Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones

Arquitectura de Referencia para el diseño y despliegue de Nubes Privadas

El modelo de Infraestructura como Servicio, perteneciente al paradigma de Computación en la Nube, constituye para la mayoría de las organizaciones una solución costo-efectiva-segura para satisfacer ágilmente la demanda de infraestructura de computación, a través de centros de datos privados dinámicamente escalables. Las soluciones propuestas por los líderes en la rama constituyen arquitecturas genéricas basadas en costosas infraestructuras de hardware de alto nivel de cómputo, que pueden resultar inadecuadas de acuerdo a las metas que se persigan con las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, y las limitaciones económicas o de otro tipo que presente una institución. Lo anterior dificulta la adopción de este modelo en entidades con fuertes restricciones económicas, por lo que el presente trabajo propone una arquitectura de Nube Privada con soporte para Infraestructura como Servicio que permite el diseño de soluciones para el mencionado modelo sobre hardware heredado y herramientas de Software Libre y Código Abierto. Los resultados alcanzados fueron una Arquitectura de Referencia que permite el diseño de Nubes Privadas que respondan a los objetivos y restricciones de las entidades, y una solución de despliegue basada en hardware de propósito general y Software Libre y Código Abierto, impactando en la reducción de las inversiones en las organizaciones.

The Infrastructure as a Service model belonging to the Cloud Computing paradigm constitutes for most organizations a secure-cost-effective solution for rapidly achieving the computing infrastructure demand through dynamically scalable private data centers. The solutions proposed by leaders in the industry are generic architectures based on expensive hardware infrastructure of high-level computation, which may be inappropriate according to the real needs and constraints of the institution's Information and Communications Technologies. This hinders the adoption of this model in companies with strong economic constraints, so the goal of this investigation was to propose a Private Cloud Infrastructure supporting Infrastructure as a Service based on legacy hardware, or not, and Free and Open Source Software tools, with Quality of Service levels comparable to the commercial solutions levels. The results achieved were: a Reference Architecture that lets the design of Private Clouds that meet the objectives and constraints of the interested organizations; a deployment solution based on general purpose hardware and Free and Open Source Software. These results favorably impacts on the reduction of the organization's TIC´s investments.

Diseño de un Sistema de Adquisición y Procesamiento de la Señal de ECG basado en Instrumentación Virtual

El presente trabajo expone los principales elementos de diseño e implementación de un Sistema de Adquisición y Procesamiento de la Señal de ECG. La herramienta emplea como herramienta de programación LabVIEW 2011 y como elemento de hardware una tarjeta de adquisición de datos de la Serie M de National Instruments. El sistema ha sido evaluado a través de un Generador de Señales de ECG, que es capaz de reproducir diferentes formas de ondas para calibración de electrocardiógrafos de acuerdo a las recomendaciones de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). La simplicidad, robustez del diseño, bajos costos y adaptabilidad de los módulos implementados para la adquisición de otras señales biomédicas, como la de Electroencefalografía, permiten contar con una herramienta muy útil en tareas de investigación y puesta en marcha de prototipos.

This paper describes a system using LabVIEW 2011 for ECG signal acquisition, filtering, processing and analysis. M series multifunction data acquisition cards are used for the acquisition of ECG signals and the appropriate software NI-DAQ. The system is evaluated with a custom ECG signal generator, with different calibration signals for electrocardiography indicated in the rules of the International Electrotechnical Commission (IEC). The simplicity, low cost and advantages of this new system respect to classical ECG acquisition allows for the implementation of the tool in other biomedical signal processing applications such as Electroencephalography (EEG).

Efectos físicos en el transistor bipolar: modelación y extracción de parámetros

La complejidad creciente de los sistemas electrónicos, el escalado de las dimensiones con nuevos nodos tecnológicos y el incremento de las frecuencias de trabajo, demandan circuitos integrados cada vez más exactos y estables. Para lograrlos se requiere de programas de simulación cada vez más precisos durante el proceso de diseño. El PSPICE, ampliamente utilizado para simular el comportamiento general de los circuitos integrados no considera mucho de los efectos físicos que se encuentran en los dispositivos reales. Para superar estas limitaciones, hace varias décadas se están desarrollando modelos compactos como los de HICUM y MEXTRAM basados en los efectos físicos que tienen lugar dentro de los dispositivos integrados. En este trabajo se presentan algunos aspectos físicos que no han sido estudiados con profundidad, tal como la influencia del coeficiente de emisión del emisor en la expresión del voltaje base-emisor del transistor bipolar, la explicación y modelación física del coeficiente de emisión, el efecto de la capacidad neutral en la modelación de la capacidad del emisor, así como un método de extracción del potencial de contacto V DE (T), cuyos resultados muestran una concordancia excelente con los resultados teóricos.

