Autorizado por el autor, pero con restricción para ser publicada a texto completo hasta el año 2013 / En este trabajo se presenta el desarrollo de una antena reflectora pasiva que busca solucionar problemas típicos en redes de datos inalámbricos al interior de diversas edificaciones, los cuales son causados por las condiciones de propagación que imponen los materiales constructivos y la disposición de éstos, todo en referencia a la dimensión relevante en éstos temas: la longitud de onda. En un principio se introduce al lector sobre temas relevantes, de manera de entrar en contexto al respecto de las materias relacionadas. Luego se hace un análisis que culmina en la elección de dos geometrías para los parches de las antenas que son construidas y evaluadas. Previo a éste proceso se realizan simulaciones que tienen por objetivo comprobar la resonancia de las estructuras a construir por medio del estudio de las formas de la distribución de corriente superficial en los parches, recolectando también información sobre sus diagramas de radiación frente a distintos escenarios de incidencia con respecto a la superficie del reflector. Se presentan mediciones realizadas en dos ambientes donde se han detectado problemas de recepción con respecto a las conexiones de una red Wi-Fi, cuantificando el efecto de posicionar los distintos tipos de reflectores en posiciones elegidas por un alto valor de potencia medida con un analizador de espectro, de manera de “redirigir” la energía hacia los puntos de consumo de la red inalámbrica. Finalmente se presentan los resultados de estas mediciones, las cuales indican que, si bien en algunos casos existe una mejora en la calidad de la señal y por tanto de la velocidad de transmisión de datos, se debe hacer una mayor investigación para eliminar la influencia de las fuentes de incerteza en un ambiente donde la conexión punto multipunto se caracteriza por una fuerte presencia de propagación multitrayectorias, lo que presenta problemas como ISI y distintas atenuaciones y desfases según la trayectoria o canal seguido desde transceptor a transceptor.

El desplazamiento en entornos cerrados y complejos se puede convertir en una tarea de gran dificultad para las personas con discapacidad visual. El trabajo de título presentado a continuación se centra en la creación de un sistema que ayude a las personas con discapacidad visual a orientarse en entornos cerrados. El sistema se basa en la utilización de herramientas existentes, que permiten generar una solución que esté al alcance de los usuarios finales. En particular, se usó el control de la consola Nintendo Wii para obtener los datos asociados a la posición del usuario. Estos datos fueron comparados con la información del entorno, permitiendo entregar al usuario información apropiada a través de audio. Los datos de audio pueden ser entregados al usuario en dos modalidades. A través de parlantes conectados a un computador y a través de un dispositivo móvil, el cual a través de sus parlantes entrega la información al usuario. Para seleccionar el modo de entrega de información se desarrolló una interfaz gráfica que permite a un administrador realizar estos cambios. La interfaz también permite realizar modificaciones a otros parámetros de ejecución, de acuerdo a las necesidades del usuario. Además, se dotó de una nueva funcionalidad al bastón guía que usan las personas con discapacidad visual para ubicarse, de tal forma que a través de un botón el usuario pueda entregar automáticamente los datos de su posición al sistema, permitiendo así a éste determinar en qué momento desea recibir información de parte del sistema. Por último, se realizaron pruebas que permitieron determinar el correcto funcionamiento de la aplicación, con lo que se comprobó la utilidad de la herramienta.

