Redes de Comunicaciones

Una red de comunicaciones es una colección de recursos de uso compartido que permite el intercambio de datos entre las entidades que conecta. La tendencia actual, de utilizar la representación digital para diferentes tipos de datos, permite que una misma infraestructura de red sea el medio de comunicación para diferentes tipos de información. Así, tenemos redes capaces de comunicar información de diversos tipos como archivos, conversaciones telefónicas y video-transmisiones.

En esta línea de investigación se estudian, proponen, evalúan y desarrollan diversos e innovadores componentes de las redes de comunicaciones, tales como: códigos de línea, protocolos de acceso al medio, encaminamiento o ruteo, transporte de la información y estrategias para garantizar la calidad de servicio. En su conjunto estos elementos permiten la operación de aplicaciones de vanguardia, que satisfacen las demandas de la sociedad actual. Enseguida se presenta una lista de las áreas de investigación abordadas en el posgrado.

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Comunicaciones inalámbricas

En las comunicaciones inalámbricas los emisores y los receptores no se encuentran unidos por un cable o una fibra, sino que el medio de propagación es el aire o el espacio, para ello se utiliza la modulación de ondas electromagnéticas (radio o infrarrojo). Las comunicaciones inalámbricas constituyen el segmento más dinámico y de mayor crecimiento en la actualidad. Buena prueba de ello es el enorme impacto económico y social que han provocado tecnologías como la telefonía móvil (GSM, 3G, LTE); las redes inalámbricas de acceso a Internet (WiFi, WiMAX), los sistemas de conexión inalámbricos de periféricos (Bluetooth, Ultrawideband) y las redes inalámbricas de sensores.

Redes inalámbricas

Una red inalámbrica es una red en la que dos o más terminales se pueden comunicar de forma inalámbrica, de modo que un usuario puede mantenerse conectado cuando se desplaza dentro de una determinada área geográfica. Las redes inalámbricas permiten que los dispositivos remotos se conecten sin dificultad, ya sea que se encuentren a unos metros de distancia como a varios kilómetros. Asimismo, la instalación de estas redes no requiere de ningún cambio significativo en la infraestructura existente como pasa con las redes cableadas. Algunos de los temas que se cultivan en esta línea de investigación son la localización y las redes complejas (redes que poseen ciertas propiedades estadísticas y topológicas no triviales, que no ocurren en redes simples).

Redes inalámbricas de sensores

Una red de sensores consisten en un conjunto de dispositivos pequeñísimos equipados con sensores, los cuales colaboran en una tarea común. Las redes de sensores están formadas por un grupo de sensores con ciertas capacidades sensitivas y de comunicación inalámbrica que permiten formar redes sin una infraestructura física preestablecida ni administración central. Las redes de sensores se utilizan en la adquisición y el tratamiento de datos en entornos industriales, militares, domésticos, como la domótica (conjunto de sistemas capaces de automatizar una vivienda), y en la detección ambiental. Esta clase de redes se caracterizan por su facilidad de despliegue y por su capacidad autoconfiguración, lo cual permite que un nodo sea en todo momento en emisor, receptor, encaminador (entre nodos sin visión directa), o sumidero (encargdo de registrar datos referentes a los sensores locales de otros nodos). Otra de sus características es su gestión eficiente de la energía, lo cual les permite obtener una alta tasa de autonomía que las hacen plenamente operativas. Uno de los temas que se cultiva de manera particular en esta línea de investigación es la localización

Redes ad hoc

Una red inalámbrica ad hoc es un tipo de red descentralizada que no depende de una infraestructura preexistente, como encaminadores (en redes cableadas) o puntos de acceso (en redes inalámbricas administradas). En lugar de ello, cada nodo participa en el encaminamiento mediante el reenvío de datos hacia otros nodos, de modo que la determinación de estos nodos hacia la información se hace dinámicamente sobre la base de conectividad de la red. En adición al encaminamiento clásico, las redes ad hoc pueden usar un flooding (inundación de red) para el reenvío de datos. Una red ad hoc se refiere típicamente a cualquier conjunto de redes donde todos los nodos tienen el mismo estado dentro de la red y son libres de asociarse con cualquier otro dispositivo en el alcance de su enlace. Este tipo de red permite la adhesión de nuevos dispositivos, con el solo hecho de estar en el rango de alcance de un nodo ya perteneciente a la red establecida. El principal inconveniente de este tipo de redes radica en el número de saltos que debe recorrer la información antes de llegar a su destino. Cada nodo que retransmite la información implica un salto, cuanto más saltos mayor es el tiempo que tarda en llegar la información a su destino y aumenta la probabilidad de que la información se corrompa con cada salto. Algunas de las redes que se estudian en esta línea de investigación son:

