Ingeniería Telemática

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  • Acceso AbiertoTesis Doctoral
    Contribuciones al ahorro de energía en dispositivos IoT IEEE 802.15.4 con RPL y potencia de transmisión ajustable
    (2024-04-09) Ternero Muñiz, Juan Antonio; Estepa Alonso, Rafael María; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Telemática
    En esta tesis se aborda el problema de disminuir el consumo total de energía en una red inalámbrica de dispositivos IoT sin perjuicio de la calidad del servicio. Se asume que los dispositivos IoT utilizan un enlace radio IEEE 802.15.4 que ofrece varios niveles de potencia de transmisión, y que usan el protocolo de encaminamiento RPL para formar la red. La solución propuesta resuelve simultáneamente el problema de encaminamiento en la red y la selección óptima de la potencia de transmisión en cada nodo, haciendo que los mensajes lleguen a su destino minimizando el gasto energético posible y manteniendo la calidad del servicio de red. Para ello, se emplea en cada nodo un enfoque de capa cruzada que utiliza información intercambiada por los protocolos de nivel de red (encaminamiento RPL), de acceso al medio y de nivel físico. Cabe señalar la interdependencia entre la potencia de transmisión y el alcance y la calidad en los enlaces radio, y por lo tanto, entre el camino óptimo en la red y la potencia de transmisión en cada nodo. Por ello, es conveniente la selección conjunta de ambos parámetros de operación. Dada la complejidad del problema, y las limitaciones de recursos existentes en los nodos IoT, se ha propuesto un algoritmo de bajo consumo de recursos computacionales implementado sobre el protocolo de encaminamiento RPL para la selección óptima de ambos parámetros. A fin de reducir el consumo energético ligado al plano de control de RPL, esta tesis también propone un nuevo mecanismo alternativo de sondeo de alcanzabilidad de los vecinos, que permite mantener frescas las estadísticas de comunicaciones de la capa de enlace, pero restringiendo el número de mensajes de control. La solución propuesta se ha implementado y validado en dispositivos IoT con el sistema operativo Contiki (motas Z1), con hasta 5 niveles de potencia de transmisión, usando el simulador Cooja y realizando simulaciones con 15 dispositivos distribuidos en áreas de diferentes tamaños: desde 10m × 10m (7m2/dispositivo), hasta 100m × 100m (667m2/dispositivo). Los resultados muestran que se consigue un ahorro significativo comparándolo con la transmisión a un nivel de potencia máximo (RPL estándar) o con la transmisión a dos niveles de potencia (RPL binario), logrando una reducción de hasta un 20% en la transmisión y un 34% en la recepción.
  • Acceso AbiertoTesis Doctoral
    Validación de un índice predictivo que permita estimar la supervivencia del trasplante renal integrando variables del donante y receptor en el momento de la donación
    (2022-09-29) Pérez Valdivia, Miguel Angel; Calvillo Arbizu, Jorge; Rocha Castilla, José Luis; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Telemática; Universidad de Sevilla. Departamento de Medicina
    Introducción La enfermedad renal crónica (ERC) es una patología de una elevada prevalencia y de alta complejidad. Con el envejecimiento de la población se estima que la incidencia aumente y que se convierta en una de las principales causas de muerte en las próximas décadas. Por otro lado, la ERC supone un elevado coste económico para el sistema. El trasplante renal continúa siendo la terapia de elección para la ERC, sin embargo, a pesar de la gran mejoría de resultados en el corto plazo los resultados a largo plazo permanecen estables en las últimas décadas motivado principalmente por un donante de mayor edad y con mayores comorbilidades. Los métodos para estimar la calidad del donante permanecen