Tesis - Ingeniería Electrónica y de Telecomunicaciones

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https://hdl.handle.net/20.500.12590/18069

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Análisis y diseño de un filtro notch basado en anillos resonadores abiertos SRR de triple banda 2.5/4/5.5GHz
(Universidad Católica San Pablo, 2021) Gutierrez Gallegos, Roberto Gustavo; Castillo Araníbar, Patricia Raquel
En el presente proyecto se propone una nueva alternativa para el uso de filtros rechazabanda o notch para las frecuencias 2.5, 4 y 5.5GHz, como alternativas a los ya existentes. Su implementación en sistemas de telecomunicaciones en bloques transmisores o receptores, es fundamental para el procesamiento de señales. El proceso del filtrado de señales evita una posible interferencia de señales adayacentes. Sin embargo, el factor negativo presente en los filtros suele ser el precio comercial y la facilidad de adquisición de los mismos. Por este motivo, se propone una nueva alternativa de filtro rechazabanda a través de la implementación de anillos resonadores abiertos (splitring resonators) sobre microstrip que, debido al acoplamiento mixto (eléctrico y magnético) generado entre los anillos y al excitar una línea de transmisión, logran generar frecuencias de resonancias proporcionarles al número de anillos concéntricos, donde cada frecuencia corresponderá a la longitud del anillo. Este modelo de filtro ofrece ventajas como facilidad de modelamiento y diseño, bajo dimensionamiento físico, costo de construcción muy accesible y alta eficiencia para el filtrado de señales.
Calibración de un VNA utilizando dispositivos no estándar y modelos digitales de ajuste polinómico
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Pelaez Carpio, Mayte Alison; Zenteno Bolaños, Efrain
La necesidad de realizar mediciones a los equipos y dispositivos de RF para verificar su funcionamiento y su eficacia, ha llevado a la industria de las telecomunicaciones a desarrollar diferentes equipos que permiten realizar estas mediciones, sin embargo, debido a la complejidad de los diseños estos equipos tienen un costo elevado y suelen ser elaborados para aplicaciones específicas, no permitiendo que estos equipos sean configurados para otras aplicaciones de interés de investigaciones como la caracterización de cuerpos. El avance de la tecnología y de los estudios ha llevado a la industria a desarrollar equipos que sean menos costosos, lo que lleva a usar un hardware más barato, esto ha dado como resultado equipos más baratos, pero menos eficaces. Para poder contrarrestar las deficiencias causadas por lo mencionado anteriormente, fue necesario implementar métodos de compensación, lo que llevo a un estudio más exhaustivo de los métodos de calibración y su implementación. Esta tesis desarrolla la implementación en Matlab de un algoritmo que permite la calibración alternativa de un nano analizador de redes vectoriales, la misma implementación podrá ser usada para la compensación de dispositivos de medición de radiofrecuencia fabricados bajo la tendencia de instrumentos sintéticos.
Comparación e implementación de algoritmos de formación de imágenes basado en señales RF para el sistema MABIS
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Ramos Soto, Renato Sebastian; Choquehuanca Zevallos, Juan José
En la actualidad, el cáncer de mama es el tipo de cáncer que más aflije a mucha mujeres en el mundo con la consiguiente pérdida de vidas. Por ello, es el método más eficiente para el control de tal enfermedad es la de la detección del cáncer en etapas tempranas del su desarrollo. Dentro de los métodos de formación de imágenes biomédicas, que permiten analizar y detectar posibles tumoraciones y desarrollos de cáncer, los métodos basados en radar que usan señales de microondas presentan grandes ventajas en comparación a otros métodos que pueden ser invasivos o dolorosos para las pacientes. Por ello, en el presente trabajo se presenta la adaptación, comparación e implementación de algoritmos de formación de imágenes para un sistema basado en radar para la formación de imágenes utilizando señales de microondas utilizando el método Confocal Microwave Imaging (CMI). Para ello, se emplean los métodos de formación de imagen conocidos como Delay-andSum y su variante Delay-Multiplay-and-Sum (DMAS). Además, se implementan métodos de eliminación de artefactos conocido como Skin Substraction Algorithm. Las imágenes formadas son luego comparada utilizando métricas tales como SMR y SCR. Los resultados obtenidos sobre fantomas permiten observar que los algoritmos DAS y DMAS estiman en gran medida la estructura interna de la mama y con ello la diferenciación de los posibles tumores. Además, de manera cuantitativa, el algoritmo DMAS presenta mejor performance que el algoritmo DAS en términos de SMR y SCR pero con la consiguiente elevación en la carga computacional.
Desarrollo de una solución de red IoT para la interconexión de sensores de evaluación de la red de abastecimiento del agua para el consumo humano
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Juarez Valdivia, Jose Miguel; Fernández Del Carpio, Gonzalo Mauricio
Con el objetivo de preservar la salud de los habitantes en la ciudad de Arequipa, es que es necesario que el agua potable de consumo humano se encuentre libre de metales pesados perjudiciales para el ser humano. Por lo expuesto, es que se ha visto la necesidad de desarrollar una solución que se encargue de monitorear el agua en la red de abastecimiento para el consumo humano en la ciudad de Arequipa. Para esto, la Universidad Católica San Pablo está desarrollando una solución que permite el monitoreo de los objetivos mencionados. Esta solución tiene como base en las comunicaciones la tecnología LPWAN LoRaWAN, la cual cuenta dentro de sus principales beneficios la autonomía energética de los nodos, la gran cobertura que puede alcanzar con solo un Gateway, el bajo costo de su implementación, la robustez y seguridad en las transmisiones y la capacidad de manejar múltiples nodos interconectados a un solo Gateway sin originar interferencia entre nodos. En este trabajo se ha revisado, diseñado simulado e implementado una red LoRaWAN que cumpla con lo requerido por la solución.
