OBJETIVOS.El objetivo global de la presente tesis doctoral consiste en el estudio de la incorporación de las características de sintonizabilidad y ajuste en estructuras integradas analógicas de tiempo continuo para filtrado de señal. La tesis se ha concentrado en el diseño, implementación, caracterización experimental y modelizado de un sistema de sintonía automática para un filtro pasa-banda de tiempo continuo que permite la sintonía tanto de su frecuencia central como de su factor de calidad.A tenor de las motivaciones, los antecedentes históricos y la contextualización en el estado del arte, se han planteado como principales objetivos particulares del presente trabajo de investigación los siguientes aspectos:- Partiendo de una topología de filtrado MOSFET-C fijada al comienzo de la tesis, proponer una mejora de la estructura original para conseguir independizar los lazos de control de la frecuencia central y del factor de calidad y obtener una estructura completamente balanceada. Asimismo se pretende incorporar la célula MRC (MOS Resistive Circuit) a la topología de manera que permita el control electrónico de los parámetros de la misma.- Obtener un modelo completo de la estructura MRC, que contemple todos los aspectos posibles de su comportamiento no lineal.- Diseñar y realizar un filtro microelectrónico analógico de tiempo continuo con sintonía automática on-chip, con el consiguiente proceso de integración sobre silicio de estas estructuras mediante herramientas CAD, y su posterior validación funcional a través tanto de resultados de simulación post-layout como de resultados experimentales en el laboratorio.- Como último objetivo, se considera la propuesta de un proceso sistemático y general para el modelizado en pequeña señal de filtros con capacidad de sintonía automática, con el fin de realizar un estudio de estabilidad local del sistema. Dicho estudio genérico se pretende complementar con el diseño de los controladores para los lazos de control de la frecuencia central y del factor de calidad del filtro particular presentado en la presente tesis.METODOLOGÍA, FASES DEL TRABAJO Y RESULTADOS.La metodología ha consistido en enmarcar históricamente el trabajo realizado en técnicas de filtrado, así como presentar la situación actual del estado del arte, incluyendo explícitamente una revisión de los diversos métodos de sintonía que en los últimos años han aparecido publicados. El estudio se acompaña de una crítica sobre los métodos analizados, donde se ponen de relieve los puntos fuertes y débiles que se han observado.A continuación se ha llevado a cabo un estudio detallado del comportamiento y modelizado del MRC, para así conocer con exactitud los efectos no deseados que puede presentar esta célula, y prever cómo influirán sobre las características del filtro de tiempo continuo a sintonizar. Por un lado, se ha determinado el comportamiento no lineal de la célula MRC, y se ha puesto de manifiesto cómo el popular modelo BSIM3 no modeliza adecuadamente el transistor MOS, pues muestra un comportamiento no simétrico que no corresponde con la natural simetría de la célula. Se ha propuesto, tras el estudio de modelos alternativos al BSIM3 para el transistor como es el caso del EKV, una modificación del modelo BSIM3 que permite corregir la deficiencia detectada.El estudio en profundidad del MRC que se presenta se ha concluido con la propuesta de un nuevo modelo para el mismo que no sólo contempla el efecto no lineal introducido por la no igualdad de sus terminales de salida, sino también el efecto de la movilidad no constante de los portadores, función del campo eléctrico transversal en el transistor MOS. Este estudio ha permitido además obtener unas recomendaciones de diseño para circuitos que incluyan la célula MRC, de las que la más destacada es la necesidad de ser usado en circuitos completamente balanceados (fully-balanced).A continuación se ha realizado el estudio, diseño e implementación de un filtro pasa-banda CMOS de segundo orden con su sistema de ajuste on-chip. Se propone la modificación introducida en el filtro TQE (Transimpedance Q-Enhancement) que permite independizar el proceso de sintonía del factor de calidad de la sintonía de su frecuencia central. Se han descrito los lazos de sintonía de frecuencia y factor de calidad implementados, con detalles sobre aquellos bloques novedosos que se plantean en la presente tesis, como son la realización de los detectores de amplitud con células multiplicadoras MRC, o la propuesta de un circuito desfasador que permite realizar un desfase de -90º a una frecuencia sintonizable a través de una tensión de control.Seguidamente se han presentado las simulaciones pertinentes y los resultados experimentales que corroboran la funcionalidad del prototipo del filtro diseñado con sus correspondientes lazos de sintonía, que se ha implementado en una tecnología CMOS de 0.8 m. Los resultados han permitido validar la funcionalidad del filtro y su sistema de autoajuste tanto en frecuencia como en factor de calidad.Finalmente se ha propuesto el proceso sistemático general para el modelizado lineal en pequeña señal de filtros analógicos de tiempo continuo que posean capacidad de sintonía automática mediante ajuste de sus constantes de tiempo, y recoge el caso particular del modelizado lineal para pequeña señal del conjunto filtro más lazos de control considerado en la presente tesis, con el fin de realizar un estudio de estabilidad local alrededor del punto de trabajo. A partir de dicho modelo se proponen sendos controladores para la sintonía de frecuencia y del factor de calidad, que mejoran las prestaciones del sistema de sintonía automática.CONCLUSIONES Y VALORACIÓN DE RESULTADOS.Un resultado destacado que se deriva de este trabajo es el análisis detallado y la propuesta de un nuevo modelo para la célula MRC (MOS Resistive Circuit). El resultado de dicho estudio ha sido citado por R.L. Geiger et al. en Electronics Letters, vol. 37 (nº23): pp. 1386-1387, Noviembre del 2001 ([SCH01]).Por otra parte, el análisis y diseño del filtro paso banda de segundo orden que se ha implementado en tecnología CMOS 0.8 m, y el estudio detallado de su comportamiento han permitido la realización de varias propuestas entre las que destacan la nueva estructura de filtrado basada en la denominada TQE, y el diseño de amplificadores operacionales y células MRC específicos para la aplicación requerida.En cuanto a los lazos de sintonía que se han diseñado e implementado se pueden destacar las siguientes conclusiones y realizaciones:- Se ha presentado una estructura consistente en un desfasador sintonizable, necesaria en la sintonía de frecuencia, que implementa un par polo-cero simétrico respecto el eje j del plano s, gracias, por un lado, a la fácil realización de resistencias negativas mediante la célula MRC y, por otro, a la posibilidad de sintonía del mismo.- Se han propuesto y realizado comparadores con diferentes niveles de tensión de salida, según las necesidades de la situación en el circuito donde estén destinados.- Se ha diseñado e implementado una estructura de sintonía que es eficaz y a la vez no excesivamente compleja comparada con la estructura del filtro principal, cuyos parámetros (frecuencia y factor de calidad) desean ser ajustados.- Se ha utilizado el MRC como elemento multiplicador de cuatro cuadrantes, lo que conlleva, por una lado, una reducción en el área utilizada frente a otras alternativas posibles y una homogeneización del diseño global y, por otro lado, la posiblidad de trabajar a elevadas frecuencias.- Se ha propuesto un nuevo lazo de control para la sintonización del factor de calidad Q. En dicho lazo se utiliza el MRC como multiplicador en lugar de detectores de pico para la realización de la detección de amplitud.Para finalizar, uno de los resultados más destacables de la presente tesis es el proceso sistemático y general para el modelizado del conjunto filtro más lazos de control en pequeña señal que se propone. Este análisis tiene como objetivo permitir el estudio de estabilidad local del sistema de sintonía automática. La aproximación considera un modelo incremental linealizado, partiendo de la característica bilineal de este tipo de filtros adaptativos o con capacidad de sintonía, así como una modulación en banda base para tener en cuenta la naturaleza sinusoidal de la señal de referencia de entrada. Como ejemplo, el proceso de modelizado se ha particularizado al filtro integrado analógico que ha servido como circuito sintonizable para la implementación del sistema de sintonía automática propuesto en la presente tesis. A este respecto se ha completado el estudio con el diseño de sendos controladores para los lazos de control de la frecuencia central y del factor de calidad del filtro que mejoran las prestaciones del implementado inicialmente.Continuidad de la investigaciónDebido, por un lado, a la gran cantidad de aplicaciones que pueden llevar al uso de filtros de tiempo continuo, el rango frecuencial que éstos pueden alcanzar, la gran cantidad de topologías y técnicas a emplear que existen para su implementación y, por otro, a la problemática que conlleva su utilización, las posibles líneas futuras a seguir en sistemas de sintonía automática para los mismos son bastante amplias. Sin embargo, se pueden resumir las principales y más inminentes:- En base al modelizado matemático del conjunto filtro más lazos de control planteado en la presente tesis, puede plantearse la búsqueda de sistemas de control adaptativos y controladores no lineales compatibles con las técnicas empleadas para la implementación de filtros de tiempo continuo, con el fin de realizar sistemas de sintonía más eficaces tanto en régimen estacionario como transitorio.- La utilización de los lazos de control para nuevas estructuras de los filtros master y slave.- A partir del diseño presentado en la presente tesis, realizar el estudio de las posibles modificaciones para poder plantear nuevos y mejores algoritmos de sintonía, así como su utilización en áreas más amplias del procesado analógico de la señal, como pueden ser:- Diseños de estructuras amplificadoras de la señal con control automático de ganancia (AGC).- Diseños de filtros autosintonizados para aplicaciones de filtrado en radiofrecuencia, como por ejemplo, filtros sintonizados para recepción de señales de radio, filtros programables para las etapas de filtrado en telefonía móvil de tercera generación, etc. A este respecto, hay que decir que ya se está trabajando ([ALA01a], [ALA01b]) en estructuras basadas en bancos de MRCs donde sus relaciones de aspecto (W/L) están convenientemente escaladas, y conllevan una programabilidad mixta digital y analógica, con el objetivo de incrementar el rango frecuencial de funcionamiento a través de la conmutación de un MRC a otro según la banda frecuencial donde ha de trabajar el sistema.- Sistematizar la síntesis de topologías de filtrado a partir de las matrices obtenidas mediante el modelizado propuesto en la presente tesis, para obtener estructuras que proporcionen independencia entre la sintonía del factor de calidad y de la frecuencia natural del filtro.

