En esta tesis doctoral se han diseñado arquitecturas hardware de algunos subsistemas digitales característicos de los sistemas de comunicaciones de elevadas prestaciones, buscando implementaciones optimizadas para dichos sistemas. El trabajo realizado se ha centrado en dos áreas: la aproximación de funciones elementales, concretamente el logaritmo y la arcotangente, y el diseño de un emulador de canal de ruido Gaussiano aditivo. Las arquitecturas se han diseñado en todo momento teniendo como objetivo lograr una implementación eficiente en dispositivos Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), debido a su uso creciente en los sistemas de comunicaciones digitales de elevadas prestaciones. Para la aproximación del logaritmo hemos propuesto dos arquitecturas, una basada en la utilización de tablas multipartidas y la otra basada en el método de Mitchell sobre el que añadimos dos etapas de corrección: una interpolación lineal por rectas con pendientes potencias de dos y mantisa truncada, y una tabla para la compensación del error cometido en la interpolación por rectas. Una primera arquitectura para la aproximación de la atan(y/x) está basada en el cómputo del recíproco de x y en el cálculo de la arcotangente, utilizando básicamente tablas Look-up (LUT) multipartidas. Esta propuesta ya permite reducir el consumo de potencia con respecto a las mejores técnicas recogidas en la bibliografía, como las basadas en CORDIC. Una segunda estrategia para la aproximación de la atan(y/x) está basada en transformaciones logarítmicas, que convierten el cálculo de la división de las dos entradas en una sencilla resta y que hacen necesario el cómputo de atan(2w). Esta segunda estrategia se ha materializado en dos arquitecturas, una primera en la que tanto el logaritmo como el cálculo de atan(2w) se han implementado con tablas multipartidas, combinado además con el uso de segmentación no-uniforme en el cálculo de atan(2w), y una segunda arquitectura que emplea interpolación lineal por tramos con pendientes potencias de dos y tablas de corrección. / Gutiérrez Mazón, R. (2011). Implementaciones de Funciones Elementales en Dispositivos FPGA [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11519 / Palancia

Las Redes Inalámbricas de Sensores (WSN por sus siglas en inglés) han demostrado ser fundamentales en la implementación de paradigmas como el denominado Internet de las Cosas. Sin embargo, por su forma de funcionamiento y entornos donde operan, este tipo de redes son susceptibles a errores o problemas durante su operación. La monitorización de las WSN, durante su desarrollo, despliegue o a lo largo de su vida útil, es la mejor forma de observar cómo trabajan, ya sea con fines de depuración, verificación o control de su operación. Las plataformas de monitorización suelen clasificarse según su enfoque, bien activo o bien pasivo. Los monitores activos requieren algún nivel de modificación en el sistema monitorizado y permiten adquirir información más precisa de la operación de la WSN, pero pueden interferir con su funcionamiento. Por otro lado, los monitores pasivos no requieren modificación del sistema observado por lo que prácticamente no causan intrusión en la misma, pero la información obtenida puede no ser suficiente. Existen también los bancos de pruebas, que pueden funcionar tanto de forma pasiva como de forma activa, pero su uso está limitado a entornos de laboratorio. Un monitor puede clasificarse como hardware o software en función de su naturaleza. También se ha definido un enfoque híbrido, donde se combinan elementos de hardware y software en la monitorización. Además, se denomina como híbrida a cualquier propuesta que combine al menos dos enfoques de funcionamiento (activo/pasivo, hardware/software). En este sentido, existen contadas propuestas híbridas de monitorización para WSN, pero están enfocadas a un tipo específico de nodos, su funcionamiento es limitado, y en ocasiones solo se han presentado de forma teórica. En esta tesis se presenta la propuesta de una Plataforma de Monitorización Híbrida, denominada HMP (Hybrid Monitoring Platform), orientada a la evaluación del comportamiento de cualquier WSN. Esta plataforma busca combinar los enfoques de monitorización activo y pasivo para aprovechar las ventajas de ambos al tiempo que se compensan sus inconvenientes. La arquitectura de la plataforma sigue un Modelo de Referencia genérico para plataformas de monitorización distribuida. Este modelo busca que los sistemas propuestos puedan ser aplicables a cualquier WSN, y que la independencia de niveles permita que los avances en un nivel del modelo no