Diseño de la infraestructura de red de un centro de datos bajo el modelo de computación en la nube para su uso en el sector salud en Arequipa
(Universidad Católica San Pablo, 2015) Talavera Ormeño, Chris Kathleen; Santisteban Valdivia, Julio
El Sistema de Salud peruano presenta una marcada fragmentación, dividiéndose en varios subsistemas que no presentan integración entre sí, lo cual ocasiona problemas en Arequipa y en general en todo el país, pues se atenta contra el adecuado uso d e los recursos y se traduce en disconformidad e insatisfacción de la población y los trabajadores de dicho sector. Dado que, uno de los principales objetivos de las tecnologías de la información (TI) es optimizar al máximo los recursos de hardware, software y humanos consiguiendo la mayor eficiencia posible, se ha utilizado como herramienta a la Computación en la Nube para alcanzar este objetivo, pues es un nuevo modelo d e prestación de servicios que aprovecha las bondades de la disponibilidad y ubicuidad de Internet. La implantación de Computación en la Nube es un reto para cualquier departamento de TI pues se encuentra en desarrollo, pero puede ofrecer al Sistema de Salud oportunidades para el desarrollo de nuevas capacidades y facilitar la creación de aplicaciones que podrían integrar la industria. Es más, en Arequipa, el Ministerio de Salud (MINSA) no cuenta con un Centro de Datos, por ello la tesis propuesta consiste en diseñar la infraestructura de red para un Centro de Datos bajo el Modelo de Computación en la Nube que responda eficazmente a los requerimientos del Sector Salud. Se considera que el presente trabajo es el primer paso de un proyecto a gran escala para ofrecer una mejora significativa en la Industria de la Salud. Dado que la tecnología de Computación en la Nube cambia la manera en la que los Centros de Datos convencionales ofrecen su servicios y que a pesar de to das las políticas de seguridad que ofrecen los proveedores de Servicios en la Nube, ser usuario no es seguro y mucho menos si se trata de la calidad de información que maneja el Sector Salud. Un aporte valioso del presente trabajo es la investigación realizada sobre las características y funcionalidades que presentan Computación en la Nube, y en base a ellas proponer un diseño de arquitectura de red, el cual contempla varios procedimientos: como elección de tipo de nube y topología de red, dimensionamiento de enlaces, entre otros . Así, a lo largo del documento encontrará procedimientos que responden a diferentes análisis, como la situación actual del MINSA en Arequipa o el tráfico que se espera de servicios, teniendo en cuenta que existen consideraciones especiales. El diseño de la arquitectura de red de un Centro de Datos en la Nube propuesto en este trabajo, presenta características como: escalabilidad, resistencia a fallas, agilidad, uso eficiente de todos los recursos de red. Es importante notar que, éste diseño de red permitirá crear una plataforma para la creación de nuevos flujos de trabajo, nuevas aplicaciones, nuevas investigaciones y la implantación de nuevas herramientas que agilicen, faciliten y ayuden a prestar una mejor calidad asistencial.
Diseño de sensor electromagnético para la caracterización dieléctrica de concentraciones de agua con arsénico
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Ancori Sanchez, Jeanpier Brandol; San Román Castillo, Ebert Gabriel
Uno de los principales contaminantes encontrados en fuentes de agua potable en el Perú es el arsénico. La contaminación por este metal pesado se puede deber a factores naturales de origen geológico, así como de explotación minera, refinación de metales y otras actividades que muchas veces sus desechos terminan en fuentes de agua tales como ríos, lagos, manantiales,etc. Mediante el uso de sensores se puede monitorear el grado de contaminación de nuestras fuentes de agua. Una alternativa de solución que cumpla con esta función se hallan en los sensores de microondas. Su fácil fabricación ha permitido la diversificación de su aplicación en diversas áreas de estudio, tales como: medicina, agricultura, industria, entre otros; por su predisposición a resolver y actuar en soluciones prácticas. Ante este problema, se buscó desarrollar un sensor de microondas que nos permita identificar la presencia de arsénico en diferentes concentraciones mediante sus características dieléctricas. El sensor desarrollado está basado en resonadores de anillo abierto SRR (Split Ring Resonator). Los SRR son estructuras basadas en líneas de microtira acopladas que también son muy usadas en elementos de microondas tales como filtros y antenas. El contenido de este trabajo de investigación contiene el diseño, simulación e implementación de un sensor SRR para detectar la presencia de arsénico en agua. El proceso de diseño del sensor se detalla en diferentes etapas tales como el diseño del sensor SRR, así como la línea de excitación o alimentación del sensor. Parte de este procedimiento involucra el estudio de impedancias en líneas de microtira y permitividades de las muestras medidas. Mediante el uso de la sonda de circuito abierto DAK 3.5(Kit de evaluación dieléctrica), se pudo estimar las características dieléctricas de diversas muestras de agua con arsénico en diferentes concentraciones. Esta información nos permitió comparar los datos del sensor SRR y la sonda DAK 3.5 obteniendo resultados muy similares en la estimación de las permitividades de las muestras.
