Ingeniería Electrónica, Automática y Comunicaciones

Classification of sea clutter using artificial neural networks

La detección de radar bajo la acción del clutter marino es un problema actual. La efectividad de esta detección puede ser mejorada o aún optimizada si el comportamiento estadístico de los parámetros de las señales dispersadas por la superficie del mar (clutter marino) es conocida. En el presente trabajo, la mayoría de los modelos estadísticos del clutter marino bajo diferentes condiciones es dada y se logra en un solo documento de manera sintética agrupar un gran volumen de información, difícil de encontrar, y en muchos casos, de interpretar. La mayor contribución investigativa de este trabajo es la presentación de los fundamentos de un sistema auto adaptativo para la detección de blancos de radar, basado en el reconocimiento de diferentes distribuciones que modelan las mediciones de amplituddelclutter marino, obtenida en un intervalo de tiempo dado. Realizando una clasificación más fina al especificar el rango de valores que toman los parámetros de la distribución, para el intervalo de tiempo que se analiza. Este sistema fue simulado satisfactoriamente utilizando redes neuronales.Los resultados revelaron que se puede realizar de forma efectiva el reconocimiento de distribuciones de mediciones de amplitud del clutter marino y de los parámetros de la distribución.

The radar detection under the action of sea clutter is an ongoing problem. The effectiveness of this detection can be improved or even optimized if the statistical behavior of the parameters of the signals scattered by the sea surface (sea clutter) is known. In this study, most of the statistical models of ocean clutter under different conditions is given and is accomplished in a single document synthetically group a large volume of information, hard to find, and in many cases, to interpret. The major contribution of this research work is the presentation of the foundations of anauto-adaptive system for detecting radar targets, based on the recognition of different distributions that model the sea clutter collected in a given time interval. Performing a finer classification to specify the range of values taken by the parameters of the distribution, for the time interval being analyzed. This system was successfully simulated using neural networks. The results revealed that can effectively perform recognition distributions of the marine clutter amplitude measurements and parameters distribution.

Comparative study of wireless channel propagation models

Los modelos de propagación del canal inalámbrico resultan de gran importancia en el diseño de redes y sistemas, dada su gran diversidad, es necesario determinar los modelos más eficaces para cada entorno. En este artículo se evalúa el desempeño de una selección de modelos de propagación en ambientes urbanos y suburbanos. Se determina el impacto de la altura de la estación base sobre las predicciones de los modelos, destacándose la sensibilidad de aquellos que incluyen información detallada del entorno en su formulación. Finalmente, son comparadas las predicciones de los modelos evaluados con mediciones reales, resultando el Hata y el Walfisch-Ikegami como los modelos más precisos para su aplicabilidad en estos entornos.

Wireless channel propagation models are very important in network and systems design, because of its great diversity, it is necessary to determine the most effective models for each environment. This paper presents a performance evaluation of a set of propagation models in urban and suburban environments. The impact of the base station height on model predictions is determined, highlighting the sensitivity of those that include detailed environment information in its formulation. Finally, the predictions of the evaluated models are compared with actual measurements, being Hata and Walfisch-Ikegami identified as the most accurate models for its applicability in these environments.

Study of the variation of different parameters in microcinta antennas AAPC

En el presente trabajo se realiza un estudio de la influencia que ejercen las variaciones del grosor del sustrato dieléctrico y de la posición de la ranura, en antenas de microcinta acopladas por apertura que radían con polarización circular (AAPC), sobre algunos de los parámetros de interés de la estructura radiante. Los resultados obtenidos permiten constatar que un aumento del espesor del sustrato dieléctrico, mediante el incremento en el grosor de la capa de aire, que en la estructura diseñada, separa al plano de tierra del parche radiante, produce una disminución de la frecuencia de resonancia, un aumento en el nivel de aislamiento entre alimentaciones, ejerce marcada influencia en la ganancia de la estructura radiante, produce un aumento de la relación axial y de la polarización cruzada. El desplazamiento de las ranuras de la zona central del parche radiante produce un corrimiento en la frecuencia de resonancia y una disminución en el nivel de aislamiento entre alimentaciones, de la ganancia, de la relación axial y de la polarización cruzada. Partiendo de los criterios y las relaciones de compromiso analizadas, en este trabajo se presenta la implementación de la estructura estudiada, pudiendo comprobarse a través de las mediciones practicadas el correcto funcionamiento de la misma.

