaciones urbanas y vehiculares.
Práctica 6. Proyecto:
- Coche con LoRa (Smart Car)
- LoRA tracker indoor/outdoor (Smart Cities/Buildings)

Bibliografía Básica
- Marcos Arias Acuña, Oscar Rubiños López, Radiocomunicación, 978-84-8408-603-1, Andavira Editoria, 2011.
- Ana Vázquez Alejos, Guía de prácticas de laboratorio.
- Rolando Herrero, Fundamentals of IoT communication technologies, 978-3-030-70079-9, Cham : Springer, 2022.
- R. Buyya, A. V. Dastjerdi, Internet of Things: Principles and paradigms, 978-0-12-805395-9, Elsevier, 2016.
- Oriol Sallent, Fundamentos de diseño y gestión de sistemas de comunicaciones móviles celulares, 978-8-49-880482-9, Iniciativa Digital Politècnica, 2014.

Bibliografía Complementaria
- W. Dargie, C. Poellabauer, Fundamentals of Wireless Sensor Networks: Theory and Practice, 978-0-47-099765-9, Wiley, 2010.
- Leyre Azpilicueta, Cesar Vargas-Rosales, Francisco Falcone, Ana Alejos, Radio Wave Propagation in Vehicular Environments, 978-1-78561-823-9, Institution of Engineering and Technology (IET), 2020.
- Andreas F. Molisch, Wireless Communications: From Fundamentals to Beyond 5G, 3rd Edition, 978-1-119-11721-6, Wiley, 2022.

Resultados de Formación y Aprendizaje:

- B20 S-CN8: Conocer y comprender los conceptos y sistemas relacionados con el despliegue de redes en el ámbito de las aplicaciones para la Sociedad 5.0.
- B32 V-CN6: Conocer y comprender los conceptos básicos relacionados con el despliegue de redes en el ámbito del vehículo conectado.
- D14 S-CP1: Diseñar y desplegar redes de dispositivos IoT en el ámbito de las Ciudades y Edificios Inteligentes.
- D23 V-CP1: Diseñar y desplegar redes de dispositivos en el ámbito del coche conectado.

Resultados previstos en la materia:

- Comprender y aplicar los mecanismos de propagación de radio y transmisión digital, así como los conceptos de canal radio, cobertura y capacidad de un radioenlace o sistema de radiodifusión para el modelado y despliegue de redes inalámbricas en aplicaciones de Smart City, Smart Building o Smart Car.: B20, B32.
- Entender el funcionamiento de los principales sub-sistemas hardware (antenas, transmisores, receptores) y aplicarlos en el diseño y despliegue de redes.: B20, B32, D14, D23.
- Analizar y gestionar interferencias radioeléctricas, así como comprender los principios de atribución, adjudicación y asignación de frecuencias.: D14, D23.
- Diseñar y evaluar redes de dispositivos en entornos urbanos inteligentes y vehículos conectados, considerando los estándares y tecnologías de comunicaciones inalámbricas y móviles.: D14, D23.
- Realizar despliegues prácticos de redes, incluyendo la validación de medidas, elaboración de informes técnicos y presentaciones orales, y evaluar el impacto social, económico y ambiental de las redes desarrolladas.: B20, B32, D14, D23.

- Lección magistral: Exposición de los contenidos teóricos de la asignatura por parte del profesorado.
- Resolución de problemas: Se complementarán los contenidos teóricos tratados en las clases magistrales con la resolución de problemas y/o ejercicios en aula.
- Estudio de casos: En las clases magistrales, se realizarán casos prácticos en el aula.
- Prácticas de laboratorio: Se planteará la realización de casos prácticos en el laboratorio, en formato de prácticas con entrega de memoria/informe evaluable.
- Trabajo tutelado: Se propondrá el desarrollo de un trabajo, individual o en grupo, que cubra alguno de los temas considerados en las clases magistrales y prácticas de laboratorio, con entrega de memoria y presentación de resultados.

- Examen de preguntas de desarrollo: Examen de resolución de ejercicios cortos orientados a los temas 1 y 2. Supone el 25% de la cualificación final. Se evalúa la competencia B20, B32.
- Práctica de laboratorio: Por cada práctica se presentará una memoria de resultados de forma individual. Supone el 30% de la cualificación final. Se evalúa la competencia D14, D23.
- Presentación: Presentación oral, individual o en grupo del trabajo tutelado. La evaluación de cada miembro del grupo se hará mediante un seguimiento personalizado. Supone el 15% de la cualificación final. Se evalúan las competencias B20, B32, D14, D23.
- Examen de preguntas de desarrollo: Examen de resolución de ejercicios cortos orientados a los temas 3, 4 y 5. supone el 30% de la cualificación final. Se evalúan las competencias B20, B32, D14, D23.