prácticamente inalterados en las últimas décadas, basándose principalmente en el filtrado glomerular y en las lesiones histológicas obtenidas en la biopsia pre implante. Sólo en los últimos años han aparecido índices como el Kidney Donor Profile Index (KDPI) que tiene una capacidad de predicción moderada. El objetivo de esta tesis es crear una herramienta que permita estimar la supervivencia del injerto y del paciente en función de las características del donante y del receptor en el momento de la donación. Material y métodos Realizamos un estudio observacional de cohortes retrospectivas con datos del registro de trasplantes del sistema de información de la Comunidad Autónoma de Andalucía (SICATA). Un total de 5078 trasplantes de donante cadáver realizados en mayores de 18 años en el periodo transcurrido entre el 1 de enero de 2006 y el 31 de diciembre de 2019 fueron incluidos en el estudio. De esta población se “reservó” un 30% (1519) como cohorte de validación. Los pacientes fueron seguidos hasta su muerte, vuelta a diálisis, retrasplante, pérdida de seguimiento o finalización del periodo del estudio. Se empleó la regresión de Cox para determinar la influencia de distintas variables en la supervivencia del injerto, fallo global del trasplante (supervivencia del injerto no censurada para muerte) y supervivencia del paciente. El índice predictivo para cada escenario (supervivencia del injerto, supervivencia del trasplante y supervivencia del paciente) se obtuvo a partir de la aplicación de una función de estimación de riesgo parametrizada donde la influencia de cada variable está calculada por el logaritmo neperiano de su hazard ratio (HR). El índice de concordancia c-statistic fue utilizado para determinar la capacidad de predicción del modelo. Los paquetes de software estadístico utilizados en este proceso han sido IBM SPSS y R. Resultados El periodo medio de seguimiento fue de 62 meses (1872 días) con un rango máximo de seguimiento de 5111 días. La mediana de edad de los donantes fue de 56 años (IQR 46.5-65.5) en la cohorte de ensayo y de 57 años (IQR 47.5-66.5) en la de validación (p=0.25). La mediana de edad de los receptores fue de 55 años (IQR 45.75-64.25) en la cohorte de ensayo y de 54 años (IQR 45-63) en la de validación (p=0.78). Un 61% de los donantes y un 63% de los receptores eran hombres. Las variables que se asocian a pérdida del injerto (censurada para muerte) son: la edad del donante (HR 1.021; 95% CI 1.018-1.024; p<0.001); la donación en asistolia tipo II (HR 1.576; 95% 1.241-2.047; p<0.001) y en asistolia III (HR 1.567; 95% CI 1.372-1.812; p<0.001) frente a muerte encefálica del donante; así como el porcentaje de anticuerpos preformados (PRA) del receptor (HR 1.009; 95% CI 1.007-1.011; p<0.001) y el número de trasplante renal (HR 1.494; 95% CI 1.367-1.634; p<0.001). En cuanto a la supervivencia del paciente, se ve influenciada lógicamente por la edad del receptor de tal manera que en los pacientes mayores de 60 años el riesgo de muerte es cinco veces mayor al de los menores de 40 (HR 5.507; 95% CI 4.524-6.704; p<0.001). El tiempo previo en diálisis (HR 1.0000263; 95% CI 1.000225-1.000301; p<0.001), la diabetes como causa de la enfermedad renal -teniendo el doble de riesgo que los no diabéticos (HR 2.089, 95% CI 1.887-2.311; p<0.001)- y el sexo masculino (HR 1.229 95% CI 1.135-1.332; p<0.001) son los otros factores que influyen en la mortalidad del receptor. La edad del donante también repercute en la mortalidad del receptor (HR 1.019;95% CI 1.016-1.023 p<0.001). Conclusiones La herramienta desarrollada predice de manera adecuada la supervivencia del injerto y del paciente. Este índice puede ayudar a pacientes y médicos a tomar la mejor decisión en cuanto la aceptación de un órgano con el objetivo de prolongar la vida del trasplante y del receptor.