impliquen cambios en los otros, además de simplificar la interoperabilidad entre plataformas. La plataforma consta de tres tipos de componentes principales: Los Nodos Monitores, que se conectan de forma activa a los nodos de la WSN; los Nodos Espías, que capturan en el medio compartido los mensajes enviados por la aplicación WSN a monitorizar; y finalmente un Servidor de Monitorización. Los dos primeros componentes registran los eventos observados de la aplicación WSN a monitorizar, registrando el instante de tiempo en que éstos ocurren, y los hacen llegar al tercero, encargado de coordinar la recolección de los datos obtenidos por los otros componentes. El Servidor de Monitorización procesa los datos obtenidos, combinándolos en una única traza que refleja el comportamiento global de la aplicación. Esta traza puede ser analizada para evaluar las prestaciones, optimizar el funcionamiento o detectar problemas durante el diseño, despliegue u operación de la WSN. HMP utiliza un novedoso mecanismo de sincronización de las marcas de tiempo de los datos obtenidos. Este mecanismo, denominado GTSO (Global Trace Synchronization and Ordering Mechanism), realiza una sincronización fuera de línea. Su funcionamiento es simple pero efectivo, como se demuestra en las pruebas realizadas. Además, evita que existan cambios en el orden correcto de los eventos registrados. La plataforma completa ha demostrado su utilidad mediante la monitorización de una WSN real, obteniendo resultados satisfactorios. Además, HMP puede ser aplicada / Wireless Sensor Networks (WSN) have proven to be fundamental in the implementation of paradigms such as the Internet of Things. However, due to their mode of operation and the environments where they work, this type of networks is susceptible to errors or problems in their functioning. The monitoring of the WSN, during its development as in the deployment or throughout its useful life, is the best way to observe how they work, either for debugging purposes, verification or operation control. Monitoring platforms are usually categorized according to their working approach, either active or passive. Active monitors require some type of modification in the monitored system but they allow to obtain more precise information about the operation of the WSN. However, they may interfere with their operation. On the other hand, passive monitors do not require modification of the observed system so they practically do not cause interference or intrusion in it, but the information obtained may not be sufficient. There are also testbeds, which can function both in a passive way and in an active way, but their use is restricted to laboratory environments. A monitor can be also categorized as hardware or software depending on its composition. A hybrid approach has also been defined, where hardware elements and software elements are combined in the monitoring process. Besides, proposals that combine at least two operational approaches (active/passive, hardware/software) have been called "hybrid". In this sense, there are few hybrid monitoring proposals for WSN, but they are focused on a specific type of nodes, their operation is limited, or they have only been presented as a theoretical proposal. This thesis presents the proposal of a Hybrid Monitoring Platform, called HMP. Its main objective is to evaluate the behavior of any WSN. This platform combine active and passive monitoring approaches to exploit their advantages while compensating their drawbacks. The architecture of the platform follows a generic reference model for WSN monitoring platforms. This model enables that proposed systems can be applicable to any WSN. Moreover, the independence of levels allows that improvements at a model level do not imply changes in the others levels and simplifies interoperability between platforms. The platform consists of three main components: The Monitors Nodes, which are actively connected to the WSN nodes; Sniffer Nodes, which capture from the shared media the messages sent by the WSN application to be monitored; and finally, a Monitoring Server. The first two components register the observed events of the WSN application to be monitored together with the time they were captured. Finally, they send that information to the third component, that is in charge of coordinating the data collection obtained by the other components. The Monitoring Server processes the data obtained and combines them into a single trace that reflects the global behavior of the application. This trace can be analyzed to evaluate the performance, optimize the operation or detect problems during