This dissertation revolves around the idea of linear interference alignment (IA) for a network consisting of several mutually interfering transmitter-receiver pairs, which is commonly known as interference channel. In particular, we consider the case where nodes are equipped with multiple antennas and exploit the spatial dimension to perform interference alignment. This work explores the problem of linear spatial domain interference alignment in three different facets. Our first contribution is to analyze the conditions, i.e., number of antennas, users and streams, under which IA is feasible. For this task, we distinguish between systems in which each user transmits a single stream of information (single-beam systems) and those in which multiple streams per user are transmitted (multi-beam systems). For single-beam systems, we show that the problem admits a closed-form solution with a time-complexity that is linear in the number of users. For multi-beam systems, we propose a numerical feasibility test that completely settles the question of IA feasibility for arbitrary networks and is shown to belong to the bounded-error probabilistic polynomial time (BPP) complexity class. The second contribution consists in generalizing the aforementioned feasibility results to characterize the number of existing IA solutions. We show that different IA solutions can exhibit dramatically different performances and, consequently, the number of solutions turns out to be an important metric to evaluate the ability of a system to improve its performance in terms of sum-rate or robustness while maintaining perfect IA. Finally, our contributions conclude with the design of two algorithms for the computation of IA solutions. / Esta tesis gira en torno a la idea de alineado de interferencias (interference alignment, IA) lineal en redes donde varios pares transmisor-receptor se comunican simultáneamente; escenario conocido como canal de interferencia. En particular, se considera el caso en el que cada nodo (ya sea transmisor o receptor) está equipado con varias antenas y hace uso de la dimensión espacial para llevar a cabo el citado alineado de interferencias. En esta tesis se explora el problema del alineado de interferencias en el dominio espacial desde tres puntos de vista diferentes. En primer lugar, se analizan las condiciones (número de antenas, usuarios y flujos de información) bajo las cuales el alineado de interferencias es posible. Para esta tarea, se distingue entre sistemas en los que cada usuario envía uno o múltiples flujos de información. En el primer caso, se demuestra que el problema admite una solución cerrada que puede ser evaluada con complejidad lineal en el número de usuarios. En el segundo caso, se propone un test numérico que da una respuesta concluyente al problema y muestra que el problema pertenece a la clase de complejidad BPP. En segundo lugar, los resultados anteriores son generalizados para calcular el número de soluciones existentes. En ocasiones, no sólo interesa determinar si el problema de alineado de interferencias tiene solución o no, sino que es interesante conocer cuántas soluciones existen. En esta tesis se muestra que diferentes soluciones pueden exhibir resultados dramáticamente diferentes. Por consiguiente, el número de soluciones actúa como una métrica de diversidad que refleja la capacidad de una red para mejorar su rendimiento en términos de tasa suma, robustez o cualquier otra métrica. Por último, se proponen dos algoritmos para la obtención de soluciones de alineado de interferencias.

This project, based on a study of television producers in Colombia, is an ethnographic exploration of the working conditions of cultural production within a highly contextualized environment such as public service television under state control, using Señal Colombia TV channel as case study. I examine how cultural production is affected by governmental structures and dynamics, whilst exploring the conditions and processes of public service television production, and how television producers experience these processes at an individual level. My primary question is to determine how the production of public service television under state control impacts producers’ practices and perceptions regarding the value and outcomes of their work. In this context, precariousness, autonomy, good work, power and public value have emerged as central areas of constant tension. I link issues regarding cultural work and public value in a media production analysis, obtaining direct empirical data that provides an in-depth description of the current public media production context under state control in Colombia. To explore these intersections, the project brings together interviews, focus groups, and participant observation. The findings exposed that the internal dynamics of both the nation and the organisation significantly affect the concept of public value, making it an ambivalent, uncertain and ill-defined notion. Where governance is state-driven, workers, regardless of their role, subscribe to dominant narratives and discourses that justify their work, and thus contribute to keeping themselves under prescribed creativity. In general, the present study provides a holistic account of cultural work study, focusing on what occurs to cultural work in various contexts of control, and the individual reactions to these contexts. The analysis of cultural work in this context, also broadens current knowledge on the concepts of network sociality and good work under clientelism, and in a non-free-market.

[EN] This thesis considers new applications of non-Gaussian mixtures in the framework of statistical signal processing and pattern recognition. The non-Gaussian mixtures were implemented by mixtures of independent component analyzers (ICA). The fundamental hypothesis of ICA is that the observed signals can be expressed as a linear transformation of a set of hidden variables, usually referred to as sources, which are statistically independent. This independence allows factoring the original M-dimensional probability density function (PDF) of the data as a product of one-dimensional probability densities, greatly simplifying the modeling of the data. ICA mixture models (ICAMM) provide further flexibility by alleviating the independency requirement of ICA, thus allowing the model to obtain local projections of the data without compromising its generalization capabilities. Here are explored new possibilities of ICAMM for the purposes of estimation and classification of signals. The thesis makes several contributions to the research in non-Gaussian mixtures: (i) a method for maximum-likelihood estimation of missing data, based on the maximization of the PDF of the data given the ICAMM; (ii) a method for Bayesian estimation of missing data that minimizes the mean squared error and can obtain the confidence interval of the prediction; (iii) a generalization of the sequential dependence model for ICAMM to semi-supervised or supervised learning and multiple chains of dependence, thus allowing the use of multimodal data; and (iv) introduction of ICAMM in diverse novel applications, both for estimation and for classification. The developed methods were validated via an extensive number of simulations that covered multiple scenarios. These tested the sensitivity of the proposed methods with respect to the following parameters: number of values to estimate; kinds of source distributions; correspondence of the data with respect to the assumptions of the model; number of classes in the mixture model; and unsupervised, semi-supervised, and supervised learning. The performance of the proposed methods was evaluated using several figures of merit, and compared with the performance of multiple classical and state-of-the-art techniques for estimation and classification. Aside from the simulations, the methods were also tested on several sets of real data from different types: data from seismic exploration studies; ground penetrating radar surveys; and biomedical data. These data correspond to the following applications: reconstruction of damaged or missing data from ground-penetrating radar surveys of historical walls; reconstruction of damaged or missing data from a seismic exploration survey; reconstruction of artifacted or missing electroencephalographic (EEG) data; diagnosis of sleep disorders; modeling of the brain response during memory tasks; and exploration of EEG data from subjects performing a battery of neuropsychological tests. The obtained results demonstrate the capability of the proposed methods to work on problems with real data. Furthermore, the proposed methods are general-purpose and can be used in many signal processing fields. / [ES] Esta tesis considera nuevas aplicaciones de las mezclas no Gaussianas dentro del marco de trabajo del procesado estadístico de señal y del reconocimiento de patrones. Las mezclas no Gaussianas fueron implementadas mediante mezclas de analizadores de componentes independientes (ICA). La hipótesis fundamental de ICA es que las señales observadas pueden expresarse como una transformación lineal de un grupo de variables ocultas, normalmente llamadas fuentes, que son estadísticamente independientes. Esta independencia permite factorizar la función de densidad de probabilidad (PDF) original M-dimensional de los datos como un producto de densidades unidimensionales, simplificando ampliamente el modelado de los datos. Los modelos de mezclas ICA (ICAMM) aportan una mayor flexibilidad al relajar el requisito de independencia de ICA, permitiendo que el modelo obtenga proyecciones locales de los datos sin comprometer su capacidad de generalización. Aquí se exploran nuevas posibilidades de ICAMM para los propósitos de estimación y clasificación de señales. La tesis realiza varias contribuciones a la investigación en mezclas no Gaussianas: (i) un método de estimación de datos faltantes por máxima