Diseño de un estimador no lineal para predecir el nivel de nitrógeno en suelo agrícola
(Universidad Católica San Pablo, 2018) Sánchez Mora, Katty Miluska; Mayhua López, Efrain Tito
La pérdida de los macronutrientes y micronutrientes del suelo agrícola es uno de los procesos que siempre están presentes en la agricultura. Por estas pérdidas se hace necesario el uso de fertilizantes NPK (Nitrógeno, Fósforo y Potasio), para optimizar los rendimientos del cultivo, aumentar la rentabilidad y reducir al mínimo las pérdidas. Entre los fertilizantes NPK, el nitrógeno es el nutriente esencial en el proceso de crecimiento de la planta. Por ello, es que en la agricultura el nitrógeno es aplicado a las plantas durante el riego, por lo que se debe tener cuidado en las cantidades de agua otorgada al cultivo, ya que su exceso conlleva a una pérdida del nitrógeno y otros nutrientes por la lixiviación. Ante esta realidad, se requiere de tecnologías que permitan monitorear y medir los niveles de nitrógeno presentes en el suelo agrícola in-situ y en tiempo real, para que de este modo se pueda otorgar la cantidad necesaria de nutrientes al cultivo. En los últimos años se han propuesto una serie de técnicas y métodos (directos e indirectos) para la medida del nitrógeno. Los métodos directos se pueden realizar en área de cultivo o en laboratorio, pero resultan ser muy caros y/o dependientes a las condiciones del suelo. En cambio, los métodos indirectos pueden estimar los niveles de nitrógeno in-situ y en tiempo real basados en medir otros parámetros, a costa de precisión. Sopesando las ventajas y desventajas, es que se diseñó un método indirecto, basado en algoritmos propios del área del Aprendizaje Máquina (ML), que será capaz de estimar valores de los niveles de nitrógeno en el suelo agrícola, tras aprender un modelo a partir de un conjunto de observaciones. Estas observaciones están dadas por parámetros tales como la conductividad eléctrica, temperatura y humedad del suelo. Los valores de dichos parámetros son adquiridos a través de sensores que existen en el mercado. Para la validación del método se realizaron pruebas experimentales con datos reales que fueron medidos en el fundo Santa Gabriela S.A.C. de Santa Rita de Siguas, Arequipa, Perú. De los resultados obtenidos del estimador se ha podido notar que las variables más influyentes para obtener los niveles de nitrógeno estimados son la conductividad eléctrica y la temperatura, lo que otorga resultados razonables dentro de un intervalo de confianza del 99 % dados por el rango de los niveles permitidos para el cultivo.
Diseño de un sistema de autenticación complementaria basado en comunicación corporal galvánica
(Universidad Católica San Pablo, 2017) Correa Zúñiga, Eduardo André; Cartagena Gordillo, Alex
En esta tesis se investiga y complementa el diseño, desarrollo y funcionamiento de la comunicación corporal por acoplamiento galvánico, además de orientar este tipo de comunicación corporal a aplicaciones de seguridad, junto con realizar el análisis, evaluación y diseño de un sis tema complementario de autenticación de usuarios a través de la huella dactilar y el envío de un código de autenticación personal para cada usuario que utilice este este tipo de tecnología. Para poder concretar el funcionamiento se realizaron diferentes pruebas en el modelo de comunicación corporal por acoplamiento galvánico, a través de ellos se puede observar el rango de frecuencias, comprobar el ancho de banda adecuado, así como también verificar la conductividad del cuerpo humano. De esta forma se puede obtener un modelo de autenticación d e usuarios más seguro, confiable y sencillo para los usuarios. Además de ello se analizó, diseñó e implementó el método del doble anillo para poder limitar la propagación de la señal transmitida a u na sola parte del cuerpo, en es te caso se limitó la señal solo al dedo índice de la mano derecha que se coloca en el detector de huella dactilar que actualmente se utiliza las institución es para realizar el registro de cada uno de los usuarios o personal que en ellas trabajan, de esta forma se obtiene la señal transmitida en una parte del cuerpo, y así se evita que se propague la información hacia otras partes del cuerpo humano. También en el pro ceso de investigación se vio que el método de comunicación corporal por acoplamiento galvánico excluye la emisión de campos electromagnéticos, debido al poco voltaje inducido en el cuerpo, lo cual reduce la posibilidad del hurto de la información.
