Enrutament i control de flux en xarxes híbrides satèl·lit-terrestre

Les xarxes híbrides satèl·lit-terrestre ofereixen connectivitat a zones remotes i aïllades i permeten resoldre nombrosos problemes de comunicacions. No obstant, presenten diversos reptes, ja que realitzen la comunicació per un canal mòbil terrestre i un canal satèl·lit contigu. Un d'aquests reptes és trobar mecanismes per realitzar eficientment l'enrutament i el control de flux, de manera conjunta. L'objectiu d'aquest projecte és simular i estudiar algorismes existents que resolguin aquests problemes, així com proposar-ne de nous, mitjançant diverses tècniques d'optimització convexa. A partir de les simulacions realitzades en aquest estudi, s'han analitzat àmpliament els diversos problemes d'enrutament i control de flux, i s'han avaluat els resultats obtinguts i les prestacions dels algorismes emprats. En concret, s'han implementat de manera satisfactòria algorismes basats en el mètode de descomposició dual, el mètode de subgradient, el mètode de Newton i el mètode de la barrera logarítmica, entre d'altres, per tal de resoldre els problemes d'enrutament i control de flux plantejats.

Numerical simulation of combined heat transfer phenomena (conduction, convection, and radiation). Application to he optimisation of thermal systems

Thermal systems interchanging heat and mass by conduction, convection, radiation (solar and thermal ) occur in many engineering applications like energy storage by solar collectors, window glazing in buildings, refrigeration of plastic moulds, air handling units etc. Often these thermal systems are composed of various elements for example a building with wall, windows, rooms, etc. It would be of particular interest to have a modular thermal system which is formed by connecting different modules for the elements, flexibility to use and change models for individual elements, add or remove elements without changing the entire code. A numerical approach to handle the heat transfer and fluid flow in such systems helps in saving the full scale experiment time, cost and also aids optimisation of parameters of the system. In subsequent sections are presented a short summary of the work done until now on the orientation of the thesis in the field of numerical methods for heat transfer and fluid flow applications, the work in process and the future work.

Desfassador banda dual basat en híbrid multibanda per aplicacions wireless

El primer objectiu del projecte és l’estudi i disseny d’un desfassador bi – banda reconfigurable per integrar en sistemes d’antenes intel·ligents i amb aplicació a sistemes dual band WLAN operant en els marges freqüencials 2.4 - 2.5 GHz i 5.15 – 5.35GHz. El desfassador que es proposa realitzar està basat en un acoblador híbrid multibanda, diplexors i circuits reconfigurables commutats amb díodes PIN. El segon objectiu del projecte és l’aprenentatge de la metodologia de disseny de circuits d’RF i més concretament les següents etapes: estudi i disseny teòric (analític), simulació circuital (ADS), simulació electromagnètica (Momentum), cosimulació circuital-electromagnètica i fabricació, així com les diferents interacions i mecanismes d’optimització entre aquestes etapes.

Análisis y diseño de filtros apilados basados en resonadores acústicos

Durant els últims anys la demanda de filtres pas banda de ràdio freqüència, de reduïdes dimensions, lleugers i d'elevades prestacions destinats a sistemes de comunicacions inalàmbriques s'ha incrementat de forma significativa. Aquests sistemes principalment són els sistemes de telefonia mòbil de tercera generació UMTS y el sistema de navegació GPS. Els filtres actuals, basats en ressonadors SAW (Surface Acoustic Wave), tenen unes dimensions reduïdes però estan limitats en freqüència (3 GHz) i la seva tecnologia no és compatible amb les tecnologies estàndards de circuits integrats. Per aquestes raons s'espera que els filtres basats en ressonadors BAW (Bulk Acoustic Wave) substitueixin als SAW. Els dos tenen dimensions similars, però els filtres BAW poden funcionar a freqüències superiors a 3 GHz, poden treballar amb nivells de potència majors, i és important destacar el fet que la seva tecnologia és compatible amb les tecnologies estàndards de circuits integrats. La investigació en l'àmbit dels filtres BAW s'ha centrat en millorar els processos tecnològics i la qualitat dels materials, però s'ha treballat poc en l'adaptació de les tècniques sistemàtiques de disseny de filtres a les particularitats d'aquesta tecnologia, per tant el principal objectiu d'aquest treball és presentar mètodes sistemàtics per al disseny de filtres BAW, centrant-se en l'estudi d’estructures apilades.

