Planificaciones TDMA óptimas en redes submarinas de comunicación

Fecha de Lectura de Tesis: 27 de junio de 2018.La necesidad de monitorización de parámetros medioambientales como el nivel de ozono en la atmósfera o la polución en las grandes ciudades entre otros casos, es un hecho probado. La pronta disponibilidad de tales medidas permite poner en marcha acciones correctivas que eviten de otro modo consecuencias irreversibles. La vía principal de obtención de estas mediciones, reside en la aplicación de la tecnología (mediciones in situ, globos sonda, imágenes satélite, etc). Esta situación es trasladable al medio marino, donde hay un interés creciente en estudiar cuál es el efecto global de alteraciones en su estado. Un caso conocido es la variación de las corrientes oceánicas, que tiene un gran impacto en el clima (inundaciones, sequías, etc). En otros casos, esta medición permite responder a emergencias ante desastres naturales, como la detección de tsunamis en un maremoto mediante una red de boyas de flotación. En aguas costeras, también son muchas las aplicaciones que pueden beneficiarse de una medición automatizada de parámetros del agua, entre otros el control de vertidos contaminantes o la monitorización de sedimentos aportados en los estuarios de los ríos, en ambos casos con efectos sobre el equilibrio del ecosistema marino. Una solución cada vez más extendida para obtener medidas continuas en el medio marino, es establecer una red de nodos submarina, donde cada nodo contiene diferentes sensores además de un módem para transmitir y recibir datos. Para recoger los datos medidos, se establece un patrón de comunicaciones entre nodos que haga llegar la información de todos ellos a un nodo especial recolector, para su posterior recogida y procesamiento. La principal dificultad radica en la comunicación inalámbrica entre los nodos, pues el medio marino es muy agresivo e impone serias limitaciones a la propagación de las señales no guiadas, atenuando la onda (más cuanto mayor sea la frecuencia) e imponiendo una baja velocidad de propagación

Study of the Applicability Domain of the QSAR Classification Models by Means of the Rivality and Modelability Indexes

The reliability of a QSAR classification model depends on its capacity to achieve confident predictions of new compounds not considered in the building of the model. The results of this external validation process show the applicability domain (AD) of the QSAR model and, therefore, the robustness of the model to predict the property/activity of new molecules. In this paper we propose the use of the rivality and modelability indexes for the study of the characteristics of the datasets to be correctly modeled by a QSAR algorithm and to predict the reliability of the built model to prognosticate the property/activity of new molecules. The calculation of these indexes has a very low computational cost, not requiring the building of a model, thus being good tools for the analysis of the datasets in the first stages of the building of QSAR classification models. In our study, we have selected two benchmark datasets with similar number of molecules but with very different modelability and we have corroborated the capacity of the predictability of the rivality and modelability indexes regarding the classification models built using Support Vector Machine and Random Forest algorithms with 5-fold cross-validation and leave-one-out techniques. The results have shown the excellent ability of both indexes to predict outliers and the applicability domain of the QSAR classification models. In all cases, these values accurately predicted the statistic parameters of the QSAR models generated by the algorithm

Estudio comparativo de la adaptación al espacio europeo de educación superior en asignaturas del segundo ciclo de ingeniería informática

Nowadays the Spanish Universities are deeply involved in an adaptation process from the university studies to the European Higher Education Space (EHES) in order to reach the European convergence by means of a series of established criteria which are getting progressively in practice in the different Universities and, among them, in the University of Córdoba. In this paper, we have attempted to capture the experience carried out in the application of the established approach corresponding with the ECTS credits during the academic course 2005/2006 for two subjects belonging to the Second Cycle of Computer Engineer. The studied aspects have been: the management and scheduling of the educational contents, the impact produced in the way of learning by the use of the new technologies and the teaching development along the course. Also, we describe and analyze the educational results obtained by the application of the interactive methodologies combined with the use of new technologies in order to provide the students with a background in agreement with the work market request.En la actualidad las Universidades Españolas están inmersas en un proceso de adaptación de las titulaciones universitarias al Espacio Europeo de Educación Superior (EEES) para lograr la convergencia europea mediante una serie de criterios establecidos que se están llevando a la práctica de manera progresiva en las distintas universidades y, por lo tanto, en la Universidad de Córdoba. En este trabajo se ha intentado plasmar la experiencia llevada a cabo durante el curso académico 2005/2006 de dos de las asignaturas impartidas en el Segundo Ciclo de Ingeniero Informático mediante los criterios establecidos en la aplicación de créditos ECTS. Los aspectos estudiados han sido: la gestión y distribución temporal de los contenidos docentes, el impacto producido por el uso de las nuevas tecnologías y el desarrollo de la docencia. Se describen y analizan los resultados obtenidos en la aplicación de las metodologías interactivas combinadas con el uso de nuevas tecnologías para una preparación del alumnado más acorde con el mercado de trabajo