verosimilitud, basado en la maximización de la PDF de los datos dado el ICAMM; (ii) un método de estimación Bayesiana de datos faltantes que minimiza el error cuadrático medio y puede obtener el intervalo de confianza de la predicción; (iii) una generalización del modelo de dependencia secuencial de ICAMM para aprendizaje supervisado o semi-supervisado y múltiples cadenas de dependencia, permitiendo así el uso de datos multimodales; y (iv) introducción de ICAMM en varias aplicaciones novedosas, tanto para estimación como para clasificación. Los métodos desarrollados fueron validados mediante un número extenso de simulaciones que cubrieron múltiples escenarios. Éstos comprobaron la sensibilidad de los métodos propuestos con respecto a los siguientes parámetros: número de valores a estimar; tipo de distribuciones de las fuentes; correspondencia de los datos con respecto a las suposiciones del modelo; número de clases en el modelo de mezclas; y aprendizaje supervisado, semi-supervisado y no supervisado. El rendimiento de los métodos propuestos fue evaluado usando varias figuras de mérito, y comparado con el rendimiento de múltiples técnicas clásicas y del estado del arte para estimación y clasificación. Además de las simulaciones, los métodos también fueron probados sobre varios grupos de datos de diferente tipo: datos de estudios de exploración sísmica; exploraciones por radar de penetración terrestre; y datos biomédicos. Estos datos corresponden a las siguientes aplicaciones: reconstrucción de datos dañados o faltantes de exploraciones de radar de penetración terrestre de muros históricos; reconstrucción de datos dañados o faltantes de un estudio de exploración sísmica; reconstrucción de datos electroencefalográficos (EEG) dañados o artefactados; diagnóstico de desórdenes del sueño; modelado de la respuesta del cerebro durante tareas de memoria; y exploración de datos EEG de sujetos durante la realización de una batería de pruebas neuropsicológicas. Los resultados obtenidos demuestran la capacidad de los métodos propuestos para trabajar en problemas con datos reales. Además, los métodos propuestos son de propósito general y pueden utilizarse en muchos campos del procesado de señal. / [CAT] Aquesta tesi considera noves aplicacions de barreges no Gaussianes dins del marc de treball del processament estadístic de senyal i del reconeixement de patrons. Les barreges no Gaussianes van ser implementades mitjançant barreges d'analitzadors de components independents (ICA). La hipòtesi fonamental d'ICA és que els senyals observats poden ser expressats com una transformació lineal d'un grup de variables ocultes, comunament anomenades fonts, que són estadísticament independents. Aquesta independència permet factoritzar la funció de densitat de probabilitat (PDF) original M-dimensional de les dades com un producte de densitats de probabilitat unidimensionals, simplificant àmpliament la modelització de les dades. Els models de barreges ICA (ICAMM) aporten una major flexibilitat en alleugerar el requeriment d'independència d'ICA, permetent així que el model obtinga projeccions locals de les dades sense comprometre la seva capacitat de generalització. Ací s'exploren noves possibilitats d'ICAMM pels propòsits d'estimació i classificació de senyals. Aquesta tesi aporta diverses contribucions a la recerca en barreges no Gaussianes: (i) un mètode d'estimació de dades faltants per màxima versemblança, basat en la maximització de la PDF de les dades donat l'ICAMM; (ii) un mètode d'estimació Bayesiana de dades faltants que minimitza l'error quadràtic mitjà i pot obtenir l'interval de confiança de la predicció; (iii) una generalització del model de dependència seqüencial d'ICAMM per entrenament supervisat o semi-supervisat i múltiples cadenes de dependència, permetent així l'ús de dades multimodals; i (iv) introducció d'ICAMM en diverses noves aplicacions, tant per a estimació com per a classificació. Els mètodes desenvolupats van ser validats mitjançant una extensa quantitat de simulacions que cobriren múltiples situacions. Aquestes van verificar la sensibilitat dels mètodes proposats amb respecte als següents paràmetres: nombre de valors per estimar; mena de distribucions de les fonts; correspondència de les dades amb respecte a les suposicions del model; nombre de classes del model de barreges; i aprenentatge supervisat, semi-supervisat i no-supervisat. El rendiment dels mètodes proposats va ser avaluat mitjançant diverses figures de mèrit, i comparat amb el rendiments de múltiples tècniques clàssiques i de l'estat de l'art per a estimació i classificació. A banda de les simulacions, els mètodes van ser verificats també sobre diversos grups de dades reals de diferents tipus: dades d'estudis d'exploració sísmica; exploracions de radars de penetració de terra; i dades biomèdiques. Aquestes dades corresponen a les següents aplicacions: reconstrucció de dades danyades o faltants d'estudis d'exploracions de radar de penetració de terra sobre murs històrics; reconstrucció de dades danyades o faltants en un estudi d'exploració sísmica; reconstrucció de dades electroencefalogràfiques (EEG) artefactuades o faltants; diagnosi de desordres de la son; modelització de la resposta del cervell durant tasques de memòria; i exploració de dades EEG de subjectes realitzant una bateria de tests neuropsicològics. Els resultats obtinguts han demostrat la capacitat dels mètodes proposats per treballar en problemes amb dades reals. A més, els mètodes proposats són de propòsit general i poden fer-se servir en molts camps del processament de senyal. / Safont Armero, G. (2015). New Insights in Prediction and Dynamic Modeling from Non-Gaussian Mixture Processing Methods [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/53913 / TESIS

[EN] The field of audio signal processing has undergone a major development in recent years. Both the consumer and professional marketplaces continue to show growth in audio applications such as immersive audio schemes that offer optimal listening experience, intelligent noise reduction in cars or improvements in audio teleconferencing or hearing aids. The development of these applications has a common interest in increasing or improving the number of discrete audio channels, the quality of the audio or the sophistication of the algorithms. This often gives rise to problems of high computational cost, even when using common signal processing algorithms, mainly due to the application of these algorithms to multiple signals with real-time requirements. The field of High Performance Computing (HPC) based on low cost hardware elements is the bridge needed between the computing problems and the real multimedia signals and systems that lead to user's applications. In this sense, the present thesis goes a step further in the development of these systems by using the computational power of General Purpose Graphics Processing Units (GPGPUs) to exploit the inherent parallelism of signal processing for multichannel audio applications. The increase of the computational capacity of the processing devices has been historically linked to the number of transistors in a chip. However, nowadays the improvements in the computational capacity are mainly given by increasing the number of processing units and using parallel processing. The Graphics Processing Units (GPUs), which have now thousands of computing cores, are a representative example. The GPUs were traditionally used to graphic or image processing, but new releases in the GPU programming environments such as CUDA have allowed the use of GPUS for general processing applications. Hence, the use of GPUs is being extended to a wide variety of intensive-computation applications among which audio processing is included. However, the data transactions between the CPU and the GPU and viceversa have questioned the viability of the use of GPUs for audio applications in which real-time interaction between microphones and loudspeakers is required. This is the case of the adaptive filtering applications, where an efficient use of parallel computation in not straightforward. For these reasons, up to the beginning of this thesis, very few publications had dealt with the GPU implementation of real-time acoustic applications based on adaptive filtering. Therefore, this thesis aims to demonstrate that GPUs are totally valid tools to carry out audio applications based on adaptive filtering that require high computational resources. To this end, different adaptive applications in the field of audio processing are studied and performed using GPUs. This manuscript also analyzes and solves possible limitations in each GPU-based implementation both from the acoustic point of view as from the computational point of view. / [ES] El campo de procesado de señales de audio ha experimentado un desarrollo importante en los últimos años. Tanto el mercado de consumo como el profesional siguen mostrando un crecimiento en aplicaciones de audio, tales como: los sistemas de audio inmersivo que ofrecen una experiencia de sonido óptima, los sistemas inteligentes de reducción de ruido en coches o las mejoras en sistemas de teleconferencia o en audífonos. El desarrollo de estas aplicaciones tiene un propósito común de aumentar o mejorar el número de canales de audio, la propia calidad del audio o la sofisticación de los algoritmos. Estas mejoras suelen dar lugar a sistemas de alto coste computacional, incluso usando algoritmos comunes de procesado de señal. Esto se debe principalmente a que los algoritmos se suelen aplicar a sistemas multicanales con requerimientos de procesamiento en tiempo real. El campo de la Computación de Alto Rendimiento basado en elementos hardware de bajo coste es el puente necesario entre los problemas de computación y los sistemas multimedia que dan lugar a aplicaciones de usuario. En este sentido, la presente tesis va un paso más allá en el desarrollo de estos sistemas