[EN] In this thesis we propose the design and characterization of advanced optical de- vices used in coherent direct sequence optical en/decoding, also called temporal phase en/decoding, based on SSFBGs (Super-Structured Fiber Bragg Grating). The aim of this thesis is to enhance the overall performance of the proposed devi- ces used in optical en/decoding and their characteristics, such as: insertion losses and reflectivity, spectral bandwidth, spectral efficiency and chromatic dispersion present in the optical fiber used in the Telecommunication network. To achieve this goal, modifications in the design and fabrication process were pro- posed. Additionally, encoder and decoder integrated devices based on (Silicon On Insu- lator technology), were presented. The design of the integrated devices is based on unit cells, which are composed of directional couplers, delay lines and thermo- optical heaters. The use of thermo-optical structures enables the code to be tuned. The characteristics of the devices, along with the most important related parame- ters were defined accurately for both technologies. Furthermore, a mathematical model was developed for the encoding and decoding process ,and the results of simulations are shown. The experimental encoding and decoding process was carried out using SSFBGS devices, and hybrid experiments were also performed using integrated devices with SSFBGs, demonstrating that all the technologies are completely compatible. Finally, a characterization methodology based on optical single side band was deve- loped in order to achieve complete frequency characterization (modulus and phase) of the optical devices proposed, leading to the recovery of the impulse response. / [ES] En este trabajo se propone el diseño y caracterización de dispositivos ópticos avanzados para aplicaciones de codificación óptica en secuencia directa coherente, también denominada codificación temporal en fase, basados en SSFBGs (Super- Structured Fiber Bragg Grating). El objetivo de la tesis es mejorar el comportamiento general de los dispositivos propuestos para la codificación óptica y el de sus características, como lo son: pér- didas de inserción y reflectividad, ancho de banda de los dispositivos, eficiencia espectral y finalmente el comportamiento frente a la dispersión cromática presente en la fibra óptica utilizada en la red de telecomunicaciones. Para alcanzar dicho objetivo se proponen modificaciones en el proceso de diseño y fabricación de los dispositivos basados en fibra. Adicionalmente, se presenta la implementación de estos dispositivos codificadores y decodificadores en tecnología integrada basada en silicio (SOI, Silicon on Insu- lator), cuyo diseño está basado en celdas unitarias compuestas por acopladores direccionales, líneas de retardo y desfasadores termo-ópticos, que permite la sin- tonización de los códigos. Para ambas tecnologías se definen con precisión los dispositivos necesarios y sus parámetros más importantes, se desarrolla el modelo teórico matemático y se mues- tran los resultados de simulación del proceso de codificación y decodificación. Diferentes montajes experimentales son llevados a cabo para verificar el proceso de codificación y decodificación para los dispositivos en fibra; así como la verificación conjunta de dispositivos integrados y SSFBGs, presentando la total compatibili- dad entre las tecnologías. Para finalizar, se desarrolla una metodología basada en la modulación en banda lateral única, para la caracterización frecuencial completa (módulo y fase) de los dispositivos bajo estudio, permitiendo la recuperaicón de su respuesta impulsiva. / [CAT] En aquest treball es proposa el disseny i caracterització de dispositius òptics ava- nçats basats en SSFBGs (Super-Structured Fiber Bragg Grating) per a aplicacions de codificació òptica en seq üència directa coherent, també anomenada codificació temporal en fase. L'objectiu de la tesi és millorar el comportament general dels dispositius propo- sats per a la codificació òptica i les seves característiques com pèrdues d'inserció i reflectivitat, amplada de banda dels dispositius, eficiència espectral i finalment el comportament davant la dispersió cromàtica present en la fibra òptica utilitzada en la xarxa de telecomunicacions. Per assolir aquest objectiu es proposen modificacions en el procés de disseny i fa- bricació dels dispositius basats en fibra. Addicionalment, es presenta la implementació d'aquests dispositius codificadors i descodificadors en tecnologia integrada basada en silici (SOI, Silicon on Insulator). El disseny està basat en celáles unitàries compostes per acobladors direccionals, lí- nies de retard i desfasadors termo-òptics, que permeten la sintonització dels codis. Per a ambdues tecnologies es defineixen amb precisió els dispositius necessaris i els seus paràmetres més importants. També es desenvolupa el model teòric matemàtic i es mostren els resultats de simulació del procés de codificació i descodificació. Així mateix, per a verificar el procés de codificació i descodificació dels disposi- tius en fibra, a més de la verificació conjunta de dispositius integrats i SSFBGs, s'utilitzen diferents muntatges experimentals. Així doncs es presenta la total com- patibilitat entre les tecnologies. Per finalitzar, es desenvolupa una metodologia basada en la modulació en banda lateral única per a la caracterització freqüencial completa (mòdul i fase) dels dis- positius baix estudi. D'aquesta manera es permet la recuperació de la seva resposta a l'impuls. / Baños López, R. (2015). Diseño y caracterización de dispositivos codificadores y decodificadores para sistemas OCDMA Coherentes [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/52022 / TESIS

