Transmit diversity vs. spatial multiplexing in modern MIMO systems

A contemporary perspective on the tradeoff between transmit antenna diversity andspatial multiplexing is provided. It is argued that, in the context of most modern wirelesssystems and for the operating points of interest, transmission techniques that utilizeall available spatial degrees of freedom for multiplexing outperform techniques that explicitlysacrifice spatial multiplexing for diversity. In the context of such systems, therefore,there essentially is no decision to be made between transmit antenna diversity and spatialmultiplexing in MIMO communication. Reaching this conclusion, however, requires thatthe channel and some key system features be adequately modeled and that suitable performancemetrics be adopted; failure to do so may bring about starkly different conclusions. Asa specific example, this contrast is illustrated using the 3GPP Long-Term Evolution systemdesign.

De-hyping transmit diversity in modern MIMO cellular systems

A contemporary perspective on the tradeoff between transmit antenna diversity and spatial multi-plexing is provided. It is argued that, in the context of modern cellular systems and for the operating points of interest, transmission techniques that utilize all available spatial degrees of freedom for multiplexingoutperform techniques that explicitly sacrifice spatialmultiplexing for diversity. Reaching this conclusion, however, requires that the channel and some key system features be adequately modeled; failure to do so may bring about starkly different conclusions. As a specific example, this contrast is illustrated using the 3GPP Long-Term Evolution system design.

Cooperative Transmission and Radio Resources Management for Wireless Networks

Report for the scientific sojourn at the Multimedia Communications Laboratory, University of Texas at Dallas, USA, from September to December 2005. The cooperative transmission has been analyzed taking a broadcast relay channel which assumes a scenario with one source and multiple destinations. Moreover, in order to improve the performance in terms of mutual information, it has been considered that for each destination there is another nearby terminal (called relay) which will help to improve the performance of the destination. This scheme combines different types of channels considered in the information theory, such as the relay channel, broadcast channel and interference channel (if the relays transmit information intended only to its associated destination). In this work, the author has studied the optimal way to encode the signals for the different users, known as capacity region (i.e. related to radio resources management ), of the broadcast relay channel.

Método de musicalización de ECG

La música no només pot emprar-se per a l'evocació de sentiments, sinó també per a la transmissió d'informació. En aquest treball es proposa un mètode, en aquest sentit, basat en una forma general de musicalització que vincula algorítmicament la composició musical i el fenomen que es monitoritza. El procediment que resulta ha estat dissenyat específicament per als electrocardiogrames (ECG). Les composicions musicals generades, ofereixen melodies agradables, en el cas de subjectes sans, que s'alteren notablement i es tornen dissonants si els pacients manifesten determinades enfermetats o disfuncions.

Implementació d'un demostrador wireless: network cording i virtualització d'interfícies sense fils

El treball realitzat en aquest projecte es basa en l'implementació d'un demostrador wireless, i més específicament, en l'estudi de les tècniques network coding i virtualització. Network coding és un nou mètode de transmissió de dades que es basa en la codificació de paquets per incrementar el rendiment fins ara obtingut als mètodes de transmissió convencionals. La virtualització és una tècnica que consisteix en compartir de forma més eficient els recursos d'un sistema. En el nostre cas s'utilitzarà la virtualització per dividir una interfície sense fils en diferents usuaris virtuals transmetent i rebent dades simultàniament. L'objectiu del projecte és realitzar un seguit de proves i estudis per veure els avantatges d'aquestes dues tècniques.

La salut laboral dels docents estudi de les causes psicosocials del malestar docent

El treball de recerca que he realitzat porta per títol: "LA SALUT LABORAL DELS DOCENTS. ESTUDI DE LES CAUSES PSICOSOCIALS DEL MALESTAR DOCENT", perquè tenir una bona salut laboral i arribar cada dia a la feina amb il•lusió i optimisme són essencials per poder ser un bon professional en el camp de l’educació i saber transmetre als alumnes i als companys de treball: energia, vitalitat, entusiasme i ganes d’aprendre. La salut laboral és l’element clau de la satisfacció professional, de la qualitat de la feina educativa i de la consolidació dels centres com a veritables entorns d’aprenentatge. La qualitat personal dels docents i, per tant, la seva salut laboral, contribueixen a la qualitat educativa i a garantir uns veritables entorns inclusius d'aprenentatge. D'aquest treball inicial en sorgeix un segon volum que porta per títol: "CURS DE FORMACIÓ EN EDUCACIÓ EMOCIONAL PER A LA PREVENCIÓ DEL MALESTAR DOCENT", on es suggereix un currículum per treballar l'educació emocional dels docents i diverses activitats per fer un veritable creixement personal, que portin cap a la satisfacció professional dels docents.

