Los sistemas MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) multi-usuario multi-celda coordinados se definen como una configuración avanzada y cooperativa de sistema MIMO. En estos sistemas, varias estaciones base cooperan perfectamente en datos a través de un enlace de alta capacidad, y transmiten de forma coordinada a todos los usuarios de una determinada área. Además, cada estación base del sistema está sujeta a una restricción en la potencia total que puede transmitir. El objetivo general de la Tesis es estudiar algoritmos que combinan control de potencia y beamforming óptimo para resolver el problema de minimización de potencia en el enlace downlink de un sistema W-CDMA MIMO multi-usuario multi-celda coordinado. Al mismo tiempo, se propone un modelo de sistema matricial y lineal que caracteriza completamente los procesos que tienen lugar en transmisión y en recepción en este tipo de sistemas. Paralelamente, a lo largo de la Tesis se contemplan soluciones a problemas de tipo práctico, como por ejemplo, limitaciones en el tipo de información que se dispone en transmisión. / Botella Mascarell, C. (2008). Algoritmos para Sistemas de Comunicaciones Multi-Usuario con Múltiples Antenas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2421

En la última década se ha producido una enorme popularización de las redes celulares, siendo incluso muy superior a las previsiones iniciales más optimistas. Este interés que ha despertado entre los usuarios ha provocado que sea en la actualidad el sector de las telecomunicaciones más productivo para los operadores. Aunque el número de usuarios no se prevé que aumente al mismo ritmo a como lo ha hecho hasta ahora porque el número de líneas móviles es superior al de habitantes en muchos países, existe toda una serie de nuevos desafíos para los operadores para poder ofrecer servicios atractivos y competitivos a los usuarios. Estos nuevos servicios se prevé que demanden asimismo una mayor cantidad de recursos. Para el mundo de la investigación, esto supone la necesidad de desarrollar mecanismos cada vez más eficientes y complejos que gestionen los recursos adecuadamente para garantizar unos requisitos de calidad de servicio. Tradicionalmente, para el diseño de estos mecanismos de gestión de recursos se ha partido de las propuestas realizadas para redes fijas. No obstante, las redes celulares introducen nuevos retos por la escasez del espectro radioeléctrico, la aleatoriedad de la propagación y la movilidad de los terminales. La presente tesis doctoral toma como marco de trabajo las redes celulares que implementan políticas de control de admisión. De forma más concreta, en la primera parte de la tesis doctoral se han desarrollado modelos analíticos que permiten estudiar el impacto de los accesos repetitivos que se producen en un sistema cuando el controlador de admisión decide bloquear una petición de acceso al sistema. Esta contribución se realiza en dos aspectos: en el desarrollo de técnicas de resolución de sistemas con reintentos y en la aplicación de esas técnicas a modelos de redes celulares con el fin de comprender el impacto que los reintentos tienen en ellas. La segunda parte de la tesis doctoral está enfocada al diseño de políticas óptimas de control de admis / Giménez Guzmán, JM. (2008). Modelos para el análisis y optimización del control de admisión en redes celulares [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2936

El volumen intracraneal lo integran el volumen de líquido cefalorraquídeo (LCR), el de la sangre y el del parénquima cerebral. La entrada de sangre al cráneo en la sístole incrementa el volumen intracraneal. Según la ley de Monroe-Kellie debe ocurrir una descompensación en los volúmenes restantes para mantener constante el volumen total. Los desequilibrios que se producen en este proceso de la homeostasis cerebral se han asociado tanto a enfermedades neurodegenerativas como a cerebrovasculares. Por tanto, es necesario contar con metodologías adecuadas para analizar la dinámica de los fluidos intracraneales (LCR y sangre). Las secuencias dinámicas de resonancia magnética en contraste de fase (RM-CF) con sincronismo cardíaco permiten cuantificar el flujo de LCR y de sangre durante un ciclo cardíaco. La medición de flujo mediante secuencias de RM-CF es precisa y reproducible siempre que se use un protocolo de adquisición adecuado. La reproducibilidad y exactitud de las medidas dependen también del uso de técnicas adecuadas de posproceso que