Es bien conocida la importancia de la señal electrocardiográfica para el diagnóstico de multitud de enfermedades cardiacas, tanto mediante inspección visual como mediante técnicas actuales de inspección automática. Como en cualquier otra señal, la cantidad de información extraída y la calidad de la misma dependerán de propiedades tales como relación señal-ruido, resolución del conversor analógico-digital, frecuencia de muestreo, etc. Por esta razón, es de gran importancia que la señal ofrezca una `calidad' adecuada, máxime cuando el diagnóstico de ciertas enfermedades cardiovasculares graves depende de ello. La reducción del ruido en el electrocardiograma (ECG) ha sido uno de los temas más abordados en la bibliografía sobre procesado de señal de ECG. Han sido y son muy diversas las maneras de afrontar el problema y no existe un único método de aplicación universal a todas las fuentes de ruido y todos los casos. En esta tesis doctoral se han estudiado las principales fuentes de ruido que aparecen en el registro del ECG. Algunas de éstas pueden minimizarse en la fase de adquisición de la señal prestando un especial cuidado a ciertas normas o reglas. Sin embargo, otras, como el ruido muscular, o la deriva de la línea base y artefactos, no pueden eliminarse o reducirse al máximo en la fase de adquisición y se hacen necesarias técnicas de procesado de señal a posteriori para su reducción a un nivel aceptable. Una de las primeras opciones es el filtrado de la señal, mediante filtros lineales o no lineales que maximicen la relación señal a ruido como, por ejemplo, el filtro de Wiener. Cuando el espectro de la señal de interés y el ruido se solapan, las técnicas de filtrado dejan de ser eficaces. En ese caso, otra de las técnicas comunes que se aplican es el promediado de señal. Su utilización resulta eficaz siempre y cuando la señal y el ruido a reducir cumplan ciertas condiciones. El filtrado adaptativo ha sido otra de las técnicas que han obtenido resultados aceptables e / Mateo Sotos, J. (2012). APLICACIÓN DE REDES NEURONALES ARTIFICIALES EN EL PROCESADO VERSÁTIL DE SEÑALES ELECTROCARDIOGRÁFICAS [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17530 / Palancia

El objetivo de la tesis es es procesado de señales en las bandas de microondas y terahercios mediante dispositivos ópticos operando en la banda de comunicaciones. El procesado mediante tecnología convencional presenta una serie de limitaciones que la tecnología óptica permite solventar. Por un lado, los dispositivos electrónicos de microondas tienen pérdidas considerables y está limitados en ancho de banda. En este caso la tecnlogía de fibra óptica propociona ventajas en términos de bajas pérdidas y ancho de banda prácticamente ilimitado. Por otro lado, el procesado de señales de terahercios se ha llevado a cabo tradicionalmente mediante elementos en espacio libre con los problemas de tamaño y establilidad que ello implica. Gracias al reciente desarrollo de generadores y detectores de terahercios alimentados por luz a 1.55 um el procesado puede llevarse a cabo utilizando tecnología óptica, lo que proporciona sistemas de procesado más compactos y estables. La tesis se centra en el desarrollo de arquitecturas basadas en fibra que solventen las limitaciones actuales del procesado de señales cuyas frecuencias se sitúan entre las bandas de radio sy THz. en el área de procesado fotónico de señles de microondas se estudian diversas arquitecturas. Se propone la aplicación del efecto de mezclado de cuatro ondas en cascada como una manera de incrementar el número de coeficientes de filtros de respuesta finita basados en dispersión. También se propone implementaciones de filtros pasobanda no periódicos útiles en aplicaciones de radiofrecuencia basados en la impresión de filtros ópticos en el dominio eléctrico. En un caso se utiliza una red de Bragg en fibra con un desfase sintonizable en su estructura periódica mientras que en el otro se usa un micro anillo resonante fabricado en silicio. En cuanto al procesado de señales de terahercios de proponen técnicas parea aumentar localmente la densidad espectral de potencia. Una se basa en la distribución no lineal de pulsos ultracortos por fibra óptica mientras que la otra modula el espectro de la fuente óptica en el dominio temporal mediantes despersión y una estructura interferométrica de amplificadores ópticos de semiconductor. Se espera que el aumento de la potencia de terahercios generada, tanto mediante fuentes más eficientes como mediante procesado óptico, permita utlilizar estos sistemas para llevar a cabo espectroscopía no lineal y deteccíon a distancia. Finalmente, también se estudia la generación de retardos ópticos con el objetivo de sustituir las lentas líneas de retardo basadas en espejos y etapas de traslación motorizadas que se utilizan habitualmente. Las soluciones propuestas se basan en saturación de un ampliifcador óptico de semiconductor así como en la modulación banda lateral única con portadora suprimida del espectro de los pulsos. La primera solución proporciona retardos pequeños aunque es escalable y no ensancha los pulsos de femtosegundos, mientras que la segunda consigue retardos considreables a cambio de ensanchar los pulsos debido a la dispersión de tercer orden de la fibra. / Palací López, J. (2013). Optical processing in the microwave and terahertz regions [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/18435 / Palancia