mediante el uso de la potencia de cálculo de las Unidades de Procesamiento Gráfico (GPU) en aplicaciones de propósito general. Con ello, aprovechamos la inherente capacidad de paralelización que poseen las GPU para procesar señales de audio y obtener aplicaciones de audio multicanal. El aumento de la capacidad computacional de los dispositivos de procesado ha estado vinculado históricamente al número de transistores que había en un chip. Sin embargo, hoy en día, las mejoras en la capacidad computacional se dan principalmente por el aumento del número de unidades de procesado y su uso para el procesado en paralelo. Las GPUs son un ejemplo muy representativo. Hoy en día, las GPUs poseen hasta miles de núcleos de computación. Tradicionalmente, las GPUs se han utilizado para el procesado de gráficos o imágenes. Sin embargo, la aparición de entornos sencillos de programación GPU, como por ejemplo CUDA, han permitido el uso de las GPU para aplicaciones de procesado general. De ese modo, el uso de las GPU se ha extendido a una amplia variedad de aplicaciones que requieren cálculo intensivo. Entre esta gama de aplicaciones, se incluye el procesado de señales de audio. No obstante, las transferencias de datos entre la CPU y la GPU y viceversa pusieron en duda la viabilidad de las GPUs para aplicaciones de audio en las que se requiere una interacción en tiempo real entre micrófonos y altavoces. Este es el caso de las aplicaciones basadas en filtrado adaptativo, donde el uso eficiente de la computación en paralelo no es sencillo. Por estas razones, hasta el comienzo de esta tesis, había muy pocas publicaciones que utilizaran la GPU para implementaciones en tiempo real de aplicaciones acústicas basadas en filtrado adaptativo. A pesar de todo, esta tesis pretende demostrar que las GPU son herramientas totalmente válidas para llevar a cabo aplicaciones de audio basadas en filtrado adaptativo que requieran elevados recursos computacionales. Con este fin, la presente tesis ha estudiado y desarrollado varias aplicaciones adaptativas de procesado de audio utilizando una GPU como procesador. Además, también analiza y resuelve las posibles limitaciones de cada aplicación tanto desde el punto de vista acústico como desde el punto de vista computacional. / [CAT] El camp del processament de senyals d'àudio ha experimentat un desenvolupament important als últims anys. Tant el mercat de consum com el professional segueixen mostrant un creixement en aplicacions d'àudio, com ara: els sistemes d'àudio immersiu que ofereixen una experiència de so òptima, els sistemes intel·ligents de reducció de soroll en els cotxes o les millores en sistemes de teleconferència o en audiòfons. El desenvolupament d'aquestes aplicacions té un propòsit comú d'augmentar o millorar el nombre de canals d'àudio, la pròpia qualitat de l'àudio o la sofisticació dels algorismes que s'utilitzen. Això, sovint dóna lloc a sistemes d'alt cost computacional, fins i tot quan es fan servir algorismes comuns de processat de senyal. Això es deu principalment al fet que els algorismes se solen aplicar a sistemes multicanals amb requeriments de processat en temps real. El camp de la Computació d'Alt Rendiment basat en elements hardware de baix cost és el pont necessari entre els problemes de computació i els sistemes multimèdia que donen lloc a aplicacions d'usuari. En aquest sentit, aquesta tesi va un pas més enllà en el desenvolupament d'aquests sistemes mitjançant l'ús de la potència de càlcul de les Unitats de Processament Gràfic (GPU) en aplicacions de propòsit general. Amb això, s'aprofita la inherent capacitat de paral·lelització que posseeixen les GPUs per processar senyals d'àudio i obtenir aplicacions d'àudio multicanal. L'augment de la capacitat computacional dels dispositius de processat ha estat històricament vinculada al nombre de transistors que hi havia en un xip. No obstant, avui en dia, les millores en la capacitat computacional es donen principalment per l'augment del nombre d'unitats de processat i el seu ús per al processament en paral·lel. Un exemple molt representatiu són les GPU, que avui en dia posseeixen milers de nuclis de computació. Tradicionalment, les GPUs s'han utilitzat per al processat de gràfics o imatges. No obstant, l'aparició d'entorns senzills de programació de la GPU com és CUDA, han permès l'ús de les GPUs per a aplicacions de processat general. D'aquesta manera, l'ús de les GPUs s'ha estès a una àmplia varietat d'aplicacions que requereixen càlcul intensiu. Entre aquesta gamma d'aplicacions, s'inclou el processat de senyals d'àudio. No obstant, les transferències de dades entre la CPU i la GPU i viceversa van posar en dubte la viabilitat de les GPUs per a aplicacions d'àudio en què es requereix la interacció en temps real de micròfons i altaveus. Aquest és el cas de les aplicacions basades en filtrat adaptatiu, on l'ús eficient de la computació en paral·lel no és senzilla. Per aquestes raons, fins al començament d'aquesta tesi, hi havia molt poques publicacions que utilitzessin la GPU per implementar en temps real aplicacions acústiques basades en filtrat adaptatiu. Malgrat tot, aquesta tesi pretén demostrar que les GPU són eines totalment vàlides per dur a terme aplicacions d'àudio basades en filtrat adaptatiu que requereixen alts recursos computacionals. Amb aquesta finalitat, en la present tesi s'han estudiat i desenvolupat diverses aplicacions adaptatives de processament d'àudio utilitzant una GPU com a processador. A més, aquest manuscrit també analitza i resol les possibles limitacions de cada aplicació, tant des del punt de vista acústic, com des del punt de vista computacional. / Lorente Giner, J. (2015). Adaptive signal processing for multichannel sound using high performance computing [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58427 / TESIS

[EN] Deep Learning is a new area of Machine Learning research which aims to create computational models that learn several representations of the data using deep architectures. These methods have become very popular over the last few years due to the remarkable results obtained in speech recognition, visual object recognition, object detection, natural language processing, etc. The goal of this thesis is to present some contributions to the Deep Learning framework, particularly focused on computer vision problems dealing with images. These contributions can be summarized in two novel methods proposed: a new regularization technique for Restricted Boltzmann Machines called Mask Selective Regularization (MSR), and a powerful discriminative network called Local Deep Neural Network (Local-DNN). On the one hand, the MSR method is based on taking advantage of the benefits of the L2 and the L1 regularizations techniques. Both regularizations are applied dynamically on the parameters of the RBM according to the state of the model during training and the topology of the input space. On the other hand, the Local-DNN model is based on two key concepts: local features and deep architectures. Similar to the convolutional networks, the Local-DNN model learns from local regions in the input image using a deep neural network. The network aims to classify each local feature according to the label of the sample to which it belongs, and all of these local contributions are taken into account during testing using a simple voting scheme. The methods proposed throughout the thesis have been evaluated in several experiments using various image datasets. The results obtained show the great performance of these approaches, particularly on gender recognition using face images, where the Local-DNN improves other state-of-the-art results. / [ES] El Aprendizaje Profundo (Deep Learning en inglés) es una nueva área dentro del campo del Aprendizaje Automático que pretende crear modelos computacionales que aprendan varias representaciones de los datos utilizando arquitecturas profundas. Este tipo de métodos ha ganado mucha popularidad durante los últimos años debido a los impresionantes resultados obtenidos en diferentes tareas como el reconocimiento automático del habla, el reconocimiento y la detección automática de objetos, el procesamiento de lenguajes naturales, etc. El principal objetivo de esta tesis es aportar una serie de contribuciones realizadas dentro del marco del Aprendizaje Profundo, particularmente enfocadas a problemas relacionados con la visión por computador. Estas contribuciones se resumen en dos novedosos métodos: una nueva técnica de regularización para Restricted Boltzmann Machines llamada Mask Selective Regularization (MSR), y una potente red neuronal discriminativa llamada Local Deep Neural Network (Local-DNN). Por una lado, el método MSR se basa en aprovechar las ventajas de las técnicas de regularización clásicas basadas en las normas L2 y L1. Ambas regularizaciones se aplican sobre los parámetros de la RBM teniendo en cuenta el estado del modelo durante el entrenamiento y la topología de los datos de entrada. Por otro lado, El modelo Local-DNN se basa en dos conceptos fundamentales: características locales y arquitecturas profundas. De forma similar a las redes convolucionales, Local-DNN restringe el aprendizaje a regiones locales de la imagen de entrada. La red neuronal pretende clasificar cada característica local con la etiqueta de la imagen a la que pertenece, y, finalmente, todas estas contribuciones se tienen en cuenta utilizando un sencillo sistema de votación durante la predicción. Los métodos propuestos a lo largo de la tesis han sido ampliamente evaluados en varios experimentos utilizando distintas bases de datos, principalmente en problemas de visión por computador. Los resultados obtenidos muestran el buen funcionamiento de dichos métodos, y sirven para validar las estrategias planteadas. Entre ellos, destacan los resultados obtenidos aplicando el modelo Local-DNN al problema del reconocimiento de género utilizando imágenes faciales, donde se han mejorado