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Reconocimiento de patrones
Profesor: Saturnino Maldonado Bascón
Profesor: Manuel Rosa Zurera

INFORMACION DEL CURSO
CréditosObjetivo
Contenidos
Metodología de enseñanza y aprendizaje
Criterios y procedimientos de evaluación
Bibliografía



OBJETIVO:
Con esta asignatura se pretende dotar al alumno de los conocimientos necesarios para poder abordar el diseño de sistemas de clasificación y de reconocimientos de patrones y formas. El reconocimiento de patrones se basa en la teoría de la detección, explicada en la asignatura “Tratamiento Estadístico de Señales” en el primer cuatrimestre.

CRÉDITOS ECTS: 4


CONTENIDOS:

1. Introducción y conceptos fundamentales.

2. Clasificadores basados en la teoría de la decisión de Bayes.

3. Clasificadores lineales y clasificadores no lineales.

4. Clasificación de formas de onda.

5. Extracción de características.


BIBLIOGRAFÍA:

1. Pattern Recognition, Third Edition
Autores: Sergios Theodoridis, Konstantinos Koutroumbas
Editorial: Academic Press
Año: 2006
Incluye entre los temas que trata la clasificación bayesiana, las redes bayesianas, el diseño de clasificadores lineales y no lineales (incluyendo redes neuronales y SVMs), la programación dinámica y los modelos de Markov, la generación de características mediante preprocesado, la selección de características, etc.

2. Pattern Recognition, Second Edition
Autores: Richard O. Duda, Peter E. Hart, David G. Stork
Editorial: Wiley-Interscience
Año: 2000
Se trata de un libro clásico, considerado como una referencia fundamental en el tema de reconocimiento de patrones. Aborda todos los temas fundamentales de esta disciplina. Presenta los conceptos con numerosos ejemplos prácticos muy visuales.

3. Statistical Pattern Recognition, Second Edition
Autores: Andrew R. Webb
Editorial: John Wiley & Sons
Año: 2002
Proporciona una introducción rigurosa al área del reconocimiento de patrones, cubriendo muchas de las áreas de aplicación, como el diseño de bases de datos, redes neuronales, sistemas de toma de decisiones, etc. El nivel no es muy elevado, pero es claro y didáctico.

4. Neural Networks for Pattern Recognition
Autores: Christopher M. Bishop
Editorial: Oxford University Press
Año: 1995
Se trata de un texto de una calidad muy difícil de superar. Trata los aspectos fundamentales del reconocimiento de patrones, eligiendo las redes neuronales como herramienta de clasificación, presentando y analizando los méritos y características útiles de los perceptrones multicapa y las redes de funciones de base radial para clasificación. Analiza el modelado de funciones de densidad y la utilidad de distintas funciones objetivo.

5. Applied Pattern Recognition, Fourth Edition : Algorithms and Implementation in C++
Autores: Dietrich W. R. Paulus, Joachim Hornegger
Editorial: GWV-Vieweg
Año: 2003
Como novedad añade la implementación en código C++ de numerosos altoritmos de reconocimiento de patrones. Util para aplicaciones prácticas. Desde el punto de vista teórico, los hay mejores.

6. Pattern Recognition and Machine Learning
Autores: Christopher M. Bishop
Editorial: Springer
Año: 2006
Libro de muy reciente aparición que, como novedad con respecto al otro texto de Bishop antes referenciado, introduce la aplicación de métodos kernel en reconocimiento de patrones.

7. Pattern Recognition From Classical to Modern Approaches
Autores: Sankar K. Pal (Editor), Amita Pal (Editor)
Editorial: World Scientific Publishing Company
Año: 2002
Se trata de una recopilación de capítulos de libro de diversos autores, que ofrecen una perspectiva histórica importante de una disciplina tan dinámica como esta. Recomendado para profundizar en el tema del reconocimiento de patrones.

8. Revistas de interés:
Estas son las principales revistas de interés, donde se publican los principales avances en reconocimiento de patrones:
Pattern Recognition
Editorial Elsevier
Pattern Recognition Letters
Editorial Elsevier
IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence
Editorial IEEE Press
IEEE Transactions on Neural Networks
Editorial IEEE Press

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE

La metodología general de enseñanza y aprendizaje del master puede consultarse en éste enlace. En esta asignatura en particular se impondrá una metodología de enseñanza aprendizaje que fomente el trabajo de los alumnos y su participación activa en el proceso de aprendizaje. Para ello, se propondrán trabajos a realizar por los alumnos, cuyos resultados deberán ser expuestos en el aula.

La enseñanza de contenidos teóricos se completará con la realización de prácticas haciendo uso de programas de simulación, para asimilar los contenidos explicados en teoría.

CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN

Los criterios y procedimientos generales de evaluación del master pueden consultarse en éste enlace. De forma particular, la evaluación se realizará a partir de los trabajos realizados por los alumnos, de la evaluación de las prácticas, y de un examen de contenidios al final del cuatrimestre, con la siguiente ponderación:

a) Trabajos: 30%

b) Prácticas: 30%

c) Examen de contenidos: 40%

Planificación y optimización en redes de telecomunicación
Profesor: Jose Antonio Portilla Figueras
Profesor: Lucas Cuadra Rodríguez


OBJETIVO:

Este curso tiene como objetivo introducir al alumno en
el diseño avanzado de redes, tanto fijas como móviles, exponiendo
inicialmente las arquitecturas típicas y los conceptos clásicos de
diseño. Seguidamente se proponen métodos avanzados para el diseño de
redes y sus aplicaciones. Finalmente se considera la aplicación de los
métodos vistos a la planificación estratégica de redes con fines
orientados a la regulación de las telecomunicaciones.


CRÉDITOS ECTS: 4

CONTENIDOS:

La asignatura se encuentra dividida en los siguientes temas

Tema 1: Introducción. Arquitectura de redes.
En este tema se proporciona una visión general de la evolución de las redes
así como de las arquitecturas principales, desde la red telefónica, RDSI, ATM
SDH, PDH redes IP y su ampliación a redes móviles.

Tema 2. Planificación de redes fijas de telecomunicación.
Partiendo de los conceptos vistos en el tema 1 se muestran métodos y modelos
clasicos de planificación de redes. Se dará un repaso a los principales modelos
de tráfico así como al dimensionado de enlaces. También se dará una introducción a la teoría de grafos.