La presente Tesis trata de la detección de microcalcificaciones en mamografía. De entre los diferentes hallazgos que se pueden encontrar en mamografía las microcalcificaciones son uno de los importantes porque permiten la detección precoz, ya que casi la mitad de los tumores clínicamente ocultos son detectados gracias a la presencia de las microcalcificaciones. Las microcalcificaciones aisladas apenas son significativas desde un punto de vista radiológico y sí lo son cuando están formando grupos. Para su detección se utiliza tratamiento digital de imagen, concretamente la combinación de la morfología matemática y los campos aleatorios de Markov. Se dedica un capítulo a presentar cada una de estas dos áreas. En el capítulo siguiente dedicado al algoritmo se concreta el modelo de campo aleatorio de Markov al caso de interacción entre pares de pixels dentro de un vecindario de orden 2. También se incluye en el modelo la contribución debida a pixels individualmente. Para aprovechar el hecho de que las microcalcificaciones es probable que aparezcan agrupadas se amplía el orden del vecindario a una región de radio 0.5 cm para aquellos pixels etiquetados como microcalcificación. En la parte que respecta a morfología matemática se propone utilizar operadores que destacan las microcalcificaciones sin destacar otras regiones contrastadas como pueden ser las regiones correspondientes a las fibras. Para minimizar la excesiva sensibilidad a regiones contrastadas muy pequeñas se proponen transformaciones morfológicas con operadores conexos como la apertura superficial. Para el capítulo de resultados se han utilizado las mamografías de la base de datos suministrada por cortesía del National Expert and Training Centre for Breast Cancer Screening and the Departament of Radiology at teh University of Nijmegen, the Netherlands / Mossi García, JM. (1998). Contribución a la detección y análisis de microcalcificaciones en mamografías mediante tratamiento digital de imagen [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/5643 / Palancia

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Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Electricista / En esta memoria se propone un diseño para un módulo de interfaz digital-análogo, usado como modem, codificador y decodificador. Su función es enviar y recibir información digital a través de un canal de audio en radiofrecuencia. Se presenta además el estudio y análisis de la factibilidad técnica de este diseño. En periodos de catástrofe o en lugares aislados los servicios de emergencia y seguridad requieren plataformas de comunicación exclusivas, portables y de bajo costo (en lo posible desechables). Como eventual solución se plantean globos aerostáticos y/o vehículos aéreos autónomos (UAVs) de bajo costo que puedan actuar como repetidor de comunicación de audio. Sin embargo la posición GPS de estos objetos es necesaria para el monitoreo y toma de decisiones de la comunicación haciendo necesario un módulo interfaz que permita transmitir los datos digitales de la posición a través de este canal de audio. En particular el objetivo de este trabajo es el desarrollo de un prototipo del módulo interfaz que incluye tanto hardware como software. El hardware del módulo está compuesto principalmente por un microcontrolador y un modem de audio, mientras que el software de comunicación se basa en el protocolo APRS. En este documento se especifica el diseño del software y de los algoritmos que manejan el protocolo y las funcionalidades del sistema. El hardware de bajo costo, el cual es requisito para esta solución, dificulta el uso de protocolos de comunicación estándares dado el ruido y distorsiones de las señales que este producen. Debido a esto el software de comunicación debe ser más robusto que los protocolos usuales. El nuevo protocolo presentado en este trabajo cambia la estrategia de muestreo y decodificación de los datos. Finalmente se realiza un análisis funcional del software que controla el hardware del módulo. Los resultados de desempeño del módulo son presentados junto con estrategias de mejoras futuras.

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La interferencia supone el mayor factor limitante de las redes de comunicaciones inalámbricas. En contraposición a las técnicas de gestión actual de la misma, consistentes en repartir los recursos disponibles entre los usuarios de manera ortogonal, esta tesis proporciona un amplio estudio de técnicas de cooperación entre usuarios, que, sustentándose en resultados de teoría de la información, tienen como objetivo gestionar la interferencia de manera activa y, en consecuencia, más eficiente. La tesis se centra en el diseño de algoritmos y empleo de técnicas de optimización para diseñar las estrategias de transmisión en tres escenarios cooperativos distintos: el canal de interferencia, el modelo de radio cognitiva subyacente y el canal de repetición bidireccional. Cada uno de estos escenarios presenta diferentes necesidades y objetivos en cuanto a cooperación y tratamiento de interferencias, y recogen gran parte de las características y problemas prácticos que rodean la cooperación multiusuario. / Interference is one of the major limiting factors in wireless communication networks. Contrarily to current interference management techniques, consisting in an orthogonal resource sharing among users, this thesis provides a wide study on multiuser cooperation, which, based upon information theory results, aims at an active treatment of interference and, consequently, more efficient. This thesis focuses on algorithm design and optimization techniques to design transmission strategies in three different cooperative scenarios: the interference channel, the underlay cognitive radio model and the two-way relay channel. Each of these scenarios presents varying cooperation needs and interference management goals, and they capture some of the main features and practical issues of multiuser cooperation.