Relay-assisted transmission and radio resource management for wireless networks

The following paper presents an overview of the Ph.D Thesis1 presented in [1], which compiles all the research done during the period of time between 2004-2007. In that dissertation the relay-assisted transmission with half-duplex relays is analyzed from different points of view. This study is motivated by the necessity of finding innovative solutions to cope with the requirements of next generation wireless services, and with current radio technology. The use of relayed communications represents a change of paradigm of conventional communications, and requires the definition and evaluation of protocols to be applied to single or multiple-user relay communication. With the two fold goal of enhancing spectral efficiency and homogenize service in cellular communications, system design is investigated at physical (type of transmissions of the relay, decoding mode, ..) and upper layers (resource allocation, dynamic link control).

Individual-based modelling of bacterial cultures to study the lag ohase

Els bacteris són la forma dominant de vida del planeta: poden sobreviure en medis molt adversos, i en alguns casos poden generar substàncies que quan les ingerim ens són tòxiques. La seva presència en els aliments fa que la microbiologia predictiva sigui un camp imprescindible en la microbiologia dels aliments per garantir la seguretat alimentària. Un cultiu bacterià pot passar per quatre fases de creixement: latència, exponencial, estacionària i de mort. En aquest treball s’ha avançat en la comprensió dels fenòmens intrínsecs a la fase de latència, que és de gran interès en l’àmbit de la microbiologia predictiva. Aquest estudi, realitzat al llarg de quatre anys, s’ha abordat des de la metodologia Individual-based Modelling (IbM) amb el simulador INDISIM (INDividual DIScrete SIMulation), que ha estat millorat per poder fer-ho. INDISIM ha permès estudiar dues causes de la fase de latència de forma separada, i abordar l’estudi del comportament del cultiu des d’una perspectiva mesoscòpica. S’ha vist que la fase de latència ha de ser estudiada com un procés dinàmic, i no definida per un paràmetre. L’estudi de l’evolució de variables com la distribució de propietats individuals entre la població (per exemple, la distribució de masses) o la velocitat de creixement, han permès distingir dues etapes en la fase de latència, inicial i de transició, i aprofundir en la comprensió del que passa a nivell cel•lular. S’han observat experimentalment amb citometria de flux diversos resultats previstos per les simulacions. La coincidència entre simulacions i experiments no és trivial ni casual: el sistema estudiat és un sistema complex, i per tant la coincidència del comportament al llarg del temps de diversos paràmetres interrelacionats és un aval a la metodologia emprada en les simulacions. Es pot afirmar, doncs, que s’ha verificat experimentalment la bondat de la metodologia INDISIM.

Integració de tècniques per a la comprovació eficient de restriccions d'integritat en la generació de programari per entorns web

Estudi elaborat a partir d’una estada al Politecnico de Milano, Itàlia, entre gener i juny del 2006. Un dels principals objectius de l’Enginyeria del Programari és automatitzar el màxim possible el procés de desenvolupament del programari, reduint costos mitjançant la generació automàtica del programari a partir de la seva especificació. Per assolir-ho, entre altres, cal resoldre el problema de la comprovació eficient de restriccions, que són una part fonamental de l’especificació del programari. Aquest és precisament l’àmbit en què s’està desenvolupant una tesi que presentarà un mètode que poden integrar totes les eines generadores de codi per tal d’assolir una implementació eficient de les restriccions d’integritat. En l’actual fase del projecte s’ha treballat per validar el mètode de la tesi, optimitzant-lo pel cas específic de les aplicacions web i estendre’l per poder tractar també aplicacions basades en workflows. Pel que fa a l’optimització del mètode per aplicacions web, s’han definit una sèrie de paràmetres que permeten configurar la implementació del mètode tenint en compte les necessitats específiques de rendiment de cada aplicació web en particular. Respecte als workflows (cada cop més populars i que s’usen com a definició d’alt nivell per a les aplicacions a desenvolupar) s’ha estudiat quins són els tipus de restriccions que impliquen i com després es pot aplicar el mètode de la tesi sobre aquestes restriccions per tal de generar de forma eficient també les aplicacions basades en workflows.