Tema 3 Redes móviles.
En este capítulo se estudian los principales sistemas de redes móviles. Sistemas GSM, GPRS, EDGE Redes 3G: Sistemas UMTS Sistemas beyond 3G. Se aplicarán los conceptos de arquitectura de redes del tema 1 con funciones de gestión de recursos y movilidad. Se estudiará principalmente el dimensionado celular.

Tema 4. Planificación y optimización en comunicaciones móviles.
Herramientas.
En este tema se estudian métodos y algoritmos de optimización de redes aplicados a redes móviles. Estos modelos se introducen en herramientas, desde softwares de planificación a simuladores que serán expuestos en la asignatura.

Tema 5. Conceptos de regulación de las telecomunicaciones y aplicación del diseño de redes a la planificación
estratégica.

Una aplicación muy importante de los modelos generalísticos es la regulación de las telecomunicaciones. Se estudiarán ciertos modelos básicos de costes de red así como problemas básicos de regulación, interconexión, unbudling, costes y tarifas. Todos estos conceptos se tratan en la planificación estratégica de redes.

BIBLIOGRAFÍA:


1. COMUNICACIONES MÓVILES
Autores: J.M. Hernando Rábanos
Editorial: Centro de Estudios Ramón Areces.
Año: 1997
Existen
abundantes libros para tomar como bibliografía básica. Entre ellos este
destaca por su flexibilidad para ser aplicado tanto en grado como en
postgrado. Muy adecuado para que los alumnos retomen la materia de las
telecomunicación móviles. Orientado principalmente a aspectos
radioeléctricos y de tráfico en general, particularizando después en
los diversos sistemas.


2. The Cellular Radio Handbook
Autores: N. Boucher
Editorial: J. Wiley & Sons
Año: 2001
Este
libro muestra una vision global de las comunicaciones móviles. Extenso
e intenso, es muy interesante puesto que ofrece información sobre
equipos comerciales.


3.  Comunicaciones Móviles de Tercera Generacíón: UMTS.
 Autores: J.M. Hernando Rábanos, C. Lluch Mesquina
Editorial: Telefónica Móviles España
Año: 2000
Bibliografía
básica en castellano para los sistemas de tercera generación. Es
adecuado para una introducción, sin embargo se recomienda ir a la
bibliografía siguiente para profundizar en aspectos específicos.


4.GSM, GPRS and EDGE Performance: Evolution Towards 3G/UMTS, 2nd Edition.
Autores: T. Halonen, J. Romero, J. Melero,
Editorial:, J. Wiley.
Año: 2003
Profundiza
en los conceptos de GSM y muestra la evolución en la 2.5 G como el
progreso hacia redes de datos en comunicaciones móviles.

5.WCDMA for UMTS, 3rnd
Autores: H. Holma, A. Toskala,
Editorial: J.Wiley & Sons
Año: 2004
Desde
nuestro punto de vista el libro de referencia obligada en cuanto al
estudio de los sistemas basados en WCDMA como UMTS. Los editores hacen
uso de múltiples colaboradores en el área, refrendados por una gran
cantidad de publicaciones en el IEEE transactions on Vehicular
Technology.

6. End-to-End Quality of Serivce over Cellular Networks. Data Services Performance and Optimization in 2G/3G
Autores: G.Gomez, R.Sánchez,.
Editorial: J. Wiley & Sons
Año:  2005
Este
es un libro de referencia obligada en temas de optimizacion de redes de
datos en comuniaciones móviles profundizando en los diferentes KPIs
(Key Performance Indicators) para cada tipo de servicios.

7. Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); UTRAN Overall Description, ETSI TS 25.401, Release 2001
Autores 3GPP
Editorial: 3GPP
Año: 2001
Ofrece una descripción profunda, pero a la vez clara del sistema UMTS. Disponible vía Internet. www.etsi.org

8.
Traffic Model and Performance Analysis for Cellular Mobile Radio
Telephone Systems with Prioritized and Nonprioritized Handoff Procedures
Autores: D. Hong, S.S. Rappaport, 
Editorial :  IEEE Transactions on Vehicular Technology, Agosto 1986, vol. VT- 35, Nº. 3, pp. 77-92.
Año 1986.
Artículo básico en la planificación por tráfico de sistemas GSM.

9. On the Capacity of a Cellular CDMA System, ,
Autores: K. Gilhouse, I. Jacobs, R. Padovani, A. Viterbi, L. Weaver, J.C. Wheatley,
Editorial : IEEE Transactions On Vehicular Technology Vol 40. Nº2, May 1991, pp 303-312.
Año : 1991

10. On WCDMA Downlink Multiservice Coverage and Capacity},
Autores: C. Cordier, S. Ortega
Editorial: IEEE VTC 2001 FALL IEEE Vehicular Technology Conference, Atlantic City, EEUU, Octubre 7-11, 2001,pp 2754-2758.
Año: 2001

11. Downlink Capacity Estimation in a WCDMA Cellular Network,
Autor: S. Burley
Editorial:Actas
del 12th IEEE International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile
Radio Communications, PIMRC 2001, Sheraton San Diego Hotel \&
Marina, San Diego, pp. A-26 a A-30.
Año: 2001
Tres artículos
sobre capacidad em sistemas WCDMA. El primero de ellos es el más
referenciado, pues se puede considera a A. Viterbi como el padre del
WCDMA (CDMA)

12. Planning Effective Cellular Mobile Radio Networks
Autor: S. Hurley, 
Editorial: IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol 1, Nº 2, Marzo 2002, pp 243-253.
Año: 2002
Artículo muy interesante para la realización de planificación celular en forma de retículas.


13. UTRA (BS) FDD; Radio Transmission and Recepction. Technical Specification 25.104.
Autor: 3GPP
Editorial: 3GPP
Año: 2001
Especificación
del modo Frequency Division Duplex que es el modo actualmente
implementado en las redes UMTS. Es muy interesante pues ofrece valores
de parámetros como Eb/No para los diferentes servicios, factores de
ortogonalidad, etc.


