Laboratorio de Habla

Diseño y puesta en práctica del nivel físico de un módem OFDM con codificación de canal para comunicación por la red eléctrica doméstica

 Descargar versión PDF.

Profesores: Dr. Gerardo Abel Laguna Sánchez y Dr. Alfonso Prieto Guerrero

Resumen: La línea eléctrica es una red prácticamente omnipresente, con enchufes disponibles virtualmente en cualquier lugar donde es posible la existencia de una terminal de comunicación (ya sea computadora o cualquier dispositivo alimentado por la línea de 127 V c.a.). Esa es la razón por la cual la tecnología de comunicaciones PLC (Power-Line Communication) es un área de investigación muy atractiva. En esencia, la tecnología BPL representa para los ingenieros de comunicaciones el formidable reto de transmitir datos a través de un medio que fue originalmente diseñado para la distribución de energía eléctrica y no para la transmisión de datos. Los investigadores e ingenieros deben considerar algunas características de este medio que lo hacen en cierta forma uno de los peores canales de comunicación. Para minimizar los efectos de la atenuación, el ruido y, al mismo tiempo, maximizar el aprovechamiento del canal, se emplean avanzadas técnicas de procesamiento de señales y comunicaciones digitales, tales como la técnica de asignación de bits (conocida como esquema Multi-Tono Discreto o DMT, por sus siglas en inglés) y el multiplexado por repartición en frecuencias ortogonales (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, OFDM), que ha sido adoptada como técnica de señalización básica para la tecnología BPL doméstica.

El esquema OFDM-DMT es una forma de modulación multi-portadora que divide eficientemente un flujo entrante de datos seriales (de alta velocidad) en un gran número de flujos paralelos (a menor velocidad) de datos y los asigna a un conjunto de subportadoras (subcanales) ortogonales. Las ventajas de esta técnica incluyen la adaptación de la velocidad de datos en función de la relación señal a ruido (Signal to Noise Ratio, SNR), eficiencia espectral, resistencia a la interferencia ínter símbolo (ISI, por sus siglas en inglés), inmunidad al ruido impulsivo y minimización de la interferencia de radio frecuencia (RFI, por sus siglas en inglés). Por otra parte, el módulo de codificación de los datos para detectar y corregir los errores introducidos por el medio (codificación del canal) es fundamental en un esquema de comunicación digital. En particular, son especialmente atractivos los esquemas que no requieren de la retransmisión de los datos cuando se detectan errores y que se conocen como esquemas de corrección de errores unidireccionales (Forward Error Correction o FEC). Algunos de estos esquemas han permitido maximizar el uso del canal hasta prácticamente el límite teórico definido por Shannon. Ejemplos de estos algoritmos, dentro de lo último en el estado del arte, son los conocidos como códigos Reed-Solomon, turbo códigos y los códigos de comprobación de paridad de baja densidad (Low Density Parity Check o LDPC).

Objetivo general

• Diseñar, programar e integrar, en un prototipo con base en un DSP, los algoritmos de la capa física de un MODEM OFDM más codificación de canal para un enlace PLC.

Objetivos específicos

• Diseñar una etapa de Front-end para el acoplamiento PLC en una red de 127 V c.a.
• Integrar los modulo de sincronización, estimación de canal, estimación de ruido, igualamiento (Equalizer) y codificación de canal FEC desarrollados en proyectos anteriores del PCyTI.
• Diseñar y construir un prototipo para el MODEM PLC con base en una tarjeta de desarrollo para un DSP (Starting Development Kit o SDK).
• Evaluar el desempeño de un enlace de comunicación PLC real punto a punto

Uso de herramienta borrosa para el estudio de índices económicos

 Descargar versión PDF

Profesores: Dr. Sergio Gerardo de los Cobos Silva y Dr. Eric Alfredo Rincón García (UAM Azcapotzalco)