Diseño de un sistema de modulación Ultra Narrow Band para elevar la tasa de transmisión de bits
(Universidad Católica San Pablo, 2018) Murguía Velásquez, Heydi Andrea; Cartagena Gordillo, Alex
Ultra Narrow Band (UNB) es una tecnología muy prometedora que surge como una solución a la existencia de congestiones e interferencias en las frecuencias de comunicaciones. Enfocada su aplicación en IoT y su desarrollo, debido a que no requiere transmitir altas tasas de transmisión. UNB se obtiene trabajando con dos partes importantes del sistema de comunicación, el filtro y la modulación, estos están relacionadas. El filtro según el creador de esta tecnología, HR Walker, necesita ser de retardo de grupo cero, para obtener un filtro con cambio de fase inmediato, y la modulación debe funcionar con la fase porque la información se encuentra en el cambio de fase del filtro. Este proyecto concluye que no se puede obtener un filtro de retardo de grupo cero debido a que produce inestabilidad, por lo que se diseñó uno que tiene un cambio de fase casi instantáneo, Esta investigación proporciona información respecto al desarrollo de esta tecnología UNB y, a partir de su análisis, revela el diseño de un sistema de modulación UNB que aumenta la tasa de transmisión de bits, lo cual se logra mediante un estudio de los esquemas de modulaciones arrollados UNB (VPSK, VMSK, EBPSK y VMCK). Entre los esquemas de modulación estudiados, el más óptimo es EBPSK, debido a la cantidad de parámetros que se pueden ajustar, su tasa de error y la tasa de transmisión. A partir de ello, se propone que este esquema de modulación se pueda adaptar a un sistema QPSK, transmitiendo el doble de la tasa de transmisión. Con esta adaptación, se obtiene el EQPSK; pero dado que la modulación EBPSK en uno de sus parámetros tiene variaciones de amplitud, se propone como optimización de la propuesta EQPSK la adaptación a un sistema QAM, donde solo se varía una de las dos amplitudes de la modulación EBPSK, cuadruplicando la velocidad de transmisión , en el que un bit del mensaje indica la variación de esta amplitud, otro bit para la variación de fase; estos dos bits para el canal I y otros para el canal Q. Se han evaluado las propuestas de adaptación y decisores, en función a: la tasa de transmisión, la energía y la tasa de error por bit. Obteniendo entre las mejores propuestas el sistema EQPSK con decisor matemático, el cual duplica la tasa de transmisión, la tasa de error es baja se aproxima a EBPSK y la energía no es tan alta como para afectar las características de UNB. La otra propuesta óptima es EQPSK adaptado a QAM variando solo una amplitud esto aumenta la energía, pero cuadruplica la tasa de transmisión y la tasa de error a pesar de ser mayor que EBPSK se aproxima a este.
Diseño de una WMN de emergencia para la seguridad pública en el cercado de la ciudad de Arequipa
(Universidad Católica San Pablo, 2014) Pacheco Torres, Celeste Brunella; Chávez Salinas, Jóse Guillermo
El presente trabajo propone un diseño de una WMN (Wireless Mesh Netwoks) de emergencia para la seguridad pública, una red mallada robusta y de fácil despliegue, aplicada a las comunicaciones entre los organismos gubernamentales (hospitales, Policía Nacional del Perú, Cuerpo de Bomberos Voluntarios y Municipio) en el centro de la ciudad de Arequipa. Se definen los parámetros y requisitos de una WMN en una zona urbana, los servicios que serán soportados dentro de la red de emergencia para calcular la capacidad de tráfico total en caso de uso máximo de los recursos, así como de una topología desde el alcance, cantidad de estaciones base y usuarios, dispositivos específicos de red y características del terreno. El diseño expone una topología cuyo direccionamiento se basa en el protocolo AODV (Ad Hoc On-Demand Vector Routing) que no genera sobrecarga, ya que es del tipo Reactivo, lo que resulta muy conveniente en caso de emergencias y desastres. La WMN se limita a 60 usuarios, entre fijos y móviles, los usuarios fijos se encuentran dentro de los organismos gubernamentales donde se instalarán las estaciones base, las cuales son de diferentes tipos dentro de la topología (estación pasarela, repetidora y terminal) encargadas de la creación de rutas y los usuarios móviles, los cuales acceden a la WMN a través de las denominadas estaciones faro. Las estaciones base se unen por antenas direccionales de alta ganancia y haz muy Fino, lo cual nos permite enlazar estaciones de hasta 2 kilómetros de distancia entre ellas. Una estación base puede unirse a una o más estaciones. Cuando se une a una se denomina estación terminal y a más se denomina estación repetidora. También denominamos estación pasarela a aquella que posee la conexión de Internet del proveedor. Las estaciones faro están conformadas por 4 antenas sectoriales que emulan una antena omnidireccional que irradiará una cobertura de radio de 2 kilómetros para el acceso de usuarios móviles a la WMN. Dichas estaciones trabajan de manera convergente para el acceso y prestación de los servicios a los usuarios dentro de la red de emergencia. También, parte del desarrollo de la propuesta es el diseño de un sistema de alarmas eléctricas, que mide los estados de corriente y voltaje de los dispositivos de red de cada estación; donde envía un email de mensaje de alerta específico en caso de aumentos y diminuciones de voltaje y corriente de los equipos, así como el estado de las baterías en caso de apagones. Se utiliza el Radiomobile, software que evalúa radioenlaces, donde la finalidad es evaluar la topología haciendo uso de los parámetros de frecuencia, terreno, propiedades de las antenas, etc., con el propósito de descartar los enlaces direccionales no viables entre las estaciones, seleccionando así aquellos que sean factibles para la propuesta. Se utiliza el NS2 (Network Simulator 2) para rediseñar una topología desde los enlaces factibles tomados de la simulación con Radiomobile, para evaluar el cumplimiento de los requerimientos del servicio prestado en la WMN, como el correcto funcionamiento del protocolo AODV dentro de la topología en casos que haya o no haya interferencias, y en caso de desastre donde los resultados de las simulaciones serán extraídos por filtros AWK. El sistema de alarmas eléctricas se realiza con un microcontrolador basado en el PIC197J60, se crea un código fuente (C++), una interfaz gráfica web HTML y un diseño PCB. Se elabora una prueba del sistema desde la depuración del código dentro de un módulo Microchip PIC197J60 emulando una alarma a través de una disminución de voltaje para el envío de un e-mail de alerta especifico a las cuentas de los usuarios autorizados.
