Training for Antenna Selection in Time-Varying Channels: Optimal Selection, Energy Allocation, and Energy Efficiency Evaluation

Single receive antenna selection (AS) is a popular method for obtaining diversity benefits without the additional costs of multiple radio receiver chains. Since only one antenna receives at any time, the transmitter sends a pilot multiple times to enable the receiver to estimate the channel gains of its N antennas to the transmitter and select an antenna. In time-varying channels, the channel estimates of different antennas are outdated to different extents. We analyze the symbol error probability (SEP) in time-varying channels of the N-pilot and (N+1)-pilot AS training schemes. In the former, the transmitter sends one pilot for each receive antenna. In the latter, the transmitter sends one additional pilot that helps sample the channel fading process of the selected antenna twice. We present several new results about the SEP, optimal energy allocation across pilots and data, and optimal selection rule in time-varying channels for the two schemes. We show that due to the unique nature of AS, the (N+1)-pilot scheme, despite its longer training duration, is much more energy-efficient than the conventional N-pilot scheme. An extension to a practical scenario where all data symbols of a packet are received by the same antenna is also investigated.

The effect of cell size and channel density on neuronal information encoding and energy efficiency

Identifying the determinants of neuronal energy consumption and their relationship to information coding is critical to understanding neuronal function and evolution. Three of the main determinants are cell size, ion channel density, and stimulus statistics. Here we investigate their impact on neuronal energy consumption and information coding by comparing single-compartment spiking neuron models of different sizes with different densities of stochastic voltage-gated Na+ and K+ channels and different statistics of synaptic inputs. The largest compartments have the highest information rates but the lowest energy efficiency for a given voltage-gated ion channel density, and the highest signaling efficiency (bits spike(-1)) for a given firing rate. For a given cell size, our models revealed that the ion channel density that maximizes energy efficiency is lower than that maximizing information rate. Low rates of small synaptic inputs improve energy efficiency but the highest information rates occur with higher rates and larger inputs. These relationships produce a Law of Diminishing Returns that penalizes costly excess information coding capacity, promoting the reduction of cell size, channel density, and input stimuli to the minimum possible, suggesting that the trade-off between energy and information has influenced all aspects of neuronal anatomy and physiology.

Balanced Excitatory and Inhibitory Synaptic Currents Promote Efficient Coding and Metabolic Efficiency

A balance between excitatory and inhibitory synaptic currents is thought to be important for several aspects of information processing in cortical neurons in vivo, including gain control, bandwidth and receptive field structure. These factors will affect the firing rate of cortical neurons and their reliability, with consequences for their information coding and energy consumption. Yet how balanced synaptic currents contribute to the coding efficiency and energy efficiency of cortical neurons remains unclear. We used single compartment computational models with stochastic voltage-gated ion channels to determine whether synaptic regimes that produce balanced excitatory and inhibitory currents have specific advantages over other input regimes. Specifically, we compared models with only excitatory synaptic inputs to those with equal excitatory and inhibitory conductances, and stronger inhibitory than excitatory conductances (i.e. approximately balanced synaptic currents). Using these models, we show that balanced synaptic currents evoke fewer spikes per second than excitatory inputs alone or equal excitatory and inhibitory conductances. However, spikes evoked by balanced synaptic inputs are more informative (bits/spike), so that spike trains evoked by all three regimes have similar information rates (bits/s). Consequently, because spikes dominate the energy consumption of our computational models, approximately balanced synaptic currents are also more energy efficient than other synaptic regimes. Thus, by producing fewer, more informative spikes approximately balanced synaptic currents in cortical neurons can promote both coding efficiency and energy efficiency.