permitan segmentar las regiones de interés (ROI) independientemente del operador y admitan corregir los errores de fondo introducidos por la supresión imperfecta de las corrientes inducidas y la contribución a la señal de los pequeños movimientos que presenta el mesencéfalo por la transmisión del pulso vascular así como el submuestreo (aliasing), reflejado como un cambio abrupto y opuesto del sentido original del flujo. Estas técnicas de análisis deben también tener en cuenta los errores relacionados con el efecto de volumen parcial (EVP), causado por la presencia de tejido estacionario y de flujo en el interior de los vóxeles de la periferia de la región a estudiar El objetivo principal de esta tesis es desarrollar una metodología reproducible para evaluar cuantitativamente la dinámica de los fluidos intracraneales dentro de espacios de LCR (acueducto de Silvio, cisterna prepontina y espacio perimedular C2C3) y principales va / Flórez Ordóñez, YN. (2009). Intracranial fluids dynamics: a quantitative evaluation by means of phase-contrast magnetic resonance imaging [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6029

En esta tesis doctoral se presenta un sistema de conmutación de paquetes ópticos concebido como plataforma física para la siguiente generación de redes de datos denominada Internet Óptico. Las discusiones y demostraciones presentadas en esta tesis incluyen una descripción completa del diseño del nodo además de la integración de los sistemas opto-electrónicos y fotónicos que conforman un elemento viable de red, un nodo de conmutación de paquetes ópticos. En este contexto, el paradigma de la conmutación o intercambio de etiquetas ópticas permite la realización de una plataforma multi-servicio unificada que ofrece una utilización ágil y efectiva del ancho de banda disponible para el soporte de comunicaciones de voz, datos y servicios multimedia transportados en paquetes IP. En general, los nodos de conmutación de paquetes ópticos con intercambio de etiqueta que incluyen estructuras de conmutación y encaminamiento por longitud de onda además de un procesamiento en paralelo de las etiquetas permiten la conmutación de paquetes asíncronos de tamaño variable, ráfagas de paquetes y conexiones de conmutación de circuitos ópticos. Por otro lado, la explotación de los dominios de longitud de onda, tiempo y espacio permiten resolver los eventos de colisión de paquetes presentes en los nodos de la red sin recurrir a las técnicas de almacenamiento y envío presentes en los routers convencionales electrónicos, los cuales llevan asociados grandes requerimientos de capacidad de memoria. En esta tesis, además de las características mencionadas anteriormente, se han demostrado dos arquitecturas que permiten resolver las colisiones en el nodo además de un esquema de conformación de tráfico que permite regular la transmisión de los paquetes y crear clases equivalentes de tráfico con la posibilidad de incorporar prioridad a cada uno de ellos y realizar encaminamiento basado en prioridades. Junto con las demostraciones experimentales de estas características, se presentan los resultados obt / Puerto Leguizamón, GA. (2008). Redes de conmutación de paquetes ópticos basadas en el intercambio de etiquetas multiplexadas por subportadora [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8305

En la última década las redes móviles celulares han experimentado un enorme crecimiento. Asimismo el aumento del número de servicios y el ancho de banda que requieren hace necesario un correcto modelado y gestión de recursos. Este trabajo pretende ser una contribución al desarrollo de modelos para el estudio y la evaluación de la gestión de recursos radio en redes móviles celulares. Más concretamente, se ha pretendido profundizar en el estudio de modelos de reintentos. Estos modelos son de gran utilidad para la caracterización de diferentes aspectos de funcionamiento. Tradicionalmente, se ha entendido por sistema de reintentos aquel sistema en que los usuarios que son bloqueados, tratan de acceder de nuevo, tras un tiempo de espera. Esta es una característica propia del comportamiento humano que no debe obviarse en el modelado de sistemas de comunicaciones, puesto que puede tener un gran impacto en las prestaciones ofrecidas por el sistema. Adicionalmente, en las redes móviles celulares, por su estructura y características propias, podemos encontrar este efecto no sólo debido al comportamiento humano, sino que también puede deberse a la