The rising complexity of electronic systems, the reduction of components size with the new technological nodes, and the increase of working frequencies, demand every time more accurate and stable integrated circuits, which require more precise simulation programs during the design process. The PSPICE, widely used to simulate the general behavior of integrated circuits, does not consider many of the physical effects that can be found in real devices. Compact models HICUM and MEXTRAM, have been developed over recent decades, in order to eliminate this deficiency. This work presents some of the physical aspects that have not been studied so far, such as; the expression of base emitter voltage, including the emitter emission coefficient effect (n); physical explanation and modeling of emission coefficient, the effect of neutral capacitance in modeling of emitter capacitance, as well as a new extraction method for the diffusion potential V DE (T), based on the forward biased base-emitter capacitance; showing excellent agreement between experimental and theoretical results.

La Radio Cognitiva y su Impacto en el Uso Eficiente del Espectro de Radio

La radio cognitiva emerge como una novedosa tecnología de las comunicaciones inalámbricas con el potencial de cambiar la forma ineficiente en que el espectro radioeléctrico es utilizado actualmente. Las técnicas de acceso dinámico al espectro constituyen un elemento clave en la implementación de la tecnología radio cognitiva. En este trabajo se analizan las cuatro funcionalidades principales que forman parte del ciclo cognitivo para garantizar el acceso dinámico al espectro: (1) la identificación de las oportunidades de acceso al espectro; (2) la selección de las bandas de frecuencia a utilizar; (3) la coordinación entre usuarios para el acceso al espectro; y (4) la movilidad espectral. Además, se presenta una síntesis de las plataformas de desarrollo más utilizadas en las investigaciones sobre esta tecnología y de las actividades desarrolladas con el fin establecer regulaciones para el uso oportunista del espectro.

Cognitive radio emerges as a new technology for wireless communication with the potential to solve the actual spectrum scarcity issue resulting from the inefficiency in the spectrum usage. Dynamic spectrum access techniques are a key element in the implementation of cognitive radio technology. In this paper we analyze the four main features that are part of the cognitive cycle to ensure dynamic spectrum access: (1) identification of opportunities for spectrum access, (2) selection of frequency bands for transmission; (3) coordination between users to access the spectrum, (4) spectral mobility. In addition, we provide a summary of the most popular testbed used in cognitive radio research and discuss the recent efforts made by various institutions in order to establish regulations for opportunistic spectrum usage.

Sistema de medición y análisis de impedancia

El presente trabajo describe el diseño y construcción de un sistema para la medición y análisis de impedancia, en forma compleja, en el cual se obtiene el valor de impedancia medido en coordenadas rectangulares R+jX y polares |Z| «Ø. El sistema está basado en tres bloques fundamentales: un generador de señales Agilent 33210A, un bloque de medición de la impedancia compleja basado en un microcontrolador PIC16F873A y una computadora personal que procesa, visualiza y almacena la información. Se describen los circuitos electrónicos desarrollados, así como el software programado en el microcontrolador PIC. Se muestra el programa desarrollado en LabVIEW encargado de controlar todo el sistema. Por último se muestran las mediciones preliminares realizadas con el sistema diseñado.

This paper describes the design and construction of a complex impedance measurement and analysis system, where themeasured impedance valueis obtainedin rectangularcoordinates R+jX andpolar |Z| «Ø. The base of the systemare three fundamentals blocks: a signal generator Agilent 33210A, a circuit witch a PIC16F873A microcontroller for measuring of complex impedance and a personal computer for process, display and storage the information. It's also described the developed electronics circuits and the software programed in the PIC microcontroller. The software that was developed in LabVIEW in charge of the system control. Finally, it's shown the first measurements made with the designed system.

