Per-antenna rate and power control for MIMO layered architectures in the low- and high-power regimes

In a MIMO layered architecture, several codewordsare transmitted from a multiplicity of antennas. Although thespectral efficiency is maximized if the rates of these codewordsare separately controlled, the feedback rate within the linkadaptation loop is reduced if they are constrained to be identical.This poses a direct tradeoff between performance andfeedback overhead. This paper provides analytical expressionsthat quantify the difference in spectral efficiency between bothapproaches for arbitrary numbers of antennas. Specifically, thecharacterization takes place in the realm of the low- and highpowerregimes via expansions that are shown to have a widerange of validity.In addition, the possibility of adjusting the transmit powerof each codeword individually is considered as an alternative tothe separate control of their rates. Power allocation, however,turns out to be inferior to rate control within the context of thisproblem.

Predictive motion control of a mirosot mobile robot

This paper discusses predictive motion control of a MiRoSoT robot. The dynamic model of the robot is deduced by taking into account the whole process - robot, vision, control and transmission systems. Based on the obtained dynamic model, an integrated predictive control algorithm is proposed to position precisely with either stationary or moving obstacle avoidance. This objective is achieved automatically by introducing distant constraints into the open-loop optimization of control inputs. Simulation results demonstrate the feasibility of such control strategy for the deduced dynamic model

Robust power allocation algorithms for MIMO OFDM systems with imperfect CSI

This paper presents a Bayesian approach to the design of transmit prefiltering matrices in closed-loop schemes robust to channel estimation errors. The algorithms are derived for a multiple-input multiple-output (MIMO) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system. Two different optimizationcriteria are analyzed: the minimization of the mean square error and the minimization of the bit error rate. In both cases, the transmitter design is based on the singular value decomposition (SVD) of the conditional mean of the channel response, given the channel estimate. The performance of the proposed algorithms is analyzed,and their relationship with existing algorithms is indicated. As withother previously proposed solutions, the minimum bit error rate algorithmconverges to the open-loop transmission scheme for very poor CSI estimates.

Modelado, simulación y control digital de autogiros

Este proyecto consiste en diseñar el algoritmo de control de un autogiro no tripulado. Su aplicación principal es llevar a cabo tareas rutinarias o peligrosas para el piloto como, por ejemplo, extinción de incendios, evaluación de riesgo químico o vigilancia de lugares de acceso restringido. Se realiza un estudio del movimiento del vehículo para obtener su modelo dinámico. A partir de las ecuaciones que describen su movimiento, se realiza una simulación numérica del vehículo. Se incorpora el controlador diseñado y se evalúa su funcionamiento. Finalmente, se implementa el sistema en un microcontrolador.

Dependencia de los algoritmos con el consumo de energía en sistemas HPC

El consumo energético es un aspecto cada vez más importante en el diseño de microprocesadores. Este trabajo experimenta con una técnica de control del consumo, el escalado dinámico de tensión y frecuencia (DVFS, siglas en inglés), para determinar cuan efectiva es la misma en la ejecución de programas con diferentes cargas de trabajo, intensivas en cómputo o memoria. Además, se ha extendido la experimentación a varios núcleos de ejecución, permitiendo comprobar en que medida las características de la ejecución en una arquitectura multicore afecta al desempeño de dicha técnica.

Optimization of floor cleaning coverage performance of a random path-planning mobile robot

Floor cleaning is a typical robot application. There are several mobile robots aviable in the market for domestic applications most of them with random path-planning algorithms. In this paper we study the cleaning coverage performances of a random path-planning mobile robot and propose an optimized control algorithm, some methods to estimate the are of the room, the evolution of the cleaning and the time needed for complete coverage.

Optimal management of microgrids

Desenvolupament dels models matemàtics necessaris per a controlar de forma òptima la microxarxa existent als laboratoris del Institut de Recerca en Energia de Catalunya. Els algoritmes s'implementaran per tal de simular el comportament i posteriorment es programaran directament sobre els elements de la microxarxa per verificar el seu correcte funcionament.. Desenvolupament dels models matemàtics necessaris per a controlar de forma òptima la microxarxa existent als laboratoris del Institut de Recerca en Energia de Catalunya. Els algoritmes s'implementaran per tal de simular el comportament i posteriorment es programaran directament sobre els elements de la microxarxa per verificar el seu correcte funcionament.

