Mención Procesamiento de Señales e Imágeneshttp://hdl.handle.net/20.500.12272/27792024-03-28T18:24:07Z2024-03-28T18:24:07ZCompañía bróker de leasing especializada en rubro automotriz .http://hdl.handle.net/20.500.12272/90232024-02-19T17:51:24Z2022-11-04T00:00:00ZCompañía bróker de leasing especializada en rubro automotriz .
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2022-11-04T00:00:00ZEstudio de los efectos producidos por el crecimiento de internet de las cosas en el espectro de radiofrecuencia.http://hdl.handle.net/20.500.12272/77572023-04-11T20:37:04Z2023-03-06T00:00:00ZEstudio de los efectos producidos por el crecimiento de internet de las cosas en el espectro de radiofrecuencia.
En los últimos diez años, el mundo de las telecomunicaciones se enfocó en el desarrollo y la
implementación de una infraestructura de internet de las cosas (IoT), así como en casos de aplicación y de negocios basados en IoT. Sin embargo, la mayoría de las implementaciones se han realizado sobre redes preexistes conectadas a internet o también llamadas Over-The-Top. Esto se debe en gran medida a la naturaleza agnóstica de la red en muchas aplicaciones de IoT de consumo masivo. Las aplicaciones de IoT se conectan directamente a sus proveedores de IoT a través de conexiones abiertas a Internet, utilizando infraestructura de redes comerciales. En el ámbito de la República Argentina se ha regulado la banda de operación de redes de internet de las cosas de espectro no regulado en el espectro radio eléctrico en 915 MHz. Las bandas no licenciadas no son las mismas en diferentes partes del mundo.
Teniendo esto en cuenta, esta tesis se propone responder la siguiente pregunta: ¿Cuáles son los
factores principales que influyen en mayor medida en la operación viable de una red de internet de las cosas en el espectro de radio frecuencia no licenciado de la República Argentina? Para ello se plantea como objetivo principal: evaluar los factores que influyen en mayor medida en la operación viable de una red de internet de las cosas en el espectro de radiofrecuencia no licenciado de la República Argentina, y como objetivos específicos: identificar los parámetros de operación más importantes de una red de internet de las cosas, describir qué factores influyen en mayor medida en la operación de una red IoT, comparar modelos teóricos de operación de redes IoT con resultados experimentales y/o simulados y, calcular el efecto de la variación de la cantidad de dispositivos en los parámetros de operación más relevantes. Y, plantea dos hipótesis de trabajo: i) la cantidad de dispositivos influye significativamente en la operación viable de una red de internet de las cosas en el espectro de radiofrecuencia no licenciado de la República Argentina y ii) La diversidad de áreas de aplicación influye significativamente en la operación viable de una red de internet de las cosas.
Para probar las hipótesis y cumplir los objetivos se definieron algunos parámetros mediante búsqueda bibliográfica exhaustiva y se realizaron una serie de experimentos concatenados. Se analizaron las principales alternativas de los protocolos de IoT que no requieren de una banda licenciada, particularmente los de Redes amplias (WAN) de baja potencia (LP-WAN) y las comparó con los protocolos basados en dispositivos móviles de banda licenciada como LTE-M y NB-IOT. Dado que las bandas no licenciadas no son las mismas en diferentes partes del mundo, el alcance de esta tesis es analizar el crecimiento de la cantidad de dispositivos utilizando este tipo de redes en el ámbito de la República Argentina. Se definió como marco teórico los principales de redes de internet de las cosas y, en detalle del protocolo LoRaWAN como caso más representativo de redes en espectro no licenciado. A su vez, se realizó un estudio teórico de los factores principales más influyentes en la performance de este tipo de redes que sirvieron para definir el alcance: la cantidad de espectro disponible, la cantidad de dispositivos, y el terreno donde la red se encuentra desplegada. Posteriormente, se realizó un análisis detallado y una implementación real de una red con el objetivo de determinar experimentos que permitan validar bajo condiciones reales —tanto de laboratorio como de campo— el efecto de los factores
identificados como principales. Esto llevó a la realización de las pruebas en tres diferentes puntos
representativos de una ciudad, y en cuatro puntos de un escenario rural con el objetivo de confirmar los resultados teóricos y la validación de los modelos de propagación en los dos escenarios diferentes (rural y urbano), con los parámetros de red aplicables a la República Argentina. Por último, a efectos de validar la hipótesis de la influencia de cantidad de dispositivos, se utilizaron tanto los modelos teóricos como los ajustes obtenidos en el campo para realizar catorce escenarios de simulación. Estos permitieron concluir que la performance de las redes se ve afectada por el aumento de la cantidad de dispositivos, el periodo del ciclo actividad de estos, y por ende del tipo de medición que realizan, variando sus límites según el escenario sea urbano o rural y por la cantidad de canales que se dedican al servicio. Con las conclusiones obtenidas y los datos de los análisis previos se propone un modelo de cobertura de red y de localización de puertas de enlace LoRa para optimizar la implementación de este tipo de redes donde en general se verificó una buena correlación entre la ubicación actual de los equipos activos de red con la localización potencial de puertas de enlace LoRaWAN.
