Les giberelines bioactives (GAs) modulen moltes respostes durant el creixement i desenvolupament de les plantes, inclosa la germinació de les llavors, l'expansió de les fulles, l'elongació de la tija, la iniciació de la floració i el desenvolupament del fruit i la llavor. Un altre procés controlat per les GAs és la tuberització a les patateres. En la formació de tubercles, que es troba fortament influenciada pel fotoperiode, està descrit que les GAs tenen un clar efecte inhibidor de la tuberització. La tuberització és en general induïda pels fotoperiodes de dies curts (SD), en algunes especies de patatera però els dies curts són un requisit per a que formin tubercles, com a Solanum demisum i algunes línies de Solanum tuberosum ssp. andigena. Aquestes espècies només tuberitzen en condicions de dies curts i no tuberitzen en condicions de dies llargas (LD) o SD suplementat amb un "night-breack" (SD+NB). Tractaments amb inhibidors de la biosíntesi de les GAs, ancimidol o paclobutrazol, poden promoure la tuberització en aquestes plantes en condicions no inductores de LD. La sobreexpressió o la inhibició de l'expressió del gen biosintétic GA 20-oxidasa StGA20ox1, en les plantes de patatera d'andigena transgèniques presenten una tuberització en condicions de SD retardada i primerenca, respectivament. Aquestes dades estableixen una possitiva correlació entre la disminució de l'activitat de les GAs i la inducció de la tuberització en aquestes plantes. Més evidències del paper de les GAs en la inhibició de la formació de tubercles en condicions no inductures es va posar de manifest al aïllar un mutant d'andigena, ga1, que presenta un bloqueix en la biosíntesi de les GAs i que pot tuberitzar, després de moltes setmanes, en LDs. Aquestes observacions poden ser interpretades com indicatives de que les dos vies regulatòries independentes controlen la inducció de la tuberització, la via del fotoperiode i la via de les GAs, en el que la disminució en la biosintesi i/o el transport de les GAs als estolons o una reducció en la resposta a les GAs poden estar regulats per la inducció fotoperiòdica. Utilitzant RT-PCR "differential display" de fulles de plantes crescudes en condicions inductores i no inductores (SD+NB), hem aïllat un clon anomenar PHOR1 (per photoperiod responsive 1) que codifica per una proteïna homòloga al domini "arm-repeat" de la proteïna de segmentació polaritzada armadillo de Drosophila. L'expressió del gen de PHOR1 oscil.la amb un ritme diurn, que en plantes induïdes per a la tuberització presenten dos pics del transcrit. La inhibició antisentit de l'expressió de PHOR1 a les plantes transgèniques produeixen un fenotit semi-nan similar al de les plantes deficients en GAs. Les línies transgèniques pel gen PHOR1 presenten internodes curts, una reducció en la llargària dels pecíols i fulles de color verd fosc i en condicons de SD tuberitzen abans que les plantes control. Les curves de dosi resposta a l'aplicació de GAs exògenes demostresn que les línies trangèniques antisentit presenten una disminució en la resposta, vers un increment de la reposta a les GAs en les plantes transgèniques que sobreexpressen la proteïna PHOR1. La mesura dels nivells endògens de GAs evidencien un increment d'aquests en les plantes transgèniques amb nivells reduïts de PHOR1. Una altre evidència de l'implicació en la resposta de les GAs, és el resultat dels anàlisis Northern que confirmaven que la regulació per "feedback" dels nivells dels tràncrits de la GA 20-oxidasa i la GA 2-oxidasa estaven alterats a aquestes línies. Estudis de localització subcel.lular utilitzant una expressió transitòria de la proteïna fusionada a la GFP mostraren que les GAs indueixen una ràpida migració de la proteïna de fusió PHOR1-GFP del citoplasma al nucli de la cèl.lula. Aquests resultats indiquen que PHOR1 és un component de la via de transducció de senyal de les GAs, que media la inducció de la via de les GAs mitjançant la seva localització nuclear. / Bioactive gibberellins (GAs) modulate many responses during plant growth and development, including seed germination, leaf expansion, stem elongation, flower initiation and seed and fruit development. Another well documented plant developmental process controlled by GAs is tuberization in potato. Tuber formation is strongly influenced by day length, with GAs reported to have an inhibitory effect on tuber induction. Tuberization is in general promoted by short-days (SD), with short photoperiods being an absolute requirement for tuber formation in some wild-species of potato, like Solanum demissum or some lines of S. tuberosum ssp. andigena. These species tuberize only in SD conditions, and do not produce tubers when grown in long-days (LD) or SD supplemented with a night-break (SD+NB). Treatments with the inhibitors of GA-biosynthesis, ancymidol or paclobutrazol, are able to promote tuberization of these plants under non-inductive LD conditions. Over-expression or antisense inhibition of the GA 20-oxidase StGA20ox1 gene in transgenic potato andigena plants results in, respectively, delayed or early tuberization under SD conditions. Therefore, these data establish a positive correlation between decreased GA activity and tuber induction in these species. Strong evidence for a role of GAs in inhibition of tuber formation under non-inductive conditions derives also from the observation that the andigena ga1 mutant, blocked in GA biosynthesis, can form tubers after several weeks in LDs. These observations can be interpreted as indicative of two independent regulatory pathways controlling tuber induction, i.e. a photoperiod pathway and a GA pathway, with a decrease in GA synthesis and/or