Optimal Fair Scheduling in S-TDMA Sensor Networks for Monitoring River Plumes

Underwater wireless sensor networks (UWSNs) are a promising technology to provide oceanographers with environmental data in real time. Suitable network topologies to monitor estuaries are formed by strings coming together to a sink node.This network may be understood as an oriented graph. A number of MAC techniques can be used in UWSNs, but Spatial-TDMA is preferred for fixed networks. In this paper, a scheduling procedure to obtain the optimal fair frame is presented, under ideal conditions of synchronization and transmission errors. The main objective is to find the theoretical maximum throughput by overlapping the transmissions of the nodes while keeping a balanced received data rate from each sensor, regardless of its location in the network. The procedure searches for all cliques of the compatibility matrix of the network graph and solves a Multiple-Vector Bin Packing (MVBP) problem. This work addresses the optimization problem and provides analytical and numerical results for both the minimum frame length and the maximum achievable throughput

State of the Art, Trends and Future of Bluetooth Low Energy, Near Field Communication and Visible Light Communication in the Development of Smart Cities

The current social impact of new technologies has produced major changes in all areas of society, creating the concept of a smart city supported by an electronic infrastructure, telecommunications and information technology. This paper presents a review of Bluetooth Low Energy (BLE), Near Field Communication (NFC) and Visible Light Communication (VLC) and their use and influence within different areas of the development of the smart city. The document also presents a review of Big Data Solutions for the management of information and the extraction of knowledge in an environment where things are connected by an “Internet of Things” (IoT) network. Lastly, we present how these technologies can be combined together to benefit the development of the smart city

An ubiquitous and non intrusive system for pervasive advertising using NFC and geolocation technologies and air hand gestures

In this paper we present a pervasive proposal for advertising using mobile phones, Near Field Communication, geolocation and air hand gestures. Advertising post built by users in public/private spaces can store multiple ads containing any kind of textual, graphic or multimedia information. Ads are automatically shows in the mobile phone of the users using a notification based process considering relative user location between the posts and the user preferences. Moreover, ads can be stored and retrieved from the post using hand gestures and Near Field Communication technology. Secure management of information about users, posts, and notifications and the use of instant messaging enable the development of systems to extend the current advertising strategies based on Web, large displays or digital signage

An energy-efficient integration of a digital modulator and a Class-D amplifier

Energy consumption is always a key feature in devices powered by electric accumulators. The power amplifier is the most energy-demanding module in mobile devices, portable appliances, static transceivers, and even nodes used in underwater acoustic networks. These devices incorporate a modulator, typically a pulse-width modulation (PWM) and a class-D power amplifier, for higher efficiency. We propose a technique to integrate the modulator of a transmitter and PW-modulator of a class-D amplifier to improve the overall efficiency of the system. This integrated set operates as an up-converter, phase modulator (PM), and binary phase-shift keying (BPSK) modulator under certain conditions. The theoretical concept is verified using Matlab and a model is designed and simulated in Simulink. For validation purposes, an electronic circuit is built and tested using Multisim. The results obtained by simulations and circuit implementation show that the proposed integrated system is an energy-efficient and cost-effective solution compared to conventional techniques

Operación multihop eficiente en redes acústicas submarinas de sensores con planificación TDMA

Dos de los problemas a los que se enfrentan las comunicaciones inalámbricas submarinas, y que limitan sobremanera la velocidad de transmisión de los datos, son (i) la atenuación en el medio acuático, que es selectiva en frecuencia, y (ii) el alto retardo de propagación. El primer factor, obliga a usar frecuencias bajas (acústicas), con una consiguiente degradación en la velocidad de transmisión de datos, que limita las aplicaciones posibles. El segundo problema, hace que las técnicas empleadas para el acceso y transmisión de los nodos (capa de enlace OSI o MAC), deban ser lo más eficientes posible para no demorar en demasía la entrega de datos. En concreto, en esta comunicación abordamos el problema de una red de nodos con sensores que pretende ser diseñada para minimizar el impacto de los dos problemas anteriormente citados. Para ello, se establece una técnica TDMA en el acceso al medio y se estudia el efecto que tiene una disciplina de servicio para la capa MAC para transmitir paquetes, basada en una cola FIFO con prioridad, bajo una planificación eficiente de transmisiones en la red. Se plantean distintos escenarios de tráfico generado uniforme o no uniforme por los nodos sensores, además de introducir una métrica (índice de Gini) para la uniformidad de paquetes entregados al Gateway por cada nodo, que es un criterio para que la red sea justa (fairness). Como resultados, se aportan medidas de throughput, retardo extremo a extremo de los paquetes, así como tamaño medio y máximo de las colas de cada nodo.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech