http://dspace.unach.edu.ec/handle/51000/10220 2026-05-24T04:38:44Z 2026-05-24T04:38:44Z Olmedo Cifuentes, David Israel http://dspace.unach.edu.ec/handle/51000/16733 2026-05-19T14:46:59Z 2026-05-19T00:00:00Z

Título : Diseño de un sistema no invasivo para la detección de fracturas óseas en huesos largos mediante validación con fantomas Autor : Olmedo Cifuentes, David Israel Resumen : La detección de fracturas óseas en huesos largos requiere sistemas portátiles capaces de identificar discontinuidades internas para diagnóstico rápido, especialmente en entornos con recursos limitados. Los métodos convencionales, como la radiografía y la tomografía, son efectivos, pero implican alto costo y baja portabilidad. Esta investigación diseñó y validó mediante simulación un sistema no invasivo basado en microondas para la detección de fracturas óseas en huesos largos. La metodología tuvo un enfoque cuantitativo no experimental. Se modeló un sistema de transmisión-recepción compuesto por antenas tipo patch con superficies de impedancias reactivas (RIS), para mejorar la concentración y el acoplamiento de energía electromagnética en el tejido. El sistema fue evaluado con simulaciones usando el método de elementos finitos (FEM) en CST Studio Suite. Se implementó un modelo multicapa que representa los tejidos humanos como la piel, grasa, músculo, sangre y hueso, definidos a partir de propiedades dieléctricas reportadas en bases de datos especializadas. Se analizaron diferentes estructuras de fantomas, teniendo en cuenta hueso sano y con fracturas de tipo transversal centrada, transversal desplazada, oblicua y espiral. El análisis se centró en la fase del parámetro de transmisión S21 por su sensibilidad frente a variaciones dieléctricas. Los datos fueron procesados en MATLAB mediante normalización, cálculo del RMS angular, construcción de mapas bidimensionales α-z y perfiles longitudinales para localizar regiones asociadas a la fractura. Los resultados muestran que el sistema es capaz de identificar hueso sano y fracturado por patrones diferenciados en la fase. Las fracturas transversales generan máximos localizados, las fracturas oblicuas producen distribuciones más extendidas coherentes con la geometría de la discontinuidad y las espirales presentan picos máximos cercanos a la fractura debido al muestreo. El error de localización evidenció que las desviaciones obtenidas se encuentran dentro del límite impuesto por la resolución espacial del muestreo. El análisis de fase S21 valida el uso de microondas como mecanismo para detectar fracturas en huesos largos bajo un esquema de modelado multicapa. Descripción : The detection of long bone fractures requires portable systems capable of identifying internal discontinuities for rapid diagnosis, particularly in resource-limited settings. Conventional methods such as X-ray radiography and computed tomography are effective; however, they involve high costs and limited portability. This study presents the design and simulation-based validation of a non-invasive microwave system for long bone fracture detection. The methodology followed a quantitative, non-experimental approach. A transmission–reception system composed of patch antennas integrated with Reactive Impedance Surfaces (RIS) was modeled to enhance electromagnetic energy concentration and coupling within biological tissues. The system was evaluated through finite element method (FEM) simulations using CST Studio Suite. A multilayer tissue model representing skin, fat, muscle, blood, and bone was implemented based on dielectric properties reported in specialized databases. Different phantom configurations were analyzed, including healthy bone and bones with centered transverse, displaced transverse, oblique, and spiral fractures. The analysis focused on the phase of the transmission parameter S21 due to its high sensitivity to dielectric variations. The data were processed in MATLAB through normalization, angular RMS calculation, two-dimensional α–z map construction, and longitudinal profile analysis to localize fracture-associated regions. Results demonstrate that the proposed system effectively differentiates between healthy and fractured bone through distinct phase patterns. Transverse fractures generate localized maxima, oblique fractures produce more distributed responses consistent with discontinuity geometry, and spiral fractures exhibit peak values near the fracture region due to sampling effects. Localization error remained within the spatial resolution limits imposed by the sampling scheme. The phase analysis of S21 validates microwave sensing as a feasible mechanism for detecting long bone fractures under a multilayer tissue modeling framework.

2026-05-19T00:00:00Z Vargas Cárdenas, Angie Melissa http://dspace.unach.edu.ec/handle/51000/16725 2026-05-15T21:25:48Z 2026-05-15T00:00:00Z

Título : Análisis de la Antigüedad de la Información (AoI) en una red celular IoT para garantizar comunicaciones fiables en entornos sincronizados. Autor : Vargas Cárdenas, Angie Melissa Resumen : En los últimos años, cada vez hay más dispositivos conectados a internet tales como sensores, medidores inteligentes, equipos industriales, entre otros. Muchos de ellos usan redes de comunicación celular (utilizando tecnologías como 4G o 5G) para enviar mensajes de forma periódica. Cuando hay muchos equipos enviando información a la red al mismo tiempo, sobre todo en sistemas en los cuales todos transmiten de manera sincronizada, el canal de acceso se satura, se generan colisiones y los mensajes empiezan a retrasarse o perderse. En estos casos, no se trata solo de la velocidad de la red; también importa si los datos que recibe el sistema subyacente llegan lo suficientemente actualizados (no son obsoletos). Por esta razón, junto con la probabilidad de que una transmisión sea exitosa, se estudia la Antigüedad de la Información como forma de medir qué tan recientes son los datos que llegan. Para ello se diseña un modelo de simulación en MATLAB que imita el comportamiento del procedimiento de acceso aleatorio de una red LTE/5G con distintos números de dispositivos IoT y diferentes cantidades de actualizaciones generadas por dispositivo. Con estas pruebas se analiza cómo evoluciona la AoI, las retransmisiones y el acceso satisfactorio cuando la red se vuelve más densa. Los resultados sirven como base para sugerir mecanismos de control de acceso y congestión para mantener comunicaciones fiables y con información actualizada en redes celulares IoT con tráfico masivo sincronizado. Descripción : In recent years, more devices have been connected to the internet, such as sensors, smart meters, and industrial equipment. Many of them use cellular networks (such as 4G or 5G) to send messages periodically. When many devices send information to the network simultaneously, especially in systems where they all transmit synchronously, the access channel becomes saturated, collisions occur, and messages are delayed or lost. In these cases, it is not just about the network speed; it is also important whether the data received by the underlying system is sufficiently up to date (not obsolete). For this reason, along with the probability of successful transmission, the Age of Information (AoI) is studied as a measure of how recent the incoming data is. For this purpose, a MATLAB simulation model is designed to mimic the random-access procedure of an LTE/5G network with varying numbers of IoT devices and varying update rates per device. With these tests, the evolution of AoI, retransmissions, and successful access is analyzed as the network becomes denser. The results serve as a basis for suggesting access and congestion control mechanisms to maintain reliable communication and provide up-to-date information in IoT cellular networks with synchronized, high-volume traffic.

2026-05-15T00:00:00Z Chillogalli Laaz, José Luis http://dspace.unach.edu.ec/handle/51000/16724 2026-05-15T17:19:29Z 2026-05-15T00:00:00Z

Título : Diseño de un sistema de cápsula endoscópica basado en antena de doble banda mediante validación con fantomas. Autor : Chillogalli Laaz, José Luis Resumen : Las antenas integradas en cápsulas endoscópicas conllevan una alta complejidad debido a restricciones como el tamaño. Con el propósito de mostrar una alternativa de diseño, en este trabajo se presenta el modelado y la evaluación de una cápsula endoscópica con una antena embebida de doble banda a 2.45 GHz y 5.85 GHz. El sistema de cápsula endoscópica se validó mediante un fantoma heterogéneo que simula las propiedades dieléctricas del intestino delgado bajo condiciones realistas. Con la finalidad de obtener la frecuencia deseada en ambas bandas, se llevó a cabo un proceso de optimización que modifica la geometría de la antena, como la longitud y el ancho de las líneas microstrip. El desempeño del sistema se evalúa a través de la orientación angular de la cápsula dentro del fantoma, considerando la variación del coeficiente de reflexión. Con esto se identifican las cuatro posiciones angulares que cumplen el criterio de adaptación en ambas bandas, las cuales son seleccionadas para el análisis del sistema. Los parámetros obtenidos, como el tipo de polarización, ancho de banda de 2.37 % y de 6.94% y ganancia de -14.17 dBi y -36.93 dBi a 2.45 GHz y 5.85 GHz son valores comparables con diseños reportados en publicaciones de cápsulas endoscópicas. Con este sistema se evidencia que el desempeño electromagnético es comparable y adecuado para aplicaciones de cápsulas endoscópicas. Descripción : Antennas integrated into endoscopic capsules are highly complex due to size constraints. To present an alternative design, this paper presents the modeling and evaluation of an endoscopic capsule with an embedded dual-band antenna operating at 2.45 GHz and 5.85 GHz. The endoscopic capsule system was validated using a heterogeneous phantom that simulates the dielectric properties of the small intestine under realistic conditions. To achieve the desired frequency in both bands, an optimization process was carried out that modified the antenna geometry, including the lengths and widths of the microstrip lines. The system's performance is evaluated by measuring the angular orientation of the capsule within the phantom, accounting for variations in the reflection coefficient. This identifies the four angular positions that meet the adaptation criterion in both bands, which are selected for system analysis. The parameters obtained, such as polarization type, bandwidths of 2.37% and 6.94%, and gains of - 14.17 dBi and -36.93 dBi at 2.45 GHz and 5.85 GHz, are comparable to those reported in publications on endoscopic capsules. This system demonstrates that electromagnetic performance is comparable and suitable for endoscopic capsule applications.