transport to the stolons or a reduced responsiveness to GAs being able to partly overcome the requirement for photoperiodic induction.Using RT-PCR differential display of leaves from plants grown under inducing (SD) and non-inducing (SD+NB) conditions, we have isolated clone PHOR1 (photoperiod responsive 1) encoding an arm-repeat protein with homology to the Drosophila segment polarity protein armadillo. Expression of the PHOR1 gene oscillates with a diurnal rhythm that, in plants induced for tuberization, is characterized by two peaks of transcript around dawn and dusk. Antisense inhibition of PHOR1 expression in transgenic plants produces a semi-dwarf phenotype similar to GA-deficient plants. The antisense PHOR1 lines exhibit shorter internodes, reduced petiole length and broader leaves, and under SD conditions tuberize earlier than controls. Dose-response curves to exogenous GA showed that GA-response is reduced in the antisense lines, while an enhanced response to GAs is detected in transgenic lines over-expressing the PHOR1 protein. Measurements of endogenous GA levels evidenced that GA content is increased in the antisense plants with reduced levels of PHOR1 expression. As evidence of an impaired GA response, northern analyses confirmed that feedback regulation of the GA 20-oxidase and GA 2-oxidase transcripts was altered in these lines. Subcellular localization studies using a translational fusion to GFP showed that GAs induced a rapid migration of the PHOR1-GFP fusion protein from the cytoplasm to the nucleus. These results indicate that PHOR1 may function in GA signal transduction by mediating nuclear signalling of the GA-induced pathway.

El objetivo de la tesis es realizar aportaciones en el campo de las estrategias de test basadas en la vigilancia del consumo quiescente de los circuitos integrados CMOS y de los sensores utilizados para dicho fin (test de corriente o test iddq). Para ello se analiza en primer lugar el estado del arte en el diseño de sensores para el test IDDQ y se extraen criterios para la evaluacion de la calidad de dichos sensores. En la tesis se propone un nuevo tipo de sensor integrado (proportional built-in current sensor) que utiliza como elemento transductor un transistor bipolar compatible con la tecnologia CMOS. Se caracteriza tambien su comportamiento estetico y dinamico y se realizan pruebas con circuitos experimentales para validar los analisis realizados.En la tesis se proponen dos metodos originales para el test IDDQ mediante sensores externos al circuito que se este verificando (cut): el primero se basa en la desconexion de la alimentacion del cut y en la observacion del comportamiento de sus salidas. El segundo metodo se basa en el analisis de la evolucion de la tension en el nodo de alimentacion de un CUT cuando se le aplica un conjunto de vectores de test estando el circuito alimentado por un condensador. Ambos metodos propuestos requieren un interruptor para la alimentacion del CUT con unas caracteristicas especiales. Por ello, se ha diseñado un nuevo tipo de interruptor que cumple con las especificaciones de baja resistencia en estado de conduccion y baja inyeccion de carga en el paso del estado de no conduccion al de conduccion. Finalmente, los metodos propuestos se han validado experimentalmente al ser implementados en una maquina de test convencional verificandose su efectividad en la deteccion de los defectos de multiples circuitos integrados.

La teoría del procesado estadístico de la señal halla un amplio abanico de aplicaciones en los campos de las comunicaciones de datos, así como también en el procesado con agrupaciones de sensores. Ciertamente, un gran número de estas aplicaciones pueden ser interpretadas como un problema de estimación paramétrica, típicamente resuelto mediante una operación de filtrado lineal actuando sobre un conjunto de observaciones multidimensionales. Esta disertación está dedicada al diseño y evaluación de métodos de procesado estadístico de la señal en condiciones de implementación realistas encontradas en la práctica.Las técnicas tradicionales de procesado estadístico de la señal proporcionan un rendimiento satisfactorio dada la disponibilidad de un número particularmente elevado de observaciones de dimensión finita. En efecto, las condiciones de optimalidad originales no pueden garantizarse en teoría a menos que el número de muestras disponibles aumente de forma asintótica. En base a esta suposición, en ocasiones se puede obtener una caracterización estadística haciendo uso de la teoría de grandes muestras para matrices de covarianza muestral. En la práctica, no obstante, la aplicación de estos métodos debe necesariamente basarse en una ventana de observación de longitud finita. Además, la dimensión de las muestras recibidas, y el tamaño de la ventana de observación son a menudo comparables en magnitud. En estas situaciones, los planteamientos basados en el análisis estadístico multivariante clásico pierden eficiencia de forma significativa.En esta tesis se proporciona un marco teórico para la caracterización de la pérdida de eficiencia que los enfoques estadísticos clásicos experimentan en aplicaciones típicas del procesado de la señal en las condiciones prácticas mencionadas con anterioridad. En base a la teoría del análisis espectral de matrices aleatorias de grandes dimensiones, o teoría de matrices aleatorias, se construye una familia de métodos de inferencia estadística que superan las limitaciones de los esquemas de estimación tradicionales para un tamaño de muestra y dimensión de la observación comparativamente grandes. Específicamente, los estimadores de la nueva clase obtenida generalizan las