Redes móviles ad hoc (MANET)

Las MANET, denominadas también malla de nodos móviles, son redes de dispositivos conectados de forma inalámbrica que poseen propiedades de autoconfiguración y cierta movilidad. Por regla general, estas redes forman una malla encaminable en forma de una capa de enlace de datos. Cada dispositivo en una MANET posee libertad para desplazarse independientemente en cualquier dirección, y eso permite que cambien dinámicamente las condiciones de enlace entre sus nodos. Cada uno de ellos está desacoplado del tráfico y por lo tanto realiza misiones de encaminamiento. Uno de los principales retos a la hora de construir MANET es lograr que sea posible equipar cada dispositivo para mantener continuamente la información necesaria para el encaminamiento. Este tipo de redes puede operar de forma autónoma o estar conectada a Internet.

Redes vehiculares ad hoc (VANET)

Una VANET es un tipo de red de comunicación que utiliza a los vehículos como nodos de la red. Dado el típico reducido alcance del canal de comunicación, la conectividad se establece de forma esporádica, por este motivo, estas redes se consideran un tipo específico de (MANET). No obstante, las VANET tienen una serie de retos específicos asociados, tales como la alta volatilidad de las redes, la velocidad de los nodos comunicantes y la concentración de los nodos en un área. La utilidad de este tipo de redes radica en la provisión de una serie de nuevos servicios que se han denominado, de forma colectiva, sistemas inteligentes de transporte; gracias a los cuales, los vehículos disponen de más y mejor información sobre el estado del tráfico, y pueden acceder a servicios y datos que mejoran la comodidad del viaje para los pasajeros (tales como VoIP, vídeo bajo demanda, etc.). Adicionalmente, es posible obtener información enriquecida de localización, con lo que los sistemas de navegación basados en GPS pueden mejorar su eficacia. Además de la mejora de la conducción y el transporte como actualmente se conoce, este tipo de redes abren la puerta a novedosos mecanismos que tienen por objetivo simplificar la tarea de conducción y aumentar la seguridad vial. Así, a través de estas redes es posible que el vehículo ofrezca asistencia al conductor o que, incluso, se pueda alcanzar una conducción automática. En este sentido, una aplicación que se implementará al comienzo de la implantación de estas redes será el eCall, por el que un vehículo advertirá de la ocurrencia de un accidente y avisará a los sistemas de emergencia correspondientes.

Redes de radios cognitivos

Una red de radios cognitivos se integra por dispositivos de comunicaciones capaces de reaccionar de forma dinámica a las condiciones externas en las que operan. Los dispositivos cognitivos pueden acceder de forma inteligente a las bandas de frecuencia de otros sistemas, de tal forma que se pueda reducir el desperdicio espectral. Asimismo, pueden migrar a otras bandas cuando existe congestión en las que operan normalmente, con la finalidad de aliviar la congestión. En ambos casos, los radios cognitivos deben proporcionar mecanismos de rápida conmutación de canales, reanudación de enlaces, eficiencia espectral y protección a los usuarios de las bandas a las que acceden de forma dinámica. Entre los principales temas que se estudian en esta línea de investigación están el ahorro energético, la movilidad espectral y los algoritmos para la toma de decisiones.

Radios definidos por software

Es común que los radios cognitivos se conciban mediante radios definidos por software, en inglés Software Defined Radio (SDR). En estos sistemas de radiocomunicaciones, varios de los componentes típicamente implementados en hardware (mezcladores, filtros, moduladores/demoduladores, detectores, etcétera) son implementados en software, con la ayuda de una computadora personal o de dispositivos embebidos. Un SDR básico puede estar conformado por una computadora equipada con una tarjeta de sonido u otro conversor analógico a digital, precedido de algún adaptador de radiofrecuencia (RF). Una gran parte del procesamiento de las señales se realiza en procesadores de propósito general en lugar de utilizar hardware de propósito específico. Esta configuración permite cambiar los protocolos y formas de onda simplemente cambiando los parámetros del software. Los SDR son de gran utilidad tanto en los servicios de telefonía celular como en el ámbito militar, pues en ambos se manejan varios protocolos en tiempo real, que cambian a necesidad casi constantemente. A largo plazo, se prevé que los radios definidos por software se conviertan en la tecnología dominante en radiocomunicaciones, pues es la vía que permite llegar a los radios cognitivos