gestión de los handovers. Este tipo de reintentos, incluido en el estándar de GSM, permite realizar un número máximo de reintentos consecutivos, mientras que el terminal se encuentra en el área de handover, sin que el usuario intervenga. Es posible encontrar otro tipo de sistemas de reintentos que caracterizan toda una serie de nuevas aplicaciones. Se trata de aplicaciones que, en caso de bloqueo, permiten reintentar el acceso disminuyendo el número de recursos solicitado. Así, aparecen las aplicaciones rate adaptive en que, según el grado de congestión, se ofrece un servicio de mayor o menor calidad. Este tipo de modelo resulta de especial interés para tratar aplicaciones como VoIP o servicios de videoconferencia para las que se han desarrollado codecs que permiten adaptar la tasa de servicio a las condiciones de la red. / Doménech Benlloch, MJ. (2009). Modelado y evaluación de la gestión de recursos en redes móviles celulares [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8319

Esta tesis aborda el problema del diseño de sistemas multiantena, donde el caso más general corresponde a un canal multi-input-multi-output (MIMO) con un transmisor y un receptor con más de una antena. La ventaja de estos sistemas es que ofrecen un rendimiento mucho mejor que los de una única antena, tanto en términos de calidad en la transmisión como en capacidad entendida como número de usuarios a los que se les puede prestar servicio simultáneamente.El objetivo es diseñar conjuntamente el transmisor y el receptor, lo que depende directamente de la calidad y la cantidad de información del canal de la que se dispone. En esta tesis se analiza el impacto de dicha información en el diseño.Primero se ha estudiado un sistema MIMO de un único usuario usando la modulación orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) y asumiendo un conocimiento perfecto del canal en ambos extremos. La arquitectura propuesta se basa en conformación conjunta por portadora, calculándose los conformadores óptimos y proponiéndose diversas estrategias de distribución de potencia entre las portadoras con una baja complejidad. Se han analizado también las relaciones asintóticas de estas distribuciones de potencia con otras soluciones clásicas con mayor coste.El diseño anterior se ha extendido a sistemas MIMO multiusuario, donde todos los terminales en el escenario tienen más de una antena y la información del canal es perfecta. El objetivo es la minimización de la potencia total transmitida sujeto a restricciones de tasa de error máxima para cada enlace. El problema matemático obtenido es no convexo, por lo que estrategias clásicas basadas en algoritmos de gradiente o de optimización sucesiva pueden llevar a soluciones subóptimas. Como posible alternativa se ha propuesto la aplicación de simulated annealing, una potente herramienta heurística y estocástica que permite hallar el diseño global óptimo incluso cuando el problema es no convexo.Los errores en la información de canal disponible pueden empeorar el rendimiento del sistema si éstos no se tienen en cuenta explícitamente durante el diseño. La degradación del sistema MIMO-OFDM de un único usuario se ha estudiado en esta situación, obteniendo una expresión analítica de una cota superior de la máxima degradación relativa de la relación señal a ruido más interferencia.El rendimiento se puede mejorar usando técnicas robustas que tengan en cuenta la presencia de dichos errores. Existen dos aproximaciones clásicas: las Bayesianas y las maximin. En las soluciones Bayesianas el problema se formula estadísticamente, donde el objetivo es optimizar el valor medio de una función de rendimiento promediada sobre la estadística del canal real condicionado a su estimación. Por otro lado, los diseños maximin se caracterizan por optimizar el peor rendimiento para cualquier posible error en la información del canal dentro de una cierta región de incertidumbre que modela el conocimiento imperfecto del mismo.Se han mostrado dos ejemplos de diseños Bayesianos. Primero, una distribución de potencia en un sistema OFDM de una única antena que minimiza el valor medio de una cota superior de la tasa de error, y después un diseño de un transmisor multiantena con un banco de filtros que maximiza la relación señal a ruido media (SNR) o minimiza el error cuadrático medio.Finalmente, se ha obtenido el diseño robusto maximin de un sistema MIMO de un único usuario donde en el transmisor se combinan un código bloque ortogonal espacio-tiempo, una