Decodificación del canal de sincronismo de la Interfaz de Radio de GSM

Este artículo expone las definiciones y conceptos necesarios para realizar la decodificación del canal de sincronismo de la Interfaz de Radio de GSM (Um) hasta la obtención del código de la estación base (BSIC) y el número de trama (FN). Estos datos son imprescindibles para el proceso de sincronización de un analizador de protocolos a una Estación Base Transceptora (BTS), solución en desarrollo a la cual tributa parcialmente esta investigación. Para alcanzar este objetivo se realizó un análisis de los protocolos de la capa física descritos en las normas GSM, como aportes de la investigación se obtuvo una documentación exhaustiva y coherente de los protocolos de la capa física GSM lo cual estaba disperso en la literatura a nuestro alcance.

This paper provides definitions and necessary concepts for synchronization channel decoding of GSM radio interface (Um) to obtain the base station identity code (BSIC) and the frame number (FN). These data are essentials for the protocol analyzer synchronization process with a Base Transceiver Station (BTS). This research is a piece of a big developing solution to achieve this objective. It was made a study and analysis of the physical layer protocols described in the GSM Standards. Contribution of this research was obtained consistent and comprehensive documentation of GSM physical layer protocols which was scattered in the literature to our scope.

Antena MOXON para estaciones terrenas de satélites meteorológicos de orbita polar

Una de las herramientas de trabajo actual del meteorólogo es la información que se capta desde el espacio circunterrestre por los satélites de la Tierra. Debido a lo cual, la Meteorología se beneficia con la existencia de satélites en órbitas bajas que cruzan sobre el ecuador y a través de los polos terrestres, enviando continuamente imágenes en formato digital de partes de la Tierra. Estas imágenes aportan importantes datos meteorológicos que permiten realizar los pronósticos del tiempo, con la correspondiente influencia en la economía de los países. Dichos sistemas se soportan por un equipamiento de alta calidad constructiva que posibilita imágenes de alta resolución. Este trabajo basa su contenido fundamentalmente en el análisis de los parámetros para la construcción de una antena para el desarrollo de una Estación Terrena Receptora (ETR) que permita efectuar la captación de señales de satélites meteorológicos de órbitas polares en la banda de 137 MHz.

One of the tools of the meteorologist's current work, is the information that is captured by satellites from an orbit in the space around of the Earth. Due to that, the Meteorology benefits with the existence of satellites in low orbits that cross on the equator and through the terrestrial poles, sending images continually in digital format of parts of the Earth. These images contribute with important meteorological data, that allow to carry out the forecast of the time, with the corresponding influence in the economy of the countries. These systems are supported by equipment of high constructive quality that facilitates images with high resolution. This work bases its content fundamentally on the analysis of the parameters for the construction of an antenna for the development of a Receiving Hearth Station that allows to make the reception of signals of meteorological satellites of polar orbits in the band of 137 MHz.

Implementación mediante hardware de una Red Neuronal Artificial para Reconocimiento de Caracteres

En el presente trabajo se abordan temas de interés relacionados con la implementación de Redes Neuronales Artificiales (RNAs) en hardware reconfigurable. Para alcanzar dicho fin, se desarrolló una aplicación para el Reconocimiento de Caracteres, utilizando en el proceso de clasificación una red de tipo Perceptrón Multicapa (Feed-Forward Backpropagation). Los primeros pasos realizados consistieron en la creación, entrenamiento y simulación de dicha red. Para esto, se empleó la Interfaz Gráfica de Usuario (IGU) que ofrece el toolbox de Redes Neuronales de Matlab. La implementación hardware de la RNA , se realizó mediante la traducción del modelo computacional a un modelo sintetizable en hardware, el cual es descrito empleando un flujo de diseño basado en modelos, que se apoya en el entorno Matlab/Simulink y la herramienta System Generator de Xilinx. La implementación física se llevó a cabo empleando la tarjeta de desarrollo Atlys de la compañía Digilent. El trabajo está dirigido al análisis de los principales aspectos a tener en cuenta a la hora de llevar a cabo la implementación hardware de una RNA en FPGA y la metodología a seguir para alcanzar dicho fin, y que constituyen las principales novedades de este trabajo.

This paper deals with the implementation of an Artificial Neural Network on reconfigurable hardware. The authors developed an application for character recognition using a feedforward backpropagation neural network, developed on an FPGA. In order to carry out such implementation the computational model of the neural network is translated into a FPGA synthesizable model using the Matlab/Simulink environment as well as the System Generator Xilinx tool. The results are illustrated in a prototype developed on an Atlys board. The authors focus the analysis and discussion on the main aspects considered to synthetize an ANN on an FPGA as well as the methodology to follow during such implementation, which are the main contributions of this paper.