  • Acceso AbiertoTesis Doctoral
    Optimización en el despliegue de servicios de Voz sobre IP (VoIP) sobre redes WiFi con restricciones de calidad de servicio
    (2020-06-03) Mayor Gallego, Vicente Jesús; Estepa Alonso, Rafael María; Estepa Alonso, Antonio José; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Telemática
    Las tecnologías de Voz sobre IP (VoIP) han permitido el despliegue de nuevos servicios de voz a través de Internet durante las dos últimas décadas. Por otro lado, las redes inalámbricas de área local (WLAN) basadas en el estándar IEEE 802.11 (i.e., WiFi) han experimentado un crecimiento de popularidad debido a su bajo coste y flexibilidad. Sin embargo, el despliegue de comunicaciones de VoIP con garantías de calidad sobre redes IEEE 802.11 implica una serie de dificultades (i.e., los paquetes pueden sufrir pérdidas, colisiones, y retardos variables) que no han sido satisfactoriamente resueltas con las técnicas y modelos disponibles en la actualidad. En esta tesis se desarrolla un nuevo modelo analítico de la sub-capa MAC de IEEE 802.11 que permite estimar la calidad y consumo energético de las conversaciones en un escenario realista de VoIP sobre WiFi (VoWiFi). Además, el modelo anterior se utiliza para plantear y resolver dos nuevas aplicaciones de despliegue y optimización de servicios VoWiFi: (a) el despliegue de vehículos aéreos no tripulados (UAVs) para proveer de un servicio de VoWiFi con garantías de calidad a un conjunto de usuarios y, (b) un nuevo mecanismo de control de admisión de llamadas en la red WiFi corporativa y unifica el acceso al servicio tanto para usuarios de terminales cableados como inalámbricos. Validamos el modelo analítico propuesto frente a simulaciones realizadas con el simulador de red ns-3. Los resultados muestran la utilidad del modelo propuesto para predecir las prestaciones (e.g., retardo, pérdidas) y el consumo energético en la tarjeta de red cuando se transmiten flujos de voz sobre IEEE 802.11 en condiciones no ideales. Esta capacidad de predicción ha sido clave en las propuestas realizadas de nuevas aplicaciones. En el caso del despliegue de drones, nos ha permitido definir un nuevo problema de posicionamiento inicial que puede resultar muy práctico en situaciones de rescate al aire libre. En el caso del control de admisión en entornos corporativos, el modelo nos ha permitido predecir la capacidad máxima de flujos de voz que puede ser admitida en la organización para garantizar calidad a las conversaciones existentes. Usando esta capacidad, hemos planteado un algoritmo nuevo que puede ser utilizado para unificar el control de acceso para usuarios WiFi y usuarios de terminales cableados y que aumenta el número de usuarios concurrentes respecto a los algoritmos existentes.
  • Acceso AbiertoTesis Doctoral
    Contribuciones al estudio de las pasarelas de acceso para la emulación de los servicios portadores RDSI en la NGN
    (2013) Muñoz Calle, Francisco Javier; Vozmediano Torres, Juan Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Telemática
    Esta Tesis se enmarca en el soporte transparente de los servicios portadores RDSI sobre la NGN (Next Generation Network). Este soporte se exige en la directiva Europea de Servicio Universal. Según la ITU-T y la ETSI, los terminales RDSI emplearán pasarelas de acceso (o residenciales) para acceder a la NGN. Esta memoria comienza con un análisis del soporte de los servicios portadores RDSI definido por los organismos de estandarización VoIP y NGN. De dicho análisis se concluye que la normalización actual sólo es suficiente, con ligeras mejoras, para emular los servicios portadores en modo circuito monocanal, pero requiere ser ampliada para abarcar los servicios multicanal en modo circuito, y los servicios en los modos paquete y trama. Respetando la infraestructura NGN para la interconexión transparente de los equipos RDSI de usuario, esta Tesis pretende solventar las deficiencias encontradas en la definición de las pasarelas de acceso, para soportar los diversos servicios portadores RDSI de un modo eficiente. Para dar solución al problema anterior se han acometido tres tareas: * Análisis de las propuestas realizadas