the design, deployment, synchronization or operation of the WSN. HMP uses a novel synchronization mechanism for the time stamps of the data obtained. This mechanism, called GTSO (Global Trace Synchronization and Ordering Mechanism), performs an off-line synchronization. Its operation is simple but effective, as demonstrated in the tests carried out. In addition, it prevents changes in the correct order of recorded events. The complete platform has proven its usefulness by monitoring a real WSN, obtaining satisfactory results. In addition, HMP can be applied in a modular and simple way to different types of WSN. / Les xarxes sense fils de sensors (WSN per les seves sigles en anglès) han demostrat ser fonamentals en la implementació de paradigmes com el anomenat Internet de los Coses. Malgrat això, per la seva forma de funcionament i els entorns on treballen, aquestes xarxes són susceptibles a errors durant la seva operació. El monitoratge de les WSN, tant durant el seu desenvolupament, com en el seu desplegament o al llarg de la seva vida, és la millor forma de observar el seu funcionament, ja sigui amb finalitats de depuració, verificació o control de la seva operació. Les plataformes de monitoratge solen classificar-se segons el seu enfoc: actiu o passiu. Els monitors actius requereixen algun nivell de modificació en el sistema analitzat i permeten adquirir informació més precisa de l'operació de la WSN, però poden interferir amb el seu funcionament. D'altra banda, els monitors passius no requereixen modificar el sistema observat pel que pràcticament no causen interferència, però la informació obtinguda pot no ser suficient. Existeixen també els bancs de proves (testbeds en anglès), que poden funcionar tant de forma passiva com activa, però el seu ús està limitat a entorns de laboratori. Un monitor pot classificar-se com a maquinari o programari en funció de la seva naturalesa. També existeix un enfoc híbrid, on es combinen elements maquinari i programari en el procés de monitoratge. S'ha denominat com a híbrid a qualsevol proposta que combini almenys dos enfocaments de funcionament (actiu/passiu, maquinari/programari). En aquest sentit, existeixen poques propostes híbrides de monitoratge per WSN, però estan enfocades a un tipus específic de nodes, el seu funcionament és limitat, i en ocasions solament s'han presentat com a proposta teòrica. En aquesta tesi es presenta la proposta d'una Plataforma de Monitoratge Híbrid, denominada HMP (Hybrid Monitoring Platform), orientada a l'avaluació del comportament de qualsevol WSN. Aquesta plataforma busca combinar els enfocs de monitoratge actiu i passiu per aprofitar els avantatges d'aquests al mateix temps que es compensen els seus inconvenients. L'arquitectura de la plataforma segueix un model de referència genèric per a plataformes de monitoratge de WSN. Aquest model busca que els sistemes proposats puguin ser aplicables a qualsevol WSN, i que la independència de nivells permeti que els avanços en un nivell del model no impliquin canvis en els altres, a més de simplificar la interoperabilitat entre plataformes. A la plataforma proposada poden trobar-se tres tipus de components principals: Els Nodes Monitors, que es connecten de forma activa als nodes de la WSN; els Nodes Espies, que capturen en el mitjà compartit els missatges enviats per l'aplicació WSN a analitzar; i finalment un Servidor de Monitoratge. Els dos primers components registren els esdeveniments observats de l'aplicació WSN a analitzar, alhora que registren l'instant de temps en que tenen lloc, i els fan arribar al tercer, encarregat de coordinar la recol·lecció de les dades obtingudes pels altres components. Llavors, el Servidor de Monitoratge processa les dades obtingudes, combinant-los en una única traça que reflecteix el comportament global de l'aplicació. Aquesta traça pot ser analitzada per avaluar les prestacions, optimitzar el funcionament o detectar problemes durant el disseny, desplegament o operació de l'WSN. HMP usa un nou mecanisme de sincronització de les marques de temps de les dades obtingudes. Aquest mecanisme, denominat GTSO (Global Trace Synchronization and Ordering Mechanism), realitza una sincronització fora de línia. El seu funcionament és simple però efectiu, com es demostra en les proves realitzades, i evita que existeixin canvis en l'ordre correcte dels esdeveniments registrats. La plataforma completa ha demostrat la seva utilitat mitjançant el monitoratge d'una WSN real, obtenint resultats satisfactoris. A més, HMP pot ser aplicada de forma / Navia Mendoza, MR. (2018). Plataforma de Monitorización Híbrida para la evaluación de Redes Inalámbricas de Sensores [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/106343 / TESIS