distribución de potencia y un banco de conformadores correspondientes a los modos espaciales del canal estimado. La distribución de potencia se ha diseñado acorde a una región de incertidumbre para el error en la estimación de canal de manera que se maximiza la peor SNR en dicha región. Posteriormente, este diseño se ha extendido al caso de modulaciones adaptativas y multiportadora, mostrando que el rendimiento es mejor que para los códigos bloque otrogonales y la conformación no robusta. / This Ph.D. dissertation addresses the design of multi-antenna systems, where the most general case corresponds to a transmitter and a receiver with more than one antenna, i.e., a multiple-input-multiple-output (MIMO) channel. The main advantage is that they can provide a much better performance than single-antenna systems, both in terms of transmission quality and system capacity, i.e., number of users that can be served simultaneously.The objective is to carry out a joint transmitter-receiver design, which depends directly on the quantity and the quality of the available channel state information (CSI). In this dissertation, the impact of the CSI on the design has been analyzed.First, a single-user MIMO communication system has been designed assuming the use of the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) modulation and according to a perfect CSI at both sides. The proposed architecture is based on a joint beamforming approach per carrier. The optimum beamvectors have been calculated and several power allocation strategies among the subcarriers have been derived. These power allocation solutions have been shown to be asymptotically related to other classical designs but with a much lower computational load.The previous design has been extended to multi-user communications, where the multi-antenna terminals in the scenario have a perfect CSI. The objective is the minimization of the total transmit power subject to maximum bit error rate (BER) constraints for each link. The mathematical optimization problem is non-convex and, therefore, classical solutions based on gradient search or alternate & maximize schemes may find a local suboptimum design. As a possible solution, the application of the simulated annealing technique has been proposed, a powerful stochastic optimization tool able to find the global optimum design even when the problem is non-convex.The errors in the available CSI may decrease importantly the system performance if they are not taken into account explicitly in the design. This degradation has been studied for the single-user MIMO-OFDM system. An analytical expression of an upper-bound on the maximum relative signal to noise plus interference ratio degradation has been found.The system performance can be improved when exploiting an imperfect CSI by using adequate robustness strategies. Two robust approaches have been proposed: the Bayesian and the maximin solutions. The Bayesian approach is a full statistical solution that optimizes the mean value of the performance function averaged over the statistics of the actual channel and the errors in the CSI. On the other hand, the maximin approach provides a design that optimizes the worst system performance for any possible error in a predefined uncertainty region.Two simple examples of Bayesian designs have been provided. First, a power allocation has been derived for an OFDM system with one transmit and one receive antenna minimizing the mean value of an upper-bound on the BER. Afterwards, a design of a multi-antenna transmitter with a bank of filters and a single-antenna receiver has been proposed, whose objective is either the maximization of the mean signal to noise ratio (SNR) or the minimization of the mean square error.Finally, a robust maximin design has been proposed for a single-user MIMO system, in which the transmitter is based on the combination of an orthogonal space time block code (OSTBC), a power allocation stage, and a set of beamformers coupling the transmission through the estimated channel eigenmodes. The power allocation has been found according to a channel estimate and an uncertainty region for the error in this estimate, so that the worst SNR for any error in the uncertainty region is maximized. This design has been then extended and applied to adaptive modulation schemes and multicarrier modulations, showing that the performance is much better than that achieved by a pure OSTBC solution or a non-robust beamforming scheme.