Sistema didàctic per millorar l'aprenetatge de la representació del espai arquitectònic amb ajuts "on line"

El projecte ha tingut com a finalitat cobrir un buit en la formació dels estudiants pel que respecta a les seves limitacions en l’aprenentatge de les diferents estratègies i metodologies de treball. Aquest buit ens ha fet pensar en l’elaboració d’un sistema didàctic que possibiliti una comunicació fluida amb l’alumne i que pugui anar més enllà de l’àmbit específic de les aules. Es per això que la nostra proposta té com a referent un aprofitament més racional del temps de treball de l’estudiant. Per tal d’arribar a aquesta finalitat ens hem plantejat un grup d’objectius concrets ordenats segons els dos nivells d’assoliment següents: Nivell 1: - Definir un material didàctic que pugui transmetre de la manera més objectiva possible les eines necessàries per tal que l’alumne resolgui un conjunt de problemes concrets. - Proporcionar a l’estudiant un procediment didàctic basat en un grup de tasques amb un material de suport on ha de posar a prova l’aplicabilitat dels conceptes donats a les classes teòriques. - Partir d’un sistema que permeti a l’alumne tenir una referència constant de recolzament teòric fora de les aules quan està resolent les pràctiques assignades en el curs. - Definir unes característiques funcionals del material utilitzat en l’activitat pràctica de tal manera que sigui un instrument efectiu per al control del propi estudiant sobre el seu procés d’avaluació. Nivell 2: - Fer servir una metodologia d’activitats pràctiques on es puguin accentuar les capacitats de resposta creativa individual de l’estudiant. - Plantejar l’intercanvi d’experiències i propostes d’estratègies per a la resolució dels temes pràctics mitjançant sessions de seminaris prèvies a les pràctiques. - Promoure unes relacions transversals amb altres àrees de coneixement de tal manera que l’alumne pugui vincular la seva resposta a les activitats pràctiques proposades per altres assignatures, amb els coneixements adquirits a la nostra assignatura.

Origins and efficiency of the electric industry regulation in Spain, 1910-1936

The aim of this paper is to discover the origins of utility regulation in Spain, and to analyse, from a microeconomic perspective, its characteristics and the impact of regulation on consumers and utilities. Madrid and the Madrilenian utilities are taken as a case study. The electric industry in the period studied was a natural monopoly2. Each of the three phases of production, generation, transmission and distribution, had natural monopoly characteristics. Therefore, the most efficient form to generate, transmit and distribute electricity was the monopoly because one firm can produce a quantity at a lower cost than the sum of costs incurred by two or more firms. A problem arises because when a firm is the single provider it can charge prices above the marginal cost, at monopoly prices. When a monopolist reduces the quantity produced, price increases, causing the consumer to demand less than the economic efficiency level, incurring a loss of consumer surplus. The loss of the consumer surplus is not completely gained by the monopolist, causing a loss of social surplus, a deadweight loss. The main objective of regulation is going to be to reduce to a minimum the deadweight loss. Regulation is also needed because when the monopolist fixes prices at marginal cost equal marginal revenue there would be an incentive for firms to enter the market creating inefficiency. The Madrilenian industry has been chosen because of the availability of statistical information on costs and production. The complex industry structure and the atomised demand add interest to the analysis. This study will also provide some light on the tariff regulation of the period which has been poorly studied and will complement the literature on the US electric utilities regulation where a different type of regulation was implemented.

Transmisión de datos PDA - servidor web

En aquest projecte es visualitza la trajectòria d'un vehicle (aeri o terrestre) en una pàgina web. Per això es disposa d'una PDA (Personal Digital Assistant), en la qual es té informació actualitzada de la posició i de la velocitat d’aquest vehicle. Aquestes dades són obtingudes d'un sistema que combina la navegació inercial i el GPS (Global Position System), els quals estimen de manera precisa la trajectòria del vehicle. A fi d'oferir una visualització en temps real, versàtil, accessible i amigable a l'usuari de la trajectòria del vehicle, s'ha desenvolupat un sistema de visualització on-line que proporciona un millor rendiment en comparació amb la qual es venia fent en la PDA. Per a dur-lo a terme s'implementa una interfície d'usuari en la PDA que ens permet transmetre aquesta informació via WIFI a la pàgina web, d'igual forma al servidor web es crea una interfície que interpreta i gestiona aquestes dades per a posteriorment ser graficats a Google Maps.

Medium access control messaging scheme for cognitive radio networks

Los sistemas de radio cognitivos son una solución a la deficiente distribución del espectro inalámbrico de frecuencias. Usando acceso dinámico al medio, los usuarios secundarios pueden comunicarse en canales de frecuencia disponibles, mientras los usuarios asignados no están usando dichos canales. Un buen sistema de mensajería de control es necesario para que los usuarios secundarios no interfieran con los usuarios primarios en las redes de radio cognitivas. Para redes en donde los usuarios son heterogéneos en frecuencia, es decir, no poseen los mismos canales de frecuencia para comunicarse, el grupo de canales utilizado para transmitir información de control debe elegirse cuidadosamente. Por esta razón, en esta tesis se estudian las ideas básicas de los esquemas de mensajería de control usados en las redes de radio cognitivas y se presenta un esquema adecuado para un control adecuado para usuarios heterogéneos en canales de frecuencia. Para ello, primero se presenta una nueva taxonomía para clasificar las estrategias de mensajería de control, identificando las principales características que debe cumplir un esquema de control para sistemas heterogéneos en frecuencia. Luego, se revisan diversas técnicas matemáticas para escoger el mínimo número de canales por los cuales se transmite la información de control. Después, se introduce un modelo de un esquema de mensajería de control que use el mínimo número de canales y que utilice las características de los sistemas heterogéneos en frecuencia. Por último, se comparan diversos esquemas de mensajería de control en términos de la eficiencia de transmisión.