Redes satelitales

Las redes satelitales utilizan satélites artificiales localizados en órbita alrededor de la Tierra como medios de transmisión . En este tipo de redes los encaminadores tienen una antena por medio de la cual pueden enviar y recibir información, todos ellos pueden oír las transmisiones enviadas desde el satélite y en algunos casos pueden también oír la transmisión ascendente (hacia el satélite). Un satélite artificial puede amplifcar las señales antes de devolverlas, lo cual los hace ver como grandes repetidores de señales en el cielo, los satélites contienen varios transpondedores, cada uno de los cuales capta señales en alguna porción del espectro radioeléctrico, la amplifica y después la retransmite en otra frecuencia para evitar la interferencia. Los haces retransmitidos pueden ser amplios, de modo que cubran una fracción sustancial de la superficie de la tierra, o estrechos, de tal forma que cubran un área de sólo algunos cientos de kilómetros.

Sistemas de identificación por radio frecuencia (RFID)

RFID es un sistema de almacenamiento y recuperación de datos remoto que usa dispositivos denominados etiquetas, tarjetas, transpondedores o tags RFID. El propósito fundamental de esta tecnología es transmitir la identidad de un objeto (similar a un número de serie único) mediante ondas de radio. Estas tecnologías se agrupan dentro de las denominadas Auto ID (automatic identification, o identificación automática). Las etiquetas RFID son dispositivos pequeños, similares a una calcomanía, que pueden ser adheridas o incorporadas a un producto, un animal o una persona. Contienen antenas para recibir y responder a peticiones por radiofrecuencia desde un emisor-receptor RFID. Una de las ventajas del uso de radiofrecuencia es que no se requiere visión directa entre emisor y receptor.

Aplicaciones de redes

Transmisión contínua (streaming)

El streaming (también denominado transmisión, lectura en continuo, difusión en flujo, lectura en tránsito, difusión en continuo, descarga continua o mediaflujo) es la distribución digital de multimedia a través de una red de computadoras, de manera que el usuario consume el producto (generalmente archivo de audio o video) en paralelo mientras se descarga. La palabra streaming se refiere a una corriente continuada, que fluye sin interrupción. Este tipo de tecnología funciona mediante un búfer de datos que almacena de forma contínua lo que se va descargando en la estación del usuario, para luego mostrarle el material descargado. Esto se contrapone al mecanismo de descarga de archivos, que requiere que el usuario descargue por completo los archivos para poder acceder a su contenido. El streaming requiere una conexión por lo menos de igual ancho de banda que la tasa de transmisión del servicio, por ello el streaming de video se popularizó a finales de la década de 2000, cuando el ancho de banda se hizo lo suficientemente barato para gran parte de la población. Entre los temas abordados por esta línea de investigación están la calidad de servicio (QoS) y la codificación escalable de video, en donde el transmisor envía una sola señal a todos los receptores, pero ésta se integra por la acumulación de capas que ofrecen mayor calidad en función su número; de este modo cada receptor mantiene una recepción fluida sin importar el ancho de banda que tenga disponible, se sacrifica la calidad del video pero se favorece su fluidez.

Agentes inteligentes

Un agente inteligente es una entidad capaz de percibir su entorno, procesar tales percepciones y responder o actuar de manera racional, con la finalidad de alcanzar un resultado esperado. En este contexto la racionalidad es la característica que posee una elección de ser correcta, por lo que también se les llama agentes racionales. Un agente inteligente puede ser una entidad física o virtual. Si bien el término agente racional se refiere a agentes artificiales en el campo de la inteligencia artificial, también puede considerarse agentes racionales a los animales incluido el hombre. Los agentes inteligentes se describen esquemáticamente como un sistema funcional abstracto. Por esta razón, los agentes inteligentes son a veces llamado agentes inteligentes abstractos (AIA) para distinguirlos de sus implementaciones del mundo real como sistemas informáticos, los sistemas biológicos, o de organizaciones.

En las ciencias de la computación el término agente inteligente puede ser usado para referirse a un agente de software que tiene algo de inteligencia. Por ejemplo, programas autónomos utilizados para asistencia de un operador o de minería de datos (a veces denominado robots) son también llamados "agentes inteligentes".

