Innovación y Desafíos en Telecomunicaciones: Propuestas de PEG para la Nueva Generación de Ingenieros de la UC

Innovación y Desafíos en Telecomunicaciones: Propuestas de PEG para la Nueva Generación de Ingenieros de la UC

Fabián Robledo¹.

¹Departamento de Señales y Sistemas. Escuela de Ingeniería de Telecomunicaciones. Facultad de Ingeniería. Universidad de Carabobo.

Resumen

Este artículo presenta un conjunto de doce (12) Propuestas de Proyectos de Grado (PEG) detalladas, junto con otras propuestas complementarias, diseñadas para fomentar la investigación aplicada y teórica entre estudiantes y profesores de la Escuela de Ingeniería de Telecomunicaciones (EIT) de la Universidad de Carabobo. Los proyectos abordan áreas fundamentales de la ingeniería de telecomunicaciones, el procesamiento de señales y sistemas computacionales, incluyendo el análisis de líneas de transmisión, la optimización de redes inalámbricas urbanas, la planificación radioeléctrica regulatoria, el procesamiento de señales bioinspiradas, y la aplicación de métodos de modelado para problemas cosmológicos e históricos. El enfoque principal es el desarrollo de herramientas computacionales, simuladores y modelos de optimización que permitan a los futuros ingenieros enfrentar los desafíos actuales en la infraestructura de comunicaciones y las ciencias afines.

Palabras Clave: Proyectos de Grado, Telecomunicaciones, Modelado Computacional, Optimización, Propagación Radioeléctrica, Procesamiento de Señales.

1. Introducción

La formación de ingenieros en el área de telecomunicaciones exige no solo el dominio de los principios teóricos, sino también la capacidad de aplicar el conocimiento a problemas prácticos y de investigación. Este documento se erige como un conjunto estructurado de propuestas de Proyectos de grado (PEG), ofrecidos en el Departamento de Señales y Sistemas de la Escuela de Ingeniería de Telecomunicaciones en la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Carabobo, cuyo objetivo primordial es estimular la investigación tanto en profesores como en estudiantes, abarcando diversas áreas de las telecomunicaciones y disciplinas afines. Las propuestas han sido diseñadas para utilizar metodologías de simulación, modelado computacional, y optimización de sistemas, asegurando que los futuros egresados adquieran habilidades esenciales para la innovación tecnológica. A continuación, se detallan los proyectos propuestos, agrupados por su campo de aplicación principal.

2. Proyectos en Sistemas de Ondas Guiadas y Modelado de Reflexiones

El análisis de la integridad de la señal en líneas de transmisión (LT) es vital para las telecomunicaciones. En este sentido se plantean algunos proyectos para desarrollo.

2.1. Análisis y Optimización de Reflexiones en Líneas de Transmisión (LT)

Una de las propuestas se centra en el Análisis y optimización de reflexiones en líneas de transmisión mediante el formalismo de Bergeron. Los objetivos clave incluyen analizar matemáticamente el formalismo de Bergeron para el modelado de reflexiones y desarrollar una herramienta computacional que implemente dicho formalismo para simular el fenómeno. Se busca realizar simulaciones numéricas para evaluar el comportamiento de las reflexiones en condiciones prácticas y, finalmente, proponer recomendaciones de diseño para optimizar la calidad de la señal en sistemas de telecomunicaciones (TC).

2.2 Simulador de Sistemas de Ondas Guiadas (Upgrade SEDISOG)

Otro proyecto crucial es la actualización del simulador SEDISOG, concebido como un laboratorio virtual de diseño. Esta mejora implica incrementar las capacidades de análisis y diseño en sistemas de líneas de transmisión, expandiendo las opciones para el caso de Reflectometría en el Dominio del Tiempo (TDR) y ofreciendo soluciones cerradas y numéricas para ecuaciones de diferencias en sistemas multilínea. El upgrade contempla la inclusión de cargas reactivas de primer y segundo orden, el manejo de escalones y pulsos, y el análisis y diseño generalizado de trampas de armónicas y transformadores de cuarto de onda. Adicionalmente, se incluye el desarrollo de sintonizadores-adaptadores de 1, 2 y 3 stubs, considerando efectos de cambio de frecuencia y variaciones de impedancia de carga o intermedias conectadas, y variaciones de los parámetros intrínsecos de las líneas y guías de onda.