Finalmente, y como puntapié para trabajos futuros se propone: trabajos en el análisis automatizado
de los datos de telemetría de los sensores con herramientas de machine learning para optimizar la
potencia de los sensores, un análisis de vulnerabilidades de seguridad y en uno particularmente
importante en el área de legislación para la expansión del espectro disponible para este tipo de redes.
A nivel del país o la región, de esta tesis se podrá desprender información relevante como recomendación para ayudar a definir a nivel regulatorio las mejores bandas de operación para los
protocolos de IoT en función de la mejor performance de estos y, por lo tanto, con un impacto tangible en la eficiencia de la operación de este tipo de redes.
2023-03-06T00:00:00ZMejora de la exactitud cuantitativa de la tomografía por emisión de positrones (PET) incorporando información específica del escáner, del paciente y de la enfermedad.http://hdl.handle.net/20.500.12272/62252022-05-04T14:34:45Z2020-12-09T00:00:00ZMejora de la exactitud cuantitativa de la tomografía por emisión de positrones (PET) incorporando información específica del escáner, del paciente y de la enfermedad.
Las imágenes médicas cuantitativas, a diferencia de las imágenes tradicionales cualitativas, permiten obtener mediciones de parámetros fisiológicos o anatómicos de manera no invasiva.
Como toda técnica de medición, se encuentran sometidas a sesgos y variabilidad que pueden limitar su aplicación. En los últimos años, diferentes sociedades científicas han abordado el
problema de mejorar la exactitud y la reproducibilidad de las imágenes cuantitativas, prescribiendo protocolos estandarizados de adquisición y procesamiento para diversas modalidades diagnósticas.
En particular, la tomografía por emisión de positrones (PET) ha sido la modalidad diagnóstica con mayor crecimiento en las últimas dos décadas y es un componente esencial en el manejo del
paciente oncológico. Las imágenes PET tienen la particularidad de ser inherentemente cuantitativas ya que permiten medir la concentración de radiactividad del radiofármaco
administrado al paciente de manera no invasiva. Esto permite inferir parámetros metabólicos invivo, cosa que otras modalidades anatómicas o funcionales como la tomografía computada por
rayos X o la resonancia magnética nuclear no pueden hacer. Por ejemplo, la cuantificación del metabolismo de glucosa mediante el análogo 18F-Fluorodesoxiglucosa (18F-FDG) en tumores
permite aumentar el valor pronóstico del estudio y evaluar la respuesta a tratamientos tales como radioterapia, quimioterapia, hormonoterapia e inmunoterapia, entre otros, de manera cuantitativa.
Sin embargo, las mediciones provenientes de distintos tomógrafos PET pueden no ser comparables. El proceso de armonización cuantitativa tiene como objetivo que dichas mediciones
sean lo más parecidas posibles para un amplio rango de tamaños de estructuras. Si bien ya existen protocolos de armonización cuantitativa para PET, suelen ser costosos y complejos, lo que limita
su aplicación en centros PET no académicos. Por otro lado, las características propias del paciente tales como el peso o el índice de masa corporal también generan diferencias en las mediciones. En
la presente tesis, proponemos un modelo simplificado de formación de imagen para PET que incluye la resolución espacial y propiedades del ruido. Este modelo sirve de base para la implementación de algoritmos de armonización novedosos y para el diseño de algoritmos de adquisición específicos para cada paciente y región anatómica. Los algoritmos son validados para
una amplia variedad de modelos de tomógrafos PET y para diferentes tamaños de pacientes. Esta tesis provee una base sólida para mejorar la reproducibilidad y la exactitud de las mediciones
provenientes de imágenes PET de distintos pacientes adquiridos en distintos tomógrafos.