Current work present a study of the influence of the variation on the thickness of the dielectric substrate and the position of the slot have over some interesting parameters in aperture coupled microstrip antennas that radiates with circular polarization (AAPC). The results allow verifying that an increase in the thickness of the dielectric substrate through an increase in the thickness of the air cape, that in the frame designed separates the ground plane of the radiating patch produces a decrease of the resonance frequency, an increased level of isolation between feeds, it exerts a marked influence on the gain of the radiating structure and produces an increased of the axial ratio relation and of the cross-polarization. The displacement of the slots of the central area of the radiating patch produces a shift in the resonance frequency and a decrease in the level of isolation between feeds, the gain, the axial ratio and the cross- polarization.

Automated and integrated management of information security controls

En el presente trabajo se propone un modelo para la gestión automatizada e integrada de controles de seguridad informática, basado en sistemas de gestión de información y eventos de seguridad (SIEM), que posibilita aumentar la efectividad de los controles implementados y disminuir la complejidad de la gestión de la seguridad de la información. Se define el concepto de automatización en el contexto de la seguridad informática y se determinan los controles que pueden ser automatizados. Como parte de la investigación se seleccionan un grupo de indicadores que permiten medir de forma automatizada la efectividad de los controles, se propone además una guía para la aplicación del modelo propuesto y se describe una posible implementación del mismo utilizando el sistema SIEM de software libre OSSIM.

In this paper we propose a SIEM-based model for the automated and integrated management of information security controls, in order to increase the effectiveness and reduce the complexity of information security management. The concept of automation is defined in this context and automatable controls are identified through this research. The model includes a group of security metrics for the measurement of security controls effectiveness in an automatic way. Furthermore we propose a guide for the implementation of the model and we describe a possible application scenario using OSSIM, a free software SIEM system.

Reconfigurable hardware for reconstruction of transmitted videos using Incoherent Optical Fiber Bundles

La transmisión de imágenes mediante mazos de fibras ópticas no coherentes (IOFB) necesita información sobre la posición de cada fibra para ser usada en la reconstrucción de la imagen original. Otro importante requerimiento es poseer suficiente memoria para almacenar la imagen durante su reconstrucción y durante su retransmisión. La mayoría de las veces estos aspectos obligan el uso de memoria externa si se utilizan FPGAs en el sistema. Este trabajo presenta una solución a este problema. Se propone un sistema en un chip capaz de almacenar la información necesaria y las imágenes sobre las que se está trabajando usando un FPGA de bajo costo. Se presentan dos soluciones y se implementa la que resulta más ventajosa. Los resultados son discutidos. El uso de este método hace posible transmitir video usando IOFB y reconstruir las imágenes originales casi en tiempo real, debido a su baja latencia. Esta propuesta podría utilizarse en sistemas autónomos sacando ventaja de su nivel de compactación, fiabilidad y bajo costo.

Image transmission using incoherent optical fiber bundles (IOFB) requires calibration information used for reordering the fiber positions and reconstructing the original image. Another important demand consists in enough memory to store image during reconstruction and during retransmission. Most of the time, these aspects require to use external memory when FPGAs are used. This paper presents a solution in order of resolve this problem. A system on chip is proposed capable of to store needed information and images using a low cost FPGA. Two solutions are presented, the best is implemented. Results are showed. The use of this method makes possible to transmit video using IOFB and reconstruct originals images almost in real time because of its low latency. This proposal could be used in autonomous systems taking advantage of its compaction level, reliability and low costs.

Optimization of the DOA Estimation in Smart Antenna Systems using Neural Networks approaches

La estimación DOA es uno de los principales problemas a resolver en las comunicaciones modernas. En el presente trabajo, se realiza un acercamiento a los sistemas de Antenas Inteligentes y los elementos teóricos referidos a la estimación de DOA, ecuaciones y modelos. Se estudian los métodos clásicos de estimación y las nuevas técnicas basadas en Redes Neuronales. Se traza una metodología para la obtención de resultados, a partir de parámetros medibles, en cada uno de los algoritmos de estimación sometidos a comparación. Finalmente, se analizan los resultados y se propone utilizar técnicas basadas en Redes Neuronales a fin de mejorar la estimación de DOA en Antenas Inteligentes.