Resumen: Respecto a esta forma de modelización con instrumentos borrosos, creemos que de alguna forma, ofrece ciertas ventajas sobre la tradicional técnica de regresión. En primer lugar, porque las estimaciones que obtengamos después de ajustar los coeficientes borrosos, no serán variables aleatorias, y por tanto, en muchas ocasiones de difícil tratamiento numérico, sino números borrosos, cuyo tratamiento es más sencillo. Por otra parte, si el fenómeno de estudio es de carácter económico o social, las observaciones que del mismo se obtienen son consecuencia de la interacción entre las creencias, expectativas, etc. de los agentes que participan en dicho fenómeno, y por tanto, ya hemos señalado que en nuestra opinión, no es del todo adecuado modelar dicho fenómeno utilizando la teoría de la probabilidad. La utilización de algunos instrumentos de programación matemática que proporciona la teoría de los subconjuntos borrosos estaría motivado por la gran utilización de la programación matemática en problemas económicos. En concreto, se proponen dos instrumentos de programación matemática que utilizan instrumentos de la teoría de los subconjuntos borrosos: a) Programación Borrosa y b) Programación Posibilística.

Objetivo general

• Proponer y diseñar diferentes algoritmos de tipo borroso y aplicarlos en instancias reales

Objetivos específicos

• Realizar el estado del arte de diferentes técnicas borrosas
• Proponer y diseñar diferentes algoritmos de tipo borroso
• Aplicar el algoritmo diseñado en instancias reales
• Comparar los resultados obtenidos con los reportados en la literatura especializada

Programación y evaluación en un FPGA del nivel físico de un módem OFDM para comunicación por la red eléctrica doméstica

 Descargar versión PDF

Profesores: Dr. Alfonso Prieto Guerrero y Dr. Gerardo Laguna Sánchez (UAM Lerma)

Resumen: La línea eléctrica es una red prácticamente omnipresente, con enchufes disponibles virtualmente en cualquier lugar donde es posible la existencia de una terminal de comunicación. Ésa es la razón por  la  cual  la  tecnología  de  comunicaciones PLC (Power – Line Communication)  es  un  área  de investigación muy atractiva. En esencia, la tecnología PLC representa el formidable reto de transmitir datos a través de un medio que fue originalmente diseñado para la distribución de energía  eléctrica  y  no  para  la  transmisión  de  datos.  Los  investigadores  e  ingenieros  deben considerar algunas características de este medio que  lo hacen en cierta forma uno de los peores canales de comunicación. Para  minimizar  los  efectos  de  la  atenuación,  el  ruido  y,  al  mismo  tiempo,  maximizar  el aprovechamiento  del  canal,  se  emplean  avanzadas  técnicas  de  procesamiento  de  señales  y comunicaciones digitales, tales como la técnica de asignación de bits (conocida com o esquema Multi-Tono Discreto  o  DMT,  por  sus  siglas  en  inglés)  y  el  multiplexado  por  repartición  en frecuencias ortogonales (orthogonal frequency – division multiplexing, OFDM), que ha sido adoptada como técnica de señalización básica para la tecnología PLC doméstica. Por lo que es necesario que el alumno cuente con conocimientos en comunicaciones digitales, procesamiento digital de señales, programación en lenguaje C y diseño lógico-digital.

Objetivo general

• Diseñar y programar en un FPGA los algoritmos de la capa física de un módem OFDM para un enlace PLC.

Objetivos específicos

• Diseñar y programar en un FPGA los módulos de modulación y demodulación OFDM.
• Diseñar y programar en un FPGA el módulo de sincronización.
• Diseñar y programar en un FPGA los módulos de estimación de canal y estimación de ruido.
• Diseñar y programar en un FPGA el módulo de igualamiento (Equalizer).
• Evaluar el desempeño de los algoritmos diseñados en una tarjeta de desarrollo con el FPGA seleccionado.