2020-12-09T00:00:00ZMultiprocesamiento de señales de radio, una implementación para la DSA 3.http://hdl.handle.net/20.500.12272/62232022-05-04T14:16:27Z2019-09-30T00:00:00ZMultiprocesamiento de señales de radio, una implementación para la DSA 3.
Esta tesis contiene los resultados obtenidos en investigaciones llevadas a cabo en el Instituto de
Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA) utilizando la tercer Antena de Espacio Profundo
(Deep Space Antenna 3 o DSA 3) de la Agencia Espacial Europea (European Space Agency o ESA),
durante el período comprendido entre 2012 y 2017, bajo la dirección de la Dra. Beatriz García y la
co-dirección del Dr. Manuel Platino.
Esta tesis requirió de datos observacionales que debieron ser solicitados de manera formal a ESA.
A principios de 2016 y durante 2017 se realizaron las observaciones para adquirir los datos necesarios
para el desarrollo de la propuesta de trabajo.
En el marco del desarrollo de la tesis doctoral, los logros corresponden al análisis de datos observacionales provenientes de la estación terrestre DSA 3 instalada en Mendoza, correspondientes a
la emisión en banda X de 8.4 GHz de 3 fuentes astronómicas previamente seleccionadas por tratarse
de “calibradoras”. Este análisis de datos está relacionado con el software desarrollado, herramienta
que es el núcleo de esta tesis, y que debe aplicarse a las distintas configuraciones disponibles de la
antena, para transformar los datos crudos a datos de interés científico. Cabe mencionar que tanto la
DSA 3 como sus antenas semejantes (existen otras dos antenas, una en España y otra en Australia)
no han sido utilizadas como radiotelescopios de reflector único.
Las dificultades que se presentaron durante el desarrollo del trabajo corresponden con la elevada
curva de aprendizaje de uso de la DSA 3, la descripción de sus características, así como también qué
parámetros deben activarse o desactivarse, qué modo de adquisición y qué estructura de datos se debe
utilizar. Así mismo una dificultad crítica presentada fue la necesidad del desarrollo de un intérprete
de los datos crudos de la antena, un trabajo intensivo que se pensaba ya resuelto al momento de redactar y presentar el plan de trabajo original. Para poder llevar a cabo el objetivo final planteado
primeramente (el estudio de RRATs), fue necesario comenzar el trabajo de tesis en un desarrollo de
mucho más bajo nivel, y dejar el estudio de objetos específicos para trabajos futuros.
Algunas modificaciones al plan de trabajo planteado debieron ser realizadas, debido a que la antena no posee equipamiento de recepción en Banda L como se esperaba; solo se puede trabajar en banda X y Ka; , siendo necesario el desarrollo de Software de procesamiento (intérprete o traductor de formato) para poder realizar estudios astronómicos como la de dispersión de señales, propuesta original del plan de trabajo.
A pesar de haber tenido que modificar levemente el abordaje del problema, lo que no implica un cambio en el uso de tecnologías propuesto, debemos reconocer que la tarea desarrollada durante el periodo de investigación ha representado un aprendizaje mutuo, tanto de quien suscribe, como de los responsables y operadores de la DSA 3.
Resumiendo, esta tesis explora el uso de la DSA 3 como instrumento para realizar observaciones
de fuentes astronómicas en radiofrecuencia.
En el trabajo se detallan las características de la estación terrestre DSA 3, también se evalúa el uso del equipamiento existente en la estación terrestre para realizar la adquisición de la señal de radio proveniente de una fuente astronómica y se evalúa la necesidad de equipamiento adicional y cuáles
serían sus características.