Comportamiento tribomecánico de sistemas de sustrato: recubrimiento duros

En aplicaciones como la conformación en frío, donde los metales duros recubiertos con películas de naturaleza cerámica son ampliamente empleados, la existencia de un contacto mecánico repetitivo induce tensiones Hertzianas y origina el fallo por fatiga. En este trabajo, se investigan diversos recubrimientos cerámicos depositados por deposición física desde fase vapor sobre calidades diferentes de metal duro y un acero rápido pulvimetalúrgico para evaluar sus respectivas respuesta al contacto y comportamiento a fatiga. El trabajo experimental incluye la caracterización de los sistemas mediante ensayos de rayado y nanoindentación y la evaluación de las curvas tensión-deformación de indentación esférica de los sustratos, tanto desnudos como recubiertos, poniendo especial atención en determinar las tensiones de contacto críticas asociadas a la deformación plástica y a la aparición de grietas circulares en la superficie recubierta. A este estudio, le siguen numerosos ensayos a fatiga a cargas inferiores a aquéllas identificadas como críticas bajo carga monotónica y para un número de ciclos comprendido entre 1.000 y 1.000.000 de ciclos. Los resultados experimentales indican que las películas cerámicas no parecen desempeñar un papel relevante en la aparición de la cedencia plástica, siendo la deformación plástica global controlada por la deformación del sustrato. No obstante, para tensiones elevadas de indentación durante el régimen plástico, existe la aparición de grietas circulares en los recubrimientos cerámicos. Además, la aparición de las mismas es sensible a la fatiga por contacto. Este análisis mecánico se complementa con una inspección detallada del daño generado en profundidad y superficie.

Decoloración de tintes por lacasa

Informe de investigación realizado a partir de una estancia en el Instituto de Biotecnología Medioambiental de la Universidad Tecnológica de Graz, Austria, entre Julio y Agosto de 2006. Se ha estudiado la decoloración de varios tintes sintéticos de estructuras químicas diferentes (Rojo Congo, Azul de Naftol, Indigo Carmín, Lanaset Gris, Azul de Nilo) por la enzima lacasa inmovilizada. La inmovilización de la enzima lacasa se llevó a cabo sobre esferas de alúmina (Al2O3) de 3 mm de diámetro debido a la resistecia mecánica de este material. La lacasa y la proteína inmovilizada se determinaron como la diferencia entre las concentraciones iniciales y residuales (obtenidas en los lavados). El porcentaje de lacasa inmovilizada fue del 68% y la cantidad de proteína inmovilizada por gramo de soporte de 5,6 mg. La enzima lacasa inmovilizada fue capaz de decolorar tintes de diferente estructura sin la necesidad de añadir mediadores redox, lo cual la hace una enzima muy adecuada para su aplicación en la decoloración de efluentes procedentes de la industria textil. De todas formas, son necesarios más estudios para optimizar la técnica de inmovilización así como el proceso de decoloración. Es interesante destacar que aunque hay muchos estudios basados en la oxidación de tintes textiles por lacasa la mayoría utilizan la enzima libre y hay muy poca información disponible sobre la aplicación de lacasas inmovilizadas, por lo que el presente estudio constituye una aportación muy interesante y novedosa.