Diseño e implementación de un método para el reconocimiento de patrones biométricos de las venas de la muñeca mediante luz infrarroja
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Aquise Cardenas, Jasmine Fiorella; Zenteno Bolaños, Efrain Jose
Existen diferentes sistemas biométricos para el reconocimiento de usuarios pero a nivel tecnológico y comercial los sistemas basados en los patrones vasculares solo conforman el 3 % de la tecnología comercial. Dichos sistemas se caracterizan por tener un alto coste computacional, ser caros y voluminosos. En tal sentido y con la finalidad de producir un sistema con bajo coste de producción, portabilidad, esta tesis propone el desarrollo de un método de reconocimiento de patrones biométricos de las venas de la muñeca. Tal método está integrado por el acoplamiento de varias fases tales como la diseño del hardware, construcción del sistema, la creación de la base de datos, implementación del software para el procesamiento de imágenes, pruebas del sistema y evaluación final del sistema. Las técnicas abordadas son divididas en dos grupos: (1) Las técnicas correspondientes al pre-procesamiento de las imágenes adquiridas y (2) las técnicas para la clasificación de usuarios. Entre las técnicas para el pre-procesamiento se hace uso de una pila de filtros y operaciones morfológicas. Mientras que entre las técnicas para clasificación de usuarios se revisa la comparación de plantillas y extracción de características por medio de una red neuronal convolucional, siendo estas características clasificadas considerando la distancia similitud de coseno. La portabilidad es una de las mas grandes cualidades que posee este sistema propuesto, los resultados obtenidos son prueba de que es posible identificar de manera sencilla y correcta a una persona acorde a los patrones biométricos de las venas de sus muñeca con un sistema embebido, dando así un abanico de posibilidades a las futuras aplicaciones tales como sistemas de seguridad, cajas fuertes o cerraduras de áreas restringidas.
Diseño e implementación de un sistema con conectividad en la nube para la prevención y monitoreo remoto de la neumonía utilizando pulsioxímetros
(Universidad Católica San pablo, 2023) Guillen Mejia, Stephany Miluska; Martinez Aguilar, Roberto Boris
El desarrollo de las Tecnologías de la información y Comunicación han cambiado mundo de la salud. La telemonitorización es una de las más recientes soluciones que responde a muchas necesidades actuales de la sociedad. El empleo de esta tecnología permite ofrecer cuidados sanitarios en el hogar del paciente y monitorizar su estado de salud a distancia. Un ejemplo de enfermedad que debería tener mayor control y monitoreo sobre su estadío es la neumonía donde es necesario hacer seguimiento a los parámetros fisiológicos como la saturación de oxígeno, el ritmo cardíaco y frecuencia respiratoria para evitar una situación crítica. En la ciudad de Arequipa, el índice de mortalidad de la neumonía ha mantenido un alto rango en los últimos años, afectando sobre todo a niños menores de 5 años y personas mayores de 60 años. El empleo de la telemonitorización nos ayuda a mitigar este problema dado que nos brinda una herramienta complementaria al tratamiento convencional, las ventajas que trae esta tecnología son: mayor seguimiento de la patología, prevenir complicaciones en el estado de salud del paciente, los pacientes tienen mayor control y conocimiento del estado de su enfermedad, una interacción más didáctica y continua entre paciente y médico. Una de las ventajas más importantes sobre el empleo de esta tecnología es que mejora la calidad de vida del paciente, recibiendo una supervisión médica en un entorno familiar. El objetivo de esta investigación es desarrollar una plataforma que involucra la implementación de un sistema móvil para el paciente y un sistema Web para el médico, para lograr el monitoreo remoto de parámetros fisiológicos relacionados a la neumonía y evitar situaciones críticas en los pacientes y brindar al doctor un seguimiento del paciente desde casa, de esta forma contribuimos a mejorar el tratamiento y diagnóstico de esta enfermedad. En el desarrollo de este trabajo se emplearon dispositivos convencionales, el empleo de plataformas open source (React Native) para el diseño y desarrollo de los sistemas, el uso del lenguaje de programación JavaScript, y herramientas de simulación como Android Studio y EXPO CLI. Los resultados obtenidos impactan de manera inmediata al seguimiento y control de pacientes con neumonía, y brinda un sistema de salud más completo.