14. UMTS Radio Access Network Dimensioning
Autor:H. Ramzi,  U,
Editor: Alcatel Telecommunications Review, 1º Cuatrimestre  2001,
pp 55-63.
Año 2001.
Un último artículo dedicado al dimensionado de UMTS en un área extensa.


METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE


La metodología general de enseñanza y aprendizaje del master puede consultarse en éste enlace.


En
particular en este curso se aplicarán los siguientes criterios. El
alumno acudirá a clases magistrales en el horario determinado a tal
efecto. Las clases se impartirán mediante diapositivas que serán
completadas con comentarios del profesor. 

En
la medida de lo posible las clases teóricas se complementarán con
fotografías de sistemas reales que atraigan la atención del alumno.

Los alumnos realizarán diferentes practicas de la asignatura. Para ello se establecerán en grupos de trabajo que se mantendrán estables a lo largo de toda la asignatura. Estos grupos de trabajo también realizarán el trabajo final que consistirá en un estudio real de planificación a una determinada zona geográfica.

CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN


Los criterios y procedimientos generales de evaluación del master pueden consultarse en éste enlace.

Específicamente en este curso la evaluación consta de dos partes diferenciadas
- Realización del trabajo de la asignatura y defensa del mismo (40 %)
- Valoración de las prácticas (20 %)
-
Examen escrito sobre los conceptos vistos en la asignatura  (40 %)


Tratamiento de señales audiovisuales
Profesor: Manuel Utrilla Manso
Profesor: Enrique Alexandre Cortizo
Profesor: Pedro Gil Jiménez


OBJETIVO:

El objetivo de esta asignatura es estudiar las peculiaridades del tratamiento de señales concebidas para ser percibidas por los sentidos. Las características de los órganos sensoriales permiten el desarrollo de aplicaciones que van desde la codificación a la inserción de información en las señales. Además, las características de los sentidos deben tenerse en cuenta para realizar tareas de reconocimiento y clasificación de señales.

CRÉDITOS ECTS: 4

CONTENIDOS:

1. Fundamentos de psico-acústica.
2. Tratamiento de la voz: codificación, síntesis y reconocimiento.
3. Tratamiento del audio: técnicas y estándares de codificación.
4. Tratamiento de imagen: Codificación de imágenes, codificación de vídeo, reconocimiento de imágenes.
5. Inserción de información en señales audiovisuales.
6. Aplicaciones.


BIBLIOGRAFÍA:

1. Psycho-acoustics, Facts and Models (Second Edition)
Autores: E. Zwicker y H. Fastl
Editorial: Springer
Año: 1999
Es un texto esencial en psycho-acústica. Representa una recopilación exhaustiva de datos y conceptos relativos al procesado del sonido por el sistema auditivo humano. A tener en cuenta en la implementación de sistemas de codificación de voz y audio.

2. Discrete time processing of speech signals
Autores: John R. Deller, John G. Proakis, John H. L. Hansen
Editorial: Prentice Hall
Año: 1987
Texto fundamental sobre procesado de voz. Si bien desde su publicación ha habido un gran avance en el tema, sigue siendo una referencia fundamental en temas como extracción de características y modelado de la voz.

3. Fundamentals of Speech Recognition
Atores: L. Rabiner y B. Juang
Editorial: Prentice-Hall,
Año: 1993
Referencia fundamental en reconocimiento de voz. Interesantes capítulos sobre la teoría de Modelos Ocultos de Markov.

4. A practical handbook of speech coders
Autores: R. Goldberg y L. Riek
Editorial: CRC Press.
Año:2000
Buen texto sobre codificación paramétrica de voz. Incluye la descripción de los principales estándares de codificación.

5. JPEG 2000 Image Compression: Fundamentals, standars and practice
Autores: D. A. Taubman, M. W. Marcellin
Editorial: Kluwer Academic Publishers
Año: 2002
Texto que describe los fundamentos del estándar JPEG 2000 para imagen, el cual está basado en el uso de descomposiciones wavelet.

6. Techniques and standars for image, video and audio coding
Autor: K.R. Rao
Editorial: Prentice Hall
Año: 1996
Texto que describe las técnicas fundamentales de codificación de imagen, video y audio hasta el día de su publicación. Evidentemente, en los últimos años se han producido avances importantes no recogidos en este libro.

7. Understanding MPEG 4 : Technology and Business Insights
Autores: Sebastian Moeritz, Klaus Diepold
Editorial: Focal Press
Año: 2004
Libro que de forma amena presenta todas las novedades incluidas en el estándar MPEG 4, en doficación de audio y vídeo, así como las técnicas de representación con objetos de las señales audiovisuales.

8. Digital Watermarking: Principles & Practice
Autores: Ingemar Cox, Matthew Miller, Jeffrey Bloom, Mathew Miller
Editorial: Morgan Kaufmann
Año: 2001
Este texto es una buena contribución para entender los principios de las técnicas para ocultar información en señales.

9. Otras referencias sobre técnicas de tratamiento de la señal útiles con señales audiovisuales
  • S. A. Mallat , “A wavelet tour of signal processing”, Academic Press, 1997.
  • Michael M. Goodwin, “Adaptive signal models”, Kluwer Academic Publishers, 1999.
  • Martin Veterli, Jelena Kovacevic, “Wavelets and Subband Coding”, Prentice Hall, 1995.

METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE

La metodología general de enseñanza y aprendizaje del master puede consultarse en éste enlace.

CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN

Los criterios y procedimientos generales de evaluación del master pueden consultarse en éste enlace. No obstante, en esta asignatura se propone el siguiente procedimiento de evaluación:

1. Problemas y trabajos realizados por los alumnos a propuesta del profesor (60%).

2. Examen escrito al final de la asignatura (40 %).

Tratamiento de señales biomédicas
Profesor: Manuel Blanco Velasco
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INFORMACION DEL CURSO


Créditos
Objetivo
Contenidos
Metodología de enseñanza y aprendizaje
Criterios y procedimientos de evaluación
Bibliografía


CONTENIDOS:
1. Introducción. Objetivos de la ingeniería biomédica
2. Señales biológicas: ECG, EEG, EMG, etc.
3. Técnicas de preprocesado: detección y caracterización de eventos
4. Compresión de datos
5. Reconocimiento de patrones y decisión diagnóstica
6. Introducción a la telemedicina

BIBLIOGRAFÍA:

1. Bioelectrical signal processing in cardiac and neurological applications
    Autores: L. Sörnmo and P. Laguna,
    Editorial: Elsevier,
    Año: 2005

Este libro aborda el estudio de casos específicos de procesado de señales biomédicas considerando una amplia gama de problemas médicos en aplicaciones cardiacas y neurológicas. Abarcan gran cantidad de     señales biológicas con descripciones de su naturaleza y sobre las que se desarrollan gran cantidad de aplicaciones: EEG, EMG, ECG, HRV.