La influencia de la luz en las gallinas es muy importante en el desarrollo fisiológico de estas, es por ello, que lograr un eficiente manejo de la iluminación, a través de un correcto y estrictamente ejecutado programa de iluminación, es lo que permitirá alcanzar los objetivos productivos y económicos esperados. Una propuesta que nos ayudará en este fin es la mostrada en el presente proyecto donde se exhibe, explica y aplica, en una granja de gallinas ponedoras, la combinación de dos tecnologías de redes inalámbricas (Wi-Fi y ZigBee) y otra de iluminación (LED). Las cuales juntas bajo un adecuado diseño personalizado y escalable, producto de este trabajo, le permitirán a la empresa obtener un mejor control de la iluminación, mejoras productivas y un ahorro considerable en sus costos por consumo de energía eléctrica. / The influence of light on hens is very important in the physiological development of these, that is why, achieving an efficient management of lighting, through a correct and strictly executed lighting program, is what will allow achieving the objectives productive and economic expectations.A proposal that will help us in this end is the one shown in the present project where the combination of two technologies of wireless networks (Wi-fi and ZigBee) and another of lighting (LED), is exhibited, explained and applied in a laying hen farm. Which together under a suitable customized and scalable design, product of this work, will allow the company to obtain a better control of the lighting, productive improvements and a considerable saving in its costs for electric power consumption. / Tesis

Ingeniero Civil en Computación / El presente trabajo de memoria presenta el diseño, implementación y validación de un framework de integración de un simulador de transporte, Quadstone Paramics con un simulador de redes comunicaciones inalámbricas, OMNeT++, para la simulación y estudio de Sistemas Inteligentes de Transporte. Los Sistemas Inteligentes de Transporte surgen como una respuesta a la necesidad de optimización, modernización y mejoramiento de los actuales sistemas de transporte. Los Sistemas de Transporte Inteligente pretenden proveer servicios innovadores que otorguen información a los usuarios y les permitan utilizar el sistema de transporte de manera más segura, coordinada e inteligente. Resulta fundamental la recopilación y transmisión de información en estos sistemas, lo cual se realiza mediante implementación de redes comunicación inalámbrica, tanto entre vehículos como entre vehículos e infraestructura. Es necesario entonces el desarrollo de entornos de software de modelamiento y simulación de estos sistemas, para su estudio previo a su implementación en el mundo real. Este trabajo de memoria presenta un framework que posibilita la simulación y análisis de los Sistemas Inteligentes de Transporte. PVEINS, como se denomina el software desarrollado, permite el estudio de la integración bidireccional de un sistema de transporte con un sistema de comunicaciones inalámbricas. En ese sentido, el framework permite determinar tanto el impacto de la comunicación entre vehículos sobre el modelo de transporte, como el impacto del movimiento de los vehículos sobre el medio de comunicación entre estos. Adicionalmente, el presente trabajo de memoria presenta un análisis de eficiencia del software desarrollado, y un estudio para verificar su validez para la simulación de sistemas de transporte de alta complejidad. Los resultados son positivos y demuestran que PVEINS tiene el potencial para posicionarse como una opción competitiva para la simulación de Sistemas Inteligentes de Transporte en la academia. En particular, se demuestra su eficiencia para simular grandes sistemas de transporte ejecutando un escenario de 15 minutos de tiempo simulado, con aproximadamente 900 vehículos presentes en la red en cada instante de simulación, en apenas 11 minutos de tiempo real. Se demuestra también su austeridad en uso de recursos del sistema al realizar una simulación con un promedio de 1400 nodos utilizando menos de 600 MB de memoria RAM y menos del 20% de la capacidad total del procesador. Finalmente, se expone su utilidad para el análisis y estudio de Sistemas Inteligentes de Transporte extrayendo información y estadísticas de los escenarios simulados. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por NIC Chile Research Labs y el Área de Transportes del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Chile