los resultados publicados del estado del arte. / [CAT] L'Aprenentatge Profund (Deep Learning en anglès) és una nova àrea dins el camp de l'Aprenentatge Automàtic que pretén crear models computacionals que aprenguen diverses representacions de les dades utilitzant arquitectures profundes. Aquest tipus de mètodes ha guanyat molta popularitat durant els últims anys a causa dels impressionants resultats obtinguts en diverses tasques com el reconeixement automàtic de la parla, el reconeixement i la detecció automàtica d'objectes, el processament de llenguatges naturals, etc. El principal objectiu d'aquesta tesi és aportar una sèrie de contribucions realitzades dins del marc de l'Aprenentatge Profund, particularment enfocades a problemes relacionats amb la visió per computador. Aquestes contribucions es resumeixen en dos nous mètodes: una nova tècnica de regularització per Restricted Boltzmann Machines anomenada Mask Selective Regularization (MSR), i una potent xarxa neuronal discriminativa anomenada Local Deep Neural Network ( Local-DNN). D'una banda, el mètode MSR es basa en aprofitar els avantatges de les tècniques de regularització clàssiques basades en les normes L2 i L1. Les dues regularitzacions s'apliquen sobre els paràmetres de la RBM tenint en compte l'estat del model durant l'entrenament i la topologia de les dades d'entrada. D'altra banda, el model Local-DNN es basa en dos conceptes fonamentals: característiques locals i arquitectures profundes. De forma similar a les xarxes convolucionals, Local-DNN restringeix l'aprenentatge a regions locals de la imatge d'entrada. La xarxa neuronal pretén classificar cada característica local amb l'etiqueta de la imatge a la qual pertany, i, finalment, totes aquestes contribucions es fusionen durant la predicció utilitzant un senzill sistema de votació. Els mètodes proposats al llarg de la tesi han estat àmpliament avaluats en diversos experiments utilitzant diferents bases de dades, principalment en problemes de visió per computador. Els resultats obtinguts mostren el bon funcionament d'aquests mètodes, i serveixen per validar les estratègies plantejades. Entre d'ells, destaquen els resultats obtinguts aplicant el model Local-DNN al problema del reconeixement de gènere utilitzant imatges facials, on s'han millorat els resultats publicats de l'estat de l'art. / Mansanet Sandín, J. (2016). Contributions to Deep Learning Models [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61296 / TESIS

[EN] Material heat processing systems using microwave energy have been used for more than 60 years. Design and implementation techniques have greatly evolved during this time, but a precise control in material temperature is still difficult to achieve due to theoretical and practical reasons. This difficulty arises, in many cases, because a deep knowledge in several technical fields is needed in order to design the process properly, being microwave engineering only one of them. Usually it's necessary to combine knowledge in microwaves with material technology, chemistry, and other fields, in order to have a clear idea about how the process should be. The main aim of this work is the development of experimental equipment that allows the heat treatment of material samples using microwave energy, while providing a great control over the sample temperature and the energy absorbed. Using such an equipment, very valuable data can be obtained for the process dynamics when using microwave technology. With this objective in mind, in a first step different suitable types of microwave applicators have been studied, as well as several optimization techniques for the temperature distribution within the sample. Advantages and disadvantages of multimodal applicators have been analyzed, and a detailed study about the effect of mode stirrers in the field uniformity has been carried out, which is the more common technique for this aim. A next step was the study of thermal effects in materials under high power electromagnetic fields. Heat transfer, convection and phase change phenomena have been studied in order to analyze their effect in the sample temperature. The thermal runaway effect has a special importance in the processing of some materials, mainly when dielectric losses increase with temperature. This phenomenon has been analyzed, as well as some suitable techniques that can be used to avoid it, or at least to reduce its effects. Also, different types of temperature sensors have been reviewed to study its usability in microwave systems, and as a result infrared temperature sensors has been chosen as the more suitable technology. In microwave heating systems the temperature increment in the sample is determined by the microwave power absorbed by the applicator, and for this reason an accurate control over this parameter is required for a good temperature control. It should be remarked that microwave heating processes are dynamic, evolving with the changes in material temperature and properties. For this reason, different procedures for absorbed power control has been analyzed, with highlight in the work carried out regarding the development of a dynamic impedance matching system. Moreover, other strategies for absorbed power regulation have been studied, using different control parameters as the generated power, the cavity tuning or the frequency sweep span. Two different systems have been developed. One is based on a tunable monomode cavity with a mechanic tuning system; the second is based on a non-tunable cavity and the use of a variable frequency generator. Both systems integrate temperature sensors and the equipment required to measure the power delivered to the sample. An automated process control algorithm based on PID has been implemented, allowing autonomous working during the experiments. Both developed systems have been used in a high number of experiments with different nature of samples. Some of these results are presented in this work, showing the excellent performance of the systems and the valuable information that can be obtained for the studied materials. As a final point, several future research lines are proposed in order to continue the work developed up to now. / [ES] Los sistemas de tratamiento térmico de materiales utilizando energía de microondas vienen utilizándose durante más de 60 años. La técnica en el diseño e implementación de este tipo de sistemas ha avanzado enormemente durante este tiempo, pero el control preciso de la temperatura de los materiales sigue presentando muchas dificultades teóricas y prácticas. Esta dificultad, en muchos casos, se presenta debido a que un correcto procesado por microondas de muchos materiales precisa de conocimientos en varias áreas técnicas, siendo la ingeniería de microondas sólo una de ellas. En muchas ocasiones es necesario combinar el conocimiento en esta área con conocimientos en tecnología de materiales, química, etc., para obtener una idea precisa de cómo ha de ser el proceso. El objetivo de este trabajo es desarrollar un equipo experimental que permita el tratamiento por microondas de muestras de materiales, manteniendo en todo momento un gran control sobre la temperatura y energía absorbida, lo que permite obtener unos datos muy valiosos sobre la dinámica de procesado de los materiales con esta tecnología. Con este objetivo, en un primer paso se han estudiado los diferentes tipos de aplicadores de microondas que se pueden utilizar, así como las técnicas de optimización de la distribución de temperatura aplicables a cada tipo de aplicador. Se han analizado las ventajas e inconvenientes que presentan los aplicadores multimodales, con un detallado estudio del efecto de uniformización del campo eléctrico que producen los agitadores de modos, que es la técnica más usada para este propósito. A continuación se han estudiado los efectos térmicos que ocurren sobre los materiales sometidos a un campo electromagnético de alta potencia. Los fenómenos de transmisión de calor, convección y cambio de fase han sido estudiados para analizar su influencia sobre la temperatura que alcanzan los cuerpos. El fenómeno de avalancha térmica tiene una gran importancia en el tratamiento de algunos materiales, sobre todo aquellos cuyas pérdidas dieléctricas crecen con la temperatura, por lo que ha sido analizado junto con las técnicas que pueden utilizarse para evitar su aparición. También se han revisado los diferentes tipos de sensores de temperatura y su aplicabilidad a los sistemas de microondas. En los sistemas de calentamiento por microondas el incremento de temperatura de la muestra viene determinado por la potencia absorbida por el aplicador, y por tanto un control preciso de esta potencia es vital en el control de la temperatura. Es necesario destacar que los procesos de calentamiento por microondas son dinámicos, evolucionando según la muestra cambia de temperatura y propiedades. Por este motivo se han estudiado los diferentes mecanismos disponibles, destacando el trabajo realizado en el desarrollo de un sistema de adaptación de impedancias dinámico. Además se han analizado otras estrategias para regular la potencia absorbida, controlando diferentes parámetros como la potencia generada, la sintonización de la cavidad o el ancho de barrido de frecuencias. Se han construido dos tipos de sistemas, uno basado en una cavidad monomodo sintonizable mecánicamente, y otro sistema cuya cavidad no es sintonizable, y precisa del uso de un generador de frecuencia variable. Ambos sistemas integran sensores de temperatura y el equipamiento necesario para medir la potencia entregada a la muestra en cada momento. Para el control del proceso se ha implementado un algoritmo de control PID que permite el funcionamiento automatizado a lo largo de los ensayos. Ambos equipos desarrollados se han utilizado para la realización de multitud de ensayos, sobre muestras de diferente naturaleza, lo que permite poner de manifiesto el excelente