Las redes ópticas de paquetes se han convertido en los últimos años en uno de los temas de vanguardia en el campo de las tecnologías de comunicaciones. El procesado de cabeceras es una de las funciones más importantes que se llevan a cabo en nodos intermedios, donde un paquete debe ser encaminado a su destino correspondiente. El uso de tecnología completamente óptica para las funciones de encaminamiento y reconocimiento de cabeceras reduce el retardo de procesado respecto al procesado eléctrico, disminuyendo de ese modo la latencia en el enlace de comunicaciones. Existen diferentes métodos de procesado de datos para implementar el reconocimiento de cabeceras. El objetivo de este trabajo es la propuesta de una nueva arquitectura para el procesado de cabeceras basado en el uso de puertas lógicas completamente ópticas. Estas arquitecturas tienen como elemento clave el interferómetro Mach-Zehnder basado en el amplificador óptico de semiconductor (SOA-MZI), y utilizan el efecto no lineal de modulación cruzada de fase (XPM) en los SOAs para realizar dicha funcionalidad. La estructura SOA-MZI con XPM es una de las alternativas más atractivas debido a las numerosas ventajas que presenta, como por ejemplo los requisitos de baja energía para las señales de entrada, su diseño compacto, una elevada relación de extinción (ER), regeneración de la señal y el bajo nivel de chirp que introducen. Este trabajo se ha centrado en la implementación de la funcionalidad lógica XOR. Mediante esta función se pueden realizar diversas funcionalidades en las redes ópticas. Se proponen dos esquemas para el reconocimiento de cabeceras basados en el uso de la puerta XOR. El primer esquema utiliza puertas en cascada. El segundo esquema presenta una arquitectura muy escalable, y se basa en el uso de un bucle de realimentación implementado a la salida de la puerta. Asimismo, también se presentan algunas aplicaciones del procesado de cabeceras para el encaminamiento de paquetes basadas en el uso d / Martínez Canet, JM. (2006). Photonic logic-gates: boosting all-optical header processing in future packet-switched networks [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1874 / Palancia

Dada la creciente demanda de servicios multimedia en movilidad, las operadoras de telefonía móvil necesitan aumentar constantemente la capacidad de sus sistemas. En ocasiones la única solución posible para mejorar las prestaciones del sistema es incrementar el número de transmisores, siendo ésta una solución costosa. Además, en UMTS utilizar más emplazamientos macro-celulares no siempre garantiza una mayor capacidad del sistema, por los grandes problemas de interferencia mutua que sufren dos macro-celdas si se encuentran demasiado próximas. La única solución que se puede adoptar en estos casos es hacer uso de redes jerárquicas celulares, añadiendo micro-celdas que utilicen una frecuencia de portadora distinta. Esta Tesis Doctoral aporta una visión complementaria al despliegue de las redes jerárquicas y propone aprovechar dicho despliegue para modificar las redes de acceso radio UMTS con nueva arquitectura de nodos B múltiples o Multinodo B. El sistema a desarrollar utiliza la tecnología de nodos B UMTS a los que se conectan un número de antenas distribuidas en diferentes puntos del área de servicio, conformando el equivalente a un array distribuido espacialmente. La incorporación de técnicas de procesado en array junto con mecanismos de gestión dinámica de recursos y la tecnología de enlaces ópticos proporcionarán a este sistema una estructura de acceso radio óptima en entornos micro-celulares y en interiores, con gran flexibilidad y adaptabilidad. Las ventajas de utilizar esta configuración, que se detallan a lo largo de la Tesis Doctoral, son fundamentalmente la mejora de la capacidad de la red de acceso, minimización del impacto radioeléctrico y óptima gestión de recursos. En primer lugar, en esta Tesis Doctoral se demuestra que la nueva arquitectura radio es capaz de dotar al sistema UMTS de una diversidad espacial adicional, diversidad que mejorará los requerimientos de potencia recibida en los terminales, sobre todo en los escenarios micro-celulares. Respecto / Monserrat Del Río, JF. (2007). Mejora de la Arquitectura de Acceso Radio UMTS mediante Multinodos B [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1937 / Palancia

La denominada sociedad de la información en la que nos encontramos actualmente ha sido posible gracias a la revolución tecnológica derivada del desarrollo espectacular de la microelectrónica desde hace poco más de medio siglo. Desde la aparición del transistor como componente básico la evolución tecnológica ha seguido una trayectoria de miniaturización considerable. El número de componentes que pueden ser insertados en un chip se ha doblado cada 18 meses según las predicciones que en los años setenta realizó G. Moore. En la actualidad se ha llegado a una frontera tecnológica de escala nanométrica donde se han originado graves problemas, derivados de la alta integración, que han frenado este ritmo de evolución. Con vistas a la superación de los problemas surgidos en la microelectrónica se ha venido proponiendo el empleo de los fotones, más rápidos y con menos disipación de energía, para continuar el desarrollo tecnológico. Avances en esta dirección favorecerían el desarrollo de las redes ópticas dentro del campo de las telecomunicaciones al dotarlas de funcionalidades que permitan eliminar los "cuellos de botella" generados en los conversores optoelectrónicos. Además hay otros campos de investigación que se verían beneficiados como por ejemplo la