2026-05-15T00:00:00Z Gusñay Palta, Jhonnatan Kevin http://dspace.unach.edu.ec/handle/51000/16713 2026-05-13T22:08:12Z 2026-05-13T00:00:00Z

Título : Análisis de la infraestructura tecnológica de los sistemas de TDT, IPTV y OTT a través de simulaciones para la optimización de la cobertura geográfica en la provincia de Pichincha Autor : Gusñay Palta, Jhonnatan Kevin Resumen : Esta investigación analiza la infraestructura tecnológica y la cobertura geográfica de la Televisión Digital Terrestre (TDT), la Televisión por Protocolo de Internet (IPTV) y los servicios Over-The-Top (OTT) en la provincia de Pichincha, Ecuador. El estudio se enmarca en el proceso nacional de modernización audiovisual, considerando la adopción del estándar ISDB-Tb y el crecimiento sostenido del acceso a internet fijo y móvil. Se identifican limitaciones técnicas y regulatorias que afectan la cobertura y calidad del servicio, especialmente en zonas rurales. Se empleó un enfoque metodológico mixto, cuantitativo–cualitativo. La modelación de cobertura se realizó mediante herramientas de simulación basadas en modelos de propagación como ITU-R P.1546 y el modelo de terreno irregular (ITM). Los resultados de simulación fueron procesados y analizados estadísticamente para clasificar niveles de señal e identificar zonas sin cobertura. Para los servicios IPTV y OTT, la evaluación se centró en la infraestructura GPON y LTE, incorporando parámetros de Calidad de Servicio (QoS) e indicadores de capacidad de red. Los resultados evidencian diferencias significativas en la cobertura: la TDT presenta zonas sin cobertura debido al número limitado de estaciones de transmisión, mientras que IPTV y OTT están condicionados por la cobertura y calidad de la infraestructura de banda ancha. Se observa que las zonas rurales son las más afectadas. El estudio propone optimizaciones técnicas específicas orientadas a mejorar la cobertura y reducir las desigualdades de acceso a los servicios audiovisuales digitales. Descripción : This research analyzes the technological infrastructure and geographic coverage of Digital Terrestrial Television (DTT), Internet Protocol Television (IPTV), and Over-The-Top (OTT) services in the province of Pichincha, Ecuador. The study is framed within the national audiovisual modernization process, taking into account the adoption of the ISDB- Tb standard and the sustained growth of fixed and mobile internet access. Technical and regulatory limitations affecting service coverage and quality, particularly in rural areas, are identified. A mixed quantitative-qualitative methodological approach was employed. Coverage modeling was conducted using simulation tools based on propagation models such as ITU-R P.1546 and the ITS Irregular Terrain Model (ITM). The simulation outputs were processed and statistically analyzed to classify signal levels and identify coverage gaps. For IPTV and OTT services, the evaluation focused on GPON and LTE infrastructure, incorporating Quality of Service (QoS) parameters and network capacity indicators. The results reveal significant disparities in coverage: DTT faces coverage gaps due to a limited number of transmission stations, while IPTV and OTT coverage are constrained by the extent and quality of broadband infrastructure. Notably, rural areas are most affected. The study proposes targeted technical optimizations to improve coverage and address access inequalities in digital audiovisual services.

2026-05-13T00:00:00Z