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Eficiencia Energética de Sistemas de Radios Cognitivos

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Alumno: Carlos Salvador Pérez Salgado
Profesor: Dr. Enrique Rodrí­guez de la Colina

Resumen: Una red de radios cognitivos se integra por dispositivos de comunicaciones capaces de reaccionar a las condiciones externas en las que operan. Estos dispositivos pueden acceder de forma oportunista a las bandas de frecuencia de otros sistemas cuando estos últimos no efectúan transmisiones, de tal forma que se pueda reducir el desperdicio espectral; asimismo, pueden migrar a otras bandas espectrales cuando existe congestión en las bandas sobre las que operan normalmente. 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 oportunista. Uno de los retos de los sistemas de radios cognitivos es encontrar un balance entre la eficiencia espectral y la eficiencia energética en sus comunicaciones, de modo que se maximice el rendimiento de cada unidad de energía que se destina a la transmisión de cada unidad de información.

El objetivo de nuestra investigación es modelar una red de radios cognitivos adaptable que incorpore módulos que efectúen funciones específicas para mejorar la eficiencia energética. Así, además de perseguir la eficiencia espectral y la protección de los sistemas que operan en las bandas espectrales a las que se accede de forma oportunista, también se reduce el gasto energético necesario para maximizar el rendimiento. Aunado al bosquejo del modelo propuesto, se presenta un estudio de la literatura especializada sobre eficiencia energética en sistemas cognitivos y se muestran los resultados que nuestra investigación ha arrojado hasta la fecha.

Objetivo general

• Diseñar un sistema de comunicaciones energética y espectralmente eficiente, basado en radios cognitivos, para comunicaciones en redes locales ad hoc; el sistema debe mantener al mínimo la interferencia ocasionada a los usuarios primarios.

Objetivos específicos

• Resaltar los retos y áreas de oportunidad en esta línea de investigación. Identificar en qué funciones cognitivas se puede alcanzar el mayor ahorro energético
• Analizar una red de radios cognitivos a partir de las características de sus funciones cognitivas para mejorar la eficiencia energética
• Evaluar el desempeño de los algoritmos propuestos para dos tipos de aplicaciones (una de intercambio de archivos no sensible al retardo y otra de intercambio de mensajes sobre datagramas)
• Realizar experimentos en dispositivos de radio definido por software (SDR) que validen casos relevantes encontrados en la simulación

Detección de incendios mediante flujos de video codificados con transformada DCT

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Alumno: Gilberto Gustavo Romero Hernández
Profesor: Dr. Luis Martí­n Rojas Cárdenas

Resumen: En este proyecto de tesis se buscará un método para efectuar la detección de incendios a partir de las informaciones contenidas en videos comprimidos bajo alguna norma internacional que utilice las técnicas de compensación de movimiento. Entre estas normas se encuentra el video con formato MPEG II y H.264. Las principales técnicas utilizadas por estas normas son la transformada DCT, la compensación de movimiento y la compresión entrópica. En particular, los datos generados por la DCT y la compensación de movimiento serán utilizados para efectuar la detección de incendios. Utilizar las informaciones representadas por estos datos tiene múltiples ventajas, entre las cuales, la principal está relacionada con el costo computacional. Primeramente, utilizando estas informaciones no es necesario descomprimir el video proveniente de cámaras convencionales, lo cual es un gran ahorro en tiempo de procesamiento. Segundo, es común que las propuestas que trabajan con píxeles realicen la transformación de dominio (DCT, Fourier, etc) y la extracción de información de movimiento, estos dos procesos son costosos y ya están disponibles en los flujos de video comprimido. Este es un segundo factor que permite economizar el uso del CPU. En un trabajo previo hemos demostrado que es posible detectar, con buena precisión, humo translucido a partir de datos de la DCT contenidas en imágenes comprimidas bajo la norma JPEG. En forma más específica, en este trabajo doctoral se buscará, a partir de la información directamente disponibles en el flujo de video, poner en juego información de la textura, de la variabilidad de la luminancia, de los colores, de la translucidez de las imágenes y de movimiento para determinar la presencia de humo en la escena a distancias que puedan alcanzar varios kilómetros.

Objetivo general

• Proponer un método para efectuar la detección de incendios a partir de las informaciones contenidas en videos comprimidos bajo alguna norma internacional que utilice las técnicas de compensación de movimiento. Entre estas normas se encuentra el video con formato MPEG II y H.264.

Objetivos específicos

• No utilizar píxeles en la detección de humo, sino la información que se encuentre disponible en el flujo de video codificado.
• Proponer un algoritmo de reconocimiento que presente un bajo costo computacional, de tal manera que éste pueda ser utilizado en aplicaciones en tiempo real.
• El algoritmo de detección debe presentar una buena precisión comparable con los mejores métodos reportados en la literatura actual.