Internet de las cosas

Internet de las cosas es un concepto que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con Internet, así éstos podrían ser identificados y administrados por otros equipos, de la misma manera que si lo fuesen por seres humanos. Por ejemplo, si los libros, termostatos, refrigeradores, botiquines, la paquetería, las lámparas, partes automotrices, y cualesquiera otros objetos estuvieran conectados a Internet y equipados con dispositivos de identificación, no existirían, en teoría, artículos fuera de stock o medicinas o caducadas; se conocería exactamente se ubicación, cómo se consumen y compran en todo el mundo; el extravío de objetos sería cosa del pasado y se sabría qué está encendido o apagado en todo momento. Asimismo, en algún punto del tiempo podría haber más cosas que personas conectadas a Internet.

Sistemas embebidos

Un sistema embebido (anglicismo de embedded) o empotrado (integrado, incrustado) es un sistema de computación diseñado para realizar una o unas cuantas funciones dedicadas, a menudo en sistemas de computación en tiempo real. Al contrario de lo que ocurre con las computadoras de propósito general, las cuales se diseñan para cubrir una amplia gama de necesidades, los sistemas embebidos cubrien necesidades específicas. En un sistema embebido la mayoría de los componentes se encuentran incluidos en la placa base (tarjeta de vídeo, audio, módem, etcétera) y muchas veces los dispositivos resultantes no tienen el aspecto de lo que se suele asociar a una computadora. Algunos ejemplos de sistemas embebidos podrían ser dispositivos como un taxímetro, un sistema de control de acceso, la electrónica que controla una máquina expendedora o el sistema de control de una fotocopiadora, dispositivos dedicados al procesamiento de señales o a la comunicación de dispositivos, todo dentro de una sólo placa o en algunos casos en un sólo chip (como los arreglos de campos de compuertas programables, FPGA), entre otras múltiples aplicaciones. Algunos de los temas abordados en esta línea de investigación son la caracterización de sensores y la fusión de datos.

Redes definidas por software

Codificación de red

Encaminamiento (ruteo)

El encaminamiento, enrutamiento o ruteo, es la función de buscar un camino entre todos los posibles en una red de paquetes cuyas topologías poseen una gran conectividad. Dado que se trata de encontrar la mejor ruta posible, lo primero será definir qué se entiende por "mejor ruta" y en consecuencia cuál es la "métrica" que se debe utilizar para medirla. Una métrica de la red puede ser, por ejemplo, el número de saltos necesarios para ir de un nodo a otro; aunque ésta no es una métrica óptima ya que supone “1” para todos los enlaces, es sencilla y suele ofrecer buenos resultados. Otro tipo de métrica es la medición del retardo de tránsito entre nodos vecinos, en la que la métrica se expresa en unidades de tiempo y sus valores no son constantes sino que dependen del tráfico de la red. La métrica simplemente es un valor que toman los diferentes protocolos de enrutamiento para poder determinar cual es la mejor ruta hacia una red de destino. No es difícil encontrarse con situaciones donde un router tenga más de un único camino hacia una red de destino y, por lo tanto, deberá emplear algún método para determinar cual de esos caminos le conviene más. En algunos casos el router determinará que el mejor camino es aquel cuya distancia es menor o en otros casos determinará que la mejor ruta es aquella que tiene mejor ancho de banda. Esto va a depender de cual sea el protocolo de enrutamiento que se esté utilizando, ya que cada uno usa una métrica diferente. Así, la mejor ruta es aquella que consigue mantener acotado el retardo entre pares de nodos de la red, consigue ofrecer altas cadencias efectivas independientemente del retardo medio de tránsito y permite ofrecer el menor costo. El criterio más sencillo para determinar la mejor ruta es elegir el camino más corto, es decir la ruta que pasa por el menor número de nodos. Una generalización de este criterio es el de costo mínimo. En general, el concepto de distancia o coste de un canal es una medida de la calidad del enlace basado en la métrica que se haya definido. En la práctica se utilizan varias métricas simultáneamente. Los problemas de encaminamiento se presentan en todo tipo de redes; sin embargo, en las redes inalámbricas la movilidad lo hace más difícil de abordar. Asimismo, en redes cognitivas de acceso dinámico al espectro, la selección de rutas no sólo depende de las métricas de encaminamiento, sino de la disponibilidad de canales de transmisión.