An efficient algorithm to perform multiple testing in epistasis screening

Background: Research in epistasis or gene-gene interaction detection for human complex traits has grown over the last few years. It has been marked by promising methodological developments, improved translation efforts of statistical epistasis to biological epistasis and attempts to integrate different omics information sources into the epistasis screening to enhance power. The quest for gene-gene interactions poses severe multiple-testing problems. In this context, the maxT algorithm is one technique to control the false-positive rate. However, the memory needed by this algorithm rises linearly with the amount of hypothesis tests. Gene-gene interaction studies will require a memory proportional to the squared number of SNPs. A genome-wide epistasis search would therefore require terabytes of memory. Hence, cache problems are likely to occur, increasing the computation time. In this work we present a new version of maxT, requiring an amount of memory independent from the number of genetic effects to be investigated. This algorithm was implemented in C++ in our epistasis screening software MBMDR-3.0.3. We evaluate the new implementation in terms of memory efficiency and speed using simulated data. The software is illustrated on real-life data for Crohn’s disease. Results: In the case of a binary (affected/unaffected) trait, the parallel workflow of MBMDR-3.0.3 analyzes all gene-gene interactions with a dataset of 100,000 SNPs typed on 1000 individuals within 4 days and 9 hours, using 999 permutations of the trait to assess statistical significance, on a cluster composed of 10 blades, containing each four Quad-Core AMD Opteron(tm) Processor 2352 2.1 GHz. In the case of a continuous trait, a similar run takes 9 days. Our program found 14 SNP-SNP interactions with a multiple-testing corrected p-value of less than 0.05 on real-life Crohn’s disease (CD) data. Conclusions: Our software is the first implementation of the MB-MDR methodology able to solve large-scale SNP-SNP interactions problems within a few days, without using much memory, while adequately controlling the type I error rates. A new implementation to reach genome-wide epistasis screening is under construction. In the context of Crohn’s disease, MBMDR-3.0.3 could identify epistasis involving regions that are well known in the field and could be explained from a biological point of view. This demonstrates the power of our software to find relevant phenotype-genotype higher-order associations.

Increasing the scalability and the speedup of a fish school distributed simulator

El present treball fa un anàlisi i desenvolupament sobre les millores en la velocitat i en l’escalabilitat d'un simulador distribuït de grups de peixos. Aquests resultats s’han obtingut fent servir una nova estratègia de comunicació per als processos lògics (LPs) i canvis en l'algoritme de selecció de veïns que s'aplica a cadascun dels peixos en cada pas de simulació. L’idea proposada permet que cada procés lògic anticipi futures necessitats de dades pels seus veïns reduint el temps de comunicació al limitar la quantitat de missatges intercanviats entre els LPs. El nou algoritme de selecció dels veïns es va desenvolupar amb l'objectiu d'evitar treball innecessari permetent la disminució de les instruccions executades en cada pas de simulació i per cadascun del peixos simulats reduint de forma significativa el temps de simulació.

Sistema de control remot d'una màquina de rajos X via web

El projecte desenvolupat té com a objectiu la millora en la gestió de la configuració de les màquines de rajos X de l'empresa Varpe. La principal funció d’aquestes màquines és la inspecció d'envasos de productes alimentaris, amb l'objectiu de detectar anomalies produïdes durant l'envasat. En l'actualitat la resolució d'incidències d'aquestes màquines requereix el desplaçament físic d'operaris a les localitzacions on estan situades les màquines. El projecte proporciona una nova forma de treball a partir de l'ús de bases de dades distribuïdes en les màquines de rajos X i que són gestionades per un servidor central. Entre d'altres, la principal avantatge d'aquesta gestió és que la reconfiguració i resolució d'indecències es pot realitzar fàcilment a través d'una aplicació web.

Enrutament i control de flux en xarxes híbrides satèl·lit-terrestre

Les xarxes híbrides satèl·lit-terrestre ofereixen connectivitat a zones remotes i aïllades i permeten resoldre nombrosos problemes de comunicacions. No obstant, presenten diversos reptes, ja que realitzen la comunicació per un canal mòbil terrestre i un canal satèl·lit contigu. Un d'aquests reptes és trobar mecanismes per realitzar eficientment l'enrutament i el control de flux, de manera conjunta. L'objectiu d'aquest projecte és simular i estudiar algorismes existents que resolguin aquests problemes, així com proposar-ne de nous, mitjançant diverses tècniques d'optimització convexa. A partir de les simulacions realitzades en aquest estudi, s'han analitzat àmpliament els diversos problemes d'enrutament i control de flux, i s'han avaluat els resultats obtinguts i les prestacions dels algorismes emprats. En concret, s'han implementat de manera satisfactòria algorismes basats en el mètode de descomposició dual, el mètode de subgradient, el mètode de Newton i el mètode de la barrera logarítmica, entre d'altres, per tal de resoldre els problemes d'enrutament i control de flux plantejats.