implementaciones al uso siendo consistentes incluso para observaciones con dimensión arbitrariamente grande. En particular, el marco teórico propuesto es empleado para caracterizar de forma adecuada el rendimiento de sistemas multi-antena con preámbulos de entrenamiento en un régimen asintótico más acorde definido por un tamaño y dimensión de las muestras que crecen sin límite con razón constante. Además, el problema de filtrado óptimo de rango reducido es revisado y extendido de forma que se satisfaga la definición anterior de consistencia generalizada. Por otro parte, se proporciona una caracterización asintótica en el doble límite de un conjunto de formas cuadráticas de las potencias negativas de la covarianza de la observación que generaliza los resultados existentes referentes a los momentos negativos de la distribución de Wishart. A partir de estos resultados, se construye una clase de estimadores de potencia de fuente mejorados que son robustos a imprecisiones en el conocimiento del nivel de ruido y de la matriz de covarianza real.Con el propósito de reducir la complejidad computacional asociada a implementaciones prácticas basadas en la inversión de matrices, se aborda una solución a los problemas anteriores en términos de las potencias positivas de la matriz de covarianza muestral. A tal efecto, se obtienen una clase de estimadores consistentes generalizados del espectro de la matriz de covarianza y del nivel de potencia en el subespacio de Krylov definido por la covarianza real y el vector de firma asociado al parámetro de interés. Como contribución final, se propone una arquitectura de filtrado robusto a constricciones de la firma que es consistente en el régimen doblemente asintótico de referencia a lo largo de la tesis. / The theory of statistical signal processing finds a wide variety of applications in the fields of data communications, such as in channel estimation, equalization and symbol detection, and sensor array processing, as in beamforming, and radar and sonar systems. Indeed, a large number of these applications can be interpreted in terms of a parametric estimation problem, typically approached by a linear filtering operation acting upon a set of multidimensional observations. This dissertation is devoted to the design and evaluation of statistical signal processing methods under realistic implementation conditions encountered in practice.Traditional statistical signal processing techniques intrinsically provide a good performance under the availability of a particularly high number of observations of fixed dimension. Indeed, the original optimality conditions cannot be theoretically guaranteed unless the number of samples increases asymptotically to infinity. In practice, though, the application of these methods to the implementation of practical signal processing systems must rely on an observation window of finite length. Moreover, the dimension of the received samples and the window size are most often comparable in magnitude. Under these situations, approaches based on the classical multivariate statistical analysis significantly lose efficiency or cannot even be applied. As a consequence, the performance of practical solutions in some real situations might turn out to be unacceptable.In this dissertation, a theoretical framework for characterizing the efficiency loss incurred by classical multivariate statistical approaches in conventional signal processing applications under the practical conditions mentioned above is provided. Based on the theory of the spectral analysis of large-dimensional random matrices, or random matrix theory (RMT), a family of new statistical inference methods overcoming the limitations of traditional inferential schemes under comparably large sample-size and observation dimension is derived. Specifically, the new class of consistent estimators generalize conventional implementations by proving to be consistent even for a limited number of samples per filtering degree-of-freedom.In particular, the proposed theoretical framework is shown to properly characterize the performance of multi-antenna systems with training preambles in the more meaningful asymptotic regime defined by both sample size and dimension increasing without bound at the same rate. Moreover, the problem of optimum reduced-rank linear filtering is reviewed and extended to satisfy the previous generalized consistency definition. On the other hand, an asymptotic characterization of a set of vector-valued quadratic forms involving the negative powers of the observation covariance is provided that generalizes existing results on the limiting eigenvalue moments of the inverse Wishart distribution. Using these results, a new generalized consistent eigenspectrum estimator is derived that uniquely relies on the sample covariance matrix (SCM) and does not require matrix eigendecomposition. The effectiveness of the previous spectral estimator is demonstrated via the construction of a source power estimator that is robust to inaccuracies in the knowledge of both noise level and true covariance matrix.In order to alleviate the computation complexity issue associated with practical implementations involving matrix inversions, a solution to the two previous problems is afforded in terms of the positive powers of the SCM. To that effect, a class of generalized consistent estimators of the covariance eigenspectrum and the power level are obtained on the Krylov subspace defined by the true covariance matrix and the signature vector associated with the intended parameter. Finally, a signal-mismatch robust filtering architecture is proposed that is consistent in the doubly-asymptotic regime.