Uso de herramienta borrosa para el estudio de índices económicos

 Descargar versión PDF

Profesores: Dr. Sergio Gerardo de los Cobos Silva y Dr. Eric Alfredo Rincón García (UAM Azcapotzalco)

Resumen: La utilización de algunos instrumentos de programación matemática que proporciona la teoría de los subconjuntos borrosos estaría motivado por la gran utilización de la programación matemática en problemas económicos. En concreto, se proponen dos instrumentos de programación matemática que utilizan instrumentos de la teoría de los subconjuntos borrosos: Programación Borrosa. En este caso, y al contrario de lo que ocurre con un programa matemático convencional, el decisor no pretende “optimizar” de forma estricta un objetivo, sino que únicamente pretende obtener un valor para que éste sea “satisfactorio”. Programación Posibilística. Se trata de programación convencional donde los coeficientes del programa (beneficios unitarios, costes unitarios, etc.) son conocidos de forma imprecisa, y, su valor es representado, por números borrosos.

Objetivo general

• Proponer y diseñar diferentes algoritmos de tipo borroso

Objetivos específicos

• Realizar el estado del arte de diferentes técnicas borrosas
• Aplicar los algoritmos diseñados en instancias reales
• Comparar los resultados obtenidos con los reportados en la literatura especializada

Cálculo de la ubicación y velocidad de vehículos en rutas fijas de servicio

 Descargar versión PDF

Profesores: Dr. Luis Martín Rojas Cárdenas y Gonzalo Víctor Rojas Cárdenas (Departamento de Física)

Resumen: El presente proyecto de investigación trata sobre un sistema para determinar la ubicación de un vehículo dentro de una ruta fija y que presenta paradas programadas. Tal sistema debe ser aplicable en distintos ambientes, tales como trenes o autobuses urbanos que circulan por rutas subterráneas y para los cuales no es posible el uso del GPS. Este sistema presenta la originalidad de utilizar solo dos sensores inerciales uno de aceleración y otro de giro, además de información estadística que caracteriza la ruta para reducir el error que crece al paso del tiempo debido a diferentes factores como el ruido inducido por las imperfecciones de la ruta, el ruido térmico, así como los defectos presentes en la integración discreta de datos. Por otra parte, el uso de métodos para la fusión de datos basados en cuaterniones, u otras herramientas matemáticas, se muestra indispensable. Estos métodos tienen como objetivos eliminar la aceleración suplementaria mezclada con la aceleración del vehículo, la cual es generada debido a las inclinaciones del plano por donde circulan los vehículos.

Objetivo general

• En este proyecto de tesis se propondrá un método para conocer, tanto la ubicación como el tiempo de recorrido de un vehículo entre dos puntos de reposo programado, los cuales se encuentran en una ruta de servicio con características conocidas e invariantes

Objetivos específicos

• Seleccionar un conjunto de técnicas que permitan procesar en forma adecuada los datos provenientes de sensores inerciales tales como acelerómetros y giroscopios así como de magnetómetros u otros.
• Realizar pruebas en un ambiente de operación real con el fin de evaluar el desempeño del método propuesto.

Modelo de arquitectura autonómica para sistemas de información de apoyo al diagnóstico médico

 Descargar versión PDF

Profesores: Dra. Angelina Espinoza Limón

Resumen:El principal objetivo de este proyecto es desarrollar una propuesta de modelo de arquitectura para un Sistema de Información en el Cuidado a la Salud (HCIS por sus siglas en inglés), que incorpore características autonómicas para apoyar al equipo médico en el proceso de diagnóstico especializado de pacientes. La computación autonómica es una tendencia en ingeniería de software para diseñar sistemas autónomos e inteligentes para resolver principalmente tareas de administración de sistemas, pero también para tareas de propósito específico orientadas un usuario final. En el caso de este proyecto de tesis los usuarios finales serán los médicos, y el propósito específico será el apoyo al diagnóstico médico, para ello se trabajará con el Instituto Nacional de Rehabilitación (INR) para definir la especialidad médica y los requisitos del sistema de información que apoyará el diagnóstico médico.

Este trabajo se enmarca en el contexto de un proyecto que se realiza actualmente en colaboración entre la UAM Iztapalapa, el Instituto Nacional de Rehabilitación (INR) y la Universidad de Brighton (Inglaterra). Por lo cual, el trabajo de la tesis serán en conjunto con el INR, lo que permitirá la realización de la tesis en el marco de problemas reales, y al final la transferencia inmediata de los resultados de la misma. Con este proyecto de tesis se espera beneficiar directamente a los médicos que realizan investigación médica en el INR.

Objetivo general

• Definir un modelo de arquitectura autonómico para sistemas de información de apoyo al diagnóstico médico.

Objetivos específicos

• Investigar las propuestas relacionadas a los modelos autonómicos para sistemas de información en el cuidado a la salud, en particular en el apoyo al diagnóstico médico.
• Definir el modelo de arquitectura autonómico para sistemas de información de apoyo al diagnóstico médico, para una especialidad médica.
• Se realizará una verificación del modelo de arquitectura, considerando una metodología para evaluación de diseño de arquitecturas.
• Realizar una prueba de concepto, para ello se definirá a partir del modelo, una instancia específica de arquitectura autonómica para un sistema de información en diagnóstico médico. El INR definirá los requisitos que debe considerar la arquitectura instanciada.

Estudio del desempeño de un sistema de almacenamiento basado en una red P2P, con estructura de mundo pequeño.

 Descargar versión PDF

Profesores: Dr. Ricardo Marcelín Jiménez

Resumen:El paradigma P2P es un modelo de cómputo distribuido, inicialmente pensado para almacenar información que se guarda de manera redundante sobre equipos conectados en una red, la cual puede alcanzar una cobertura arbitrariamente grande. La mayor ventaja de este enfoque descansa en su escalabilidad. En tanto, los retos que deben superarse para una construcción de este tipo tienen que ver con las posibles inestabilidades que surgen de un conjunto arbitrariamente grande de equipos. Sin embargo, a la fecha, este enfoque ha alcanzado un nivel de madurez que lo hacen elegible para soportar operaciones críticas, como lo demuestra, por ejemplo, la tecnología blockchain, que es un modelo P2P para la administración de criptomonedas (bitcoin o ethereum, entre otras).

En este proyecto proponemos realizar una prueba de concepto que demuestre las posibilidades de ofrecer un servicio de almacenamiento, basada en el paradigma P2P con una estructura superpuesta de mundos pequeños.

Objetivo general

• Realizar un estudio sobre los mecanismos para almacenamiento y recuperación de información en una red P2P con estructura de mundos pequeños.

Objetivos específicos

• Evaluar los mecanismos de construcción y mantenimiento de la red superpuesta, bajo condiciones dinámicas (churn).
• Determinar las propiedades estructurales de la red resultante.
• Evaluar los mecanismos para almacenamiento y recuperación de la información.

Algoritmo inteligente para la gestión de documentos médicos

 Descargar versión PDF

Profesores:

Dr. Pedro Lara Velázquez

Dr. Ricardo Marcelín Jiménez

Resumen:

Un sistema clasificador es la abstracción informática de la habilidad humana de reconocer clases o categorías de varios objetos, ya sean caras, voces, letras, seres vivos, etc. Para la tarea que implica el reconocimiento de patrones, se busca clasificar ciertos objetos en una de las k categorías preestablecidas. Resultando la clase a la que pertenece el objeto o en algunos casos no poder determinar la clase a la que se llega.

El objetivo de este trabajo es generar un sistema que, mediante reconocimiento de patrones y/o análisis de series de tiempo, pueda predecir con buena calidad, los archivos que deben recuperarse y emplazarse en el almacenamiento primario de un PACS, con una anticipación de 24 horas.

Objetivo general

• Generar un modelo de almacenamiento primario para bases de datos médicas que considere periodicidad y frecuencia de uso.

Objetivos específicos

• Obtener la base de datos de un hospital y acoplarla a las necesidades requeridas. Dicha base de datos es posible obtenerla en la actualidad pero por confidencialidad no se puede decir a que hospital pertenece.
• Familiarización del estudiante en algoritmos clasificadores, series de tiempo y manejo de bases de datos.
• Generar un modelo de almacenamiento primario con base en un algoritmo clasificador.
• Probar el modelo en una instancia particular de hospitales.
• Reportar los resultados de la investigación en la idónea comunicación de resultados.