Development and Integration of a Rapid Deployment Portable Land Mobile Unit for Emergency Communications

Abstract

[ANGLÈS] This thesis describes the design and implementation process of a portable land communications unit with a satellite backhauling link for emergency communications as part of the ABSOLUTE project. The ABSOLUTE project aim is to design rapidly deployable future network architecture capable of providing Broadband services and connectivity for large coverage areas affected by unexpected events or natural disasters where the terrestrial communication infrastructure is unavailable. The portable land communications unit is a system packed into a rugged suitcase and is a battery-powered device with several hours of operating autonomy. The communication systems that it has to provide within the ABSOLUTE project, are the following: mobile telephony and data over UMTS, mobile telephony and data over LTE, professional mobile radio over TETRA, Wireless LAN over IEEE 802.11, data collection from a Wireless Sensor Network, remote communications over a ka-band satellite link. Given the requirements and the specifications of the system, it has been designed starting from the state-of-the-art study and the selection of the hardware components and the main communication devices to the software needed to manage the communications and finishing with the implementation of part of these components for the first version of the system functional demonstration. The design process has been marked by the need to minimize the integrated devices’ power consumption with the aim to reduce the overall power consumption as well as the size and weight. That is why some proposals and studies to improve the system are presented although they have not been implemented for the first version they will be present in future versions.

[CASTELLÀ] Esta tesis describe el proceso de diseño e implementación de una unidad portátil de comunicaciones terrestre con una conexión satélite para comunicaciones de emergencia englobada dentro del proyecto ABSOLUTE. El proyecto ABSOLUTE tiene como objetivo diseñar una futura arquitectura de red de despliegue rápido que pueda proporcionar servicios de banda ancha i conectividad a grandes áreas afectadas por eventos inesperados o desastres naturales i donde la infraestructura de comunicaciones terrestre haya quedado afectada. La unidad portátil de comunicaciones terrestre es un sistema de comunicaciones empaquetado en una maleta robusta i alimentado por baterías con varias horas de autonomía. Los sistemas de comunicaciones que ésta ha de proporcionar para el proyecto ABSOLUTE son: telefonía móvil y datos sobre UMTS, telefonía móvil y datos sobre LTE, radio móvil sobre TETRA, Wireless LAN IEEE 802.11, recogida de datos de una Wireless Sensor Network y comunicaciones remotas sobre un link por satélite en la banda ka. Dados los requisitos y las especificaciones del dispositivo, éste ha sido diseñado partiendo del estudio del estado del arte y de la elección de los elementos hardware y los dispositivos de comunicaciones necesarios, continuando por el software encargado de gestionar les comunicaciones y finalizando con la implementación de parte de estos elementos para la realización de la primera demostración funcional del dispositivo. El proceso de diseño ha estado marcado por la necesidad de minimizar el consumo de potencia de los dispositivos que lo integran con el objetivo de maximizar el tiempo de operatividad del conjunto así como reducir les dimensiones y el peso del mismo. Es por eso que se presentan propuestas i estudios de mejora del sistema que no han sido implementados para la primera versión pero que lo estarán en versiones futuras.

[CATALÀ] Aquesta tesi descriu el procés de disseny i implementació d’una unitat portàtil de comunicacions terrestre amb connexió satèl·lit per a comunicacions d’emergència englobada dintre del projecte ABSOLUTE. El projecte ABSOLUTE té com a objectiu dissenyar una arquitectura de xarxa futurista de desplegament ràpid que pugui proporcionar serveis de banda ampla i connectivitat a grans àrees afectades per esdeveniments inesperats o desastres naturals i a on la infraestructura de comunicacions terrestre hagi quedat afectada. La unitat portàtil de comunicacions terrestre és un sistema de comunicacions empaquetat en una maleta robusta i alimentat per bateries amb vàries hores d’autonomia. Els sistemes de comunicació que aquestamaleta ha de proporcionar per al projecte ABSOLUTE són: telefonia mòbil i dades sobre UMTS, telefonia mòbil i dades sobre LTE, radio mòbil sobre TETRA, Wireless LAN IEEE 802.11, recollida de dades d’una Wireless Sensor Network i comunicacions remotes sobre un link per satèl·lit operant a la banda ka. Donats els requisits i les especificacions del dispositiu aquest ha estat dissenyat, començant per l’estudi de l’estat de l’art i l’elecció dels elements hardware i dispositius de comunicacions necessaris, continuant pel software encarregat de gestionar les comunicacions i finalitzant amb la implementació de part d’aquests elements per realitzar la primera demostració funcional del dispositiu. El procés de disseny ha estat marcat per la necessitat de minimitzar el consum de potència dels dispositius que l’integrenamb l’objectiu de maximitzar el temps d’operativitat del conjunt així com reduir les dimensions i el pes del mateix. És per això que es presenten propostes i estudis de millora del sistema que no han estat implementades per a la primera versió però que ho estaran en versions futures.