funcionamiento de estos equipos y la valiosa información que proporciona sobre los materiales estudiados. Para finalizar, se proponen unas líneas futuras de investigación para continuar el trab / [CAT] Els sistemes de tractament tèrmic de materials utilitzant energia de microones s'han utilitzat durant més de 60 anys. La tècnica en el disseny i implementació d'este tipus de sistemes ha avançat enormement durant este temps, però el control precís de la temperatura dels materials continua presentant moltes dificultats teòriques i pràctiques. Esta dificultat, en molts casos, es presenta pel fet que un correcte processat per microones de molts materials precisa de coneixements en diverses àrees tècniques, sent l'enginyeria de microones només una d'elles. Moltes vegades és necessari combinar el coneixement en aquesta àrea amb coneixements en tecnologia de materials, química, etc., per a obtindre una idea precisa de com ha de ser el procés. L'objectiu d'este treball és desenvolupar un equip experimental que permeta el tractament per microones de mostres de materials, mantenint en tot moment un gran control sobre la temperatura i energia absorbida, la qual cosa permet obtindre unes dades molt valuoses sobre la dinàmica de processat dels materials amb esta tecnologia. Amb este objectiu, en un primer pas s'han estudiat els diferents tipus d'aplicadors de microones que es poden utilitzar, així com les tècniques d'optimització de la distribució de temperatura aplicables a cada tipus d'aplicador. S'han analitzat els avantatges i inconvenients que presenten els aplicadors multimodals, amb un detallat estudi de l'efecte d'uniformització del camp elèctric que produïxen els agitadors de modes, que és la tècnica més usada per a aquest propòsit. A continuació s'han estudiat els efectes tèrmics que ocorren sobre els materials sotmesos a un camp electromagnètic d'alta potència. Els fenòmens de transmissió de calor, convecció i canvi de fase han sigut estudiats per a analitzar la seua influència sobre la temperatura que aconseguixen els cossos. El fenomen d'allau tèrmica té una gran importància en el tractament d'alguns materials, sobretot aquells les pèrdues dielèctriques dels quals creixen amb la temperatura, per la qual cosa ha sigut analitzat junt amb les tècniques que poden utilitzar-se per a evitar la seua aparició. També s'han revisat els diferents tipus de sensors de temperatura i la seua aplicabilitat als sistemes de microones. En els sistemes de calfament per microones l'increment de temperatura de la mostra ve determinat per la potència absorbida per l'aplicador, i per tant un control precís d'esta potència és vital en el control de la temperatura. És necessari destacar que els processos de calfament per microones són dinàmics, evolucionant segons la mostra canvia de temperatura i propietats. Per este motiu s'han estudiat els diferents mecanismes disponibles, destacant el treball realitzat en el desenrotllament d'un sistema d'adaptació d'impedàncies dinàmic. A més s'han analitzat altres estratègies per a regular la potència absorbida, controlant diferents paràmetres com la potència generada, la sintonització de la cavitat o l'ample d'agranat de freqüències. S'han construït dos tipus de sistemes, un basat en una cavitat monomodo sintonizable mecànicament, i un altre sistema on la cavitat no és sintonizable, i precisa de l'ús d'un generador de freqüència variable. Ambdós sistemes integren sensors de temperatura i l'equipament necessari per a mesurar la potència entregada a la mostra en cada moment. Per al control del procés s'ha implementat un algoritme de control PID que permet el funcionament automatitzat al llarg dels assajos. Ambdós equips desenrotllats s'han utilitzat per a la realització de multitud d'assajos, sobre mostres de diferent naturalesa. Alguns d'estos resultats es presenten en este treball, la qual cosa permet posar de manifest l'excel·lent funcionament d'estos equips i la valuosa informació que proporciona sobre els materials estudiats. Per a finalitzar, es proposen unes línies futures d'investigació per a continuar el treball realitzat fins / Plaza González, PJ. (2016). Control de la temperatura en sistemas de calentamiento por microondas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61475 / TESIS

[EN] Mobile communication systems are currently being developed with the aim of providing peak data rates up to 20 times higher to those of LTE-Advanced Rel 10. However, this performance improvement is often far from being the experimented performance by those users who are far from the Base Station (BS). In this sense, there exists a consensus on the fact that the best way to achieve the same quality for all users is with the use of heterogeneous networks composed of macrocells, microcells, femtocells, and relays. This dissertation addresses the use of Mobile Relays (MRs) to provide service to users who are at the cell-edge. MR is a natural extension of the fi xed relay in which users who are in the idle state could retransmit signals received from other transmitters to enhance data rates. This dissertation focuses on proposing and evaluating new techniques that manage the use of the MR in the new generation cellular networks. In particular, the dissertation studies MR from two complementary points of view. The first point of view investigates the MR management at the network level through a signaling protocol known as Media Independent Handover. The central idea of this mechanism is to use this signaling to connect the BS and the user in one of the following two manners. In the former, both entities are connected directly through the xG (x= 2, 3, 4, 5) wireless network. In the latter, there exists an xG connection between the BS and the MR and another one between the MR and the user through an IEEE 802.11 local wireless network. The investigations in this Thesis aim at fi nding a trade-of f between using multiple MRs and reducing signaling overhead. The second point of view deals with MR integration at air interface level. It consists in detecting, proposing, and evaluating new transmission techniques that solve the drawbacks derived from coherent detection. As with point-to-point systems, employing multiple antennas in a cooperative system can signi cantly improve the spectral efficiency of the systems with only one transmit antenna assuming that the channel estate information is available at the receiver. However, performing a coherent detection in a network assisted by relays consumes much more resources than a point-to-point network since the coherent detection requires the channel estimation of source-relay, relay-destination, and source-destination links. In this Thesis, the proposed solution is to use transmission techniques that do not need the channel knowledge to perform the detection. This dissertation evaluates the use of Single-User (SU) open-loop communication methods over temporally-correlated Rayleigh fading MIMO channels. On the other hand, in multi-carrier systems, the Thesis proposes to transmit the Grassmannian signaling (GS) in the virtual block formed by the coherence time and the coherence bandwidth. This proposal is due to the fact that GS achieves data rates approaching capacity over block-fading channels. However, this channel type is not common in real systems since channel correlation is often found in frequency, time, and space. For this reason, the next objective is to evaluate the performance of GS compared to the diversity transmission modes of LTE, analyzing the impact of user mobility and antenna correlation. Thanks to these investigations, we point that non-coherent systems are promising techniques in mobility scenarios with a high number of transmit antennas. This result motivates its relevance in the design of new SU open-loop transmission methods with multiple antennas. In downlink multi-user non-coherent scenarios, superposition coding and a suboptimum detection scheme are proposed. This detection system reduces the complexity respect to the maximum likelihood detection. Finally, this dissertation proposes that GS is transmitted in a new carrier type, where any reference signal is transmitted. In this way, the user would change its detection method to non-coherent. / [ES] Los sistemas de comunicaciones móviles están siendo desarrollados en la actualidad con el objetivo de ofrecer tasas de datos de pico hasta 20 veces mayores que las proporcionadas por LTE-Advanced Rel 10. Sin embargo, esta mejora en prestaciones está lejos de ser la experimentada por los usuarios que están lejos de la Estación Base (EB). En este sentido, existe un consenso en que la mejor manera de lograr la misma calidad para todos los usuarios es con el uso de redes heterogéneas formadas de macroceldas, microceldas, femtoceldas y relays. Esta Tesis estudia el uso del Relay Móvil (RM) para proporcionar servicio a usuarios que estén en el borde de la celda. El RM es una extensión natural del relay fijo en el cual los usuarios que están en reposo podrían retransmitir señales recibidas de otros transmisores para mejorar las tasas de datos. Esta Tesis se enfoca en proponer y evaluar nuevas técnicas que gestionen el uso del RM en las redes celulares de nueva generación. En particular, la Tesis estudia el MR desde dos puntos de vista complementarios. El primer punto de vista investiga la gestión del RM a nivel de red a través de un protocolo de señalización conocido como Media Independent Handover. La idea principal de este mecanismo es usar esta señalización para conectar la EB y el usuario en una de las siguientes dos maneras. En la primera, ambas entidades están conectadas directamente a través de la red inalámbrica xG (x=2, 3, 4, 5). En la segunda, existe una conexión xG entre la EB y el RM, y otra entre el RM y el usuario a través de una red inalámbrica local IEEE 802.11. Las investigaciones en esta Tesis buscan un compromiso entre usar múltiples RMs y reducir la carga de