Locating and extracting the textual content from complex colour images using techniques inspired by human perception

Los sistemas de radio cognitivos son una solución a la deficiente distribución del espectro inalámbrico de frecuencias. Usando acceso dinámico al medio, los usuarios secundarios pueden comunicarse en canales de frecuencia disponibles, mientras los usuarios asignados no están usando dichos canales. Un buen sistema de mensajería de control es necesario para que los usuarios secundarios no interfieran con los usuarios primarios en las redes de radio cognitivas. Para redes en donde los usuarios son heterogéneos en frecuencia, es decir, no poseen los mismos canales de frecuencia para comunicarse, el grupo de canales utilizado para transmitir información de control debe elegirse cuidadosamente. Por esta razón, en esta tesis se estudian las ideas básicas de los esquemas de mensajería de control usados en las redes de radio cognitivas y se presenta un esquema adecuado para un control adecuado para usuarios heterogéneos en canales de frecuencia. Para ello, primero se presenta una nueva taxonomía para clasificar las estrategias de mensajería de control, identificando las principales características que debe cumplir un esquema de control para sistemas heterogéneos en frecuencia. Luego, se revisan diversas técnicas matemáticas para escoger el mínimo número de canales por los cuales se transmite la información de control. Después, se introduce un modelo de un esquema de mensajería de control que use el mínimo número de canales y que utilice las características de los sistemas heterogéneos en frecuencia. Por último, se comparan diversos esquemas de mensajería de control en términos de la eficiencia de transmisión.

A unified treatment of optimum pilot overhead in multipath fading channels

The optimization of the pilot overhead in single-user wireless fading channels is investigated, and the dependence of this overhead on various system parameters of interest (e.g., fading rate, signal-to-noise ratio) is quantified. The achievable pilot-based spectral efficiency is expanded with respect to the fading rate about the no-fading point, which leads to an accurate order expansion for the pilot overhead. This expansion identifies that the pilot overhead, as well as the spectral efficiency penalty with respect to a reference system with genie-aided CSI (channel state information) at the receiver, depend on the square root of the normalized Doppler frequency. It is also shown that the widely-used block fading model is a special case of more accurate continuous fading models in terms of the achievable pilot-based spectral efficiency. Furthermore, it is established that the overhead optimization for multiantenna systems is effectively the same as for single-antenna systems with the normalized Doppler frequency multiplied by the number of transmit antennas.

Non-peaky signals in wideband fading channels: achievable bit rates and optimal bandwidth

In the context of fading channels it is well established that, with a constrained transmit power, the bit rates achievable by signals that are not peaky vanish as the bandwidth grows without bound. Stepping back from the limit, we characterize the highest bit rate achievable by such non-peaky signals and the approximate bandwidth where that apex occurs. As it turns out, the gap between the highest rate achievable without peakedness and the infinite-bandwidth capacity (with unconstrained peakedness) is small for virtually all settings of interest to wireless communications. Thus, although strictly achieving capacity in wideband fading channels does require signal peakedness, bit rates not far from capacity can be achieved with conventional signaling formats that do not exhibit the serious practical drawbacks associated with peakedness. In addition, we show that the asymptotic decay of bit rate in the absence of peakedness usually takes hold at bandwidths so large that wideband fading models are called into question. Rather, ultrawideband models ought to be used.

High-SNR power offset in multiantenna communication

The analysis of the multiantenna capacity in the high-SNR regime has hitherto focused on the high-SNR slope (or maximum multiplexing gain), which quantifies the multiplicative increase as function of the number of antennas. This traditional characterization is unable to assess the impact of prominent channel features since, for a majority of channels, the slope equals the minimum of the number of transmit and receive antennas. Furthermore, a characterization based solely on the slope captures only the scaling but it has no notion of the power required for a certain capacity. This paper advocates a more refined characterization whereby, as function of SNRjdB, the high-SNR capacity is expanded as an affine function where the impact of channel features such as antenna correlation, unfaded components, etc, resides in the zero-order term or power offset. The power offset, for which we find insightful closed-form expressions, is shown to play a chief role for SNR levels of practical interest.

Capacity-approaching rate function for layered multiantenna architectures

The simultaneous use of multiple transmit and receive antennas can unleash very large capacity increases in rich multipath environments. Although such capacities can be approached by layered multi-antenna architectures with per-antenna rate control, the need for short-term feedback arises as a potential impediment, in particular as the number of antennas—and thus the number of rates to be controlled—increases. What we show, however, is that the need for short-term feedback in fact vanishes as the number of antennas and/or the diversity order increases. Specifically, the rate supported by each transmit antenna becomes deterministic and a sole function of the signal-to-noise, the ratio of transmit and receive antennas, and the decoding order, all of which are either fixed or slowly varying. More generally, we illustrate -through this specific derivation— the relevance of some established random CDMA results to the single-user multi-antenna problem.