Label Space Reduction in All-Optical Label Switchiing Networks

Report for the scientific sojourn at the Department of Information Technology (INTEC) at the Ghent University, Belgium, from january to june 2007. All-Optical Label Swapping (AOLS) forms a key technology towards the implementation of All-Optical Packet Switching nodes (AOPS) for the future optical Internet. The capital expenditures of the deployment of AOLS increases with the size of the label spaces (i.e. the number of used labels), since a special optical device is needed for each recognized label on every node. Label space sizes are affected by the wayin which demands are routed. For instance, while shortest-path routing leads to the usage of fewer labels but high link utilization, minimum interference routing leads to the opposite. This project studies and proposes All-Optical Label Stacking (AOLStack), which is an extension of the AOLS architecture. AOLStack aims at reducing label spaces while easing the compromise with link utilization. In this project, an Integer Lineal Program is proposed with the objective of analyzing the softening of the aforementioned trade-off due to AOLStack. Furthermore, a heuristic aiming at finding good solutions in polynomial-time is proposed as well. Simulation results show that AOLStack either a) reduces the label spaces with a low increase in the link utilization or, similarly, b) uses better the residual bandwidth to decrease the number of labels even more.

Systematic Construction of Goal-Oriented COTS Taxonomies

Informe de investigación realizado a partir de una estancia en el Department of Computer and Information Science de la Norwegian University of Science and Technology (NTNU), Noruega, entre setiembre i diciembre de 2006. El uso de componentes de software llamados Commercial-Off-The-Shelf (COTS) en el desarrollo de sistemas basados en componentes implica varios retos. Uno de ellos es la falta de información disponible y adecuada para dar soporte al proceso de selección de componentes a ser integrados. Para lidiar con estos problemas, se esta desarrollando un trabajo de tesis que propone un método llamado GOThIC (Goal-Oriented Taxonomy and reuse Infrastructure Construction). El método está orientado a construir una infrastructura de reuse para facilitar la búsqueda y reuse de componentes COTS. La estancia en la NTNU, reportada en este documento, tuvo como objetivo primordial las mejora del método y la obtención de datos empíricos para darle soporte. Algunos de los principales resultados fueron la obtención de datos empíricos fundamentando la utilización del método en ámbitos industriales de selección de componentes COTS, así como una nueva estrategia para conseguir de forma factible e incremental, la federación y reuso de los diferentes esfuerzos existentes para encontrar, seleccionar y mantener componentes COTS y Open Source (OSS) -comúnmente llamados componentes Off-The-Shelf (OTS) - en forma estructurada.

El Derecho norteamericano como impulsor de la responsabilidad civil del fabricante por productos defectuosos

Investigación elaborada a partir de una estancia en la Columbia Law School of New York, Estados Unidos, entre los meses de septiembre y noviembre del 2006. El Derecho comunitario europeo y español regulan la reparación de los daños causados por el uso o la proximidad de un producto defectuoso mediante gracias al impulso ideológico ejercido por la jurisprudencia norteamericana. El principio de responsabilidad objetiva rector de la directiva europea es fruto de un transfondo operado en los Estados Unidos en los años sesenta, coincidiendo con la revolución tecnològica y el inicio de la producción y del consumo masivos. Tales fenómenos suscitaron la búsqueda de mecanismos jurídicos aptos para canalizar la reparación de los daños inherentes a las actividades industriales tecnológicamente avanzadas. Su principal efecto fue la preocupación por una más justa distribución social de los llamados “costes del progreso”, preocupación que, jurídicamente, desembocó en la solución de la responsabilidad aun sin culpa del fabricante por los daños derivados de su producción industrial. El mérito de tal solución corresponde a determinados teóricos norteamericanos de la responsabilidad empresarial, quienes, inspirándose en ideas formuladas a inicios del siglo XX por los especialistas en Derecho laboral, concluyeron que es la empresa productora quien está en mejor situación de soportar el coste del accidente industrial: al imponerse al fabricante una responsabildad desvinculada de su eventual culpa en la causación del accidente, repercutirá en el precio de sus productos el coste del seguro de responsabilidad civil que se verá abocado a contratar para hacer frente a su responsabilidad objetiva o por riesgo, de manera que el coste de los accidentes acabará siendo soportado por el público consumidor al pagar el sobreprecio de los productos que adquiere. Las repercusiones de tal construcción han sido tanto normativas como judiciales.