Complex systems are abundant in our natural environment. In linear systems, the equations of their dynamics can be very difficult to solve, but if they cannot be described with a single characteristic scale, at least they can be described by a set of few characteristic scales that are totally decoupled from each other. However, this takes on a completely different flavour in non-linear systems, where scales are coupled and appropriate multiscale analysis is in order. This is the case of complex systems and, more particularly, scale invariant systems. In these, the approach to their solution is different, and it usually involves a multiscale basis. In this context, wavelets are one of the most used representation paradigms.The research context of complex systems and, particularly, scale invariant systems and multifractals has been in constant evolution over the last few years. Theoretical advances, either statistical (stochastic processes and probability distributions) or geometrical (function analysis and measure theory), along with fancy signal-processing algorithms suited to scale invariant data (and additionally handling aliasing, discretization and other artefacts of experimental data), have originated new tools for multifractal characterization of systems. While ten years ago the only methods available were statistical, by the start of this thesis project, development of geometrical methods had begun (most notably, the microcanonical multifractal formalism (MMF)). Geometrical methods have a clear advantage over statistical methods: they characterize each point of the system and thus they permit new applications such as reconstruction and prediction of signals, i.e., not only statistical characterization. Additionally, geometrical methods provide statistical characterization with much less need of data than statistical methods.In the present thesis, we have worked on the generalization and improvement of MMF, as well as its applications to the inference and forecasting of systems that follow a cascade process. In particular, we have described applications to two very different systems: stock-market series and ocean turbulence. The representation of the signal as a microcanonical cascade plays a crucial role in these applications. This representation can be achieved with one particular wavelet called optimal wavelet. The most relevant theoretical achievements are the regularization of diverging multifractal measures, the establishment of the bridge between multiplicative variables in microcanonical cascade processes and local singularity exponents, and the design of accurate and robust measure of wavelet optimality for a given dataset. To achieve this, we have introduced a new formalism, that of microcanonical cascades, that marries the cascade formalisms with MMF.Regarding the developed applications, on stock-market time series, we have inferred the distribution of future returns conditioned by the cascade and we have shown that a prediction based on this inference improves that of an ARIMA model. From the distribution of future returns, future volatility and value-at-risk can be reliably forecasted. On ocean data we have characterized dynamical aspects from optimal wavelet cascade analysis. In particular, we have observed that anomalies in the cascade of sea surface temperature show particular points of heat transfer between structures at different scales in the zones of wind-driven currents, also in the gyres.Both understanding -- combined with appropriate modelling -- of dynamics and design of inference/forecasting algorithms have crucial importance for the anticipation of changes in natural phenomena. In this context, the chain formed by the three steps followed during the thesis, namely multifractal characterization first, then obtaining of the optimal wavelet and finally design of inference algorithms, summarizes the direction we have followed to tackle the study of econometric time series and ocean maps.KEYWORDS: statistical physics, nonlinear dynamics, fractals, cascade processes / Fenòmens naturals tant diversos com són la turbulència, les sèries economètriques i el camp magnètic heliocèntric tenen en comú el fet que són multifractals. La recent concepció de nous models que tenen en compte la presència de l'estructura multifractal estant permetent millorar la comprensió d'aquests fenòmens. D'igual manera, s'està explotant la capacitat d'aquests models en problemes com la codificació de dades amb mínim de redundància, la inferència de dades no disponibles i la previsió de l'evolució futura de la dinàmica del sistema.Malgrat aquests avenços, el disseny d'algorismes d'anàlisi multifractal de dades reals continua essent un repte important al qual fins ara s'ha donat resposta únicament de manera molt limitada. La presència de forats de dades, la discretització pròpia de les dades digitals, la presència de soroll i la de correlacions de llarg abast són dificultats comunes que necessiten ser tractades de forma curosa, mitjançant mètodes sofisticats, sobretot si es té en compte que les variables multifractals són intrínsecament irregulars a totes les escales i suavitzar-les implica modificar-ne les propietats.En aquesta tesi doctoral donem resposta als problemes esmentats per mitjà d'un formalisme multifractal basat en cascades multiplicatives microcanòniques. Mostrem que, si la base de representació de la cascada s'escull de forma adequada, les possibilitats d'inferència de la cascada milloren notablement i a més a més ho fan d'una forma robusta. En aquest sentit, mostrarem l'aplicació d'un model de cascada microcanònica per a la predicció de la distribució de cotització futura en sèries borsàries. Mostrarem també una altra aplicació d'un model de cascada microcanònica per a la detecció de transferències de calor entre escales a la superfície oceànica i com això permet identificar les zones de girs oceànics, les de ressorgiment d'aigües profundes i els corrents originats pels vents elisis.

