Este trabajo estudia una nueva propuesta para la predicción de series de caudales de ríos basada en la descomposición de secuencias en sub-bandas de frecuencia haciendo uso de un modelo donde se adaptan técnicas de filtraje y de procesamiento de señales. La investigación propuesta estudia una forma alternativa de predicción, utilizando la descomposición de la serie original en sub -bandas y su posterior reconstrucción. El modelo propuesto es generado en base al comportamiento típico de una secuencia de caudales, adaptada por técnicas estadísticas y de procesamiento digital de señales. Los filtros utilizados para las pruebas del proceso de descomposición son filtros FIR simétricos de orden par. Pruebas fueron realizadas utilizando secuencias reales de caudales de diversos lugares del Perú. Los resultados pueden ser clasificados como muy buenos comparados a los que se conoce en la literatura.

Este trabajo se encuentra dividido en seis capítulos, en el primero de ellos hacemos referencia a los objetivos este proyecto, sus aplicaciones y porque realizamos el proyecto. En el capitulo siguiente hacemos una pequeña reseña histórica de la electrónica en la medicina, como esta ha ido evolucionando, sus objetivos y las diferentes aplicaciones que pueda tener en el campo de la medicina. En el tercer capítulo realizamos una introducción de las señales ECG y sus características principales, para su mejor entendimiento, también hacemos referencia del electrocardiograma para que se pueda comprender el significado de los gráficos que obtendremos. En el capítulo cuatro explicaremos los métodos de extracción de los parámetros, es decir damos a conocer los métodos para la separar y así poder mostrar los parámetros QRS P y T de las señales ECG. El capítulo cinco explica la interface visual de usuario, las diversas opciones que presenta al momento de la ejecución del mismo. En el último capítulo detallamos los resultados y conclusiones obtenidas luego del desarrollo de este proyecto, dando algunas recomendaciones para trabajos futuros.

Ingeniero Civil Eléctrico / En los últimos años el poder de cómputo que presentan los arreglos de circuitos lógicos reprogramables (FPGA) ha aumentado considerablemente. Junto a ello han mejorado los conversores análogos digital (ADC), lo cual ha permitido expandir su uso en radioastornomía como espectrómetros, correlacionadores y separadores de banda lateral. La presente memoria busca demostrar nuevas aplicaciones de la tecnología mediante la implementación de un detector de polarización usando una FPGA y evaluar su viabilidad como receptor astronómico. Trabajos previos en el laboratorio de ondas milim\'etricas demostraron la síntesis de polarización digital con excitaciones inyectadas por guías de onda. El contenido de esta memoria presenta las mejoras realizadas a dicho polarizador digital, con el objetivo de permitir la calibración y mediciones en espacio libre. Se desarrollaron los dispositivos de hardware y firmware necesarios para medir patrones de radiación del sistema completo, es decir del receptor digital acoplado a una antena de bocina. Se resolvió el problema de integrar espectros complejos mediante el uso de una señal de referencia, y se desarrollaron los programas computacionales que automatizan la medida de patrón de radiación. Se implementó exitosamente un sistema capaz de medir simultáneamente la co-polarización y cros-polarización de un receptor radioastronómico, así como las rutinas necesarias para calibrar dicho receptor. Se demuestra que el proceso de calibración puede mejorar los niveles de cros-polarización del sistema completo en un factor 10 cuando se optimiza sobre un disco de 10 grados de diámetro angular en torno al eje óptico, y en un 20% cuando se optimiza en el ángulo sólido donde el patrón de radiación es mayor a -10dB. Se concluye que el proceso de calibración se debe realizar en el campo lejano y puede, además de mejorar los niveles de cros-polarización, corregir la posición del ángulo de polarización del sistema completo.

Ingeniero Civil Eléctrico / El auge que ha presentado en los últimos años la Astronomía observacional en Chile, producto de las inigualables condiciones ambientales del desierto de Atacama, ha generado la necesidad de desarrollar tecnologías afines con este gran desafío. Este trabajo propone soluciones en el área de procesamiento digital de señales haciendo uso de procesadores de alta velocidad. En concreto, se diseña e implementa un espectrómetro de ancho de banda seleccionable para aplicaciones en espectrometría de alta resolución como lo es el estudio de estructuras moleculares híper finas. Además se diseña un bloque de control de datos, útil entre otras cosas para mejorar las mediciones de rechazo de banda lateral. El uso de procesadores FPGA (Field Programmable Gate Array) permite implementar espectrómetros digitales. Estos diseños son aplicables en procesadores cada vez más veloces. Existen arquitecturas prediseñadas para estos propósitos como por ejemplo la plataforma ROACH (Reconfigurale Open Architecture Computing Hardware) creada por CASPER (Collaboration for Astronomy Signal Processing and Electronic Research) y que se utiliza en este trabajo de título. Utilizando diseños en ambiente MATLAB Simulink se crea un ejecutable que da instrucciones al FPGA. Así, estos diseños son controlados y comandados por códigos en lenguaje Python, los que realizan un post procesamiento de los datos para su posterior análisis. Los diseños creados para mejorar el rechazo de banda lateral demuestran ser efectivos limitando la contaminación de banda adyacente a menos de -50dB. El bloque de control asegura el buen funcionamiento del sistema, incluso en presencia de alto ruido de fase. Por otro lado al realizar acercamiento a una porción del ancho de banda se logra una mejor resolución espectral logrando distinguir variaciones de energía en rangos pequeños de frecuencia. A futuro, todos los diseños creados en este trabajo pueden implementarse a mayor velocidad, utilizando procesadores más avanzados. Es posible enriquecer el zoom, reduciendo el ancho de banda desde dos hasta ocho veces, y utilizar mezcladores digitales para seleccionar una zona arbitraria del espectro.