A medida que surgen nuevos cambios en la tecnología informática, también surgen nuevas necesidades de servicios, nuevas formas de transportar la información, utilizando la movilidad y las comunicaciones, el ser humano siempre busca nuevas formas de poder realizar sus actividades desde la comodidad de su hogar de una forma fácil y movible, por ello nace la necesidad de implementar las redes inalámbricas. Sin embargo actualmente no se cuenta con una guía de buenas prácticas que sirva de ayuda al auditor con experiencia y sin las herramientas necesarias para la auditoría en redes inalámbricas, en la cual los encargados del control la tomen de apoyo para realizar sus labores, realizándose el proceso de auditoría basados en la experiencia y de la mano con herramientas de monitoreo WLAN, monitoreando sólo canales de emisión, nivel de señal y tipo de claves, tomando más tiempo del que debería al no tener una guía de apoyo en la auditoría a la red inalámbrica. Al presentar esta investigación, se propone buenas prácticas para el desarrollo de auditorías de redes inalámbricas aplicadas a las empresas del rubro hotelero. La propuesta está basada en el estudio de las empresas del rubro hotelero de la ciudad de Chiclayo con el fin de mejorar la disponibilidad, confiabilidad e integridad de la información, cotejando metodologías existentes que ayuden auditar redes inalámbricas, y desarrollando la propuesta de las buenas prácticas. En base a las metodologías Cobit 4.1, NTP – ISO – IEC 27001, NTP – ISO – IEC 27002, Osstmm Wireless 2.9, Enisa, RED-M, Information Networks Planning and Design (INPD) y metodología para administrar redes 3.0, se elaboraron buenas prácticas para auditar redes inalámbricas.

En esta tesis se presenta un método para realizar la estimación del máximo throughput de un enlace de transporte basado en mediciones de datos experimentales de una estación base móvil. Con el objetivo de desarrollar esta tesis se empieza en el capítulo 1 haciendo una descripción de la arquitectura de red de los operadores móviles en el Perú, la evolución de las redes de acceso hacia el 5G y el incremento de capacidad. Mientras que en el capítulo 2 se presenta el estado del arte de las redes de transporte. En el capítulo 3, se desarrolla el tema central de la tesis, el cual consiste en encontrar el máximo valor de un enlace de acuerdo basada en la definición de variables aleatorias y función de distribución normal. Y propone un modelo matemático para estimar el máximo throughput de un enlace de transporte. En el capítulo 4, se compara los resultados del modelo matemático con datos experimentales de la red del operador, esta comparación se realiza en tres escenarios distintos y presenta un error entre 5 y 8%, lo cual demuestra que el modelo propuesto es válido. Una vez validado el modelo en el capítulo 4, en el capítulo 5 se escala este modelo a una red más grande de 108 enlaces de un operador móvil. Lo cual sirve para poder planificar las ampliaciones de la red ante el crecimiento de la demanda de nuevos servicios.

El presente proyecto de tesis consiste en un análisis y diseño una red de cuarta generación en el distrito de Jesús María usando para ello la tecnología LTE de 3GPP. En el desarrollo del proyecto se verán las ventajas de esta tecnología, las posibilidades de implementar LTE en el distrito elegido, la factibilidad de ofrecer este servicio por una operadora nueva en el distrito y la rentabilidad del proyecto al desplegarse en Jesús María. Este proyecto se divide en 5 capítulos. El primer capítulo está centrado en el estudio geopolítico y demográfico del distrito y una visión de sus servicios de telecomunicaciones en la actualidad. Los datos, para el análisis de mercado de telecomunicaciones, se toman hasta el 2014 ya que este será considerado como el año cero del proyecto a tratar. En el segundo capítulo se muestran las proyecciones de los servicios de telecomunicaciones en Jesús María en un periodo de 10 años. En el tercer capítulo se describe la tecnología LTE con respecto a su concepción, arquitectura y las tecnologías en las que se basa. Se muestra también sus ventajas con respecto a sus velocidades de enlace y el uso de diversos anchos de banda para su despliegue. El cuarto capítulo por su parte describe el dimensionamiento de la red en el distrito, el cálculo de las coberturas de las estaciones y el diseño de la red de cuarta generación. Por último, en el quinto capítulo se muestra la evaluación económica del proyecto para a partir de ello ver la factibilidad o rentabilidad del mismo. Se muestran también dos métodos o criterios de evaluación del proyecto muy comúnmente usado para estos fines.