Otros simuladores propuestos en este ámbito incluyen el simulador de sistemas de transmisión digital radioeléctrica, el simulador de sistemas de transmisión analógica, el simulador de canales de telecomunicaciones, un sistema instrumentado de línea ranurada para análisis de ondas guiadas, y un simulador OFDM.

3. Modelado y Optimización de Redes Inalámbricas Urbanas

La planificación eficiente de la cobertura inalámbrica en entornos complejos requiere herramientas avanzadas de modelado espacial.

3.1 Despliegue de Puntos de Acceso (APs) mediante Diagramas de Voronoi

El proyecto Modelado Computacional y Optimización del Despliegue de APs en Entornos Urbanos mediante Diagramas de Voronoi propone la construcción computacional de estos diagramas para representar la partición del espacio urbano en celdas de influencia, integrando coordenadas geoespaciales y parámetros técnicos como potencia de transmisión y radio de cobertura.

El análisis busca cuantificar la cobertura y superposición de celdas para identificar áreas de baja señal e interferencia. La fase de optimización implica el uso de algoritmos heurísticos o metaheurísticos para ajustar la ubicación y configuración de los APs, buscando reducir "huecos" de cobertura y minimizar la interferencia co-canal. Para su implementación, se sugiere la generación de los diagramas utilizando librerías especializadas como SciPy, Qhull o CGAL, adaptadas a datos georreferenciados, y la integración de modelos de propagación radioeléctrica para simular una cobertura realista.

3.2 Ubicación Óptima de Estaciones Radioeléctricas VHF/UHF

El proyecto de Diseño e implementación de una herramienta para la ubicación óptima de estaciones radioeléctricas VHF/UHF en redes de comunicaciones se centra en el desarrollo de un modelo que incorpore factores de propagación específicos (atenuación por terreno, obstáculos, efectos topográficos) para estimar la cobertura y la calidad del enlace. Se requiere la implementación de algoritmos de optimización multiobjetivo para seleccionar la ubicación ideal de transmisores y receptores, equilibrando la cobertura mínima requerida, la minimización de interferencias (co-canal y adyacentes), y el cumplimiento de restricciones técnicas y geográficas. La herramienta debe facilitar el ingreso de datos georreferenciados y parámetros técnicos para simulación, visualización y análisis.

4. Análisis de Cobertura y Asignación Regulatoria del Espectro

Dos propuestas se orientan al análisis regulatorio y de planificación de la radiodifusión sonora, un área crítica para la gestión del espectro.

4.1 Radiodifusión Sonora FM y AM

Se propone el Análisis de cobertura e interferencia en Radiodifusión Sonora FM según modelo de parrilla de asignación de canales. Esto implica desarrollar una herramienta que analice la cobertura e interferencia entre estaciones, aplicando los modelos de propagación FCC ratificados por CONATEL. Se deben considerar el modelado de obstrucción para zonas montañosas y el cálculo del derate de potencia transmitida por exceso de altura sobre el promedio del terreno (ASPT). Un requisito fundamental es la aplicación de las distancias mínimas entre estaciones según la separación en frecuencia (Art. 108 del Reglamento de Radiodifusión Sonora FM en Venezuela), buscando determinar la factibilidad de nuevas frecuencias.

De manera similar, para la banda de amplitud modulada, se propone el Análisis de cobertura e interferencia en Radiodifusión Sonora AM, utilizando modelos de propagación de onda superficial e ionosférica, la aplicación de restricciones de distancias mínimas y la determinación de la factibilidad de frecuencias limitadas por interferencia. Complementariamente, se incluyen simuladores de propagación por onda superficial y ionosférica.

