Comprehensive evaluation of the IEEE 802.15.4 MAC layer performance with retransmissions

Supported by IEEE 802.15.4 standardization activities, embedded networks have been gaining popularity in recent years. The focus of this paper is to quantify the behavior of key networking metrics of IEEE 802.15.4 beacon-enabled nodes under typical operating conditions, with the inclusion of packet retransmissions. We corrected and extended previous analyses by scrutinizing the assumptions on which the prevalent Markovian modeling is generally based. By means of a comparative study, we singled out which of the assumptions impact each of the performance metrics (throughput, delay, power consumption, collision probability, and packet-discard probability). In particular, we showed that - unlike what is usually assumed - the probability that a node senses the channel busy is not constant for all the stages of the backoff procedure and that these differences have a noticeable impact on backoff delay, packet-discard probability, and power consumption. Similarly, we showed that - again contrary to common assumption - the probability of obtaining transmission access to the channel depends on the number of nodes that is simultaneously sensing it. We evidenced that ignoring this dependence has a significant impact on the calculated values of throughput and collision probability. Circumventing these and other assumptions, we rigorously characterize, through a semianalytical approach, the key metrics in a beacon-enabled IEEE 802.15.4 system with retransmissions.

A simple permutation test for clusteredness

Hierarchical clustering is a popular method for finding structure in multivariate data,resulting in a binary tree constructed on the particular objects of the study, usually samplingunits. The user faces the decision where to cut the binary tree in order to determine the numberof clusters to interpret and there are various ad hoc rules for arriving at a decision. A simplepermutation test is presented that diagnoses whether non-random levels of clustering are presentin the set of objects and, if so, indicates the specific level at which the tree can be cut. The test isvalidated against random matrices to verify the type I error probability and a power study isperformed on data sets with known clusteredness to study the type II error.

Are agent-based simulations robust? The wholesale electricity trading case

Agent-based computational economics is becoming widely used in practice. This paperexplores the consistency of some of its standard techniques. We focus in particular on prevailingwholesale electricity trading simulation methods. We include different supply and demandrepresentations and propose the Experience-Weighted Attractions method to include severalbehavioural algorithms. We compare the results across assumptions and to economic theorypredictions. The match is good under best-response and reinforcement learning but not underfictitious play. The simulations perform well under flat and upward-slopping supply bidding,and also for plausible demand elasticity assumptions. Learning is influenced by the number ofbids per plant and the initial conditions. The overall conclusion is that agent-based simulationassumptions are far from innocuous. We link their performance to underlying features, andidentify those that are better suited to model wholesale electricity markets.

A fast Bayesian reconstruction algorithm for emission tomography with entropy prior converging to feasible images

The development and tests of an iterative reconstruction algorithm for emission tomography based on Bayesian statistical concepts are described. The algorithm uses the entropy of the generated image as a prior distribution, can be accelerated by the choice of an exponent, and converges uniformly to feasible images by the choice of one adjustable parameter. A feasible image has been defined as one that is consistent with the initial data (i.e. it is an image that, if truly a source of radiation in a patient, could have generated the initial data by the Poisson process that governs radioactive disintegration). The fundamental ideas of Bayesian reconstruction are discussed, along with the use of an entropy prior with an adjustable contrast parameter, the use of likelihood with data increment parameters as conditional probability, and the development of the new fast maximum a posteriori with entropy (FMAPE) Algorithm by the successive substitution method. It is shown that in the maximum likelihood estimator (MLE) and FMAPE algorithms, the only correct choice of initial image for the iterative procedure in the absence of a priori knowledge about the image configuration is a uniform field.

The Effect of a threshold proportional reinsurance strategy on ruin probabilities

[spa] En un modelo de Poisson compuesto, definimos una estrategia de reaseguro proporcional de umbral : se aplica un nivel de retención k1 siempre que las reservas sean inferiores a un determinado umbral b, y un nivel de retención k2 en caso contrario. Obtenemos la ecuación íntegro-diferencial para la función Gerber-Shiu, definida en Gerber-Shiu -1998- en este modelo, que nos permite obtener las expresiones de la probabilidad de ruina y de la transformada de Laplace del momento de ruina para distintas distribuciones de la cuantía individual de los siniestros. Finalmente presentamos algunos resultados numéricos.

La probabilidad de supervivencia en un modelo con reaseguro proporcional de umbral

[spa] En este artículo presentamos una nueva estrategia de reaseguro, a la que denominamos estrategia de reaseguro umbral, que actúa de forma diferente en función del nivel de las reservas. Así, para unos niveles de las reservas inferiores a un determinado nivel, el gestor decide aplicar un reaseguro proporcional, y para niveles superiores, al considerar que se ha alcanzado cierta solvencia en la cartera, opta por no ceder ningún porcentaje del riesgo. El análisis del efecto de la introducción del reaseguro umbral sobre la probabilidad de supervivencia, y su comparación con el reaseguro proporcional y la opción de no reasegurar, nos permite hallar estrategias de reaseguro equivalentes desde el punto de vista de la solvencia. Palabras clave: teoría del riesgo, reaseguro de umbral, reaseguro proporcional, probabilidad de supervivencia.

Valoración de credit default swaps: una aplicación del modelo de Hull-White al mercado español

En este trabajo se presenta una aplicación empírica del modelo de Hull-White (2000) al mercado de renta fija español. Este modelo proporciona la expresión por el cálculo de los pagos hechos por el comprador de un credit default swap (CDS), bajo la hipótesis de que no existe riesgo de contrapartida. Se supone, además, que la curva cupón cero, la tasa de recuperación constante y el momento del suceso de crédito son independientes. Se utilizan bonos del Banco Santander Central Hispano para mesurar la probabilidad neutra al riesgo de quiebra y, bajo hipótesis de no arbitraje, se calculan las primas de un CDS, por un bono subyacente con la misma calificación crediticia que la entidad de referencia. Se observa que las primas se ajustan bien a los spreads crediticios del mercado, que se acostumbran a utilizar como alternativa a las mismas.

Valoración de credit default swaps: una aplicación del modelo de Hull-White al mercado español

En este trabajo se presenta una aplicación empírica del modelo de Hull-White (2000) al mercado de renta fija español. Este modelo proporciona la expresión por el cálculo de los pagos hechos por el comprador de un credit default swap (CDS), bajo la hipótesis de que no existe riesgo de contrapartida. Se supone, además, que la curva cupón cero, la tasa de recuperación constante y el momento del suceso de crédito son independientes. Se utilizan bonos del Banco Santander Central Hispano para mesurar la probabilidad neutra al riesgo de quiebra y, bajo hipótesis de no arbitraje, se calculan las primas de un CDS, por un bono subyacente con la misma calificación crediticia que la entidad de referencia. Se observa que las primas se ajustan bien a los spreads crediticios del mercado, que se acostumbran a utilizar como alternativa a las mismas.

The Effect of a threshold proportional reinsurance strategy on ruin probabilities

[spa] En un modelo de Poisson compuesto, definimos una estrategia de reaseguro proporcional de umbral : se aplica un nivel de retención k1 siempre que las reservas sean inferiores a un determinado umbral b, y un nivel de retención k2 en caso contrario. Obtenemos la ecuación íntegro-diferencial para la función Gerber-Shiu, definida en Gerber-Shiu -1998- en este modelo, que nos permite obtener las expresiones de la probabilidad de ruina y de la transformada de Laplace del momento de ruina para distintas distribuciones de la cuantía individual de los siniestros. Finalmente presentamos algunos resultados numéricos.

La probabilidad de supervivencia en un modelo con reaseguro proporcional de umbral

[spa] En este artículo presentamos una nueva estrategia de reaseguro, a la que denominamos estrategia de reaseguro umbral, que actúa de forma diferente en función del nivel de las reservas. Así, para unos niveles de las reservas inferiores a un determinado nivel, el gestor decide aplicar un reaseguro proporcional, y para niveles superiores, al considerar que se ha alcanzado cierta solvencia en la cartera, opta por no ceder ningún porcentaje del riesgo. El análisis del efecto de la introducción del reaseguro umbral sobre la probabilidad de supervivencia, y su comparación con el reaseguro proporcional y la opción de no reasegurar, nos permite hallar estrategias de reaseguro equivalentes desde el punto de vista de la solvencia. Palabras clave: teoría del riesgo, reaseguro de umbral, reaseguro proporcional, probabilidad de supervivencia.

Silicon quantum dots embedded in a SiO2 matrix: From structural study to carrier transport properties

We study the details of electronic transport related to the atomistic structure of silicon quantum dots embedded in a silicon dioxide matrix using ab initio calculations of the density of states. Several structural and composition features of quantum dots (QDs), such as diameter and amorphization level, are studied and correlated with transport under transfer Hamiltonian formalism. The current is strongly dependent on the QD density of states and on the conduction gap, both dependent on the dot diameter. In particular, as size increases, the available states inside the QD increase, while the QD band gap decreases due to relaxation of quantum confinement. Both effects contribute to increasing the current with the dot size. Besides, valence band offset between the band edges of the QD and the silica, and conduction band offset in a minor grade, increases with the QD diameter up to the theoretical value corresponding to planar heterostructures, thus decreasing the tunneling transmission probability and hence the total current. We discuss the influence of these parameters on electron and hole transport, evidencing a correlation between the electron (hole) barrier value and the electron (hole) current, and obtaining a general enhancement of the electron (hole) transport for larger (smaller) QD. Finally, we show that crystalline and amorphous structures exhibit enhanced probability of hole and electron current, respectively.

Optimització i aprofitament del temps de pràctica motriu en les classes deducació física d'un grup de 4t ESO

Amb aquest treball d‟investigació es pretén fer veure al docent la importància d‟una adequada gestió del temps de classe d‟Educació Física (E.F.), concretament, abans, durant i al final de la sessió, amb l‟objectiu d‟augmentar el temps de compromís motor dels alumnes. Tanmateix citaré autors i esmentaré estudis que demostren que un increment en el temps de compromís motor per part de l‟alumne, augmenta la probabilitat de que s‟assoleixin els objectius proposats i, per tant, el procés d‟ensenyament – aprenentatge serà més eficaç. En conseqüència, s‟analitzen les categories i variables temporals (temps d‟informació del professor, temps d‟organització dels alumnes i del material i temps d‟imprevistos) que poden restar minuts al temps de pràctica motriu i, a la vegada, es presenten una sèrie de recursos i estratègies que ajuden al professor d‟E.F a reduir les accions i variables temporals que incideixen negativament a fi i efecte d‟augmentar el temps de pràctica motriu.

La atenuación en artículos de revisión odontológicos en español: estudio exploratorio

Describimos el uso de estrategias de atenuación en 40 artículos de revisión (AR), publicados en español en revistas iberoamericanas entre 1994 y 2004. Identificamos las estrategias empleadas en las secciones retóricas por medio de un análisis contextual de género y clasificamos los atenuantes en cinco categorías: construcciones impersonales, deícticos temporales, aproximadores, escudos y atenuantes compuestos. Los resultados muestran que hay abundantes y variadas estrategias de atenuación en las tres secciones retóricas del AR, aunque son más frecuentes en el desarrollo y en la introducción. Predomina el modal epistémico “poder”, los adverbios y los adjetivos de posibilidad y probabilidad, y los verbos epistémicos. Registramos varias construcciones impersonales empleadas para atenuar. Los aproximadores se usan para expresar honestidad y varios niveles de certidumbre en las proposiciones; los deícticos temporales, para expresar provisionalidad y sugerir varias interpretaciones. Concluimos que la atenuación puede estar relacionada con la posición de los autores en la comunidad científica y con las características del AR como género discursivo. Asimismo, el nivel de expectativa en la escritura de este género podría condicionar cómo se presentan las proposiciones.

Frames: a maximum entropy statistical estimate of the inverse problem

A maximum entropy statistical treatment of an inverse problem concerning frame theory is presented. The problem arises from the fact that a frame is an overcomplete set of vectors that defines a mapping with no unique inverse. Although any vector in the concomitant space can be expressed as a linear combination of frame elements, the coefficients of the expansion are not unique. Frame theory guarantees the existence of a set of coefficients which is “optimal” in a minimum norm sense. We show here that these coefficients are also “optimal” from a maximum entropy viewpoint.

Persistent random walk model for transport trough thin slabs

We present a model for transport in multiply scattering media based on a three-dimensional generalization of the persistent random walk. The model assumes that photons move along directions that are parallel to the axes. Although this hypothesis is not realistic, it allows us to solve exactly the problem of multiple scattering propagation in a thin slab. Among other quantities, the transmission probability and the mean transmission time can be calculated exactly. Besides being completely solvable, the model could be used as a benchmark for approximation schemes to multiple light scattering.