por el proyecto NGN y los grupos de trabajo VoIP para soportar los servicios portadores en modo circuito monocanal: he deducido que la normalización actual presenta pequeñas carencias para alcanzar una definición completa de la correspondencia Q.931-SIP y descripciones SDP/MeGaCo, que he resuelto. * Análisis de posibles mecanismos de transporte para la emulación NGN de los servicios portadores en modo circuito multicanal: he propuesto una solución basada en TDMPWs (TDM PseudoWires) AAL2 y otra en flujos RTP, con la correspondiente definición de los nuevos formatos de carga útil que permitan satisfacer las estructuras TSSI y RDTD propias de estos servicios. También he detallado la arquitectura MeGaCo requerida ante pasarelas distribuidas. Adicionalmente, he encontrado que los TDMPWs,|
  • Acceso AbiertoTesis Doctoral
    Aportaciones metodológicas a la integración de sistemas de información sanitarios basada en gestión semántica
    (2006) Román Martínez, Isabel; Roa Romero, Laura María; Madinabeitia Luque, Germán; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Telemática; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
    La aplicación de las tecnologías de la información y las comunicaciones está provocando un cambio significativo en la ejecución de las actividades llevadas a cabo en el seno de las organizaciones sanitarias. Esta implantación tecnológica se ha venido realizando a medida que se desarrollan nuevos avances y para cubrir necesidades específicas s in considerar, por lo general, la elaboración de una estrategia más compleja en la que se planifique la integración de los diversos sistemas que se despliegan. Esto provoca que, en la mayoría de las ocasiones, dentro de una organización sanitaria se tengan numerosos sistemas aislados que ofrecen unas prestaciones específicas pero que gestionan la información de forma completamente autónoma. Dado que el principal servicio ofrecido por estas organizaciones es el asistencial, es precisamente en el desempeño de estas tareas donde primero surge la necesidad de integración. Una visión centrada en la atención conlleva el enfoque tradicional centrado en el paciente, que presenta como prioridad el desarrollo de la historia clínica electrónica única para permitir la gestión integrada de la información de salud relativa al paciente y distribuida en distintos sistemas. Debido a esto los mayores esfuerzos en el desarrollo de métodos, estrategias y normas de integración de sistemas de información sanitarios se están realizando precisamente en el ámbito de la historia clínica electrónica. Sin embargo, las actividades en una organización sanitaria van más allá de las asistenciales, aunque éstas sean las entendidas como servicio final ofrecido al cliente. En la mayoría de las ocasiones se puede encontrar algún tipo de vínculo entre estas actividades que puede facilitar la explotación de las sinergias existentes entre las mismas. Esto da lugar a una nueva visión del problema de integración de sistemas que está centrada en la gestión eficiente del conocimiento de la organización. En esta Tesis Doctoral se presenta una metodología para la integración de sistemas sanitarios que sigue este nuevo paradigma, en el que la actividad asistencial se entiende como una más dentro de la organización y ésta, como el resto, puede verse enriquecida si se trata adecuadamente el conocimiento almacenado en el conjunto de sistemas.
  • Acceso AbiertoTesis Doctoral
    Contribuciones a la transmisión de fuentes VoIP
    (2003) Estepa Alonso, Antonio José; Vozmediano Torres, Juan Manuel; Estepa Alonso, Rafael María; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Telemática
  • Acceso AbiertoTesis Doctoral
    Contribuciones a la gestión de dispositivos en sistemas basados en CORBA
    (2000) Ariza Gómez, María Teresa; Rodríguez Rubio, Francisco; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Telemática; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática
  • Acceso AbiertoTesis Doctoral
    Contribuciones al soporte de calidad en redes de voz sobre IP
    (2002) Estepa Alonso, Rafael María; Vozmediano Torres, Juan Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Telemática