2. Biomedical Signal Processing and Signal Modelling
    Autor: Eugene N. Bruce
    Editorial:  Wiley-Interscience
    Año: 2001.

Se trata de una obra de tratamiento digital de señales orientado a señales biomédicas. El libro se centra principalmente en los métodos más que en los materiales. Ofrece una perspectiva de las técnicas más comunes y adecuadas para el procesado de este tipo de señales y no hace mucho incapié en los aspectos más médicos de las señales.

3. Biomedical Signal Analysis: A Case-Study Approach
    Autor: R. R. Rangayyan
    Editorial:  Wiley-IEEE Press
    Año: 2002.

Ofrece una amplia y avanzada perspectiva del tratamiento digital de señales biomédicas. Presenta las técnicas más comunes a través de numerosos ejemplos prácticos con muy diferentes tipos de señales biológicas que se corresponden con casos prácticos reales. Este libro está en íntimo contacto con la realidad del mundo de la ingeniería.

4. Biomedical Engineering Principles
    Autor: A. B. Ritter, S. Reisman, and B. B. Michniak
    Editorial: CRC Press
    Año: 2005.

Esta obra presenta los principios de la ingeniería biomédica sin centrarse en el tratamiento de señales. Ofrece por tanto una revisión de los procesos biológicos que se producen en el cuerpo humano especialmente orientado a ingenieros. Muy útil para conocer los fundamentos básicos de la bioingeniería.

5. Introduction to Biomedical Engineering
    Autor: J. Enderle, S. Blanchard, and J. Bronzino
    Editorial: Academic Press
    Año: 2000.

Proporciona una revisión exhaustiva de los principales conceptos de ingeniería biomédica, desde los  biomateriales e ingeniería de tejidos hasta la bioinstrumentación e imágenes médicas, por lo que es fundamental como libro de consulta para alumnos que realicen estudios en bioingeniería, tanto de grado como de postgrado.

6. Time Frequency and Wavelets in Biomedical Signal Processing
    Autor: Metin Akay
    Editorial: IEEE Press
    Año: 1998.
 
Se trata de un texto avanzado de tratamiento de señales donde se presentan técnicas avanzadas de procesado en el dominio de la frecuencia.

7. Biomedical digital signal processing
    Autor: W. J. Tompkins
    Editorial: Prentice-Hall
    Año: 1993.
 
Este libro presenta una perspectiva general del tratamiento digital de señales biomédicas. Las técnicas de procesado digital que se proponen son resueltas de una manera muy sencilla y no se requiere que el lector sea un experto en el tratamiento digital de señales. Resulta un libro interesante para iniciarse en esta área.

8. Neural Networks and Artificial Intelligence for Biomedical Engineering
    Autores: D. L. Hudson and M. E. Cohen,
    Editorial: Wiley-IEEE Press
    Año: 1999.

Se proporciona en este libro un amplio abanico de las principales técnicas que actualmente se encuentran disponibles para el diseño de sistemas de ayuda a la toma de decisión. Para ello se basa en la presentación de ejemplos reales de la ingeniería biomédica. El contenido representa una perspectiva general del tema por lo que es muy útil para alumnos de grado.

9. System Theory and Practical Applications of Biomedical Signals
    Autores:    G. D. Baura,.
    Editorial: Wiley-IEEE Press
    Año: 2002.

Este libro aporta una visión práctica de la aplicación de la teoría de sistemas al mundo de la instrumentación médica. Para ello se sirve de los fundamentos teóricos básicos hasta las teorías más avanzadas que se emplean actualmente. Es una obra útil para el estudio de aplicaciones prácticas.

10. Physiological Control Systems: Analysis, Simulation, and Estimation
    Autores: M. C. K. Khoo
    Editorial: Wiley-IEEE Press
    Año: 1999.

Obra orientada al estudio de sistemas y de control al modelado de sistemas fisiológicos para el diseño de técnicas de diagnóstico médico. Es un libro avanzado y está dirigido a profundizar en la materia.

11. Noninvasive Electrocardiology in Clinical Practice
    Autores: W. Zareba, E. Locati, and P. Maison-Blanche (Editors)
    Editorial: Futura Publishing Company; 1st ed. ,
    Año: 2001.

La señal electrocardiográfica (ECG) es una de las más ampliamente utilizadas, en el pasado y en la actualidad, tanto por su carácter no invasivo como por la gran capacidad diagnóstica que posee. Este libro ofrece soluciones de bioingeniería actuales y emergentes que se espera sean de aplicación en el futuro para el análisis del ECG.

12. E-Health, Telehealth, and Telemedicine: A Guide to Startup and Success
    Autores: M. Maheu, P. Whitten, and A. Allen
    Editorial: Jossey-Bass
    Año: 2001.

Como su nombre indica, el libro puede considerarse una guía práctica donde se ofrecen detalles tecnológicos, aplicaciones así como los fundamentos para introducirse en la telemedicina. Es una obra particularmente interesante para comprender el significado de la telemedicina.

13. Telemedicine and Telehealth: Principles, Policies, Performance and Pitfalls
    Autores: A. W. Darkins (MD) and M. A. Cary (MD)
    Editorial: Springer Publishing Company; 1st ed.
    Año: 2000.

Analiza la forma en que las ampliamente utilizadas redes de datos afectan al desarrollo de soluciones en el contexto general del sistema de salud bajo una perspectiva médica, social y cultural. Establece las definiciones básicas del campo de la telemedicina y describe servicios específicos. Este libro resulta de gran ayuda para comprender como se está desarrollando la telemedicina.


METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE


La metodología general de enseñanza y aprendizaje del master puede consultarse en éste enlace.


CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN



Los criterios y procedimientos generales de evaluación del master pueden consultarse en éste enlace.







Técnicas avanzadas de tratamiento de la señal radar
Profesor: María Pilar Jarabo Amores
Profesor: José Carlos Nieto Borge

INFORMACION DEL CURSO
Créditos
Objetivo
Contenidos
Metodología de enseñanza y aprendizaje
Criterios y procedimientos de evaluación
Bibliografía



OBJETIVO:

El objetivo de esta asignatura es que el alumno sea capaz de plantear los problemas de detección y clasificación de blancos radar como tests de hipótesis a partir de modelos estadísticos de los blancos deseados y de la interferencia (clutter y ruido). El análisis de estos problemas le permitirá comprender la dificultad del diseño de estos sistemas, las limitaciones de las soluciones que se utilizan en la práctica y cuáles son las líneas de investigación más actuales que intentan diseñar sistemas más robustos y con mayores capacidades detectoras. La comprensión del principio de funcionamiento de los radares de alta resolución (HRR, High Range Resolution Radar, y SAR, Synthetic Aperture Radar), es también un objetivo importante, pues permitirá definir los problemas a resolver en el procesado de estas señales así como estudiar las técnicas de procesado más empleadas en la actualidad.

CRÉDITOS ECTS: 4

CONTENIDOS:

1. Radares pulsados y de onda continua.

2. Detección automática.

2.1. Test de hipótesis.

2.2. Modelos de blancos y clutter.

2.3. Detector óptimo en presencia de clutter.

3. Procesamiento de la señal radar: Técnicas CFAR, Sistemas MTI y MTD.

4. Técnicas de compresión de pulsos.

5. Radares de alta resolución en distancia. Principio de funcionamiento. Firma radar.

6. Radares de apertura sintética. Principio de funcionamiento. Imagen SAR.


BIBLIOGRAFÍA:


LIBROS

1. Radar Principles.

Autor: P. Z. Peebles.

Editorial: Wiley-Interscience.

Año: 1998.

2. Principles of Modern Radar

Autor: Eaves and Reedy.

Editorial: Van Nostrand Reinhold, New York.

Año: 1987.

3. Introduction to Radar Systems. 3ª Edición.

Autor: M. I. Skolnik.

Editorial: McGraw-Hill.

Año: 2002.

4. Radar Handbook. 2ª Edición.

Autor: M. I. Skolnik.

Editorial: McGraw-Hill, Inc.

Año: 1990.

5. MTI and Pulsed Doppler Radar.

Autor: D. C. Schleher.

Editorial: Artech House, Inc.

Año: 1991.

Estos cinco libros constituyen una bibliografía básica sobre sistemas radar en la que se tratan los fundamentos y las aplicaciones de estos sistemas y las técnicas de procesado de señal más básicas, así como cuestiones de diseño y tecnológicas.

6. Radar Detection.

Autores: J. V. DiFranco, W. L. Rubin.

Editorial: SciTech Publishing.

Año: Reedición, 2004.


En este libro se plantea y se resuelve el problema de la detección de blancos radar estadísticamente, encontrando soluciones óptimas y subóptimas para distintos modelos de señal e interferencia.

7. Radar-Sonar Signal Processing and Gaussian Signals in Noise (Detection, Estimation, and Modulation Theory, Part III).

Autor: H. L. Van Trees.

Editorial: Wiley-Interscience.

Año: Reedición, 2001.


Es el tercer volumen de un conjunto de publicaciones que constituyen las referencias básicas en teoría de la detección, la estimación y la modulación. Este libro, en concreto trata el procesado de señales radar y sonar.

8. Optimised Radar Processors.

Autor: A. Farina.

Editorial: IEE Radar, Sonar, Navigation and Avionics Series No 1. Institution of Electrical Engineers.

Año: 1987.


En este libro se recogen una serie de artículos de A. Farina en los que aborda el problema del cálculo y la implementación de detectors óptimos y subóptimos en distintos entornos de clutter y compara su funcionamiento con los sistemas anticlutter más extendidos en la práctica. También aborda el estudio de sistemas adaptativos.

9. Principles of Space-Time Adaptive Processing.

Autor: R. Klemm.

Editorial: IEE Radar, Sonar, Navigation and Avionics Series. Institution of Electrical Engineers.

Año: 2002.


Este libro realiza una introducción a los principios de procesado adaptativo espacio-temporal y, además presenta un estudio del estado del arte en este tipo de problemas. Trata el diseño de sistemas MTI embarcados para la observación de la superficie terrestre y para tareas de vigilancia y reconocimiento, prestando una atención especial al problema de la reducción del clutter. Se abordan, entre otros, técnicas de procesado de señal, modelos de clutter, técnicas de procesado en array, técnicas espacio-frecuencia, así como aplicaciones SAR e ISAR. Es una referencia básica en técnicas de procesado adaptativo espacio-temporal.

10. High-Resolution Radar. 2ª Edición.

Autores: D. R. Wehner, B. Barnes

Editorial: Artech House Publishers.

Año: 1994.

11. Synthetic Aperture Radar. Systems and Signal Processing.

Autores: J. C. Curlander, R. N. McDonougj, F. H. Wong.

Editorial: John Wiley and Sons, Inc.

Año: 1999.

Estos dos libros describen la teoría básica para el análisis y el diseño de radares de alta resolución.

12. Synthetic Aperture Radar Signal Processing with Matlab Algorithms 

Autor: M. Soumekh 

Editorial: John Wiley and Sons, Inc.

Año: 1999.

Este libro introduce la teoría básica sobre la que se desarrollan algunos de los mejores métodos de formación de la imagen SAR y proporciona guías para el diseño y la implementación de sistemas para diversas aplicaciones. Proporciona funciones realizadas en MATLAB así como ejemplos prácticos sobre bases de datos SAR e ISAR reales.

REVISTAS CIENTÍFICO-TÉCNICAS:


• IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems.
• IEE Proceedings on Radar, Sonar and Navigation
• IEEE Transactions on Signal Processing.


METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE

Se combinarán las clases magistrales con la realización de ejercicios utilizando ordenadores personales disponibles en el laboratorio. El profesor presentará ejemplos utilizando funciones desarrolladas con el paquete matemático MATLAB y propondrá a los alumnos ejercicios en grado creciente de dificultad para ilustrar los conceptos fundamentales de la asignatura. Estos podrán resolverse tanto en forma individual como en grupos reducidos, buscando, no sólo la integración teórico-práctica, sino también el desarrollo de habilidades de trabajo organizado en grupo. Además se fomentará la discusión de los resultados obtenidos.

Las distintas funciones desarrolladas para la resolución de los ejercicios propuestos por el profesor, constituirán la base sobre la que cada grupo de alumnos desarrollará el trabajo de la asignatura.

CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN

El alumno podrá elegir una de las dos opciones siguientes:

Opción 1:
    • Evaluación continuada y realización de prácticas de laboratorio que constituirá el 70% de la nota final.
    • Realización y defensa de un trabajo propuesto por el profesor que constituirá el 30 % restante de la nota final.

El alumno puede optar por realizar, además, el examen escrito sobre los contenidos de la asignatura en las convocatorias oficiales. En este caso, se comparará la media del seguimiento y el trabajo con la nota del examen y se elegirá la mayor de ellas como nota final de la asignatura.

Opción 2:
     • Realización y defensa de un trabajo propuesto por el profesor que constituirá el 30 % de la nota final.
     • Realización del examen escrito sobre los contenidos de la asignatura en las convocatorias oficiales que supondrá el 70% de la nota final de la asignatura.

     En este caso (opción 2) debe aprobarse cada parte por separado con    una nota mínima de 5 puntos sobre 10.

 


 

Sistemas de comunicación sobre fibra óptica
Profesor: Pablo Luis López Espí
Profesor: Jose Saez
Profesor: Philip Siegmann
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INFORMACION DEL CURSO
Créditos
Objetivo
Contenidos
Metodología de enseñanza y aprendizaje
Criterios y procedimientos de evaluación
Bibliografía



OBJETIVO:
Se presenta la fibra óptica como un importantísimo medio de transmisión de información debido a su alta capacidad transmisora (limitada por la respuesta de los detectores). El alumno deberá comprender los modelos de propagación de la energía a lo largo de la fibra y los fenómenos que intervienen en el guiado de la luz, para ser capaz de caracterizar las transformaciones que experimenta la señal al propagarse por la fibra. Deberá conocer el principio de funcionamiento de los principales dispositivos necesarios para la construcción de un sistema de comunicaciones por fibra óptica, tanto en la etapa de transmisión (generación de la señal) como en la etapa de recepción (detección de la señal transmitida), así como todos los procesos de amplificación y regeneración de la señal que pueden realizarse en etapas intermedias. El alumno deberá de ser capaz de plantear el diseño de sistemas de comunicación por fibra óptica para algunas de las aplicaciones más importantes en la actualidad.

CRÉDITOS ECTS: 4

CONTENIDOS:

1. Fundamentos en propagación de luz por fibra óptica

2. Dispositivos básicos y montaje para la propagación de luz por fibra óptica

3. Multiplexadores y demultiplexadores en longitudes de onda

4. Transmisión de la información por fibra óptica

5. Otras aplicaciones de las fibras ópticas


BIBLIOGRAFÍA:

1. Optical Communication Systems: Principles and Practice. 2ª Edición.

Autor: J. M. Senior.

Editorial: Prentice Hall.

Año: 1992.


Se trata de un texto clásico en el estudio de las comunicaciones ópticas. Aunque por su fecha de publicación no resulta un texto adecuado para temas más recientes, sí es recomendable por ser un compendio de los fundamentos de los sistemas de comunicaciones ópticas.

2. Optical Fiber Communications. 3ª Edición.

Autor: G. Keiser .

Editorial: Mc-Graw Hill.

Año: 2000.

Se trata de otro texto clásico en el estudio de las comunicaciones ópticas. Presenta los diferentes bloques de los sistemas, desde los analógicos hasta los digitales, llegando incluso a la multiplexación en longitud de onda (aunque no a la DWDM) y a la amplificación óptica.

3. Erbium-Doped Fiber Amplifiers. Device and System Developments.

Autores: E. Desurvire y otros.

Editorial: John Wiley.

Año: 2002.


Sin duda se trata de un texto clave para la comprensión del fenómeno de la amplificación óptica mediante fibras dopadas con erbio. Su primer autor es uno de los padres de la amplificación óptica mediante fibras dopadas.

4. DWDM Fundamentals, Components and Applications.

Autor: J. P. Laude.

Editorial: Artech House.

Año: 2002.

Este es un texto enfocado en la multiplexación densa en longitud de onda. Trata no solamente el fenómeno sino también dispositivos multiplexores, fuentes, amplificación óptica y aplicados a las redes de telecomunicación. Es de un nivel adecuado como bibliografía complementaria.

5. Distributed Feedback Semiconductor Lasers.

Autores: J. Carrol y otros.

Editorial: The IEE.

Año: 2002.


El libro está enfocado al estudio de los láseres DFB pero también resulta de gran utilidad para el estudio de los láseres a diodo en general y su modelado numérico.

6. Semiconductor Optoelectronic Devices. 2ª Edición.

Autor: P. Bhattacharya.

Editorial: Prentice Hall.

Año: 1993.

Es un libro que puede resultar de gran utilidad para la comprensión de los fenómenos opto-electrónicos. Partiendo de las propiedades ópticas y eléctricas básicas de los semiconductores, analiza el funcionamiento de las fuentes LED y láser, así como de los fotodetectores. No es un texto orientado a las comunicaciones ópticas, aunque sí permite el estudio de alguno de los elementos que componen el sistema.

7. Lasers.

Autor: A. Siegman.

Editorial: University Science Books.

Año: 1986.


Sin duda es otra referencia clásica en el estudio de los láseres en general. No tiene una orientación hacia las comunicaciones ópticas, aunque su carácter enciclopédico sobre las fuentes láser lo convierte en un texto complementario para su estudio.

8. Fundamentos de Comunicaciones Ópticas.

Autores: J. Capmany y otros.

Editorial: Síntesis.

Año: 1998.