El análisis de la variabilidad del ritmo cardíaco es una técnica no invasiva que permite la diagnosis y prognosis de cardiopatías y neuropatías. El ritmo cardíaco está modulado por diversos sistemas fisiológicos siendo el nexo de unión el sistema nervioso autónomo o vegetativo (tanto la rama parasimpática como la rama simpática). La degeneración del sistema nervioso autónomo o del tejido cardíaco queda reflejada en el análisis de la serie temporal RR mediante la cual se cuantifica y caracteriza la variabilidad del ritmo cardíaco. La secuencia RR se puede obtener a partir de un electrocardiograma superficial convencional midiendo el tiempo entre complejos QRS consecutivos. El análisis de la señal RR debe ser inmune a la presencia de artefactos (detección defectuosa de complejos QRS) y debe averiguar si hay algún sistema que está degenerado. Algunos métodos de análisis son el estadístico, el espectral, el de osciladores no lineales, etc.Los objetivos principales de esta tesis son el estudio de la relación entre la HRV y los diversos sistemas fisiológicos en sujetos sanos y en pacientes, y la crítica y mejora de los diversos métodos de caracterización de la serie RR. La hipótesis subyacente es la posibilidad de identificar el efecto de los diferentes sistemas y de mejorar la interpretación y caracterización de la HRV para una posterior aplicación a la diagnosis. Se han propuesto nuevos índices para la medida de la secuencia RR, se han realizado experimentos que han demostrado las limitaciones de los métodos espectrales y se han propuesto mejoras para el análisis espectral de la variabilidad del ritmo cardíaco. Se han comparado los métodos espectro-temporales para poder realizar análisis de señales no estacionarias. Por otro lado se han empleado métodos como el biespectro que aportan información útil para el análisis de la señal RR. Se han realizado medidas en sujetos sanos y en modelos animales para la verificación de las herramientas propuestas. Así mismo, se han propuesto aplicaciones nuevas como el uso conjunto de la medida de la variabilidad del ritmo cardíaco y de la pletismografía de impedancias para el análisis de los sistemas reguladores de los fluidos corporales.Se ha desarrollado un equipo para la monitorización ambulatoria de la variabilidad del ritmo cardíaco. Este equipo se ha aplicado a diversas medidas.

En esta tesis se presenta un conjunto de metodologías que intentan facilitar la tarea de explotación de la información contenida en los datos históricos de proceso y como reaprovecharlos de modo de producir un impacto positivo en la operación del proceso.Se comienza por atacar el problema de asegurar la calidad de los datos. Se hace una revisión de los métodos de filtración univariable, en especial los basados en técnicas wavelets, ya que estos últimos se han mostrado en la literatura particularmente ventajosos para el filtrado de datos. Se establece, mediante experimentos, cuales son las funciones wavelets más apropiadas para el filtrado de diversos patrones de señales. Luego, se propone una mejora a los métodos actuales de filtración con wavelets por añadir un paso previo de estimación del nivel de descomposición que afecta a la aplicación de las wavelets. Lo anterior ayuda a una mayor autonomía en la aplicación en línea de estos métodos, a la vez que aseguran precisión en la estimación de los filtrados resultantes. Adicionalmente, se propone una estrategia que combina varias wavelets para intentar dar respuesta en aplicaciones en-línea a la pregunta de cual wavelets utilizar.El problema de la calidad de los datos también se estudia a través del enfoque de Reconciliación de Datos (RD). Se intenta contribuir al desarrollo de estrategias para casos dinámicos y lineales, uno de los retos actuales de la RD. La propuesta desarrollada combina un paso inicial de extracción de tendencias mediante filtrado basado en wavelets con la posterior reconciliación de las tendencias con una técnica RD basada en la representación polinómica del modelo del proceso. Las propuestas se muestran mejor que las estrategias actuales, en términos de precisión de los estimados obtenidos. Adicionalmente, se propone una primera extensión del método para procesos altamente no lineales, obteniéndose resultados satisfactorios.En el área de supervisión se presenta un análisis comparativo de diversas estrategias de monitorización basada en Análisis de Componentes Principales (ACP) y para el caso de procesos afectados frecuentemente por perturbaciones de lenta aparición. Se propone una variante basada en filtrado wavelets con ACP que logra obtener respuestas competitivas con los métodos actuales para la detección de este tipo de perturbaciones pero que, adicionalmente, reduce drásticamente la generación de alarmas falsas.En otro bloque de trabajos de supervisión se presenta el análisis de estrategias que combina ACP con técnicas de Clustering, para la supervisión de procesos multioperacionales. En una primera parte se presenta una comparación de diversas combinaciones ACP-clustering. Esta comparación permite establecer cual de ellas brinda un mejor manejo de aspectos como la identificación de clusters de formas diversas ó el tratamiento de outliers. En la comparación se añaden leves extensiones a algunas de las técnicas existentes que conducen a un mejor manejo de todos los aspectos mencionados anteriormente. Adicionalmente, se establecen alternativas de cómo usar las técnicas para casos en que se tiene poco ó ningún conocimiento previo de los grupos de operación. A continuación, se propone una integración TEM-clustering con modelos ACP multigrupos para la supervisión de procesos multi-operacionales. A diferencia de las estrategias existentes en la literatura, se introduce el tratamiento de las transiciones durante la etapa de diseño del sistema de monitorización, como soporte al operador durante un cambio de operaciones y/o para ayudarle a reducir rápidamente el espejo de posibles causas de anormalidades tras la ocurrencia de un fallo. Finalmente, las estrategias anteriores se adaptan al análisis de procesos afectados por decaimiento en la operación. La estrategia resultante se muestra potencialmente útil tanto para profundizar en el conocimiento del proceso como para asistir en su supervisión, planificación y mantenimiento. / This thesis presents a set of new methodologies that tries to exploit the information embedded in process historical data and effectively support process analysis and supervision tasks.The data rectification problem was considered in first place. The adequacy of some type of wavelet for univariate filtering of different signal patterns was studied. Then, a strategy to determine the best decomposition level was proposed and consequently, an initial step to improve current wavelet filtering approaches was found. The obtained results expand the applicability and reliability of existing filtering schemes with wavelets for on-line applications without losing of accuracy on signal estimation. Additionally, an alternative strategy was proposed to solve the problem of which wavelet to choose. This last strategy consist on a weighted combination of different wavelets functions with only one output. The data rectification problem was also studied through a Data Reconciliation (DR) approach. The focus was set on DR developments for Dynamics and Linear Systems. The proposed strategy consists on first applying a trend extraction step, to identify measured process variables trends and then reconciling these trends to make them consistent with the dynamic process model studied. For the trend extraction step, filtering using wavelets was adopted. To reconcile the estimated variables trends, a extended polynomial approach was used. The comparison with existing RD approaches shows promising results in terms of accuracy and computing efficiency. Further extensions that contemplate nonlinear cases were also introduced, showing also satisfactory results.Process Supervision problems were considered in second place. Primarily, Principal Components Analysis (PCA) based monitoring strategies for treatment of processes frequently affected by slowly appearing disturbances or small relative shifts were compared. This comparison included some new proposals combining wavelets filtering approaches and PCA. One of the proposed approaches was capable of handling the detection of small disturbances as good as other existing approaches, but dramatically reducing the problem of false alarms generation.Multioperational process supervision strategies were also considered and studied. First, a comparison of different strategies from literature was considered. The aim was to determine the strategy that produced better results in front of issues like identification of clusters with different forms or its performance facing outliers. The considered strategies are based on the combination of PCA with clustering techniques (PCA-clustering). Not only existing approaches were studied but also some extensions of them were also considered. Finally it was shown how new modified strategies lead to improve handling of all the considered issues. In addition, cluster number estimation problem was studied and some successfully strategies were proposed to perform it.Finally, the integration of the above PCA-clustering strategies with multigroup PCA for supervising of multioperational process was proposed and evaluated. The aim was to allow good process supervision capabilities for handling operating changes situations and to facilitate fault diagnosis tasks together with additional capabilities like data transitions treatment. Additionally, an extension of the above-integrated strategy for analysis and supervision of process with decaying performance was evaluated. The resulting strategy was shown as potentially useful to extract useful knowledge from data and to support supervising, planning and maintenance process tasks.

Las prestaciones de muchos sistemas de procesado de vozse degradan rápidamente en aplicaciones reales ante lapresencia de ruido. Para solucionar este problema lastécnicas de speech enhancement pretenden reducir esteruido realzando la señal de voz degradada. Se hanconsiderado las técnicas basadas en un filtrado dewiener. Tradicionalmente, estas técnicas han mostradounas prestaciones superiores a otras metodologías, comopor ejemplo la sustracción espectral, sin embargo, estastécnicas de filtrado de wiener hacen uso de lasestadísticas de segundo orden (función auto correlación)y, en consecuencia, presentan una elevada sensibilidad alruido. Una aportación importante de este trabajo consisteen la incorporación de las estadísticas de orden superioral proceso de estimación de la voz a partir de la señal de voz ruidosa.

Aquesta tesi tracta sobre amplificació de potència d'alt rendiment de senyals variables en el temps; concretament, tracta sobre conversió de potència eficient (amb mínimes pèrdues) de tensions DC continues en senyals de tensió no constants. Aquest tipus de conversió de potència està present en la majoria de dispositius electrònics d'ús quotidià, com ara telèfons mòbils i reproductors de música portàtils, així com també en dispositius d'alta potència com amplificadors d'àudio i estacions base de telefonia mòbil. Generalment l'energia està disponible en forma de tensió DC contínua (d'una bateria o d'una font d'alimentació). D'acord amb la informació a transmetre, aquesta energia s'ha de processar o transformar en un senyal variable en el temps de manera que, per exemple, es pugui convertir en àudio per un altaveu . La tendència de mercat és a reduir la mida i el pes dels dispositius electrònics i a oferir noves funcionalitats, incloent una llarga autonomia en dispositius alimentats per bateries. Millorar l'eficiència dels amplificadors de potència no només n'estendria l'autonomia, sinó que també permetria utilitzar dissipadors més petits i lleugers. Altres aplicacions com les d'alta potència o integrades també es beneficiarien de millores en l'eficiència dels amplificadors de potència. Els dispositius electrònics de processament de potència més eficients són els amplificadors commutats. Aquests utilitzen components reactius (bàsicament bobines i condensadors) per dur a terme un processament de potència idealment sense pèrdues, així com dispositius actius (transistors) controlats com interruptors (o bé tancats o bé oberts), per tal de controlar aquest procés. Tot i que es poden assolir eficiències molt altes amb amplificadors commutats, la precisió de seguiment pot no ser gaire bona. Es pot millorar la precisió de seguiment senzillament incrementant la freqüència de commutació (la freqüència a la qual es fan commutar els interruptors), tot i que, com que es requereix una certa quantitat d'energia per fer commutar cada interruptor (pèrdues de commutació), aquesta tècnica també deteriora l'eficiència de l'amplificador. Existeix doncs un comprimís entre la freqüència de commutació i la precisió de seguiment en els amplificadors commutats (compromís eficiència-distorsió). Els amplificadors commutats habitualment es dissenyen per treballar a una freqüència de commutació alta comparada amb l'amplada de banda que han de seguir. Mentre que amb aquesta estratègia de disseny (i tecnologia actual) es poden dissenyar amplificadors per seguir senyals de l'ordre de kHz, si s'aplica per seguir senyals de l'ordre de MHz, els amplificadors haurien de treballar a freqüències de commutació massa altes, inviables des del punt de vista de les pèrdues de commutació. Amb l'objectiu d'abordar el compromís entre distorsió i eficiència dels amplificadors commutats, aquesta tesi explora diferents tècniques per estendre l'amplada de banda relativa dels amplificadors commutats, és a dir, tècniques per reduir la relació entre la freqüència de commutació de l'amplificador i la seva amplada de banda de seguiment. Basant-se en una interpretació alternativa dels amplificadors commutats, com a procés de codificació i reconstrucció, les diferents tècniques d'extensió de banda que aquí s'exploren contemplen utilitzar modulacions alternatives, amplificació de potència multi-nivell, filtrat d'ordre elevat i polítiques de commutació millorades en els convertidors commutats. La caracterització de les prestacions en termes de freqüència de commutació, error de seguiment i robustesa davant no idealitats (incloent compatibilitat electromagnètica i acoblament entre canals) apunta la idoneïtat de l'amplificació de potència multi-nivell basada en moduladors asíncrons per dissenys que treballin a freqüències de commutació relativament baixes, és a dir, a freqüències de commutació comparables a l'amplada de banda del senyal a seguir i amplificar. / This thesis is about power amplification of time-varying signals; more precisely, it is about efficient power conversion, i.e. with minimum losses, of DC constant voltages into non-constant voltage signals. This kind of power conversion is quite common in power-management circuits and electronics in general. It is present in most everyday use electronic devices, including mobile phones, portable audio players and routers, as well as in high-power devices such as audio amplifiers and wireless base stations. In most electronic devices, whether portable or not, the energy is available as DC constant voltage (typically from a battery or a power supply). According to the information to transmit, this energy must be processed or transformed into a time-varying analogue signal so that, for instance, it can be directly converted into audio by a speaker or radiated by an antenna. The market trend is to reduce the size and weight of electronic devices whilst offering new or enhanced functionalities, including long autonomy in battery-powered devices (mainly portable). Improving the efficiency of power amplifiers not only extends the autonomy, but also allows using smaller and lighter heatsinks. Other applications such as high-power or embedded would also benefit from efficiency improvements of switching amplifiers. The most efficient power-processing electronic devices are switching amplifiers. Switching amplifiers use reactive components (mainly inductors and capacitors) to perform an ideally lossless power processing, and active devices (transistors) driven as switches, either ON or OFF, to control this process. Whilst very high efficiencies can be achieved with switching amplifiers, their tracking fidelity may not be very high. The tracking fidelity can be improved by simply increasing the switching frequency (i.e. the frequency at which the active devices are driven), although, provided that a certain amount of energy is required to switch the state of each active device (switching losses), this technique also degrades the efficiency of the amplifiers. Therefore, there exists a trade-off between switching frequency and tracking fidelity in switching amplifiers (efficiency-distortion trade-off). Switching amplifiers are typically designed using a high switching frequency compared to the amplifier's tracking bandwidth. Whilst this design strategy leads to feasible designs for kHz-bandwidth applications (using state-of-the-art technology), when applied to MHz-bandwidth applications, it leads to designs operating at very high switching frequencies, unfeasible with regard to switching losses. With the scope of addressing the efficiency-distortion trade-off of switching amplifiers, this thesis explores different techniques to extend the relative bandwidth of switching amplifiers, i.e. techniques to reduce the ratio of the amplifier's switching frequency to the amplifier's tracking bandwidth. Based on an alternative interpretation of switching amplifiers, as an encoding-reconstruction process, the different bandwidth extension techniques consider using alternative modulations, multi-level power amplification, high-order filtering and enhanced switching policies in the switching converter. The performance characterisations in terms of switching frequency, tracking error and robustness against non-idealities (including electromagnetic compatibility and crosstalk) points out the suitability of multi-level power amplification based on asynchronous modulators for designs operating at relatively low switching frequencies, i.e. at switching frequencies in the same range than the bandwidth of the signal to track and power amplify.