DOA estimation is one of the main problems to solve in modern communications. This article exhibits an approach to Smart Antenna Systems and the theoretical elements referred to the DOA estimation, its models and equations. It makes a study the classical methods, and it deepens in a novel methods based on Neural Networks. Then it traces a methodology for obtaining the results, from measurable parameters in each of the estimation algorithms under comparison. Finally, it analyzes the results and intends to apply techniques based in Neural Network to improve the estimation of DOA in Smart Antennas.

Visual aid system to support learning spanish phoneme

El presente trabajo tiene como propósito mostrar un sistema computacional con la capacidad de apoyar el aprendizaje de la pronunciación de un conjunto determinado de fonemas españoles, dirigido a personas sordas o con dificultades auditivas, que tienen como consecuencia trastornos del habla. La posibilidad de «ver lo que se dice», puede resultar muy útil como método para la implantación y rehabilitación del Habla. Visualizar de forma inmediata, mediante una gráfica, los perfiles acústicos de los principales parámetros de la señal de voz y asociarlos con imágenes que representan lo dicho, ha resultado una alternativa adicional muy estimulante en el campo de la Foniatría. Dicho sistema basa su funcionamiento en la extracción y comparación de parámetros fundamentales de las señales de voz, entre los cuales se puede mencionar los LPC (Linear Predictive Coding), Formantes y coeficientes Ceptrales en la escala de frecuencias de Mel (Mel-frequency cepstral coefficients, MFCCs). Se espera que el sistema constituya una herramienta de apoyo a la rehabilitación de trastornos del habla, reemplazando el canal de realimentación auditivo por un canal de realimentación visual. Es decir, mediante gráficas de los perfiles acústicos y principales parámetros característicos de la señal de voz, con imágenes e indicadores de avance, se estructura en conjunto una importante herramienta alternativa adicional para la rehabilitación en trastornos del habla.

This paper aims to show a computer system with the ability to support the learning of the pronunciation of a particular set of phonemes Spanish, aimed at people who are deaf or hard of hearing, which result in speech disorders. The ability to «see what it says,» can be very useful as a method for the implementation and speech rehabilitation. Display immediately, using a graph, acoustic profiles of the main parameters of the speech signal and associate them with images that represent what this has proved very stimulating an additional alternative in the field of Pathology. The system operation is based on the extraction and comparison of key parameters of the speech signals, among which one can mention the LPC (Linear Predictive Coding), Formant and Mel-frequency cepstral coefficients (MFCCs). It is expected that the system constitutes a tool to support the rehabilitation of speech disorders, replacing the auditory feedback channel for visual feedback channel. Namely, by graphical and acoustical profiles main characteristic parameters of the speech signal, with images and progress indicators, allow to set an important additional alternative tool for rehabilitation of speech disorders.

Control modules for video processing systems based on the Xilinx VFBC

El presente trabajo desarrolla módulos hardware para el prototipado rápido de sistemas de procesado de vídeo basados en el controlador de memoria para fotogramas de vídeo (VFBC) de Xilinx. Esta implementación permite el almacenamiento de los fotogramas en memoria externa al dispositivo programable, así como su correcto manejo para el diseño de sistemas de procesado espacio-temporales utilizando el flujo de diseño basado en modelos de Xilinx System Generator. Los módulos hardware son los encargados de la configuración y control de las interfaces de escritura y lectura del VFBC, además de la manipulación de las señales de sincronismo de vídeo para la interconexión de periféricos de entrada y salida. El artículo incluye además la descripción de los módulos elaborados así como el análisis de los resultados del empleo de los mismos en el desarrollo de un demostrador de procesado temporal de vídeo utilizando un detector de movimiento simple sobre una placa Spartan-6 SP605 Evaluation Platform.

This paper develops hardware modules for rapid prototyping of video processing systems based on the Xilinx video frame buffer controller (VFBC). This implementation allows the storage of video frames in memory external to the programmable device, as well as its proper handle for designing spatio-temporal processing systems using the Xilinx System Generator model-based design flow. The hardware modules are responsible for the configuration and control of writing and reading VFBC interfaces, as well as the manipulation of video synchronization signals for interconnecting input and output peripherals. The article also include the description of the elaborated modules and the analysis of the results of its use for the development of a temporal video processing demonstrator using a simple motion detector on a Spartan-6 SP605 Evaluation Platform board.