señalización. El segundo punto de vista trata de la integración del RM a nivel radio. Esto consiste en detectar, proponer y evaluar nuevas técnicas de transmisión que solucionen los inconvenientes derivados de la detección coherente. Como en los sistemas punto a punto, emplear múltiples antenas en un sistema cooperativo puede mejorar la efficiencia espectral respecto a los sistemas con una única antena transmisora asumiendo que el estado del canal está disponible en el receptor. Sin embargo, realizar una detección coherente en una red asistida con relays consume más recursos que una red punto a punto ya que la detección coherente requiere la estimación de canal de los enlaces fuente-relay, relay-destino y fuente-destino. La solución propuesta es usar técnicas de transmisión que no necesiten el conocimiento del canal para realizar la detección. Esta Tesis evalúa el uso de métodos de comunicación en lazo abierto a un único usuario sobre canales MIMO con desvanecimientos Rayleigh temporalmente correlados. Por otra parte, en sistemas multiportadora, se propone transmitir la Señalización Grassmannian (SG) en el bloque virtual formado por el tiempo de coherencia y el ancho de banda de coherencia. Esta propuesta se debe al hecho de que la SG alcanza tasas de datos cercanas a la capacidad en canales block-fading. Sin embargo, este tipo de canal no es común en sistemas reales puesto que la correlación del canal se encuentra a menudo en frecuencia, tiempo y espacio. Por esta razón, el siguiente objetivo es evaluar las prestaciones de la SG comparadas con los modos de transmisión de diversidad de LTE, analizando el impacto de la movilidad del usuario y la correlación de las antenas. Gracias a estas investigaciones, apuntamos que los sistemas no coherentes son técnicas prometedoras en escenarios con movilidad y un alto número de antenas transmisoras. En escenarios no coherentes multiusuario del enlace descendente, se propone utilizar superposition coding y un esquema de detección subóptimo que reduce la complejidad respecto a la detección de máxima verosimilitud. Finalmente, se propone que la SG sea transmitida en una nueva portadora donde ninguna señal de referencia se transmita. De esta forma, el usuar / [CAT] Els sistemes de comunicacions mòbils estan sent desenrotllats en l'actualitat amb l'objectiu d'oferir taxes de dades de pic fins a 20 vegades majors que les proporcionades per LTE-Advanced Rel 10. No obstant això, esta millora en prestacions està lluny de ser l'experimentada pels usuaris que estan lluny de l'Estació Base (EB). En este sentit, hi ha un consens en què la millor manera d'aconseguir la mateixa qualitat per a tots els usuaris és amb l'ús de xarxes heterogènies formades de macrocel·les, microcel·les, femtoceldas i relays. Esta Tesi estudia l'ús del Relay Mòbil (RM) per a proporcionar servici a usuaris que estiguen en el bord de la cel·la. El RM és una extensió natural del relay fix en el qual els usuaris que estan en repòs podrien retransmetre senyals rebudes d'altres transmissors per a millorar les taxes de dades. Esta Tesi s'enfoca a proposar i avaluar noves tècniques que gestionen l'ús del RM en les xarxes cel·lulars de nova generació. En particular, la Tesi estudia el MR des de dos punts de vista complementaris. El primer punt de vista investiga la gestió del RM a nivell de xarxa a través d'un protocol de senyalització conegut com Media Independent Handover. La idea principal d'este mecanisme és usar esta senyalització per a connectar l'EB i l'usuari en una de les següents dos maneres. En la primera, ambdós entitats estan connectades directament a través de la xarxa sense fil xG (x=2, 3, 4, 5) . En la segona, hi ha una connexió xG entre l'EB i el RM, i una altra entre el RM i l'usuari a través d'una xarxa sense fil local IEEE 802.11. Les investigacions en esta Tesi busquen un compromís entre usar múltiples RMs i reduir la càrrega de senyalització. El segon punt de vista tracta de la integració del RM a nivell ràdio. Açò consistix a detectar, proposar i avaluar noves tècniques de transmissió que solucionen els inconvenients derivats de la detecció coherent. Com en els sistemes punt a punt, emprar múltiples antenes en un sistema cooperatiu pot millorar l'efficiencia espectral respecte als sistemes amb una única antena transmissora assumint que l'estat del canal està disponible en el receptor. No obstant això, realitzar una detecció coherent en una xarxa assistida amb relays consumix més recursos que una xarxa punt a punt ja que la detecció coherent requerix l'estimació de canal dels enllaços font-relay, relay-destí i font-destí. La solució proposada és usar tècniques de transmissió que no necessiten el coneixement del canal per a realitzar la detecció. Esta Tesi avalua l'ús de mètodes de comunicació en llaç obert a un únic usuari sobre canals MIMO amb esvaïments Rayleigh temporalment correlats. D'altra banda, en sistemes multiportadora, es proposa transmetre la Senyalització Grassmannian (SG) en el bloc virtual format pel temps de coherència i l'amplada de banda de coherència. Esta proposta es deu al fet de que la SG aconseguix taxes de dades pròximes a la capacitat en canals block-fading. No obstant això, este tipus de canal no és comú en sistemes reals ja que la correlació del canal es troba sovint en freqüència, temps i espai. Per esta raó, el següent objectiu és avaluar les prestacions de la SG comparades amb els modes de transmissió de diversitat de LTE, analitzant l'impacte de la mobilitat de l'usuari i la correlació de les antenes. Gràcies a estes investigacions, apuntem que els sistemes no coherents són tècniques prometedores en escenaris amb mobilitat i un alt nombre d'antenes transmissores. En escenaris no coherents multiusuari de l'enllaç descendent, es proposa utilitzar superposition coding i un esquema de detecció subòptim que reduïx la complexitat respecte a la detecció de màxima versemblança. Finalment, es proposa que la SG siga transmesa en una nova portadora on cap senyal de referència es transmeta. D'esta manera, l'usuari canviaria el seu mètode de detecció a no coherent. / Cabrejas Peñuelas, J. (2016). Distributed cooperative MIMO in beyond 2020 wireless networks [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63245 / TESIS

[EN] Digital Terrestrial Television (DTT), offers greater robustness against noise and interference, more efficient use of radioelectric spectrum by the possibility of using single frequency networks (SFN) and the possibility of transmitting several television channels for the same radio channel. In addition, it is possible to provide value-added services such as HDTV and 3D. In the transition from analog to digital television, it must be perform a first stage of simulcast, where both analogue and digital signals should coexist. In this stage, a critical point is the low availability of frequencies. Therefore, first it is necessary to perform a frequency planning at regional level between the countries and internally for each country. Due to the high power that DTT transmitters normally radiate, and the locations of the transmitters at high points, frequency planning at regional level should take into account coordination areas and protection distances inside the border of each country. Finally, DTT network planning should be perform for the assigned frequencies. Additionally, the most efficient usage of the radio electric spectrum involved the introduction of the DTT, have allowed the release of certain frequency bands traditionally allocated for broadcasting. The released bands are known as Digital Dividend (DD), and correspond to the 800 MHz band (790-862 MHz) and 700 MHz (698-806 MHz) in Europe, and 700 MHz band in America. These bands have been allocated for the use of fourth generation mobile communications 4G LTE. The inclusion of LTE in the digital dividend bands, represents an additional problem for the deploy of DTT networks. Because both, DTT and LTE networks must coexist in adjacent frequency channels. Therefore, two coexistence cases must be considered. On the one hand, to the deployment of new DTT networks, must be analyzed the potential interference from LTE networks, as well the possible solutions to mitigate the interference. Moreover, for DTT networks already deployed, interference problems must be solved at the lowest possible cost and impact. This thesis deals with frequency planning for DTT networks in South America, where several DTT standards have been adopted. Most countries in the region have adopted the Japanese-Brazilian standard ISDB-Tb. However, Colombia has adopted the European second generation standard DVB-T2, with the particularity that Colombia is the first country in the world in which DVB-T2 must work with 6 MHz channelization, and must coexist with the analog TV standard NTSC. This along with the late release of the DD band in America, presents a much more complex scenario for DTT planning network in the region. First the frequency planning at the regional level for all countries of South America is studied, later the frequency planning at national level for Colombia is addressed. For this purpose, is investigated the coexistence of the European second generation standard (DVB-T2), the Japanese-Brazilian first generation standard (ISDB-Tb), the American analog TV standard NTSC and the mobile communications standard LTE working in digital dividend bands, as well as different technical solutions to mitigate interference on DTT networks. Finally, the recommendations of coexistence between analogue television networks NTSC, digital television networks ISDB-T, DVB-T2 and mobile communications networks 4G LTE are presented. These recommendations constitute a useful handbook for DTT network planning in South America. / [ES] La Televisión Digital Terrestre (TDT) con respecto a la difusión de televisión analógica ofrece, mayor robustez en la señal frente a ruido e interferencias, uso más eficiente del espectro