computación o los sensores fotónicos. Surge un complejo y vasto campo conocido como la Nanofotónica. En esta tesis se estudian los cristales fotónicos planares como una de las tecnologías incluidas dentro del campo de la Nanofotónica. Concretamente se estudia la implementación de un acoplador direccional en cristales fotónicos. Esta estructura es básica en todo tipo de aplicaciones ya que permite la implementación de funcionalidades básicas tan importantes como son los divisores de potencia, multiplexores y demultiplexores, interferómetros Mach-Zehnder o incluso conmutadores. A lo largo de toda la tesis se abordan temas que van desde el modelado de las estructuras de cristal fotónico y el diseño teórico del acoplador direcci / Cuesta Soto, F. (2007). El acoplador direccional en cristales fotónicos planares [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2004 / Palancia

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 no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2421 / Palancia

Las emulsiones del tipo agua en aceite (w/o) y aceite en agua (o/w) están compuestas por una mezcla de aceite, agua, lodo y otros agentes. Se pueden encontrar en el proceso y/o en los vertidos de diferentes tipos de industrias, tales como refinerías de petróleo, plantas procesadoras de aceite de consumo, industrias farmacéuticas, industrias de alimentos, etc. El calentamiento de un material a una frecuencia de microondas depende de la frecuencia de la onda electromagnética y de las propiedades dieléctricas, así como de la acumulación de energía interna que va ligada a la profundidad de penetración del campo dentro del material. De este modo, el conocimiento preciso de las propiedades dieléctricas de los materiales es fundamental para conocer su comportamiento bajo la influencia de un campo electromagnético. El objetivo general de esta tesis es proponer métodos alternativos basados en la tecnología de microondas para monitorizar, caracterizar y/o separar emulsiones. Para ello, se determinaron los protocolos de preparación de emulsiones prototipo en el laboratorio, empleando dos fases distintas (ácido oleico y aceite mineral SAE 40), de composición similar a las encontradas en la industria. Paralelamente se ha seleccionado, montando y calibrando un sistema de medida de propiedades dieléctricas en un rango de frecuencias de 1 a 4 GHz (rango cercano a la frecuencia estándar de calentamiento f =2.45 GHz) y de esta manera se ha obtenido un amplio espectro de información del comportamiento dieléctrico de las emulsiones, que servirán para diseñar en una fase posterior aplicadores de microondas. En base a este estudio preliminar se planteó una experiencia piloto con emulsiones reales presentes en el proceso de extracción de aceite de palma africana, con el fin de determinar el efecto de las microondas en la separación y en la calidad del aceite recuperado. / Pérez Páez, R. (2009). Aplicación de microondas en el tratamiento de emulsiones del tipo agua en aceite (w/o) y aceite en agua (o/w) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4328 / Palancia

[EN] Microwave photonics (MWP) is a well-established research field that investigates the use of photonic technologies to generate, distribute, process and analyze RF waveforms in the optical domain. Despite its great potential to solve long-standing problems faced by both the microwave and electronics industries, MWP systems are bulky, expensive and consume a lot of power. Integrated microwave photonics (IMWP) is an emerging area of research that promises to alleviate most of these drawbacks through the use of photonic integrated circuits (PIC). In this work, we have aimed at further closing the gap between the worlds of MWP and integrated optics. In particular, we have focused on the design and experimental characterization of PICs with reconfigurable, ring-assisted Mach-Zehnder interferometer filters (RAMZI), and demonstrated its potential use in different IMWP applications. These filters consist of a symmetric MZI loaded with ring resonators, which are coupled to the MZI branches by different optical couplers. The contributions of this thesis can be split into two sections. In the first one, we demonstrate integrated optical couplers and reflectors with variable power splitting and reflections ratios. These exploit the well-known properties of tapered multimode interference couplers (MMI), and their inherent robustness makes them highly suitable for the implementation of both RAMZI and reflective filters. Besides, we study in detail the impact of manufacturing deviations in the performance of a 4x4 MMI-based 90º hybrid, which is a fundamental building block in coherent optical communication systems. In the second section, we demonstrate the use of integrated RAMZI filters for three different IMWP applications, including instantaneous frequency measurement (IFM), direct detection of frequency-modulated signals in a MWP link, as well as in tunable, coherent MWP filters. A theoretical analysis of the limits and trade-offs that exist in photonics-based IFM systems is also provided. Even though these are early proof-of-concept experiments, we hope that further technological developments in the field will finally turn MWP into a commercial reality. / [ES] La fotónica de microondas (MWP) es un campo de investigación que estudia el uso de tecnologías ópticas para generar, distribuir, procesar y analizar señales de RF. A pesar de su gran potencial para resolver algunos de los problemas a los que se enfrentan las industrias electrónica y de microondas, estos sistemas son voluminosos, caros y consumen mucha