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Ingeniero Civil Electricista / El constante desarrollo de nuevos servicios asociados a las telecomunicaciones, como por ejemplo, dar soporte a redes de monitoreo de salud, ha provocado la necesidad de aumentar la velocidad de intercambio de datos, particularmente en lo referido a redes inalámbricas. Producto de esta necesidad, se ha comenzado a trabajar con frecuencias cercanas a los 60 GHz debido a que son bandas no licenciadas y capaces de proveer altas tasas de transmisión de datos utilizando técnicas simples de multiplexación. Sin embargo, al trabajar con altas frecuencias, sólo se puede lograr distancias de transmisión del orden de las decenas de metros, por lo que son ideales para implementar redes inalámbricas de área personal (WPAN). Sin embargo, la utilización de estas frecuencias hace necesario contar con un protocolo MAC que pueda aprovechar de mejor manera los beneficios que ellas entregan a las redes inalámbricas. Para enfrentar el problema descrito, el propósito de esta memoria es diseñar un protocolo de acceso inalámbrico, orientado a redes de ondas milimétricas, que sea capaz de maximizar el ancho de banda total de la WPAN, disminuir las latencias en las conexiones en la red y proveer soporte a la administración eficiente de la energía que consumen los equipos en los nodos. El protocolo propuesto es el Process-Stacking Multiplexing Access (PSMA), el cual distribuye el uso de un único canal de transmisión de datos mediante una multiplexación en el tiempo, reservando uso de canal a medida que los equipos que integran la red requieran usarla, asignando a cada uno de ellos un tiempo variable de utilización del canal, dependiendo de la cantidad de datos que requiera ser transmitida. Utilizando este mecanismo, PSMA se asegura de que el canal de transmisión no se deje de usar mientras existan procesos que lo requieran. El principal resultado obtenido fue que PSMA, en el mejor de los casos, puede lograr un rendimiento n veces superior a la multiplexación por división de tiempo (TDMA), donde n es el número de nodos en el WPAN, y en peor de los casos, obtiene un rendimiento similar. Otro resultado destacable se refiere a la capacidad para lograr un manejo eficiente de la energía en equipos que utilizan dispositivos energy harvesting (EHD), logrando incluso auto-sustentabilidad energética, dependiendo de la potencia que entregue el EHD y de la tasa de transmisión dispuesta a sacrificar. Los resultados recién expuestos fueron presentados y aceptados en dos conferencias internacionales y actualmente existe una publicacion que se encuentra en proceso de revisión en el IEEE Journal on Selected Areas in Communications. Como trabajo futuro se propone implementar el protocolo PSMA en un field-programmable gate array (FPGA), el cual controlará el flujo de información a través de la antena a nivel de capa MAC. El backbone de esta red estará compuesto de equipo de fibra óptica ya que requiere una alta tasa de transferencia de datos para poder aprovechar el gran ancho de banda que la tecnología milimétrica puede ofrecer.

Ingeniero Civil Electricista / Las redes móviles de tercera generación (3G) brindan servicios de voz y datos en forma separada mediante conmutación de circuitos y conmutación de paquetes, en una misma tecnología. En cambio, una red Long Term Evolution (LTE) presenta un enfoque exclusivo al uso de datos de manera All IP (todo con Internet Protocol), de modo que las llamadas deben ser cursadas mediante Voz sobre IP (VoIP) en una red de conmutación de paquetes. Esto se logra haciendo uso de un núcleo de paquetes IP Multimedia Subsystem (IMS), a través de servidores Session Initiation Protocol (SIP). De esta manera, se heredan los problemas de un servicio ofrecido por mejor esfuerzo mediante IP, surgiendo la gran necesidad de establecer Calidad de Servicio (QoS), mecanismo que establece prioridad de tráfico según las aplicaciones a las cuales acceden los usuarios. Así, resulta obligatorio monitorear el correcto funcionamiento de este mecanismo para cumplir con los acuerdos de nivel de servicio establecidos con el usuario. En este escenario, las mediciones de Calidad de Experiencia (QoE), son clave. El presente trabajo de título tiene como objetivo general diseñar e implementar una metodología para medir indicadores de QoE y QoS en aplicaciones multimedia Over The Top (OTT), en una red de laboratorio LTE/IMS. Para esto, se implementa un IMS Open Source en una red de área local (LAN), lo que sirve como prototipo de verificación para el correcto desempeño de los servicios y herramientas de medición, así como también para tener un punto de comparación de los valores logrados por la metodología en el caso LTE/IMS. El resultado del trabajo es una metodología compuesta por 5 pruebas de concepto, las cuales miden un indicador específico de calidad de acuerdo al servicio y a la modalidad de acceso (Internet, o vía operador). Dichas pruebas son verificadas en dos escenarios de tráfico: (i) el óptimo, que consiste en no establecer más de una sesión multimedia en la red; y (ii) el congestionado, que emula el comportamiento de una red con tráfico. Se logra obtener indicadores de calidad en las redes LAN/IMS y LTE/IMS. De lo anterior, se obtienen herramientas docentes para realizar capacitaciones y cursos de LTE e IMS orientados al estudio de QoS y QoE en la Universidad de Chile. Este trabajo constituye, por un lado, un acercamiento práctico a la medición y monitoreo de QoE aplicable a una red móvil LTE; y, por otro, a nivel docente, entrega una plataforma de medición y de estudio para las nuevas arquitecturas móviles. Esto último permite proponer como trabajos futuros los siguientes temas: estudio del impacto de la movilidad y de las políticas de control de recursos en el QoE, en servicios sobre LTE; implementación de la interconexión de LTE a la telefonía fija a través de IMS y una Central Telefónica IP tipo Asterisk; y, por último, un estudio del sincronismo audio-video en un servicio de videostreaming montado sobre LTE haciendo uso de herramientas de medición de QoE.