5. Procesamiento de Señales Aplicado y Bioinspirado

El procesamiento de señales trasciende la ingeniería tradicional de comunicaciones, extendiéndose a campos biológicos, acústicos y de teledetección.

5.1 Análisis Acústico de Estridulación en Quesada gigas.

Un proyecto interdisciplinario es el Análisis acústico de estridulación en Quesada gigas (chicharras) y sus aplicaciones a la teoría de señal y comunicaciones. Los objetivos incluyen la caracterización de las propiedades del "canto" mediante análisis acústico digital, el modelado de las señales para representar su estructura y variabilidad ambiental, y el desarrollo de algoritmos de detección y filtrado para identificarlas en ambientes ruidosos. Finalmente, se exploran aplicaciones bioinspiradas de este canto para el diseño de sistemas de comunicaciones robustos contra interferencias. En este mismo campo, se propone el Estudio del Silbo Gomero desde el punto de vista de las comunicaciones y el Análisis cinemático de locomoción bípeda en humanos para la detección de anomalías.

5.2 Detección de Cráteres de Impacto (Teledetección)

El proyecto Análisis multiespectral y morfométrico asistido para la detección y caracterización de cráteres de impacto en Venezuela emplea imágenes satelitales. Se establece un marco teórico de procesamiento de señales para la detección de anomalías morfológicas, implementando un protocolo de análisis espectral y técnicas de reconocimiento de patrones para extraer características morfométricas. Esto culmina en la generación de un catálogo georreferenciado de candidatos a cráteres.

6 Fronteras de la Ciencia y la Comunicación Cósmica

Dos proyectos se aventuran en la intersección de la ingeniería de sistemas, la cosmología y la búsqueda de vida extraterrestre.

6.1 Contraste del Modelo de Campo Yukawa Inverso (IYF) con la radiación CMB

Esta investigación de física teórica y procesamiento de datos cosmológicos propone el Contraste del Modelo de Campo Yukawa Inverso (IYF) con el Fondo Cósmico de Microondas (CMB). Se debe implementar el modelo IYF y utilizar herramientas como CAMB, CosmoMC y CLASS para el cálculo del espectro teórico y el ajuste a las anisotropías de temperatura del CMB. El proceso incluye la simulación Montecarlo, la validación con observables secundarios (polarización y lentes gravitacionales del CMB) y la evaluación de la tensión de Hubble y la competencia bayesiana del modelo.

6.2 Protocolo de Comunicación Cósmica (LINCOS 2.0)

El proyecto LINCOS 2.0 se enfoca en el diseño de un protocolo de comunicación cósmica basado en Radioastronomía (RA), codificación dedicada e Inteligencia Artificial (IA) para el intercambio con potenciales Inteligencias Extraterrestres (ETI). Los objetivos incluyen modelar y simular un sistema bidireccional que incorpore algoritmos robustos y modelos de IA para el aprendizaje, decodificación y generación del mensaje, adaptado a las severas limitaciones impuestas por el canal cósmico. Se aborda el modelado del canal, la codificación de datos, la arquitectura de compresión, la estructura del mensaje y el entrenamiento del módulo de inferencia de IA.

7. Proyectos en Modelado Estadístico y Especificación Formal

7.1 Herramienta de Modelado Estadístico Histórico-Gráfico. Caso: El rostro del Libertador

Este proyecto tiene como objetivo desarrollar una herramienta para el análisis y parametrización de la base de datos gráfica e histórica de los retratos documentados de Simón Bolívar. Se diseñará una familia de métricas para la fusión ponderada de caracteres anatómicos gráficos, con el fin de lograr la síntesis del retrato. La métrica implementada ofrecerá un retrato con ponderables estadísticos que permitan evaluar su potencial veracidad. Finalmente, se realizará la contrastación de los modelos con el retrato oficial basado en el análisis forense de los restos del Padre de la Patria, elaborando un informe crítico detallado.