potencia. La fotónica de microondas integrada (IMWP) es un área emergente que promete solucionar todos estos inconvenientes a través de la utilización de circuitos ópticos integrados (PIC). En esta tesis, hemos pretendido avanzar un poco más en el acercamiento entre estas dos disciplinas. En concreto, nos hemos centrado en el diseño y caracterización experimental de PICs con filtros reconfigurables basados en interferómetros Mach-Zehnder cargados con anillos (RAMZI), y demostrado su potencial uso en diferentes aplicaciones de IMWP. Los filtros RAMZI están hecho básicamente de un MZI simétrico cargado con anillos, los cuales a su vez se acoplan a las ramas del interferómetro a través de distintos acopladores ópticos. Las contribuciones de este trabajo se pueden dividir en dos partes. En la primera, hemos demostrado acopladores y reflectores ópticos integrados con coeficientes de acoplo y reflexión variables. Éstos explotan las propiedades de los acopladores por interferencia multimodal (MMI), y su robustez les hace muy atractivos para la implementación de filtros RAMZI y de tipo reflectivo. Además, hemos analizado el impacto que las tolerancias de fabricación tienen en el rendimiento de un híbrido óptico de 90º basado en un MMI 4x4, el cual es un elemento fundamental en los sistemas de comunicaciones ópticas coherentes. En la segunda parte, hemos demostrado el uso de filtros RAMZI en tres aplicaciones distintas de IMWP. En concreto, hemos utilizado dichos filtros para implementar sistemas de medida de frecuencia instantánea (IFM), detección directa de señales moduladas en frecuencia para enlaces fotónicos, así como en filtros coherentes y sintonizables de MWP. También hemos desarrollado un análisis teórico de las limitaciones y problemas que existen en los sistemas IFM. A pesar de que todos los experimentos realizados han consistido en prototipos para una prueba de concepto, esperamos que futuros avances tecnológicos permitan que la fotónica de microondas se convierta algún día en una realidad comercial. / [CAT] La fotònica de microones (MWP) és un camp d'investigació que estudia l'ús de tecnologies òptiques per a generar, distribuir, processar y analitzar senyals de radiofreqüència. A pesar del seu gran potencial per a resoldre alguns dels problemes als que s'enfronten les indústries electrònica i de microones, estos sistemes son voluminosos, cars i consumixen molta potència. La fotònica de microones integrada (IMWP) és un àrea emergent que promet solucionar tots estos inconvenients a través de la utilització de circuits òptics integrats (PIC). En esta tesi, hem pretés avançar un poc més en l'acostament entre estes dos disciplines. En concret, ens hem centrat en el disseny i caracterització experimental de PICs amb filtres reconfigurables basats en interferòmetres Mach-Zehnder carregats amb anells (RAMZI), i demostrat el seu potencial en diferents aplicacions d' IMWP. Els filtres RAMZI estan fets bàsicament d'un MZI simètric carregat amb anells, els quals, al seu torn, s'acoblen a les branques del interferòmetre a través de distints acobladors òptics. Les contribucions d'este treball es poden dividir en dos parts. En la primera, hem demostrat acobladors i reflectors òptics integrats amb coeficients de transmissió i reflexió variables. Estos exploten les propietats dels acobladors per interferència multimodal (MMI), i la seua robustesa els fa molt atractius per a la implementació de filtres RAMZI i de tipo reflectiu. A més a més, hem analitzat l'impacte que les toleràncies de fabricació tenen en el rendiment d'un híbrid òptic de 90 graus basat en un MMI 4x4, el qual és un element fonamental en els sistemes de comunicacions òptiques coherents. En la segona part, hem demostrat l'ús de filtres RAMZI en tres aplicacions diferents de IMWP. En concret, hem utilitzat estos filtres per a implementar sistemes de mesura de freqüència instantània (IFM), detecció directa de senyals modulades en freqüència per a enllaços fotònics, així com en filtres coherents i sintonitzables de MWP. També hem desenvolupat una anàlisi teòrica de les limitacions i problemes que existixen en els sistemes IFM. A pesar de que tots els experiments realitzats han consistit en prototips per a una prova de concepte, esperem que futurs avanços tecnològics permeten que la fotònica de microones es convertisca algun dia en una realitat comercial. / Sánchez Fandiño, JA. (2016). Integrated Optical Filters for Microwave Photonic Applications [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/67690 / TESIS

[EN] The main objective pursued in this thesis is that of conducting an enquiry on Catalogue d¿oiseaux, observed through the eyes of the performer, using its second and fourth books as the focus of this study when addressing its aesthetic and pianistic approach. The need to gain a closer view of the piece from a performer's perspective arises from the paradox between the importance of this composition in Olivier Messiaen's catalogue of compositions and the real meaning the piano score has among pianists of today. Due to the evolution of the author's composition language, which is expressed in greater conceptual complexity, Catalogue d¿oiseaux generates a series of performance-related questions, distancing it from other "traditional" pianistic productions. This factor often leads to apriorism and axioms that generate excessively polarised views on the performance of the piece. In order to resolve this clash between antagonistic approaches, a methodology has been applied which is based on tracing the "notion of a piece" by studying the timing of the composition, conducting