Water scarcity, social power and the production of an elite suburb: the political ecology of water in Matadepera, Catalonia

This article investigates the history of land and water transformations in Matadepera, a wealthy suburb of metropolitan Barcelona. Analysis is informed by theories of political ecology and methods of environmental history; although very relevant, these have received relatively little attention within ecological economics. Empirical material includes communications from the City Archives of Matadepera (1919-1979), 17 interviews with locals born between 1913 and 1958, and an exhaustive review of grey historical literature. Existing water histories of Barcelona and its outskirts portray a battle against natural water scarcity, hard won by heroic engineers and politicians acting for the good of the community. Our research in Matadepera tells a very different story. We reveal the production of a highly uneven landscape and waterscape through fierce political and power struggles. The evolution of Matadepera from a small rural village to an elite suburb was anything but spontaneous or peaceful. It was a socio-environmental project well intended by landowning elites and heavily fought by others. The struggle for the control of water went hand in hand with the land and political struggles that culminated – and were violently resolved - in the Spanish Civil War. The displacement of the economic and environmental costs of water use from few to many continues to this day and is constitutive of Matadepera’s uneven and unsustainable landscape. By unravelling the relations of power that are inscribed in the urbanization of nature (Swyngedouw, 2004), we question the perceived wisdoms of contemporary water policy debates, particularly the notion of a natural scarcity that merits a technical or economic response. We argue that the water question is fundamentally a political question of environmental justice; it is about negotiating alternative visions of the future and deciding whose visions will be produced.

Predictive and distributed routing balancing (PR-DRB): high speed interconnection networks

Current parallel applications running on clusters require the use of an interconnection network to perform communications among all computing nodes available. Imbalance of communications can produce network congestion, reducing throughput and increasing latency, degrading the overall system performance. On the other hand, parallel applications running on these networks posses representative stages which allow their characterization, as well as repetitive behavior that can be identified on the basis of this characterization. This work presents the Predictive and Distributed Routing Balancing (PR-DRB), a new method developed to gradually control network congestion, based on paths expansion, traffic distribution and effective traffic load, in order to maintain low latency values. PR-DRB monitors messages latencies on intermediate routers, makes decisions about alternative paths and record communication pattern information encountered during congestion situation. Based on the concept of applications repetitiveness, best solution recorded are reapplied when saved communication pattern re-appears. Traffic congestion experiments were conducted in order to evaluate the performance of the method, and improvements were observed.

Eines interactives per l'aprenentatge de la dinàmica i el control dels convertidors de potència

El projecte s'ha centrat en el disseny i desenvolupament de laboratoris virtuals per a la docència del dispositius i mètodes de gestió d’energia. Això s’ha realitzat a dos nivells clarament diferenciats, el primer grup de laboratoris correspon als convertidors electrònics de potencia i el segon grup de laboratoris correspon a un conjunt de casos d’aplicacions concretes. En el primer grup es descriu el detall del funcionament dels diferents elements mentre que en el segon els descriuen les idees i conceptes bàsics de funcionament. Els laboratoris virtuals de convertidors electrònics de potència inclouen el convertidor elevador (boost), el convertidor reductor (buck), i convertidors acobladors magnèticament. Aquestes permeten estudiar el comportament dinàmica des d’un punt de vista commutat o bé promitjat, les aplicacions incorporen també la possibilitat de sintonitzar els controladors. Aquestes aplicacions han estat desenvolupades per ser un complement per les sessions de pràctiques presencials. Els laboratoris virtuals d’aplicacions, inclouen els sistema de transport metropolità, el vehicle híbrid i els sistemes de gestió de talls transitoris en el subministrament d’energia principalment. Aquestes laboratoris permeten introduir els estudiants de forma qualitativa en els diferents conceptes i tècniques emprades en els sistemes de generació, transport i transformació d’energia. Totes les aplicacions han estat desenvolupades emprant Easy JAVA Simulations, aquesta eina permet desenvolupar laboratoris multiplataforma fàcilment distribuïbles a través d’internet.