La tesis describe el método observacional necesario para utilizar la DSA 3 como radiotelescopio de plato único y se detalla el desarrollo del software necesario para adaptar, procesar y convertir los datos obtenidos por la DSA 3 a un producto que sea de utilidad para la comunidad científica. El uso de piezas y plataformas de soluciones comerciales ayudó a reducir el costo y la necesidad de un diseño de hardware personalizado.
Los logros alcanzados respecto de la comprensión de los datos, su reducción y manejo con fines
científicos, nos permiten pensar que habiendo obtenidos datos de flujo de las fuentes observadas que
se corresponden con los datos publicados en la bibliografía, se está en condiciones de ofrecer esta
antena para su uso radioastronómico. Es importante destacar que Argentina también puede realizar
trabajo científico con la antena de monitoreo para naves espaciales, producida por China e instalada
en Neuquén, que presenta las mismas características técnicas y de adquisición que DSA 3, por lo tanto
este desarrollo podrá ser adaptado y aplicado más allá del objetivo inicial planteado. Este trabajo es
el primer paso para el uso de las antenas de telecomunicaciones instaladas en Argentina con fines
radioastronómicos.; This thesis contains results that were obtained in the research carried out at the Institute of Technologies in Detection and Astroparticles (ITeDA) using the third Deep Space Antenna (Deep Space
Antenna 3 or DSA 3) of the European Space Agency (ESA). Research made during the period between 2012 and 2017, under the direction of PhD Beatriz García and co-direction of PhD Manuel Platino.
This thesis required observational data that were formally requested from ESA. At the beginning of 2016 and during 2017, through observations we acquire the necessary data for the
development of the work proposal.
In the framework of the development of the doctoral thesis, the achievements correspond to the analysis of observational data from the DSA 3 ground station installed in Mendoza, corresponding to the
8.4 GHz X-band emission of 3 astronomical sources previously selected because they are “calibrators”.
This data analysis is related to the software developed; tool that is the core of this thesis, and that should be applied to the different available configurations of the antenna, in order to transform raw
data into scientific interest data. It should be mentioned that both, the DSA 3 as its similar antennas, there are two other antennas, one in Spain and one in Australia, do not have been used as single dish
radio telescopes.
Difficulties that arose during this work development correspond to the high learning curve of the use of DSA 3, the description of its characteristics, as well as what parameters that should be activated or
deactivated, what mode of acquisition, and what data structure should be used.
Likewise, a critical difficulty presented was the need for the development of an interpreter of raw data of the antenna; an intensive work, thought already solved at the time of writing and presenting
the original work plan. In order to achieve the final objective set at first (the study of RRATs), it was necessary to begin the thesis work in a development of much lower level, and leave the study of specific
objects for future works.
The proposed work plan had some modifications because the antenna does not have L-Band reception equipment as expected, it can work only in X and Ka band. It is necessary the development of
Processing Software (interpreter or translator format) to be able to carry out astronomical studies, such as signal dispersion, original proposal work plan.
Despite having slightly modifications to approach the problem, which does not imply a change in the use of proposed technologies, we must recognize that the task developed during the investigation
period has represented a mutual learning, for the managers and operators of the DSA 3 and for me.
In summary, this thesis explores the use of DSA 3 as an instrument to make observations from astronomical sources in radiofrequency. The work details DSA 3 ground station characteristics. We
evaluate the use of existing equipment in the ground station to acquire the radio signal from an astronomical source, as well as the need for additional equipment and what would be its characteristics.
The thesis describes the observational method necessary to use the DSA 3 as a radio telescope of single plate, and the development of the necessary software to adapt, process, and convert data obtained by
DSA 3 to a useful product for scientific community. The use of commercial solution parts and platforms helped reduce the cost and the need for custom hardware design.
Achievements regarding the understanding of the data, reduction and management for scientific purposes, allow us to think that having obtained flow data from the observed sources that correspond to the data published in the literature, we are in a position to offer this antenna for radio
astronomical use.
It is important to note that Argentina can also carry out scientific work with the monitoring antenna for spacecraft, produced by China and installed in Neuquén, which has the same technical and
acquisition characteristics as DSA 3; therefore, this development can be adapted and applied beyond the initial objective set.
This work is the first step for the use of telecommunications antennas installed in Argentina for radio astronomical purposes.
2019-09-30T00:00:00Z