En aquesta tesi doctoral es proposa utilitzar la tècnica LIDAR (Light Detection And Ranging) per estudiar la deriva de pesticides. A diferència dels col·lectors in situ, aquesta tècnica permet mesurar els aerosols de forma remota, amb elevada resolució temporal i en distància. Els objectius d’aquesta tesi són (1) dissenyar un sistema lidar específic per la mesura de la deriva i (2) avaluar la capacitat d’aquesta tècnica per quantificar la concentració en els núvols de pesticides. Per la consecució de l’objectiu (1) s’ha elaborat una metodologia de disseny, validada mitjançant la construcció d’un prototipus de ceilòmetre lidar biaxial. Partint d’aquesta metodologia s’han establert els paràmetres de disseny del sistema específic per mesurar la deriva: longitud d’ona de 1550 nm, energia per pols igual a 25 μJ, etc. Respecte a l’objectiu (2), es proposa un model teòric que relaciona les mesures lidar de la deriva amb les obtingudes utilitzant col·lectors passius. La relació entre els dos tipus de sensors també s’ha estudiat experimentalment. Les mesures van mostrar que per a cada assaig existeix una elevada correlació lineal (R2≈0.9) entre el senyal lidar i els col·lectors. / En esta tesis doctoral se propone utilizar la técnica LIDAR (LIght Detection And Ranging) para monitorizar la deriva de pesticidas. A diferencia de los colectores in situ, esta técnica permite medir los aerosoles de forma remota, con elevada resolución temporal y en distancia. Los objetivos de esta tesis son (1) diseñar un sistema lidar específico para la medida de la deriva y (2) evaluar la capacidad de esta técnica para cuantificar la concentración en las plumas de pesticidas. Para la consecución del objetivo (1) se ha elaborado una metodología de diseño, validada mediante la construcción de un prototipo de ceilómetro lidar biaxial. Partiendo de esta metodología se han establecido los parámetros de diseño del sistema lidar específico para medir la deriva: longitud de onda de 1550 nm, energía por pulso igual a 25 μJ, etc. Respecto al objetivo (2), se propone un modelo teórico que relaciona las medidas lidar de la deriva con las obtenidas utilizando colectores pasivos. La relación entre ambos tipos de sensores también ha sido estudiada experimentalmente. Las medidas mostraron que para cada ensayo existe una elevada correlación lineal (R2≈0.9) entre la señal lidar y los colectores. / This doctoral thesis proposes the use of the LIDAR (LIght Detection And Ranging) technique for spray drift monitoring. Unlike in situ collectors, this technique enables remote measurement of aerosols with high temporal and range resolution. The objectives of this thesis are as follows: (1) the design of a lidar system specifically for the remote sensing of pesticide spray drift and (2) assessment of the capacity of lidar technology to quantify droplet concentration in drift clouds. For the purposes of objective (1), a design methodology was elaborated. This methodology was validated with the construction of a biaxial lidar ceilometer prototype. Taking this methodology as a starting point the design parameters of a lidar system specifically for spray drift measurement were established: 1550 nm wavelength, 25 μJ de pulse energy, etc. As for objective (2), it is proposed a quantitative analytical model which relates the lidar spray drift measurements with those obtained using passive collectors. The relationship between the two sensor types was also studied experimentally. The measurements showed that for each test there is a high linear correlation (R2≈0.9) between the lidar signal and the collectors

En aquesta tesi s'ha caracteritzat la ruta d'internalització de l'onconasa, una RNasa citotòxica. Els resultats indiquen que l'onconasa entra a les cèl·lules per la via dependent de clatrina i del complex AP-2. Seguidament es dirigeix als endosomes de reciclatge i es a través d'aquesta ruta que la proteïna exerceix la citotoxicitat. Per altra banda, els resultats d'aquest treball demostren que PE5, una variant citotòxica de la ribonucleasa pancreàtica humana (HP-RNasa), interacciona amb la importina  mitjançant diferents residus que tot i que no són seqüencials, es troben propers en l'estructura tridimensional d'aquesta proteïna. PM8 és una HP-RNasa amb estructura cristal·logràfica dimèrica constituïda per intercanvi de dominis N-terminals. En aquesta tesi s'han establert les condicions per estabilitzar aquest dimer en solució i també es proposa un mecanisme per la dimerització. / In this thesis it has been characterized the internalization pathway of onconase, which is a cytotoxic ribonuclease. The results show that onconase enters cells using AP-2/clathrin mediated pathway and then is routed to the recycling endosomes. In addition, the results show that this is the route used by onconase to perform its cytotoxicity. On the other hand, the results indicate that PE5, a cytotoxic human pancreatic ribonuclease (HP-RNase), interacts with importin α using different residues that although they are scattered along the sequence, they are close in the three-dimensional structure of the protein. PM8 constitutes a crystallographic dimer by the exchange of the N-terminal domains. In this thesis it has been investigated the solution conditions that favour the dimeric form and it is proposed a dimerization process of this variant. Finally, the pattern of substrate cleavage is studied by HP-RNase.