Libro interesante sobre fundamentos de los sistemas de comunicaciones ópticas, escrito por el Catedrático de la UPV J. Capmany y algunos colaboradores suyos. Uno de los pocos textos escritos en castellano.

9. Dispositivos de Comunicaciones Ópticas.

Autores: J. Capmany y otros.

Editorial: Síntesis.

Año: 1999.


Libro en la misma línea del anterior, dedicado a los dispositivos de comunicaciones ópticas.

10. Sistemas y Redes Ópticas de Comunicaciones.

Autor: J. A. Martin Pereda.

Editorial: Pearson Educación.

Año: 2004.


Referencia de reciente publicación del profesor Martín Pereda, que constituye un texto interesante en castellano sobre sistemas de comunicaciones ópticas.


METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE

Se impartirán clases magistrales en las que el profesor resolverá y propondrá ejercicios en grado creciente de dificultad para ilustrar los conceptos fundamentales de la asignatura. Estos ejercicios podrán resolverse tanto en forma individual como en grupos reducidos, buscando, no sólo la integración teórico-práctica, sino también el desarrollo de habilidades de trabajo organizado en grupo. Además se fomentará la discusión de los resultados obtenidos.

CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN

El alumno deberá realizar un examen escrito que supondrá el 40% de la nota final de la asignatura. El 60% restante está asociado a la realización y la defensa de un trabajo propuesto por el profesor que estará relacionado con los contenidos de la asignatura.

Cada parte debe aprobarse por separado consiguiendo una nota mínima de 5 puntos sobre un máximo de 10 puntos.


Tecnologías OFDM y xDSL
Profesor: Fernando Cruz Roldán
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El objetivo principal de esta asignatura consiste en mostrar las conceptos fundamentales de la transmisión de información de señales de banda ancha sobre medios confinados (como las tecnologías xDSL)  y canales sin cable (wireless) empleando modulación multiportadora (MCM). Se describen los problemas asociados a la transmisión de datos de alta velocidad,se presentan las ventajas e inconvenientes de las tecnologías de acceso al medio mediante OFDM o DMTs,  se caracterizan el transmisor y el receptor desde la perspectiva de sistemas de tasa múltiple, se describe el medio físico, y finalmente se presentan diversos estándares de transmisión digital de audio, video o datos que se sustentan en dichas tecnologías:  ADSL, VDSL, DAB, DVB, IEEE802.11 WiFi, IEEE802.16 WiMAX.

También es objetivo de este curso fomentar en el estudiante una forma de pensar creativa orientada a la investigación.


CRÉDITOS ECTS: 4

CONTENIDOS:

Resumen del contenido: La modulación multiportadora (MCM) es un técnica muy eficiente para la transmisión de información, especialmente para señales de banda ancha, sobre medios confinados (como las tecnologías xDSL)  y para canales sin cable (wireless). La MCM se puede caracterizar en el contexto de los bancos de filtros, ya que un modulador multiportadora es un transmultiplexador. Cuando se trabaja en aplicaciones sobre bucles de abonado local, se denomina Modulación Multitono Discreta (Discrete Multitone Modulation-DMT), y en aplicaciones sin cable se denomina Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing - OFDM). Ambas son esencialmente la misma técnica eficiente de modulación multiportadora en la que las etapas de modulación y demodulación se realizan a través de una transformada inversa de Fourier discreta (IDFT) y de una transformada de Fourier discreta (DFT), respectivamente. Se pueden citar  los siguientes ejemplos en los que se utilizan MCM en la transmisión de los datos:

  • Redes de área local y metropolitana sin cable (WLAN y WMAN) basadas en los estándares IEEE 802.11 (WiFi) o IEEE802.16 (WiMAX).

  • Tecnologías xDSL: bucles de abonado digitales de muy alta velocidad (VDSL) y asimétricos (ADSL) para transmisión de datos sobre cables.

  • Radiodifusión de audio digital (DAB) y de televisión digital (DVB) terrestre, por satélite y por cable.

El objetivo principal de esta asignatura consiste en mostrar las características fundamentales de dicha modulación, las ventajas que presenta frente a otras técnicas de transmisión, la descripción y caracterización desde la perspectiva de sistemas de tasa múltiple, y la configuración básica del transmisor y del receptor en estas modulaciones. En la asignatura también se describirán diversos estándares de transmisión digital de audio, video o datos en general que se sustentan en dicha tecnología.


Epígrafes:

  1. Introducción.
    1. Fundamentos de comunicaciones digitales.
    2. Fundamentos de procesado digital de señales.
    3. Motivación.
  2. Fundamentos de la Modulación Multiportadora (MCM).

    1. Introducción

    2. Multitono básico.

    3. Realización en tiempo discreto.
    4. Vector coding.

    5. MCM con transformadas discretas trigonométricas
    6. Otros tipos de MCM.

  3. Modulación OFDM sobre canales inalámbricos.

    1. Modulación OFDM.

    2. Consideraciones de implementación.

    3. Estándares (DAB, DVB, internet de banda ancha).

    4. Descripción de IEEE802.11 (WiFi).

    5. Descripción de IEEE802.16 (WiMAX).

  4. Modulación DMT sobre el bucle de abonado digital (DSL).

    1. Introducción.

    2. Descripción. Diagrama de bloques.

    3. Consideraciones de implementación.

    4. Estándares xDSL.


BIBLIOGRAFÍA:


[1] A. Artés Rodríguez, F. Pérez González, J. Cid Sueiro, R. López Valcarce, C. Mosquera Nartallo, F. Pérez Cruz, Comunicaciones digitales.  Prentice-Hall, 2007.

En el texto se describen detalladamente las técnicas de modulación, codificación y diseño de receptores de comunicaciones digitales. Para la asignatura, los capítulos de mayor interés son el séptimo, y especialmente el octavo, en el que se describe la modulación multipulso.

[2] John A. C. Bingham,ADSL, VDSL, and Multicarrier Modulation, John Wiley and Sons, 2000.

El libro recoge el estado del arte, hasta la fecha de publicación, de la modulación multiportadora (MCM) aplicada a la transmisión de datos de alta velocidad. El autor es un experto investigador con más de tres décadas trabajando en este campo, y por ello consigue presentar en el libro todos los conceptos necesarios para diseñar modems MCM, comprender las realizaciones prácticas de los sistemas instalados en los estándares, y capacitar a los estudiantes para abordar futuras investigaciones con el objetivo de mejorar los sistemas actuales.