Millora de la resposta electro-mecànica per a ressonadors d'alta freqüència basats en MEMS

Report for the scientific sojourn at the Department of Micro and Nanotechnology of the Technical University of Denmark from August until December 2006. The research was focused on designing and carrying out a technological process for fabricating high frequency resonators with dielectric solid transducer gaps.

Desenvolupament d'hidrogels superficials que contenen motius d'adhesió cel·lular

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Departament d’Enginyeria Química del Massachusetts Institute of Technology entre abril i octubre del 2006. S’ha dissenyat i sintetitzat uns nous films polimèrics, amb aplicacions en l’àmbit de l’enginyeria de teixits, utilitzant la tècnica anomenada iCVD (initiated Chemical Vapor Deposition), prèviament desenvolupada pel grup receptor. Es tracta d’uns hidrogels superficials de gruix controlable, que incorporen un monòmer fluorat, el qual s’havia estudiat extensament en el grup d’origen. Aquest monòmer es caracteritza per reaccionar molt fàcilment amb pèptids, de manera que aquests queden units covalentment a la superfície. Diferents estratègies pel desenvolupament d’aquests copolímers han estat avaluades, tant des del punt de vista purament sintètic com de la pròpia aplicació. Les condicions de polimerització han estat optimitzades i els hidrogels s’han caracteritzat químicament per tècniques espectroscòpiques (FTIR, XPS), i físicament per angle de contacte i el·lipsometria. D’aquesta manera, s’ha estudiat la capacitat dels hidrogels d’absorbir aigua i alhora augmentar el seu gruix, depenent de la quantitat d’agent reticulant introduït i de la incorporació del nou monòmer. A continuació, s’han optimitzat les condicions de reacció d’aquestes superfícies amb pèptids que incorporen una molècula fluorescent, la qual permet detectar fàcilment per microscòpia de fluorescència si la reacció ha tingut lloc. Una vegada la plataforma ha estat posada a punt, s’han iniciat assajos cel·lulars tant amb fibroblasts embriònics de ratolí com amb cèl·lules humanes umbilicals. Els resultats preliminars suggereixen una morfologia diferent de les cèl·lules segons si es cultiven sobre films modificats amb pèptids que promouen l’adhesió cel·lular o sobre les seves seqüències permutades no actives. Però, el més interessant és que també s’han observat certes diferències depenent si els films contenen el component hidrogel o no, fet que suggeriria un paper actiu d’aquests noves superfícies en el comportament cel·lular.

Despliegue y análisis de la cobertura de una red WiMAX basada en IEEE 802.16-2004

Aquest projecte tracta de l’estudi de la cobertura WiMAX basada en la variant 802.16-2004 en la que opera a 3.5 GHz en diferents escenaris d’un campus universitari. Primerament es realitza una introducció general a WiMAX i es defineixen els equips utilitzats. Posteriorment es comença a dur a terme un estudi de la cobertura WiMAX en diferents escenaris: indoor y outdoor per tal de poder extreure models empírics simplificats de path loss a partir de mesures realitzades amb els terminals WiMAX. Per últim, s’introdueix al projecte InterRural del Ministeri d'Indústria, Turisme i Comerç dut a terme durant els mesos Octubre 2007 - Març 2008 amb altres empreses col·laboradores: Telefònica, Hispasat, Gigle i Iber-X. La finalitat del projecte InterRural és comparar diferents tecnologies wireless de banda ample com alternatives per un bucle local ràdio de la última milla. En concret es comparen experimentalment les tecnologies WiMAX i WiFI 802.11a en diferents escenaris: LOS i NLOS.