7.2 Especificación Formal de la Bandera Nacional

El proyecto busca desarrollar una especificación formal de la Bandera Nacional, incluyendo proporciones, geometría, colorimetría y objetos (Escudo Nacional y Estrellas). Se realizará un análisis comparado temporal de la Bandera Nacional vigente en relación a estos parámetros. Además, se desarrollará una propuesta de norma técnica correspondiente, compatible con la Ley y normativas aplicables, que resuelva posibles ambigüedades y garantice la preservación de la presentación oficial de la bandera.

8. Otros Proyectos Ofrecidos

1. Simulador de sistemas de transmisión digital radioeléctrica.  
2. Simulador de sistemas de transmisión analógica.  
3. Simulador de canales de telecomunicaciones.  
4. Sistema instrumentado de línea ranurada para el análisis de sistemas de ondas guiadas.  
5. Simulador de propagación por onda superficial.  
6. Simulador de propagación por onda ionosférica.  
7. Simulador OFDM.  
8. Herramienta para el aprendizaje y certificación en código Morse y radioaficionado.  
9. Diseño de bot especializado para la docencia de la teoría de comunicaciones.  
10. Análisis cinemático de locomoción bípeda en humanos para detección de anomalías.  
11. Sistema de información robusto para el registro seguro y auditable de calificaciones en la EIT y elaboración de reportes.  
12. Simulador para el análisis de la inteligibilidad de la voz humana.  
13. Estudio del Silbo Gomero desde el punto de vista de las comunicaciones.  
14. Sistema anulador de conectividad inalámbrica.

9. Conclusiones

En este artículo se han presentado doce propuestas de Proyectos de Grado (PEG) orientadas a fortalecer la formación investigativa y aplicada de los futuros ingenieros de telecomunicaciones en la Universidad de Carabobo. Las propuestas cubren un amplio espectro de áreas clave, desde la optimización de líneas de transmisión y simuladores avanzados, hasta el modelado y la planificación de redes inalámbricas urbanas, pasando por el análisis regulatorio del espectro radioeléctrico y el procesamiento de señales bioinspirado. Asimismo, se incluyen proyectos interdisciplinarios que integran aspectos de cosmología y comunicación cósmica, ampliando el horizonte académico y científico de la carrera.

Estas iniciativas fomentan el desarrollo de competencias técnicas en modelado computacional, simulación y optimización, herramientas fundamentales para afrontar los retos actuales y futuros en telecomunicaciones y sistemas asociados. Además, promueven la innovación tecnológica y la aplicación práctica del conocimiento, alineándose con las necesidades del sector y contribuyendo al avance científico nacional.

Las propuestas de PEG aquí expuestas constituyen un aporte significativo para la formación integral, el fortalecimiento del vínculo entre la academia y la industria, y la consolidación de la Universidad de Carabobo como un centro de referencia en ingeniería de telecomunicaciones y áreas afines.

Serán los estudiantes y profesores de esta entidad quienes respondan al reto de desarrollar algunos de los proyectos propuestos.

Agradecimiento: 

Deseo manifestar mi agradecimiento al Prof. César Ruíz, Director de la Escuela de Ingeniería de Telecomunicaciones de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Carabobo, por haberme invitado a dictar una conferencia sobre este tema con motivo de la celebración del XVIII Aniversario de la mencionada Escuela, punto referente a nivel regional y nacional de la formación de profesionales competentes, integrales y dedicados en el área de telecomunicaciones.

Conferencia disponible 

Un video de la ponencia asociada a este artículo se suministra a continuación:

Temas PEG DSS-EIT XVIII Aniversario

La presentación de la ponencia está disponible en los siguientes enlaces: 

Versión MS Power Point (Descargar): 

Temas PEG DSS-EIT XVIII Aniversario

Versión PDF: 

Temas PEG DSS-EIT XVIII Aniversario

Diciembre, 2025.