a formal analysis and considering the ornitophonical transcriptions. This theoretical framing acts as a vehicle to uncover the performative nature of Catalogue, where analysing the transcripts, understanding the importance of the time element and assimilating the writing of the two books are tools to relieve a more open musical creation, an aspect confirmed in the study as regards the traditional performance of the work. All of that shows a composition that breaks free from simplistic postulates, offering the pianist a universe of performing possibilities that go beyond any old debate regarding the performance of this extraordinary score of piano literature. The study concludes with a sound recording of the two books and the inclusion of the two pieces in a recital for the Young Performers Cycle of Seville's Maestranza Theatre. Furthermore, part of the research material has been used to write two articles for Melómano Magazine, which are included as annexes, and in some conferences-concerts about the pianism of Olivier Messiaen at different Spanish conservatoires and universities in 2017 on the occasion of the 25th anniversary of Olivier Messiaen¿s death. / [ES] El propósito fundamental que se ha perseguido en esta tesis es el de realizar una indagación, observada desde el prisma del intérprete, de Catalogue d¿oiseaux, utilizando su segundo y cuarto cuaderno como objeto de estudio a la hora de abordar su enfoque estético y pianístico. La necesidad de aproximarse a la obra desde una óptica interpretativa surge de la paradoja existente entre la importancia que esta composición ocupa en el catálogo compositivo de Olivier Messiaen y el peso real que la partitura posee entre los pianistas actuales. Debido a la evolución del lenguaje compositivo del autor, que se plasma en una mayor complejidad conceptual, Catalogue d¿oiseaux genera una serie de interrogantes de orden interpretativo que la alejan del resto de la producción pianística "tradicional". Este factor se traduce, frecuentemente, en apriorismo y axiomas que generan visiones excesivamente polarizadas sobre la ejecución de la obra. Para solventar este atrincheramiento entre planteamientos antagónicos, se ha empleado una metodología basada en trazar una "idea de obra" a través del estudio de la ubicación temporal de la composición, el análisis formal y la apreciación de las transcripciones ornitofónicas. Este encuadre de índole teórico actúa de vehículo para desgranar la naturaleza interpretativa de Catalogue, donde acercarse a las transcripciones, entender la importancia del elemento temporal y asimilar la escritura de estos dos cuadernos sirven de herramientas para revelar una creación musical mucho más abierta, aspecto que se corrobora con el estudio la tradición interpretativa de la obra. Todo ello muestra una composición que escapa de postulados simplistas, ofreciendo al pianista un universo de posibilidades interpretativas que supera cualquier viejo debate en torno a la ejecución de esta partitura colosal de la literatura pianística. El estudio llevado a cabo cristaliza con la grabación sonora de ambos cuadernos, así como la inclusión de ambas piezas dentro de un recital para el ciclo de "Jóvenes Intérpretes" del Teatro de la Maestranza de Sevilla. Del mismo modo, parte del material de investigación ha servido para la confección de dos artículos para la revista Melómano que se incluyen como anexos, así como la impartición de una serie de conferencias-conciertos alrededor del pianismo de Olivier Messiaen en diversos conservatorios y universidades españolas el próximo año 2017 con motivo del 25º aniversario de la muerte de Olivier Messiaen. / [CAT] El propòsit fonamental que s'ha perseguit en aquesta tesi és el de realitzar una indagació, observada des del prisma de l'intèrpret, de Catalogue d¿oiseaux, utilitzant el seu segon i quart quadern com a objecte d'estudi a l'hora d'abordar el seu enfocament estètic i pianístic. La necessitat d'aproximar-se a l'obra des d'una òptica interpretativa sorgeix de la paradoxa existent entre la importància que aquesta composició ocupa en el catàleg compositiu d'Olivier Messiaen i el pes real que la partitura posseeix entre els pianistes actuals. A causa de l'evolució del llenguatge compositiu de l'autor, que es plasma en una major complexitat conceptual, Catalogue d¿oiseaux genera una sèrie d'interrogants d'ordre interpretatiu que l'allunyen de la resta de la producció pianística "tradicional". Aquest factor es tradueix, freqüentment, en apriorisme i axiomes que generen visions excessivament polaritzades sobre l'execució de l'obra. Per a solucionar aquest atrinxerament entre plantejaments antagònics, s'ha emprat una metodologia basada a traçar una "idea d'obra" a través de l'estudi de la ubicació temporal de la composició, l'anàlisi formal i l'apreciació de les transcripcions ornitofòniques. Aquest enquadrament d'índole teòric actua de vehicle per a desgranar la naturalesa interpretativa de Catalogue, on acostar-se a les transcripcions, entendre la importància de l'element temporal i assimilar l'escriptura d'aquests dos quaderns serveixen d'eines per a revelar una creació musical molt més oberta, aspecte que es corrobora amb l'estudi la tradició interpretativa de l'obra. Tot açò mostra una composició que escapa de postulats simplistes, oferint al pianista un univers de possibilitats interpretatives que supera qualsevol vell debat entorn de l'execució d'aquesta partitura colossal de la literatura pianística. L'estudi dut a terme cristal·litza amb l'enregistrament sonor de tots dos quaderns, així com la inclusió d'ambdues peces dins d'un recital per al cicle de "Joves Intèrprets" del Teatre de la Maestranza de Sevilla. De la mateixa manera, part del material de recerca ha servit per a la confecció de dos articles per a la revista Melómano que s'inclouen com a annexos, així com la impartició d'una sèrie de confèrencies-concerts al voltant del pianisme d'Olivier Messiaen en diversos conservatoris i universitats espanyoles el pròxim any 2017 en motiu del 25è aniversari de la mort d'Olivier Messiaen. / Benítez Suárez, G. (2016). Catalogue d'oiseaux, O. Messiaen: un estudio de su universo interpretativo a través de II. Le Loriot y IV. Le Traquet Stapazin [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/68509 / TESIS