[3] T. Starr, J.M. Cioffi, and P.J. Silverman, Understanding Digital Subscribers Line Technology, Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 1999.

[4] T. Starr, M. Sorbara, J. M. Cioffi, and P.J. Silverman, DSL Advances, Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, 2002.

Los anteriores libros [3]-[4] han sido escritos por parte de los componentes del grupo de estandarización ANSI E1T1.4. Estas son quizá las obras de referencia más completas para trabajar profesionalmente con las tecnologías xDSL. Los libros tratan toda la familia DSL desde la RDSI (144 kb/s) a la VDSL (52 Mb/s), describen todas las capas del protocolo y aportan una visión desde dentro del proceso de estandarización.

[5] R. Prasad, OFDM for Wireless Communications Systems, Boston, MA: Artech House Publishers, 2004.

[6] A. Goldsmith, Wireless Communications.CambridgeUniversity Press, 2006.

[7] A. Molisch, Wireless Communications, Wiley-IEEE Press (November 18, 2005).

En [5]-[7] se pueden encontrar, de manera detallada, los conceptos de la modulación multiportadora aplicada a tecnologías inalámbricas. El texto de Prasad [5] es más escueto, y bastante más extensos y detallados [6]-[7]. Se presentan los fundamentos de OFDM y sus aplicaciones en sistemas wireless, y se describen algunos estándares de WLAN (HIPERLAN/2 e IEEE802.11). También se abordan los siguientes temas: desvanecimiento Rayleigh, igualación, sincronización y el problema de la potencia de pico.

[8] J. Tellado, Multicarrier modulation with low PAR. Applications to DSL and Wireless.Springer, 2000.

Es un buen libro para estudiar el problema del PAR en modulaciones multiportadora. Se realiza una formulación rigurosa, y se proponen diversas técnicas de reducción, tales como la reserva o la inyección de tono.

[9] A. N. Akansu, M. J. T. Smith, (eds.), Subband and Wavelet Transforms. Design and Applications, Kluwer Academic Publishers, Norwell MA, 1996.

Este es el primer libro de una serie en la que el Dr. A. N. Akansu participa como editor. Es un compendio de diversos capítulos, realizados por diversos investigadores, en los que se muestran varias áreas en las que han encontrado  aplicación la Transformada Wavelet y los Bancos de Filtros. Hay capítulos en los que se abordan los fundamentos de las transformadas subbanda, y otros destinados a la codificación de imágenes, video y audio. Para la asignatura, es muy interesante el dedicado al estudio de la modulación multiportadora.

[10] A. N. Akansu, M. J. Medley, (eds.), Wavelet, Subband and Block Transforms in Communications and Multimedia, Kluwer Academic Publishers, Norwell MA, 1999.

La obra se puede dividir en dos grandes bloques. En primer lugar, los primeros seis capítulos, que se destinan a analizar diversas aplicaciones en comunicaciones en las que está resultando beneficiosa la utilización de las teorías de Wavelets y bancos de filtros. El segundo bloque, que consta de cinco capítulos, analiza los avances que se han producido en aplicaciones multimedia gracias a las transformadas wavelet y subbanda. Este libro es de particular interés para los alumnos de la asignatura porque se muestra la aplicación de OFDM en transmisión de audio y video terrestre (DAB y DVB) y comunicaciones xDSL. En su conjunto, es especialmente útil en esta última etapa del máster, ya que hay alumnos que inician su período de investigación.

[11] Y.-P. Lin, S.-M. Phoong, P. P. Vaidyanathan, Filter bank transceivers for OFDM and DMT systems, Cambridge UK, 2011

El libro incluye un repaso a conceptos básicos de comunicaciones digitales, comenzando con el modelo equivalente de canal en tiempo discreto y una revisión detallada de receptores MMSE. Los últimos capítulos se dedican a una descripción y análisis de los sistemas basados en las modulaciones OFDM y DMT, con una discusión pormenorizada de diversos aspectos prácticos.

[11] Revistas de investigación. Algunas de las de mayor interés son las siguientes:

Publicadas por la European Association for Speech, Signal, and Image Processing:

  • EURASIP Journal on Advances Signal Processing.
  • Signal Processing.

Publicadas por el Institute of Electrical and Electronics Engineers:

  • IEEE Communications
    Magazine.
  • IEEE Communications Letters.
  • IEEE Journal on Selected Areas in Communications.
  • IEEE Transactions on Communications.
  • IEEE Transactions on Wireless Communications.
  • IEEE Wireless Communications.
  • IEEE Transactions on Information Theory.
  • IEEE Signal Processing Letters.
  • IEEE Transactions on Signal Processing.
  • IEEE Transactions on Circuits and Systems -I: Regular Papers.
  • IEEE Transactions on Circuits and Systems -II: Express Briefs.
METODOLOGÍA DE ENSEÑANZA Y APRENDIZAJE


La metodología general de enseñanza y aprendizaje del master puede consultarse en
éste enlace.
En particular, se pretende que la asignatura tenga contenidos teóricos y prácticos. Se propone la clase o lección magistral para la exposición de las partes clave de la  teoría, complementando ésta con referencias bibliográficas cuidadosamente seleccionadas que faciliten el estudio que el alumno debe realizar fuera de clase y, en la medida de lo posible, lo estimule. La actividad del alumno en clase y en la realización de las prácticas de laboratorio es considerable, ya que al ser un número de alumnos matriculados inferior al de los estudios de grado, se prevé que se involucren en el desarrollo y resolución de los problemas y de las prácticas. Principalmente  se utiliza un método de aprendizaje inductivo. Se fomentará el trabajo de los alumnos mediante la realización de problemas, prácticas de laboratorio, y un trabajo relacionado con  la asignatura.


CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE EVALUACIÓN

Los criterios y procedimientos generales de evaluación del master pueden consultarse en éste enlace.De forma particular, la evaluación se realizará a partir de los trabajos realizados por los alumnos (40 %), de la evaluación de prácticas de laboratorio (40%), y de un examen de contenidos (20%).