Procesamiento digital de señales en las comunicaciones

El procesamiento digital de señales (DSP) es el tratamiento, análisis y manipulación de la información contenida en una o más señales que a su vez pueden ser representadas en funciones matemáticas específicas, con la finalidad de mejorarlas o modificarlas. En este sentido la señal está caracterizada por manejar la amplitud de forma discreta y por estar en función del dominio del tiempo discreto, las cuales son condiciones necesarias para que la señal pueda ser procesada por un microprocesador o un procesador DSP especializado. El campo del procesamiento de señales se ha visto siempre beneficiado de una relación estrecha entre la teoría, las aplicaciones y las tecnologías de realización de sistemas. La rápida evolución de las computadoras y los microprocesadores junto con algunos desarrollos teóricos como el algoritmo de la transformada discreta de Fourier y especialmente de la transformada Z han sido un factor importante en el desarrollo de los sistemas de comunicacion.

Cancelación de ruido

El control activo de ruido o cancelación activa de ruido es un sistema que permite anular el ruido no deseado. El uso de sistemas de cancelación de ruido activos se ha popularizado en los últimos años debido al abaratimiento y empequeñecimiento de la tecnología necesaria para desarrollar soluciones. Los sistemas activos son más eficientes que los sistemas passivos (materiales aislantes, materiales absorbentes, etcétera) sobre todo en bajas frecuencias y se pueden aplicar en situaciones distintas como videoconferencias. Por ejemplo, la mayoría de los audífonos con cancelación de ruido utilizan el control activo sobre todo para las bajas frecuencias, ya que las altas frecuencias aún es más barato y eficiente eliminarlas utilizando auriculares cerrados. Otra ventaja de los sistemas activos frente a los pasivos es que en los pasivos generalmente la eficiencia sobre todo en bajas frecuencias es proporcional al tamaño. Las aplicaciones activas permiten mantener un tamaño constante y mucho más pequeño. Además pueden ser mucho más selectivas. Imaginemos un coche donde dentro tenemos cancelado el ruido del exterior, podríamos detectar el ruido de los vehículos de emergencia para no cancelarlo. Una de las aplicaciones más conocidas de sistemes de cancelación activos de ruido es la cancelación de ruido en audífonos, los cuales además de aislantes pasivos llevan incorporado un sistema de cancelación en cada auricular para eliminar el ruido que llega a cada oreja. Otra aplicación es la cancelación de ruido en motores, los cuales resultan relativamente fácil de cancelar debido que son periódicos, esto se aplica con mayor frecuencia en la industria y en el mundo del automóvil. En este úlitmo se estudiao el impacto que la cancelación de ruido puede tener en el consumo de combustible. Otra aplicación es la reducción de ruido en los sistemas de captación de voz, como en las videoconferencias, donde se cancela la señal que capta el micrófono, con la finalidad de evitar que el sistema se retroalimente, asimismo, los sistemas de reconocimiento del habla ncecesitan una señal limpia para reconocer las palabras. Por último, otra aplicación de estos sistemas es el aislamiento acústico, el cual puede utilizarse en entornos urbanos para eliminar ruidos concretos como los producidos por la edificación, el tráfico, las bocinas o las zonas próximas a los aeropuertos.

Estimación de canal

Las portadoras de las señales sufren desplazamientos de fase, frecuencua y cambios de amplitud aleatorios, causados por el efecto Doppler, el ensombrecimiento, la multitrayectoria, la pérdida de sincronización, la atenuación y el desvanecimiento selectivo en frecuencia. Para compensar esas variaciones aleatorias de fase y amplitud, existen los métodos de detección coherente y de detección diferencial. En la detección coherente se utilizan amplitudes y fases de referencia para determinar las fronteras de decisión más adecuadas para la constelación en cada subportadora. La información de referencia está limitada por la cantidad de sobrecarga que se puede introducir al sistema, razón por la cual existen distintas técnicas de estimación de canal. En la detección diferencial no se utiliza una referencia absoluta de amplitud y fase, sino que se trabaja con las diferencias de amplitud y fase entre símbolos consecutivos. La detección diferencial se puede hacer en el dominio del tiempo o en el dominio de la frecuencia, comparando en el primer caso la amplitud y fase de cada portadora con las de transmisiones anteriores o con portadoras adyacentes. La estimación de canal se utiliza frecuentemente en sistemas que utilizan esquemas de modulación multiportadora, basados principalmente en el multiplexaje por división de frecuencias ortogonales (OFDM), con la finalidad de sobreponerse a las condiciones adversas de canal inalámbrico, mediante el acondicionamiento de las señales transmitidas en función de las condiciones de éste.