Doctor en Ingeniería Eléctrica / Los receptores de doble banda lateral (2SB) son particularmente útiles para la observación de espectros astronómicos complejos en un amplio rango de frecuencias. Son extensamente utilizados en radio astronomía siendo sus principales ventajas el evitar la confusión espectral y disminuir la temperatura efectiva de sistema en un factor de dos con respecto a los receptores de doble banda lateral (DSB). Usando la actual tecnología analógica, los receptores 2SB de banda ancha obtienen generalmente cocientes de rechazo de banda lateral (SRR) de 10 a 15 dB, valores insuficientes para algunas aplicaciones astronómicas. En este trabajo se presenta la arquitectura típica de los receptores astronómicos de doble banda lateral y se describen las principales causas que limitan el rendimiento de la tecnología analógica actual. Se elabora sobre la necesidad de un alto rechazo de banda lateral para observaciones astronómicas y se propone un nuevo enfoque usando tecnología digital para superar los problemas que limitan el rechazo de banda lateral de los instrumentos actuales. Durante este trabajo se estudiaron técnicas digitales para mejorar el rendimiento de los receptores con separación de banda lateral. Se presenta el diseño e implementación de un espectrómetro de transformada de Fourier rápida (FFT) con separación de banda lateral digital incluyendo la implementación de un receptor analógico de 4 GHz construido para probar los diseños y medir el rechazo de banda lateral. La configuración utiliza una arquitectura clásica de receptor 2SB, excepto que las salidas de los mezcladores son directamente digitalizadas, antes del híbrido de IF, utilizando dos ADCs de 8 bits a 1 GSPS. El híbrido de IF está implementado en la FPGA junto con un conjunto de vectores de calibración que, debidamente elegidos, compensan los desequilibrios de amplitud y fase del receptor analógico. El receptor calibrado exhibe un cociente de rechazo banda lateral superior a 40 dB para todo el ancho de banda de recepción de 2 GHz. Esto representa una mejora de un factor de 100 a 1000 respecto a los actuales receptores radio astronómicos.

Las técnicas de estimación de canal y de adaptación de la transmisión a las condiciones del entorno son temas de interés actual al estudiar la aplicación de técnicas de diversidad en transmisión en la tercera y cuarta generación de sistemas inalámbricos. En esta tesis se realiza un análisis del impacto del error de estimación de canal y la correlación en sistemas OFDM con diversidad en transmisión basados en codificación espacio-tiempo por bloques (STBC), se proponen técnicas de estimación de canal para estos sistemas y se propone una técnica de adaptación de la transmisión mediante la selección de código espacio-tiempo. En primer lugar, una técnica sencilla de mínimos cuadrados en el dominio de la frecuencia permite la estimación de canal en sistemas con dos antenas y constelaciones complejas, y con tres o cuatro antenas y constelaciones reales o complejas, utilizando STBCs ortogonales como bloques de entrenamiento. En segundo lugar, una representación 'sobre-completa' permite hacer una estimación diferencial de canal para un sistema con tres antenas transmisoras mediante la selección a partir de un banco de posibles estimadores, basándose en la redundancia provista por la matriz de transmisión no cuadrada del código ortogonal esporádico de tasa 3/4 para tres antenas transmisoras.En el contexto de sistemas con adaptación del transmisor, la técnica propuesta de diversidad por selección adaptativa de código espacio-tiempo se basa en el estado instantáneo del vector de canal y en un conjunto de niveles umbrales hallados fuera de línea en función del período de realimentación. Los resultados indican que esta técnica proporciona buenas prestaciones en canales correlados e incorrelados. Su aplicación a sistemas OFDM ha sido estudiada, superando a técnicas de selección de antena y a otras técnicas de transmisión adaptativa. / Channel estimation and adaptive transmission techniques are areas of increasing interest these days when considering transmit diversity systems for the 3G and 4G wireless communication systems. In this thesis an analysis of the channel estimation and channel correlation impact on transmit diversity OFDM systems based on space-time block coding (STBC) is presented, two channel estimation techniques are outlined and an adaptive space-time code selection technique is proposed. First, a simple frequency domain least square technique allows channel estimation for two transmitter systems with complex constellation, and three or four transmitter systems with real or complex constellation, using orthogonal STBCs as training blocks. Second, an 'overcomplete' representation allows a di.erential channel estimation for three transmitter systems through the instantaneous selection from a bank of estimators, based on the redundacy provided by the non-square transmission matrix of the sporadic 3/4-rate STBC for three transmitters.In the context of transmit adaptive systems, the proposed adaptive space-time code selection technique is based on both the instantaneous channel vector state and a set of predetermined threshold levels found o.-line as a function of the feedback period. Analytical and simulation results show that the proposed technique has a good performance in the presence of correlated and uncorrelated channels. Its application to OFDM systems has been considered, outperforming classical antenna selection techniques and other closed-loop adaptive transmission techniques.