Debido al gran desarrollo de la World Wide Web, tanto en cantidad de contenidos y nodos como en velocidades de acceso, aparecen por parte de la comunidad científico-técnica propuestas de utilización de la misma con objetivos más ambiciosos que la mera descarga de ficheros para ser presentados al usuario. Con esa finalidad se desarrolla la Web Semántica, sistema que pretende introducir información entendible por Agentes Inteligentes, permitiendo de este modo que estos Agentes puedan aumentar sus bases de conocimiento y realizar inferencias que faciliten procesos realizados actualmente de forma manual por los usuarios. De esta forma surgen los lenguajes ontológicos para la web, y en concreto el lenguaje recomendado por la World Wide Web Consortium (W3C) denominado Web Ontology Language (OWL), así como razonadores relacionados como FACT++, Racer y Pellet. Además, con el objetivo de aprovechar el potencial de la web, se han ido generando gran cantidad de contenidos educativos, que debido a los altos costes de producción generan una necesidad de potenciar la reutilización de dichos contenidos. Aparece en este caso el concepto de objeto educativo, que es susceptible de ser reaprovechado para otras experiencias de aprendizaje, con alguna modificación o sin modificación alguna, generando la denominada interoperabilidad de objetos educativos. El presente trabajo pretende potenciar esta interoperabilidad de objetos educativos. Para ello se especifica una ontología completa para teleeducación, basada en la lógica descriptiva y desarrollada en el lenguaje OWL, para que pueda ser utilizada por medio de la Web Semántica. Se estudian, desarrollan e implementan dentro de esta ontología conceptos relacionados con la interacción de los distintos agentes que intervienen en una experiencia de aprendizaje a través de la web. La ontología presentada va además acompañada de una especificación de arquitectura de pares o Peer to Peer (P2P) basada en las arquitecturas de tablas de búsqueda distribuidas (DHTs), que denominaremos DHT Semántica. La DHT Semántica está diseñada para permitir la explotación por parte de Agentes Inteligentes de la ontología especificada, con una alta tolerancia a fallos en nodos de la arquitectura. Estos Agentes asisten en la búsqueda de objetos educativos más allá de la búsqueda por palabras claves. Finalmente, tanto la ontología como la arquitectura se validan utilizando un conjunto de experiencias educativas on-line reales. / Romero Llop, R. (2007). Especificación OWL de una ontología para teleeducación en WEB semántica [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1828

La presente tesis aborda la elaboración de algoritmos de detección distribuida en sistemas monosensor. Tradicionalmente, la detección distribuida se ha aplicado a la fusión de decisiones tomadas por sensores espacialmente dispersos. No obstante, puede ser de utilidad en la implementación de detectores que tratan de explotar diferentes tipos de información sobre las diferencias existentes entre las dos hipótesis sobre las que decidir. El objetivo es sustituir un único detector complejo, cuando no inabordable, por una combinación de detectores más sencillos, implementables a partir de la teoría de detección óptima. Frente a la posibilidad de un enfoque general, se ha preferido focalizar la tesis en dos aplicaciones de especial interés para el grupo de investigación, en cuyo seno se ha desarrollado esta tesis: detección de incendios forestales a partir de señales infrarrojas y detección de ecos en ruido de fondo granular, en ensayos no destructivos por ultrasonidos. En cuanto a la detección de incendios forestales se ha propuesto un esquema de detección que fusiona dos tipos de detectores que hemos denominado detector de persistencia y detector de crecimiento. La idea subyacente es tratar de explotar la misma información que utiliza el propio vigilante humano, al que se trata de reemplazar. El detector de persistencia se basa a su vez en la fusión de decisiones correspondientes a pequeños intervalos de observación consecutivos. En cada intervalo se implementa un detector de filtro adaptado en subespacio que trata de explotar el comportamiento de persistencia en tiempo a corto plazo de un fuego, frente a otros efectos de carácter impulsivo que también pueden producir incrementos de temperatura esporádicos en la celda bajo vigilancia (coches, personas, sol, ). Por su parte el detector de crecimiento trata de explotar mediante un filtro adaptado a un crecimiento de tipo lineal, el esperado crecimiento en temperatura que, a medio y largo plazo, debe producir un fuego des / Bosch Roig, I. (2005). Algoritmos de detección distribuida en sistemas monosensor [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1898