Codificación de voz

El proceso de codificación de voz permite transmitir y almacenar la señal de voz en forma digital eficientemente y sin pérdida de calidad. Desde el punto de vista de la transmisión de la señal de voz, la codificación de voz permite optimizar la utilización del canal de comunicación, transmitiendo el máximo de información. En la mayoría de los casos se busca transmitir varias comunicaciones por un solo canal, con la mínima pérdida de calidad optimizando la relación entre velocidad de transmisión y la inteligibilidad del mensaje. La codificación de voz permite minimizar el número de bits necesarios para el almacenamiento manteniendo un nivel de calidad adecuado. Como valor añadido al proceso, la codificación digital de voz permite incorporar algoritmos de cifrado para establecer comunicaciones privadas seguras o realizar grabaciones indescifrables para terceras personas, lo cual proporciona seguridad.

Monitoreo o percepción espectral (Spectrum sensing)

El monitoreo del espectro radioeléctrico (o la percepción espectral) permite la caracerización de los sistemas de comunicaciones en función de las señales que transmiten en una o más bandas de frecuencia. De este modo puede determinarse si el espectro se subutiliza o se sobreutiliza en función del tiempo, la frecuencia o el espacio. Existen distintos métodos para determinar si una o más bandas de frecuencia se encuentran ocupadas por una o más comunicaciones en un tiempo y espacio determinado. La más simple de ellas, desde el punto de vista de su implementación, es la detección de energía. En esta técnica de percepción se mide la energía presente en una o más bandas de frecuencias y se establece un nivel de umbral para determinar si hay alguna comunicación presente. Aun cuando este mecanismo permite identificar comunicaciones sin importar el tipo de sistemas presenta, presenta varias desventajas, entre las que destacan la vulnerabilidad al ruido del canal inalámbrico, especialmente al impulsivo. Otro mecanismo empleado es la detección cicloestacionaria, la cual se basa en el conocimiento de ciertas caracerísticas de las señales buscadas. Mediante la correlación de las señales percibidas y el conocimiento previo, puede descartarse el ruido y determinarse la presencia o asuencia de comunicaciones. No obstante, el hardware resulta más complejo y éste debe adecuarse a las características de varios sistemas si se desea que opere en más de una banda de frecuencias. Una de las aplicaciones más importantes de la percepción espectral es la detección de oportunidades de transmisión en sistemas de radios cognitivos que utilizan de forma oportunista los huecos dejados por los sitemas primarios en una o más bandas de frecuencia.

Muestreo escaso (Compressed sensing)

La detección o percepción comprimida (también conocida como detección de la compresión, compresión de muestreo, o muestreo escaso) es una técnica de procesamiento de señal para la adquisición y reconstrucción de una señal de manera eficiente, mediante la búsqueda de soluciones de sistemas lineales indeterminados (en los que el número de incógnitas supera al número de ecuaciones). Estos sistemas normalmente cuentan con un conjunto infinito de soluciones; sin embargo, cuando se introduce la condición de escasez sólo se permiten soluciones que tienen un reducido número de coeficientes diferentes de cero. si bien no todos los sitemas indeterminados tienen una solución escasa, pero si esta existe la percepción comprimida seguramente la encontrará. A través de la optimización, la escasez de una señal puede explotarse para recuperarla aún cuando el número de muestras sea menor que el requerido por el teorema de muestreo de Shannon-Nyquist. Hay dos condiciones en las que la recuperación es posible: la primera es la escasez, la cual establece que la señal debe ser escasa en algún dominio, y la segunda es la incoherencia, que se aplica mediante de la propiedad de isometría, suficiente para señales escasas. Una meta común del campo de la ingeniería de procesamiento de señales es reconstruir una señal de una serie de mediciones de muestreo. En general, esta tarea es imposible porque no hay manera de reconstruir una señal durante los tiempos que la señal no se mide. Sin embargo, con el conocimiento o suposiciones sobre la señal anterior, resulta posible reconstruir perfectamente una señal de una serie de mediciones. Un gran avance en el tratamiento de la señal temprana fue el teorema de muestreo de Nyquist-Shannon, el cual establece que si la frecuencia más alta de la señal es menos de la mitad de la frecuencia de muestreo, entonces la señal se puede reconstruir perfectamente. La idea principal es que con el conocimiento previo acerca de las restricciones en las frecuencias de la señal, se necesitan menos muestras para reconstruir la señal. Entre las aplicaciones de la percepción comprimida está la reconstrucción de señales sísmicas, la fotografía digital (especialmente en los dispositivos móviles), la holografía, el reconocimiento facial, las resonancias magnéticas, la radioastronomía y la tomografía de redes (donde se estima su retardo y congestión).

Última actualización: June 6, 2018 at 16:44 pm