HP: horas presenciales, HF: horas fuera del aula, HT: horas totales.

- Lección magistral: 9 HP + 9 HF = 18 HT.
- Resolución de problemas: 1.5 HP + 2 HF = 3.5 HT.
- Estudio de casos: 1.5 HP + 2 HF = 3.5 HT.
- Prácticas de laboratorio: 10 HP + 10 HF = 20 HT.
- Trabajo tutelado: 2 HP + 6 HF = 8 HT.
- Presentación: 1 HP + 2 HF = 3 HT.
- Examen de preguntas de desarrollo: 2 HP + 5 HF = 7 HT.
- Examen de preguntas de desarrollo: 2 HP + 5 HF = 7 HT.
- Práctica de laboratorio: 0 HP + 5 HF = 5 HT.

Esta materia da continuidad a la materia: Dispositivos IoT (V05M200V01101).

Comentarios sobre la Evaluación.

Los alumnos que cursen esta materia pueden optar entre dos sistemas de evaluación: evaluación continua o evaluación global. El alumno debe comunicar por correo electrónico al profesor coordinador su evaluación seleccionada transcurrido un mes del comienzo de las clases.


1. Evaluación continua (convocatoria ordinaria):

La evaluación continua comprende la realización a lo largo del cuatrimestre de los apartados desglosados en la tabla de pruebas de evaluación anterior. Cada uno de los bloques es de realización obligatoria en la modalidad de evaluación continua, y para superar la materia debe lograrse un mínimo del 25% de la nota asignada a cada uno de los apartados y la nota final acumulada entre los cinco apartados debe superar al menos el 50% de la calificación final.

Las pruebas de preguntas de desarrollo consisten en la resolución razonada de ejercicios sobre los temas de la asignatura. Respecto al bloque de pruebas prácticas (laboratorio), se requiere para su evaluación de la presentación de un informe por práctica y alumno, hecho de forma individualizada. Cualquier evidencia de copia o clonación de un informe supondrá obtener una puntuación cero en la práctica relacionada.

La evaluación continua supone la realización a lo largo del cuatrimestre del 100% de las pruebas indicadas. La no realización de alguna de dichas pruebas implica la pérdida de la evaluación continua y la calificación final será SUSPENSO.

Estas tareas no son recuperables, es decir, si un alumno no puede cumplirlas en el plazo estipulado el profesor no tiene la obligación de repetirlas y, asimismo sólo serán válidas para el curso académico en el que se realicen.

La planificación de las diferentes pruebas de evaluación intermedia se aprobará en una Comisión Académica de Máster (CAM) y estará disponible al principio del cuatrimestre.

Se considera que la materia está aprobada si la nota acumulada es igual o superior a 5. En caso de abandonar la modalidad de evaluación continua, la nota final será "SUSPENSO".


2. Evaluación global (convocatoria ordinaria):

Un alumno que no opte por evaluación continua puede optar a la calificación máxima mediante el examen final, a realizar el día asignado en el calendario oficial de exámenes, y constará de dos partes:
- Parte 1: realización de las prácticas de laboratorio y entrega de los informes/memorias correspondientes (50% de la nota final). Se requiere la presentación de un informe por práctica y alumno, hecho de forma individual.
- Parte 2: prueba de resolución de problemas (50% de la nota final).

Se considera que la materia está aprobada por evaluación única si la nota acumulada es igual o superior a 5.


3. Evaluación de convocatoria extraordinaria (segunda oportunidad):

Para los alumnos que optaron por la evaluación única, la nota será la del examen final que constará de dos partes: un examen práctico (50%) y una prueba de resolución de problemas (50%).

Se considera que la materia está aprobada en segunda oportunidad si la nota acumulada es igual o superior a 5.


4. Evaluación de convocatoria de fin de carrera:

Constará de un examen de tres partes: un examen práctico (50%) y un examen de problemas (50%). Se considera que la materia está aprobada si la nota acumulada es igual o superior a 5.


5. Código ético y plagiarismo:

En caso de detección de plagio en cualquiera de las pruebas (pruebas cortas, exámenes parciales o examen final), la calificación final será de SUSPENSO (0) y el hecho será comunicado a la dirección del Centro para los efectos oportunos.

Se recomienda un uso ético y crítico de las herramientas basadas en inteligencia artificial, siendo recomendable indicar su empleo en las memorias entregadas.