El trabajo desarrollado en la presente tesis consiste en el diseño e implementación de: el nodo, la red, y el protocolo de transmisión de imágenes y control de los nodos cámara trampa para la red multimedia de sensores denominada TapirNet; que será usada para asistir en el inventariado de mamíferos mayores en la Reserva Alpahuayo-Mishana. El presente trabajo se ha dividido en 4 capítulos, precedido de una Introducción y estado del arte. En el primer capítulo se detallan las partes para la construcción del nodo y de la red, y de las especificaciones técnicas del nodo cámara trampa. El segundo capítulo consiste en el diseño del nodo, explicando los compromisos de elección entre uno y otro componente de hardware. En el tercer capítulo, se presenta el funcionamiento de los nodos a nivel de software. También se detalla el protocolo de transmisión de imágenes entre los nodos cámara y el nodo sumidero de la red. En el cuarto capítulo, se definen métricas importantes para caracterizar y evaluar el sistema de transmisión. Se describen los método de evaluación de los componentes de nuestro nodo. Se detalla la formación de la red y muestran los resultados finales obtenidos. Por último, se presentan las conclusiones y recomendaciones a las que se llegó después de terminar la presente tesis.

E l trabajo desarrollado en la presente tesis consiste en el diseño y validación de un método que garantice un roaming rápido, menor a 150 ms, para una red Wi-Fi con el nivel más alto de seguridad recomendado en el estándar 802.11 (WPA2-Enterprise) el cual utiliza un esquema de autenticación por usuario (802.1X). En el primer capítulo, se recorre brevemente la historia de las redes Wi-Fi y se describe cómo el roaming termina siendo determinante para brindar calidad de servicio a diversas aplicaciones de tiempo real. Asimismo, se presentan los objetivos y el alcance del presente trabajo. En el segundo capítulo, se explica brevemente conceptos básicos de redes Wi-Fi. Además, se presenta la enmienda 802.11i la cual indica el nivel de seguridad de una red Wi-Fi y se explica el proceso de asociación a una Red de Seguridad Robusta. En el tercer capítulo, se describe el proceso de roaming, tipos y fases. Además, se explica el impacto del nivel de seguridad en un proceso de roaming. Luego, se presentan los mecanismos y métodos de roaming rápido introducidos por el estándar IEEE 802.11 además del método OKC. En la última sección de este capítulo, se brindan observaciones a los métodos de roaming rápido actuales. En el cuarto capítulo, se indican los requerimientos de diseño que se han considerado para el sistema de roaming rápido. En la segunda parte de este capítulo, se explica el diseño cada etapa del sistema, además de detallarse la implementación de la arquitectura y el método de key Caching seleccionado. En el capítulo final, se presentan las diferentes pruebas que se llevaron a cabo para verificar el funcionamiento del sistema. Por último, se presentan las conclusiones obtenidas de la implementación y las pruebas realizadas sobre el sistema, basadas en los objetivos de la tesis y trabajos que podrían complementar el diseño desarrollado.

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo exponer los principales métodos que permitan a una red SDN de campus universitario escalar respecto a la cantidad de usuarios. La memoria TCAM, componente principal de memoria en la mayoría de soluciones OpenFlow y de los switches, es de capacidad limitada y es necesario ocupar el espacio de memoria de forma efectiva. Al tratarse de un problema con solución abierta; este trabajo de investigación tiene como objetivo identificar, entre las literaturas principales, qué método permite mayor escalabilidad según los resultados obtenidos por sus respetivas investigaciones y por aspectos teóricos. Ante dicha necesidad, en el primer capítulo se desarrolla la problemática y necesidad de implementar soluciones que permitan escalabilidad. Además, permite un marco teórico respecto a SDN/OpenFlow. En el segundo capítulo, se desarrollan los aspectos que servirán de comparación y los métodos propuestos por las principales literaturas. Se exponen su funcionamiento y los resultados que se obtuvieron. En el último capítulo (tercero) se comparan los métodos desarrollados según las métricas de evaluación y se decide cuál se adapta a los requerimientos según una red de campus universitario. Finalmente, se presentan las conclusiones del presente trabajo de investigación.