[EN] The present PhD thesis deals on the model, design and experimental demonstration of Arrayed Waveguide Grating (AWG) with advanced features. Firstly, building upon existing AWG formulations, design equations are provided, libraries developed and all this is experimentally validated with devices in Indium Phosphide (InP) and Silicon-on-insulator (SOI) technologies. Next, a model and experimental validation is reported for an Interleave-Chirped Arrayed Waveguide Grating (IC-AWG), which is able to process optical signals as WDM demultiplexer, polarization splitter and phase diversity component all in a single device. This device was fabricated and tested in InP technology. The second innovative AWG demonstrated in this thesis, a Reflective type (R-AWG), whose layout allows for tailoring the pass-band shape and to change the spectral resolution. A demonstration of design and fabrication for this device is provided in SOI technology. The last AWG with innovative concepts is one driven by Surface Acoustic Waves (AWG-SAW), where the spectral channels can be tuned by means of acousto-optic effect. The device was fabricated in Aluminium Gallium Arsenide (AlGaAs) technology, and measurements are provided to validate the concept and design flow. In parallel this thesis has resulted in the development of different AWG layouts for a wide number of (generic) technologies and foundries, coded into design libraries, of use in a de-facto standard software employed for the design of photonic integrated circuits. These design libraries have been licensed to the UPV spin-off company VLC Photonics S.L. / [ES] La presente tesis se ha centrado en el modelado, diseño y demostración experimental del dispositivo Arrayed Waveguide Grating (AWG) con funcionalidades avanzadas. Primero, usando la formulación existente sobre AWGs se aportan ecuaciones y librerías de diseño, y se validan experimentalmente por medio de dispositivos fabricados en tecnologías de Indium Phosphide (InP) y Silicon-on-insulator (SOI). Después, se reporta un modelo y demostración experimental para un Interleave-Chirped Arrayed Waveguide Grating (IC-AWG), el cual es capaz de procesar señales ópticas como demultiplexor WDM, divisor de polarización y componente de diversidad de fase en un único dispositivo. Este dispositivo fue fabricado y probado en tecnología de InP. El segundo AWG innovador demostrado en esta tesis es de tipo Reflectante (R-AWG), cuyo diseño permite modificar la forma espectral del canal y cambiar su resolución espectral, incluyendo una demostración de diseño y fabricación de este dispositivo en tecnología de SOI. El último AWG que incluye conceptos innovadores es uno sintonizable por Acoustic Waves (AWGSAW), donde los canales espectrales pueden ser sintonizados por medio del efecto acusto-óptico. Dicho dispositivo fue fabricado en tecnología de Aluminium Gallium Arsenide (AlGaAs), y se han incluido medidas experimentales para validar el concepto y el flujo de diseño. En paralelo junto con esta tesis se han desarrollado diferentes diseños para el AWG en un amplio número de tecnologías (genéricas) y plataformas de fabricación, implementadas en unas librerías de diseño para uno de los softwares m¿as utilizados para el diseño de circuitos integrados ópticos, siendo actualmente el estándar de facto. Dichas librerías de diseño han sido licenciadas a la compañía VLC Photonics S.L., spin-off de la UPV. / [CAT] La present tesi ha estat centrada en el modelatge, disseny i demostració experimental del dispositiu Arrayed Waveguide Grating (AWG) amb funcionalitats avançades. Primer, usant la formulació existent sobre AWGs s'aporten equacions i llibreries de disseny, i es validen experimentalment per mitjà de dispositius fabricats en tecnologies de Indium Phosphide (InP) i Silicon-on-insulator (SOI). Després, es reporta un model i demostració experimental per a un Interleave-Chirped Arrayed Waveguide Grating (IC-AWG), el qual és capaç de processar senyals òptiques com demultiplexor WDM, divisor de polarització i component de diversitat de fase en un únic dispositiu. Aquest dispositiu va ser fabricat i provat en tecnologia de InP. El segon AWG innovador demostrat en aquesta tesi és de tipus Reflector (R-AWG), amb un disseny que permet modificar la forma espectral del canal i canviar la seua resolució espectral, incloent una demostració de disseny i fabricació d'aquest dispositiu en tecnologia de SOI. L'últim AWG que inclou conceptes innovadors és un sintonitzable per Acoustic Waves (AWG-SAW), on els canals espectrals poden ser sintonitzats per mitjà de l'efecte acusto-òptic. Aquest dispositiu va ser fabricat en tecnologia de Aluminium Gallium Arsenide (AlGaAs), i s'han inclòs mesures experimentals per validar el concepte i el flux de disseny. En paral.lel juntament amb aquesta tesi s'han desenvolupat diferents dissenys per al AWG en un ampli nombre de tecnologies (genèriques) i plataformes de fabricació, implementades en unes llibreries de disseny per a un dels programaris més utilitzats per al disseny de circuits integrats òptics, sent actualment l'estàndard de facto. Aquestes llibreries de disseny han estat llicenciades a la companyia VLC Photonics S.L., spin-off de la UPV. / Gargallo Jaquotot, BA. (2016). Advanced arrayed waveguide gratings: models, design strategies and experimental demonstration [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/74646 / TESIS