Diseño e implementación de un triplexer para comunicaciones móviles (LTE, GSM Y UMTS) utilizando filtros resonadores
(Universidad Católica San Pablo, 2013) Rodríguez Postigo, Patricia Karina; Castillo Aranibar, Patricia
Una buena parte de los dispositivos pasivos en microondas tienen respuestas selectivas en frecuencia, es decir, rechazo o transmisión de la potencia incidente en función de la frecuencia d e la señal. Una posibilidad de obtener este comportamiento es mediante filtros formados por estructuras resonantes, que consisten en resonadores que presentan un acoplamiento electromagnético o con resonadores con líneas de transmisión directas. Esta tesis presenta una propuesta de diseño de un triplexer planar basado en el estudio de filtros con resonadores fabricados con tecnología microstrip, con el fin de mejorar sus prestaciones en cuanto a respuesta, tamaño y precio, para posteriormente evaluar la posibilidad de integrarlo en el sistema de telecomunicaciones. Los resonadores presentan la estructura de anillo abierto y son la unidad básica del triplexer que se ha diseñado, se utilizan filtros trisección en cas cad a (CT), que tienen la característica de proporcionar una respuesta altamente selectiva en una de las bandas de transición, con lo que se mejora la respuesta integral del dispositivo, además de obtener un triplexer compacto, gracias a esta estructura. El filtro CT presenta un acoplamiento cruzado que produce un solo polo de atenuación a la frecuencia finita utilizada para dar forma a la respuesta de pasabanda; cada filtro controla un canal de frecuencia específica de forma independiente. Los resonadores de anillo están situados estratégicamente con respecto a las líneas de alimentación de entrada y salida con el fin de obtener un a buena respuesta de aislamiento a la salida, también para suprimir la interferencia entre canal y para cu mplir con las esp ecificaciones de diseño para aplicaciones de comunicaciones móviles. El triplexer se ha fabricado y medido para verificar la viabilidad del diseño obteniendo gran concordancia entre mediciones y simulaciones. Este nuevo diseño de triplexer compacto es obtenido con tres filtros trisección y una línea de alimentación común. Uno de los objetivos de esta tesis es componer un artículo de investigación para su futura publicación, este objetivo se llevó a cabo incluso antes de obtener las mediciones de la implementación del triplexer. El primer artículo se redactó en base a las simulaciones obtenidas con el diseño de filtros trisección, fue presentado y expuesto en el 2013 IEEE Simposio Intern acion al de Antenas y Propagación y USNC-URSI Reunión Nacional de Radio Ciencia, realizado del 7-13 de julio en Orlando, Florida USA. Se redactó un segundo artículo con las comparaciones de los valores obtenidos en simulación y medición, fue presentado y expuesto en IMOC 2013 Conferencia Internacional de Microondas y Opto electrónica, realizado del 4-7 de agosto en Río de Janeiro, Brazil.
Diseño e implementación de una antena monopolo de banda ancha para detección de anomalías en mama
(Universidad Católica San Pablo, 2020) Fernandez Aranzamendi, Elizabeth Gladys; Castillo Araníbar, Patricia Raquel
El objetivo de la presente tesis fue encontrar una configuración de antena que permita contribuir con los sistemas radar en imágenes por microondas, estos sistemas son aplicados para el área de biomédicas, identificando tumoraciones en el cuerpo humano, sin embargo, parte de nuestro objetivo es enfocarlo en la mama. Las limitaciones y desventajas en los métodos de diagnóstico actuales abren la puerta de la investigación del uso de imágenes de microondas (MWI), como un método alternativo o complementario en la detección de tumoraciones. Es importante recalcar que las imágenes de microondas usan una técnica más barata y segura que las modalidades tradicionales, sin embargo, no los remplazan, sino que contribuyen con un diagnóstico temprano. Dado que esta técnica utiliza una radiación no ionizante, se considera menos dañina para los pacientes. El principio de detección de las tumoraciones en sistemas de radar, aplicado en imágenes por microondas en el dominio de la frecuencia, consiste en el uso de una antena adherida a la mama, ya que estos sistemas operan en campo cercano. La antena puede operar como un transceptor o una antena trasmisora y otra(s) receptora(s), es decir la onda trasmitida traspasa los tejidos biológicos de la mama, pero estos poseen perdidas por sus propiedades dieléctricas de cada tejido, produciendo una onda reflejada la cual se procesa, para formar una imagen de la anomalía mediante un procesamiento de imágenes. Las señales electromagnéticas alimentadas a la antena trasmisora y capturada por la misma antena u otras, se caracterizan por los parámetros de dispersión “parámetros S”. Para mamas con y sin tumoraciones son diferentes, lo que puede ser utilizado como una herramienta, técnica y método de detección. No obstante, estas diferencias podrían ser más definidas si se utiliza una configuración de matriz de antenas (Array). Considerando el rango de frecuencias se analizaron varios tipos de antenas (Vivaldi, triangular, circular, patch, anillo y monopolo), llegando a la conclusión que las antenas que se adhieren a la mama son mejores, por ello se optó en diseñar e implementó una antena tipo monopolo la cual funciona de 2 a 6 GHz, las dimensiones de la antena del radiador es de 2.4x1.8cm, utilizó una placa PCB FR-4 con un grosor de 1.5 mm, espesor de cobre 17 micras y una constante dieléctrica de 4.4. Se trabajó sobre el software HFSS (High Frequency Structure Simulator). Para la validación de la antena implementada se desarrolló un conjunto de ensayos dentro de una cámara anecoica (perteneciente al grupo GREMA de la Universidad Carlos III de Madrid), se verificó que los resultados experimentales obtenidos tienen semejanza con los resultados simulados.