radioeléctrico gracias a la posibilidad de utilizar redes de frecuencia única, en ingles SFNs (Single Frequency Network) y la posibilidad de transmitir varios canales de televisión por un mismo canal radioeléctrico. Además, es posible ofrecer servicios de valor añadido, tales como televisión en alta definición y programación 3D. En el proceso de transición de televisión analógica a digital, se debe llevar a cabo una primera etapa de simulcast, donde tanto señales analógicas como digitales deben convivir. En esta etapa, un punto crítico es la baja disponibilidad de frecuencias. Por tanto, en primer lugar es necesario hacer una planificación de frecuencias a nivel regional entre los países y a nivel interno de cada país. Debido a las altas potencias con que normalmente radian los transmisores de TDT, y las ubicaciones de los transmisores en puntos elevados, la planificación de frecuencias a nivel regional debe tener en cuenta zonas de coordinación y distancias de protección dentro de la frontera de cada país. Finalmente se debe planificar las redes de TDT a las frecuencias asignadas. Adicionalmente, la utilización más eficiente del espectro radioeléctrico que conlleva la introducción de la TDT, ha permitido la liberación de ciertas bandas de frecuencia asignadas tradicionalmente a radiodifusión. Las bandas liberadas son conocidas como Dividendo Digital (DD), y corresponden a la banda de 800 MHz (790-862 MHz) y 700 MHz (698-806 MHz) en Europa, y la banda de 700 MHz en América. Dichas bandas han sido asignadas para la utilización de servicios de comunicaciones móviles de cuarta generación 4G LTE. La inclusión del estándar LTE en las bandas de dividendo digital, representa un problema adicional para el despliegue de las redes de TDT. Debido a que tanto la TDT como las redes LTE deben coexistir en canales adyacentes en frecuencia. Por tanto, dos casos de convivencia deben ser considerados. Por un lado, para el despliegue de nuevas redes de TDT, se deben analizar las posibles interferencias desde las redes LTE, así como las posibles soluciones para mitigar dichas interferencias. Por otra parte para redes de TDT ya desplegadas, los problemas de interferencias deben ser resueltos con el menor impacto y costo posibles. La presente tesis aborda la planificación de frecuencias para las redes de TDT en Sudamérica, donde varios estándares de TDT han sido adoptados. La mayoría de los países de la región han adoptado el estándar Japones-Brasileño ISDB-Tb. Sin embargo, Colombia ha adoptado el estándar europeo de segunda generación DVB-T2, con la particularidad de ser el primer lugar en el mundo en que DVB-T2 debe trabajar con canalización de 6 MHz, y debe convivir con el estándar de televisión analógica NTSC. Esto junto con la tardía liberación del Dividendo Digital (DD) en América, presentan un escenario mucho más complejo para la planificación de las redes de TDT en la región. En primer lugar se estudia la planificación de frecuencias a nivel regional para todos los países de Sudamérica, para posteriormente abordar la planificación a nivel nacional para Colombia. Con tal fin, se investiga la convivencia entre el estándar de TDT europeo de segunda generación (DVB-T2), el estándar Japones-Brasileño de primera generación (ISDB-Tb), el estándar americano de televisión analógica NTSC y el estándar de comunicaciones móviles LTE en las bandas del dividendo digital, así como las diferentes soluciones técnicas para mitigar interferencias sobre las redes de TDT. Finalmente, se presentan las recomendaciones de convivencia entre redes de televisión analógica NTSC, redes de televisión digital ISDB-T, DVB-T2 y redes de comunicaciones móviles 4G LTE, que constituyen un útil manual para la pl / [CAT] La Televisió Digital Terrestre (TDT) respecte a la difusió de televisió analògica oferix, major robustesa en el senyal enfront de soroll i interferències, ús més eficient de l'espectre radioelèctric gràcies a la possibilitat d'utilitzar xarxes de freqüència única, en engonals SFNs (Single Frequency Networks) i la possibilitat de transmetre uns quants canals de televisió per un mateix canal radioelèctric. A més, és possible oferir servicis de valor afegit, com ara televisió en alta definició i programació 3D. En el procés de transició de televisió analògica a digital, s'ha de dur a terme una primera etapa de simulcast, on tant senyals analògics com digitals han de conviure. En esta etapa, un punt crític és la baixa disponibilitat de freqüències. Per tant, en primer lloc és necessari fer una planificació de freqüències a nivell regional entre els països i a nivell intern de cada país. A causa de les altes potències amb què normalment radien els transmissors de TDT, i les ubicacions dels transmissors en punts elevats, la planificació de freqüències a nivell regional ha de tindre en compte zones de coordinació i distàncies de protecció dins de la frontera de cada país. Finalment s'ha de planificar la les xarxes de TDT a les freqüències assignades. Addicionalment, la utilització més eficient de l'espectre radioelèctric que comporta la introducció de la TDT, ha permés l'alliberament de certes bandes de freqüència assignades tradicionalment a radiodifusió. Les bandes alliberades són conegudes com a Dividend Digital (DD), i corresponen a la banda de 800 MHz (790-862 MHz) i 700 MHz (698-806 MHz) a Europa, i la banda de 700 MHz a Amèrica. Les dites bandes han sigut assignades per a la utilització de servicis de comunicacions mòbils de quarta generació 4G LTE. La inclusió de l'estàndard LTE en les bandes de dividend digital, representa un problema addicional per al desplegament de les xarxes de TDT. Pel fet que tant la TDT com les xarxes LTE han de coexistir en canals adjacents en freqüència. Per tant, dos casos de convivència han de ser considerats. D'una banda, per al desplegament de noves xarxes de TDT, s'han d'analitzar les possibles interferències des de les xarxes LTE, així com les possibles solucions per a mitigar les dites interferències. D'altra banda per a xarxes de TDT ja desplegades, els problemes d'interferències han de ser resolts amb el menor impacte i cost possibles. La present tesi aborda la planificació de freqüències per a les xarxes de TDT a Sud-amèrica, on diversos estàndards de TDT han sigut adoptats. La majoria dels països de la regió han adoptat l'estàndard Japones-Brasileño ISDB-Tb. Sin embargo, Colòmbia ha adoptat l'estàndard europeu de segona generació DVB-T2, amb la particularitat de ser el primer lloc en el món en què DVB-T2 ha de treballar amb canalització de 6 MHz, i ha de conviure amb l'estàndard de televisió analògica NTSC. Açò junt amb el tardà alliberament del DD a Amèrica, presenten un escenari molt més complex per a la planificació de les xarxes de TDT en la regió. En primer lloc s'estudia la planificació de freqüències a nivell regional per a tots els països de Sud-amèrica, per a posteriorment abordar la planificació a nivell nacional per a Colòmbia. Amb tal fi, s'investiga la convivència entre l'estàndard de TDT europeu de segona generació (DVB-T2), l'estàndard Japones-Brasileño de primera generació (ISDB-T), l'estàndard americà de televisió analògica NTSC i l'estàndard de comunicacions mòbils LTE en les bandes del dividend digital, així com les diferents solucions tècniques per a mitigar interferències sobre les xarxes de TDT. Finalment, es presenten les recomanacions de convivència entre xarxes de televisió analògica NTSC, xarxes de televisió digital ISDB-T, DVB-T2 i xarxes de comunicacions mòbils 4G LTE, que constituïxen un útil manual per a la planificació de les xarxes de / Ribadeneira Ramírez, JA. (2016). Planificación de Frecuencias para Televisión Digital Terrestre (TDT) en Sudamérica [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63669 / TESIS

Entre otras aplicaciones, el Grupo de Tratamiento de Señal (GTS) de la Universidad Politécnica de Valencia ha trabajado tradicionalmente en el campo de los ensayos no destructivos por ultrasonidos. el GTS ha desarrollado sofisticados algoritmos de procesado de señal para la detección y caracterización en materiales dispersivos. El procedimiento de inspección ultrasónica de materiales implica la obtención de un registro o señal mediante un equipo emisor-receptor de ultrasonidos. Este registro será posteriormente procesado para obterner información del material. La extracción de características puede realizarse calculando parámetros temporales y/o frecuenciales de los registros en cuestión. Estos parámetros contienen información que está relacionada con propiedades físicas de los materiales y que podrán ser empleados en definitiva para clasificar y caracterizar el material. El objetivo de la tesis es el de ampliar el conjunto de parémetros que se han venido usando de manera tradicional en el grupo. Los nuevos parámetros proponen un cambio de perspectiva mediante el uso de técnicas basadas en el tratamiento digital de imagen. Se presenta una colección de descriptores geométricos y de forma que serán aplicados a las imágenes obtenidas a partir de los diagramas tiempo-frecuencia. Los citados parámetros se aplicarán junto con los parámetros que componen el modelo tradicional, o versiones modificadas de éstos, a la caracterización ultrasónica de materiales dispersivos blandos. En la tesis se presenta un modelo matemático afín a los tipos de materiales que han sido evaluados en este trabajo. Se define así un esquema que modela en el dominio de la frecuencia el registro de señal procedente de la inspección ultrasónica del material. Se proponen y estudian además diferentes métodos con el objetivo de llevar a cabo el análisis espectral de la señal ultrasónica y se discuten diferentes alternativas para la obtención y mejora de los diagramas tiempo-frecuencia. / Gómez García, S. (2010). Descriptores Geométricos y de Forma: Aplicación a la caracterización ultrasónica de materiales [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8722 / Palancia