El silicio es la plataforma más prometedora para la integración fotónica, asegurando la compatibilidad con los procesos de fabricación CMOS y la producción en masa de dispositivos a bajo coste. Durante las últimas décadas, la tecnología fotónica basada en la plataforma de silicio ha mostrado un gran crecimiento, desarrollando diferentes tipos de dispositivos ópticos de alto rendimiento. Una de las posibilidades para continuar mejorando las prestaciones de los dispositivos fotónicos es mediante la combinación con otras tecnologías como la plasmónica o con nuevos materiales con propiedades excepcionales y compatibilidad CMOS. Las tecnologías híbridas pueden superar las limitaciones de la tecnología de silicio, dando lugar a nuevos dispositivos capaces de superar las prestaciones de sus homólogos electrónicos. La tecnología híbrida dióxido de vanadio/ silicio permite el desarrollo de dispositivos de altas prestaciones, con gran ancho de banda, mayor velocidad de operación y mayor eficiencia energética con dimensiones de la escala de la longitud de onda. El objetivo principal de esta tesis ha sido la propuesta y desarrollo de dispositivos fotónicos de altas prestaciones para aplicaciones de conmutación. En este contexto, diferentes estructuras basadas en silicio, tecnología plasmónica y las propiedades sintonizables del dióxido de vanadio han sido investigadas para controlar la polarización de la luz y para desarrollar otras funcionalidades electro-ópticas como la modulación. / Silicon is the most promising platform for photonic integration, ensuring CMOS fabrication compatibility and mass production of cost-effective devices. During the last decades, photonic technology based on the Silicon on Insulator (SOI) platform has shown a great evolution, developing different sorts of high performance optical devices. One way to continue improving the performance of photonic optical devices is the combination of the silicon platform with another technologies like plasmonics or CMOS compatible materials with unique properties. Hybrid technologies can overcome the current limits of the silicon technology and develop new devices exceeding the performance metrics of its counterparts electronic devices. The vanadium dioxide/silicon hybrid technology allows the development of new high-performance devices with broadband performance, faster operating speed and energy efficient optical response with wavelength-scale device dimensions. The main goal of this thesis has been the proposal and development of high performance photonic devices for switching applications. In this context, different structures, based on silicon, plasmonics and the tunable properties of vanadium dioxide, have been investigated to control the polarization of light and for enabling other electro-optical functionalities, like optical modulation. / El silici és la plataforma més prometedora per a la integració fotònica, assegurant la compatibilitat amb els processos de fabricació CMOS i la producció en massa de dispositius a baix cost. Durant les últimes dècades, la tecnologia fotònica basada en la plataforma de silici ha mostrat un gran creixement, desenvolupant diferents tipus de dispositius òptics d'alt rendiment. Una de les possibilitats per a continuar millorant el rendiment dels dispositius fotònics és per mitjà de la combinació amb altres tecnologies com la plasmònica o amb nous materials amb propietats excepcionals i compatibilitat CMOS. Les tecnologies híbrides poden superar les limitacions de la tecnologia de silici, donant lloc a nous dispositius capaços de superar el rendiment dels seus homòlegs electrònics. La tecnologia híbrida diòxid de vanadi/silici permet el desenvolupament de dispositius d'alt rendiment, amb gran ample de banda, major velocitat d'operació i major eficiència energètica en l'escala de la longitud d'ona. L'objectiu principal d'esta tesi ha sigut la proposta i desenvolupament de dispositius fotònics d'alt rendiment per a aplicacions de commutació. En este context, diferents estructures basades en silici, tecnologia plasmònica i les propietats sintonitzables del diòxid de vanadi han sigut investigades per a controlar la polarització de la llum i per a desenvolupar altres funcionalitats electró-òptiques com la modulació. / Sánchez Diana, LD. (2016). High performance photonic devices for switching applications in silicon photonics [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/77150 / TESIS