El diseño de antenas para los nuevos sistemas de comunicaciones inalámbricas ha suscitado un creciente interés en los últimos años. El principal objetivo de esta Tesis Doctoral es la propuesta de un método general de diseño de antenas para sistemas de comunicaciones inalámbricas que proporcione una visión física del proceso de diseño. Para alcanzar este objetivo, se propone el uso de un método basado en la descomposición modal de la corriente en la superficie del cuerpo conductor. Los modos tienen la ventaja de proporcionar una visión más física del comportamiento radiante de la antena, así como información muy útil para la optimización de la geometría de la antena y para la selección del mecanismo óptimo de alimentación y su localización. En la Tesis se realizará una revisión de los diferentes métodos modales disponibles, así como de los parámetros más importantes a tratar cuando se trabaja con soluciones modales. Además, se investigará un método para obtener expresiones cerradas para las corrientes superficiales en objetos conductores planos abiertos. Como se verá, los objetos planos con formas canónicas se pueden interpretar en muchas ocasiones como deformaciones de objetos tridimensionales cuyas superficies coinciden con las de algunos de los sistemas de coordenadas curvilíneas. De esta forma, se obtendrán expresiones cerradas para los modos vectoriales en un disco conductor circular y una tira plana infinita. Estas funciones se propondrán como funciones base de dominio completo en problemas más complejos que incluyan este tipo de superficies planas. Los modos de corriente definidos a partir de las funciones de onda vectoriales son de naturaleza compleja, lo que dificulta en ocasiones su uso para el diseño de antenas. Por el contrario, la Teoría de los Modos Característicos proporciona una descomposición de la corriente total en la superficie de un cuerpo conductor de forma arbitraria en un conjunto de modos reales, cuyos diagramas de radiación son ortogonales / Antonino Daviu, E. (2008). Analysis and design of antennas for wireless communications using modal methods [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2188

El desarrollo de las tecnologías ópticas de transmisión permite disponer hoy en día de grandes anchos de banda y elevadas velocidades de transmisión, lo que permite proporcionar servicios de una calidad cada vez mayor a un mayor número de usuarios. Para dar un paso más en el campo de las comunicaciones ópticas es necesario el desarrollo de dispositivos fotónicos que puedan realizar directamente en el dominio óptico las tareas de procesado de la red, sin necesidad de una conversión al dominio eléctrico que limite la velocidad de transmisión final. Una de las posibles alternativas para conseguir este tipo de dispositivos de procesado óptico es el uso de estructuras periódicas como los cristales fotónicos. En esta tesis doctoral se ha estudiado la utilización de estructuras periódicas para la realización de funciones de procesado directamente en el dominio óptico, como el guiado, la creación de líneas de retardo y compensadores de dispersión ultracompactos, o la implementación de una puerta lógica XOR basada en elementos de onda lenta. Además de estas funcionalidades, también se han estudiado diversos aspectos de interés de este tipo de estructuras periódicas, como son la influencia de la longitud finita en guías de cristal fotónico, el uso de estructuras de onda lenta para la mejora de los efectos no lineales de los materiales, o el incremento de las pérdidas de propagación en las regiones de baja velocidad de grupo. También se ha propuesto una nueva configuración de cristal fotónico consistente en una red de columnas de Silicio en un medio de sílice, la cual proporciona una serie de ventajas respecto a las configuraciones de agujeros en un medio de alto índice utilizadas habitualmente. Se han podido fabricar y caracterizar diversas muestras de algunas de las estructuras estudiadas teóricamente, lo que ha permitido comprobar que su comportamiento real se ajusta a los resultados obtenidos en la fase de diseño. Comentar que, tanto en la fase de diseño como en la de f / García Rupérez, J. (2008). Estudio de los fenómenos de onda lenta y dispersión en estructuras periódicas de fotónica integrada [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2963