Diseño e implementación de una arquitectura para reducir el tiempo de latencia en servidores de archivo bajo un escenario de computación en la nube
(Universidad Católica San Pablo, 2013) Enríquez Díaz, Claudia Paola; Santisteban Pablo, Julio Omar
En la actualidad y con la continua evolución de las tecnologías, para la mayoría de empresas existe una gran necesidad, almacenar sus datos en la Nube, evitándose el trabajo de implementar dispositivos físicos que hagan dicha tarea, darles mantenimiento y pagar por ello altos costos. Sin embargo, muchas de estas empresas no pueden hacerlo, principalmente por la desconfianza a que se descubran sus datos internos, la mala utilización de estos datos, el elevado tiempo de latencia, el rendimiento y disponibilidad de datos; en realidad el bajo nivel de calidad de servicio (QoS) que ofrecen los proveedores de la Nube pública. Esta tesis, presenta una nueva arquitectura para Computación en la Nube, orientada a reducir el tiempo de latencia que en una arquitectura tradicional de Computación en la Nube aún sigue siendo muy elevada. En esta arquitectura se propusieron implementar nuevos componentes como un servidor local, el cual actuará como un Buffer de archivos entre la Nube y los clientes. Este servidor local también administrará y transferirá los archivos a la Nube según sea necesario. También se propuso implementar una base de datos concurrente con el fin de tener control de la arquitectura implementada específicamente sobre el sistema de archivos y así evitar inconsistencias. Por último, y lo más importante se desarrolló un protocolo de transferencia de datos propietario FCCM (File Cloud Communication Message), el cual por su sencillez permitió reducir de mejor manera el tiempo de latencia. Varias pruebas se realizaron con un análisis detallado de los casos, los factores y las implicaciones a considerar. Estas pruebas y análisis se muestran en los capítulos IV y V de esta tesis. La arquitectura propuesta se desarrolló en un software libre llamado "Qt", y su implementación se desarrolló vía socktes FCCM (File Cloud Communication Message) para cada uno de los componentes implementados (servidor local, servidor remoto, cliente), así mismo se implementó el protocolo FCCM y un sistema de archivos en este software. Básicamente se realizaron tres tipos de pruebas: la primera para verificar el correcto funcionamiento de cada uno de los componentes individualmente. La segunda fue una prueba de integración donde se verificó que los tres componentes trabajen correctamente juntos, sin embargo en esta prueba se notó un gran problema, puesto que al hacer uso de sockets FCCM, este sólo le permitía a la arquitectura enviar archivos de un tamaño menor o igual a 10KB, para lo cual se pensó en particionar un archivo en pequeños bloques, implementando además banderas de estado. En la tercera parte se hicieron diversas pruebas de rendimiento del sistema propuesto, con el fin de verificar que la arquitectura propuesta haya mejorado el tiempo de latencia. Así, la primera prueba de rendimiento consistió en comparar el tiempo en que demora un archivo en estar disponible para el cliente si es que éste se encuentra en el servidor local o si es que está en el servidor remoto; la segunda prueba de rendimiento consistió en comparar el tiempo de latencia del protocolo de transmisión de datos FCCM con los protocolos HTTP (Hypertext Transfer Protocol) y FTP (File Transfer Protocol). Los resultados de esta implementación fueron los esperados puesto que se consiguió reducir el tiempo de latencia en comparación con protocolos de transmisión de datos como HTTP y FTP.
Diseño e implementación de una matriz de conmutación de bajo costo utilizando frecuencias de UWB para la detección del cáncer de mama
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Condori Huayna, Manuel Alejandro; San Román Castillo, Ebert Gabriel
Con el paso del tiempo, se registran más casos de cáncer a nivel mundial, un tipo de cáncer que empieza a alertar a la población es el cáncer de mama. Por lo que, es importante disponer de herramientas que logren la detección temprana de esta neoplasia maligna; sin embargo, en el país de Perú, la pobre implementación de los centros médicos alejados de las ciudades más importantes, no cuentan con estas herramientas implementadas, de modo que, los casos de detección se empiezan a detectar en un estado avanzado y por ende la muerte prematura de la persona, además, que estas herramientas tienen un costo elevado, son de un tamaño voluminoso y no presentan una fiabilidad del todo. Para esto, la solución es desarrollar un prototipo que sea capaz de detectar la neoplasia utilizando frecuencias de microondas como funcionamiento de radar de campo cercano mediante la técnica Sum And Delay y caracterizar la permitividad del medio. Además es de bajo costo en comparación de las herramientas actuales y como un plus el prototipo será wereable, es decir, que se podrá instalar en las ciudades mas alejadas de las principales capitales, también en ambulancias, clínicas, hospitales, etc., de manera que, se va a analizar el prototipo, potenciando la arquitectura y siendo de capaz de detectar anomalías en el seno mediante la técnica de imágenes de microondas confocal. Por lo que, la finalidad del sistema MABIS es aportar como una nueva herramienta para la detección del cáncer, siendo más confiable y que las personas tengan la opción de usar este sistema con un costo mesuradamente bajo y accessible para todos, además de potenciar el autocuidado en la mujer y reducir los casos de mortalidad por parte del cáncer en el Perú.