A new communication paradigm is foreseen for beyond 2020 society, due to the emergence of new broadband services and the Internet of Things era. The set of requirements imposed by these new applications is large and diverse, aiming to provide a ubiquitous broadband connectivity. Research community has been working in the last decade towards the definition of the 5G mobile wireless networks that will provide the proper mechanisms to reach these challenging requirements. In this framework, three key research directions have been identified for the improvement of capacity in 5G: the increase of the spectral efficiency by means of, for example, the use of massive MIMO technology, the use of larger amounts of spectrum by utilizing the millimeter wave band, and the network densification by deploying more base stations per unit area. This dissertation addresses densification as the main enabler for the broadband and massive connectivity required in future 5G networks. To this aim, this Thesis focuses on the study of the UDN. In particular, a set of technology enablers that can lead UDN to achieve their maximum efficiency and performance are investigated, namely, the use of higher frequency bands for the benefit of larger bandwidths, the use of massive MIMO with distributed antenna systems, and the use of distributed radio resource management techniques for the inter-cell interference coordination. Firstly, this Thesis analyzes whether there exists a fundamental performance limit related with densification in cellular networks. To this end, the UDN performance is evaluated by means of an analytical model consisting of a 1-dimensional network deployment with equally spaced BS. The inter-BS distance is decreased until reaching the limit of densification when this distance approaches 0. The achievable rates in networks with different inter-BS distances are analyzed for several levels of transmission power availability, and for various types of cooperation among cells. Moreover, UDN performance is studied in conjunction with the use of a massive number of antennas and larger amounts of spectrum. In particular, the performance of hybrid beamforming and precoding MIMO schemes are assessed in both indoor and outdoor scenarios with multiple cells and users, working in the mmW frequency band. On the one hand, beamforming schemes using the full-connected hybrid architecture are analyzed in BS with limited number of RF chains, identifying the strengths and weaknesses of these schemes in a dense-urban scenario. On the other hand, the performance of different indoor deployment strategies using HP in the mmW band is evaluated, focusing on the use of DAS. More specifically, a DHP suitable for DAS is proposed, comparing its performance with that of HP in other indoor deployment strategies. Lastly, the presence of practical limitations and hardware impairments in the use of hybrid architectures is also investigated. Finally, the investigation of UDN is completed with the study of their main limitation, which is the increasing inter-cell interference in the network. In order to tackle this problem, an eICIC scheduling algorithm based on resource partitioning techniques is proposed. Its performance is evaluated and compared to other scheduling algorithms under several degrees of network densification. After the completion of this study, the potential of UDN to reach the capacity requirements of 5G networks is confirmed. Nevertheless, without the use of larger portions of spectrum, a proper interference management and the use of a massive number of antennas, densification could turn into a serious problem for mobile operators. Performance evaluation results show large system capacity gains with the use of massive MIMO techniques in UDN, and even greater when the antennas are distributed. Furthermore, the application of ICIC techniques reveals that, besides the increase in system capacity, it brings significant energy savings to UDNs. / A partir del año 2020 se prevé que un nuevo paradigma de comunicación surja en la sociedad, debido a la aparición de nuevos servicios y la era del Internet de las cosas. El conjunto de requisitos impuesto por estas nuevas aplicaciones es muy amplio y diverso, y tiene como principal objetivo proporcionar conectividad de banda ancha y universal. En las últimas décadas, la comunidad científica ha estado trabajando en la definición de la 5G de redes móviles que brindará los mecanismos necesarios para garantizar estos requisitos. En este marco, se han identificado tres mecanismos clave para conseguir el necesario incremento de capacidad de la red: el aumento de la eficiencia espectral a través de, por ejemplo, el uso de tecnologías MIMO masivas, la utilización de mayores porciones del espectro en frecuencia y la densificación de la red mediante el despliegue de más estaciones base por área. Esta Tesis doctoral aborda la densificación como el principal mecanismo que permitirá la conectividad de banda ancha y universal requerida en la 5G, centrándose en el estudio de las Redes Ultra Densas o UDNs. En concreto, se analiza el conjunto de tecnologías habilitantes que pueden llevar a las UDNs a obtener su máxima eficiencia y prestaciones, incluyendo el uso de altas frecuencias para el aprovechamiento de mayores anchos de banda, la utilización de MIMO masivo con sistemas de antenas distribuidas y el uso de técnicas de reparto de recursos distribuidas para la coordinación de interferencias. En primer lugar, se analiza si existe un límite fundamental en la mejora de las prestaciones en relación a la densificación. Con este fin, las prestaciones de las UDNs se evalúan utilizando un modelo analítico de red unidimensional con BSs equiespaciadas, en el que la distancia entre BSs se disminuye hasta alcanzar el límite de densificación cuando ésta se aproxima a 0. Las tasas alcanzables en redes con distintas distancias entre BSs son analizadas, considerando distintos niveles de potencia disponible en la red y varios grados de cooperación entre celdas. Además, el comportamiento de las UDNs se estudia junto al uso masivo de antenas y la utilización de anchos de banda mayores. Más concretamente, las prestaciones de ciertas técnicas híbridas MIMO de precodificación y beamforming se examinan en la banda milimétrica. Por una parte, se analizan