Ingeniero Civil en Computación / Este trabajo consiste en el desarrollo de una aplicacion para tablets complementaria a la labor educativa en la enseñanza de la lectura. Este informe presenta el diseño, desarrollo y resultados de validación del proyecto. La lectura es algo fundamental en la sociedad, leer otorga a una comunidad más cultura para sus participantes. La enseñanza de este proceso ocurre, generalmente, en edades tempranas, donde los niños deben buscar una motivación que puede ser esquiva o no inducida. La tecnología llama la atención en lo más pequeños, por lo que puede ser usado como método para llegar a ellos de manera lúdica, pero con contenido pedagógico. Se plantea, como hipótesis, que la tecnología sirve de apoyo para la enseñanza de la lectura, facilitando su aprendizaje como incentivo a la motivación. Para esto se desarrolló una aplicación en tablets con sistema operativo Android que permite al usuario interactuar, de distintas formas, con las letras. Cada actividad planteada utiliza los gestos provistos por los dispositivos con pantalla táctil, de manera de diversificar las opciones de juegos. El estudio realizado en niños de entre 4 a 5 años concluyó que la aplicación desarrollada es simple y del gusto de los usuarios, permite aprender y ejercitar las letras del abcedario de manera efectiva, pero el tiempo dedicado a las pruebas de usuarios no es concluyente en la comprobación de un aprendizaje completo, debido al tiempo que demora el proceso de aprender a leer. La aplicación puede ser utilizada como una herramienta de apoyo sin ningún problema.

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Ingeniero Civil Eléctrico / El creciente avance de las telecomunicaciones móviles nos permite hoy en día, no tan solo comunicarnos con quien deseamos de una manera fácil y rápida, sino que también nos entrega la posibilidad de descargar archivos, música y videos a través de nuevas generaciones de dispositivos móviles, liderados principalmente por los teléfonos inteligentes o smartphones. Actualmente la penetración de la telefonía móvil alcanza un 140% y con ello se acrecienta la demanda de servicios que utilizan un mayor ancho de banda, lo que congestiona la red y hace que los usuarios perciban una calidad de servicio deteriorada. Los operadores de telecomunicaciones responden a la necesidad del usuario, tanto de mayores velocidades de datos como de una mejor calidad de servicio, con la incorporación de una nueva y mejor tecnología de acceso a internet, denominada Long Term Evolution (LTE), la cual alcanzaría velocidad hasta 10 veces mayores que sus predecesoras, además de contar con bajos tiempos de latencia. El presente Trabajo de Título, tiene como motivación satisfacer la necesidad de capacitación existente, tanto en la industria como en los centros de estudio, enfocando el contenido de un curso, tanto teórico como práctico, hacia el análisis de la Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service) percibida por los usuarios de los servicios de Banda Ancha Móvil (BAM) actualmente montados sobre redes 3G y sobre las futuras redes LTE. El objetivo general del Trabajo de Título es desarrollar un curso sobre calidad de servicio en Redes 3G y LTE, compuesto por una parte teórica y una parte práctica o de laboratorio. Para lograr el objetivo planteado, se diseña una metodología docente para la parte teórica del curso, la cual consiste en la confección de un material docente basado en el diseño y construcción de cursos universitarios, mientras que para la metodología de los prototipos de prueba, se diseñan e implementan una serie de pruebas de laboratorio, que ejemplifican como diversos factores de red y condiciones de usuario afectan la QoS percibida por el usuario de servicios BAM tanto para redes 3G como para LTE. Los prototipos de prueba se implementan bajo la red de un ISP en el caso 3G y bajo la red de un laboratorio en el caso LTE. El resultado del trabajo es el material complementario para un curso, compuesto en su parte teórica por nueve capítulos, y en su parte práctica por nueve experiencias de laboratorio basadas en prototipos de prueba diseñados e implementados. Cada capítulo se materializa en un conjunto de diapositivas a modo de material docente, mientras que, por otro lado, se confecciona una guía de laboratorio con los prototipos de prueba detallados paso a paso. Las pruebas de laboratorio fueron validadas a través de la obtención de mediciones de throughput, en condiciones de red simuladas, observándose una disminución de la QoS acorde con los resultados teóricos. El Trabajo de Título propone como trabajos futuros la realización de más prototipos de prueba, usar los prototipos descritos en esta memoria, en otras tecnologías de acceso o en la futura red LTE y por último la realización de las pruebas a través de un enlace internacional. La memoria de Título presenta una propuesta atractiva para un curso que abarca temáticas contingentes y de interés tanto para los Operadores de Telecomunicaciones como para los estudiantes del DIE de la Universidad de Chile, estableciendo metodologías de medición con proyecciones en el plano investigativo principalmente para redes LTE.

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