Diseño y fabricación de electrodos capacitivos interdigitales planos en base a grafeno para medir concentraciones de nitratos en tiempo real
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Llerena Paricahua, Marcell; Mayhua Lopez, Efraín Tito
El término agricultura de precisión involucra la gestión de diferentes procesos que permiten controlar y elevar la producción agrícola. Esto involucra necesariamente la recolección de datos tanto temporales como espaciales y que gracias a su procesamiento se pueden generar herramientas para la decisión de estrategias para controlar los recursos necesarios tales como abonos, agua, energía, etc. y mejorar su aplicación en campo agrícola para así mejorar la sostenibilidad de las plantaciones. Esta recolección de datos puede desarrollarse mediante tecnologías que involucran técnicas de sensado a través de nodos de sensores y su conexión con la nube gracias a tecnologías como el Internet de las Cosas o IoT. Así, el presente trabajo de tesis se presenta el diseño y construcción de un prototipo de nodo sensor IoT basado en un capacitor interdigital basado en grafeno. Se presenta en detalle el diseño del sensor de grafeno, sus dimensiones, así como la etapa de adaptación de la señal y la transmisión utilizando un gateway LoRa (Long Range) para enviar la información a un servidor. Además, se realiza la comparación de las mediciones realizadas por el nodo sensor y el instrumento de medición de impedancia LCR meter de la marca HYOKI. Los resultados obtenidos indican que el prototipo obtenido presenta mediciones comparables para diferentes concentraciones de nitratos.
Diseño y planteamiento de una red OTNoDWDM con lambdas 100G en la Red Dorsal Nacional de Fibra Óptica, usando la tecnología AFEC para optimizar recursos
(Universidad Católica San Pablo, 2017) Zegarra Obando, Fabricio Osmar; Rodríguez García, Paolo
There has been a lot of research lately about next generation optical networks and how they can transport different bitrates and services over the same optical channel and more importantly, how new algorithms of different technologies could achieve to less CAPEX and OPEX. Specifically, forward error correction codes for 100 Gbps optical transmission is currently receiving much attention from network operators and ISPs. This document presents a brief study and comparison between different FEC schemes and how they can increment the span lengths between 3R nodes aiming to reduce the costs for network operators, when having to install different nodes, and to improve the bandwidth efficiency, which demand is raising tremendously nowadays. Once determined which is the best FEC code, a made-up implementation will be done on a network which has not been set yet in Peru (promoted by the government and FITEL), called "Red Dorsal Nacional de Fibra Óptica", comparing basic SDH over DWDM with OTN; this comparison will be made in economic and efficiency terms.
Diseño y simulación de una Red Wimax para el servicio de teleconsulta en el área rural de Caylloma
(Universidad Católica San Pablo, 2014) Villavicencio Peralta, Xuzel Ana; San Román Castillo, Ebert Gabriel
Por medio de los conocimientos tecnológicos relacionados a las telecomunicaciones, es posible generar un cambio que beneficie a sectores de la sociedad muchas veces olvidados. Es por esta razón, que en esta tesis se propone el diseño y planeamiento de una red WiMAX para el área rural d e Caylloma, con el fin d e brindar el servicio de telemedicina a los distritos y pueblos que no pueden acceder a un servicio de calidad para la atención de su salud. Se propone la tecnología WiMAX por ser una tecnología inalámbrica de largo alcance, cuya eficiencia ha sido demostrada en entornos rurales, lo cual permitirá una óptima operación de la red en la geografía que presenta Caylloma. Este trabajo abarca la descripción de la situación del sector salud en los distritos y pueblos de Caylloma, la simulación de cobertura WiMAX en cada sector, considerando que se ofrece los servicios d e voz, video, datos y transmisión de información médica, la selección del equipamiento para la red que más se adecúe a este tipo de entorno y por último el costo del mismo, que permitirá tener una idea del monto aproximado que costaría llevar a cabo una red de este tipo. La red que se propone en esta tesis es el resultado de diversas pruebas realizadas en los paquetes de simulación, dando como resultado una propuesta considerada óptima basada en los resultados de niveles de potencia y obtención de línea de vista, así como diversos criterios detallados a lo largo del presente documento.
Diseño, implementación y comparación de acopladores direccionales en la banda de 1 GHz a 6 GHz
(Universidad Católica San Pablo, 2022) Torres Quispe, Renato Nicolas; Zenteno Bolaños, Efrain
En la actualidad se están desarrollando tecnologías que operan en un amplio rango de frecuencias, y el desarrollo de estas se desea medir la potencia de la señal para ello se hace uso de acopladores direccionales, pero muchos de ellos no poseen un ancho de banda suficiente, por lo que en presente trabajo se realizara un estudio, comparación e implementación de acopladores direccionales candidatos que puedan servir para aplicación que requieran un ancho de banda 1 - 6 GHz. Finalmente se propondrá un acoplador direccional usando técnicas ya estudiadas para lograr un ancho de banda entre 1 a 6 GHz con una directividad de 20 dB como mínimo en toda la banda y una pérdida de transmisión de 1.51 dB.

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