esquemas de beamforming en BSs con arquitectura híbrida en función de la disponibilidad de cadenas de radiofrecuencia en escenarios exteriores. Por otra parte, se evalúan las prestaciones de ciertos esquemas de precodificación híbrida en escenarios interiores, utilizando distintos despliegues y centrando la atención en los sistemas de antenas distribuidos o DAS. Además, se propone un algoritmo de precodificación híbrida específico para DAS, y se evalúan y comparan sus prestaciones con las de otros algoritmos de precodificación utilizados. Por último, se investiga el impacto en las prestaciones de ciertas limitaciones prácticas y deficiencias introducidas por el uso de dispositivos no ideales. Finalmente, el estudio de las UDNs se completa con el análisis de su principal limitación, el nivel creciente de interferencia en la red. Para ello, se propone un algoritmo de control de interferencias basado en la partición de recursos. Sus prestaciones son evaluadas y comparadas con las de otras técnicas de asignación de recursos. Tras este estudio, se puede afirmar que las UDNs tienen gran potencial para la consecución de los requisitos de la 5G. Sin embargo, sin el uso conjunto de mayores porciones del espectro, adecuadas técnicas de control de la interferencia y el uso masivo de antenas, las UDNs pueden convertirse en serios obstáculos para los operadores móviles. Los resultados de la evaluación de prestaciones de estas tecnologías confirman el gran aumento de la capacidad de las redes mediante el uso masivo de antenas y la introducción de mecanismos de I / A partir de l'any 2020 es preveu un nou paradigma de comunicació en la societat, degut a l'aparició de nous serveis i la era de la Internet de les coses. El conjunt de requeriments imposat per aquestes noves aplicacions és ampli i divers, i té com a principal objectiu proporcionar connectivitat universal i de banda ampla. En les últimes dècades, la comunitat científica ha estat treballant en la definició de la 5G, que proveirà els mecanismes necessaris per a garantir aquests exigents requeriments. En aquest marc, s'han identificat tres mecanismes claus per a aconseguir l'increment necessari en la capacitat: l'augment de l'eficiència espectral a través de, per exemple, l'ús de tecnologies MIMO massives, la utilització de majors porcions de l'espectre i la densificació mitjançant el desplegament de més estacions base per àrea. Aquesta Tesi aborda la densificació com a principal mecanisme que permetrà la connectivitat de banda ampla i universal requerida en la 5G, centrant-se en l' estudi de les xarxes ultra denses (UDNs). Concretament, el conjunt de tecnologies que poden dur a les UDNs a la seua màxima eficiència i prestacions és analitzat, incloent l'ús d'altes freqüències per a l'aprofitament de majors amplàries de banda, la utilització de MIMO massiu amb sistemes d'antenes distribuïdes i l'ús de tècniques distribuïdes de repartiment de recursos per a la coordinació de la interferència. En primer lloc, aquesta Tesi analitza si existeix un límit fonamental en les prestacions en relació a la densificació. Per això, les prestacions de les UDNs s'avaluen utilitzant un model analític unidimensional amb estacions base equidistants, en les quals la distància entre estacions base es redueix fins assolir el límit de densificació quan aquesta distància s'aproxima a 0. Les taxes assolibles en xarxes amb diferents distàncies entre estacions base s'analitzen considerant diferents nivells de potència i varis graus de cooperació entre cel·les. A més, el comportament de les UDNs s'estudia conjuntament amb l'ús massiu d'antenes i la utilització de majors amplàries de banda. Més concretament, les prestacions de certes tècniques híbrides MIMO de precodificació i beamforming s'examinen en la banda mil·limètrica. D'una banda, els esquemes de beamforming aplicats a estacions base amb arquitectures híbrides és analitzat amb disponibilitat limitada de cadenes de radiofreqüència a un escenari urbà dens. D'altra banda, s'avaluen les prestacions de certs esquemes de precodificació híbrida en escenaris d'interior, utilitzant diferents estratègies de desplegament i centrant l'atenció en els sistemes d' antenes distribuïdes (DAS). A més, es proposa un algoritme de precodificació híbrida distribuïda per a DAS, i s'avaluen i comparen les seues prestacions amb les de altres algoritmes. Per últim, s'investiga l'impacte de les limitacions pràctiques i altres deficiències introduïdes per l'ús de dispositius no ideals en les prestacions de tots els esquemes anteriors. Finalment, l' estudi de les UDNs es completa amb l'anàlisi de la seua principal limitació, el nivell creixent d'interferència entre cel·les. Per tractar aquest problema, es proposa un algoritme de control d'interferències basat en la partició de recursos. Les prestacions de l'algoritme proposat s'avaluen i comparen amb les d'altres tècniques d'assignació de recursos. Una vegada completat aquest estudi, es pot afirmar que les UDNs tenen un gran potencial per aconseguir els ambiciosos requeriments plantejats per a la 5G. Tanmateix, sense l'ús conjunt de majors amplàries de banda, apropiades tècniques de control de la interferència i l'ús massiu d'antenes, les UDNs poden convertir-se en seriosos obstacles per als operadors mòbils. Els resultats de l'avaluació de prestacions d' aquestes tecnologies confirmen el gran augment de la capacitat de les xarxes obtingut mitjançant l'ús massiu d'antenes i la introducci / Giménez Colás, S. (2017). Ultra Dense Networks Deployment for beyond 2020 Technologies [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/86204 / TESIS