Consequences of Converting Graded to Action Potentials upon Neural Information Coding and Energy Efficiency

Information is encoded in neural circuits using both graded and action potentials, converting between them within single neurons and successive processing layers. This conversion is accompanied by information loss and a drop in energy efficiency. We investigate the biophysical causes of this loss of information and efficiency by comparing spiking neuron models, containing stochastic voltage-gated Na+ and K+ channels, with generator potential and graded potential models lacking voltage-gated Na+ channels. We identify three causes of information loss in the generator potential that are the by-product of action potential generation: (1) the voltage-gated Na+ channels necessary for action potential generation increase intrinsic noise and (2) introduce non-linearities, and (3) the finite duration of the action potential creates a `footprint' in the generator potential that obscures incoming signals. These three processes reduce information rates by similar to 50% in generator potentials, to similar to 3 times that of spike trains. Both generator potentials and graded potentials consume almost an order of magnitude less energy per second than spike trains. Because of the lower information rates of generator potentials they are substantially less energy efficient than graded potentials. However, both are an order of magnitude more efficient than spike trains due to the higher energy costs and low information content of spikes, emphasizing that there is a two-fold cost of converting analogue to digital; information loss and cost inflation.

Common effect of chemical and external pressures on the magnetic properties of RCoPO (R = La, Pr, Nd, Sm). II.

We investigate the direct correspondence between Co band ferromagnetism and structural parameters in the pnictide oxides RCoPO for different rare-earth ions (R = La, Pr, Nd, Sm) by means of muon-spin spectroscopy and ab initio calculations, complementing our results published previously G. Prando et al., Common effect of chemical and external pressures on the magnetic properties of RCoPO (R = La, Pr), Phys. Rev. B 87, 064401 (2013)]. We find that both the transition temperature to the ferromagnetic phase T-C and the volume of the crystallographic unit cell V are conveniently tuned by the R ionic radius and/or external pressure. We report a linear correlation between T-C and V and our ab initio calculations unambiguously demonstrate a full equivalence of chemical and external pressures. As such, we show that R ions influence the ferromagnetic phase only via the induced structural shrinkage without involving any active role from the electronic f degrees of freedom, which are only giving a sizable magnetic contribution at much lower temperatures.

Failure detectors and communication efficiency in the crash and general omisión failure models

122 p.

NOx emission and thermal efficiency of a 300 MWe utility boiler retrofitted by air staging

Full-scale experiments were performed on a 300 MWe utility boiler retrofitted with air staging. In order to improve boiler thermal efficiency and to reduce NOx emission, the influencing factors including the overall excessive air ratio, the secondary air distribution pattern, the damper openings of CCOFA and SOFA, and pulverized coal fineness were investigated. Through comprehensive combustion adjustment, NOx emission decreased 182 ppm (NOx reduction efficiency was 44%), and boiler heat efficiency merely decreased 0.21%. After combustion improvement, high efficiency and low NOx emission was achieved in the utility coal-fired boiler retrofitted with air staging, and the unburned carbon in ash can maintain at a desired level where the utilization of fly-ash as byproducts was not influenced.

Actitud de los niños de educación primaria hacia las matemáticas

Actualmente la actitud de los alumnos hacia las matemáticas está siendo cuestionada debido al bajo rendimiento que muestran las últimas investigaciones. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos de la investigación y posterior análisis sobre la actitud de los alumnos de Educación Primaria hacia la materia. Para ello, se ha ideado un cuestionario teniendo en cuenta variables internas y externas. Como resultado se ha concluido que tanto el perfil del profesor como la metodología empleada influyen en la actitud del alumnado y como consecuencia de ello en su rendimiento.

Respiration and the efficiency of energy during embryonic development of Asellus aquaticus L. (Crustacea) [Translation from: Vestsi Akademii Navuk Belorusskoi SSR, Seriya Biyal. 1978(5) 112-114, 1978]

Experimental studies were carried out on the transformation of matter and energy during embryonic development of the isopod Crustacea Asellus aquaticus L. under two constant temperatures. Material for the experiments was collected in the quarry lakes of the Kurasovshchin-zone (city-Minsk) at 9°C in April and at 18°C in June, 1977. The rate of consumption of oxygen per specimen by eggs and embryos of Asellus aquaticus was observed and dynamics of the basic biological characteristics during embryonic development studied.

Mussel eggs as indicators of mutagen exposure in coastal and estuarine environments

The aim of this study was to develop a short-term genotoxicity assay for monitoring the marine environment for mutagens. Based on the developing eggs and embryos of the marine mussel Mytilus edulis, an important pollution indicator species, the test employs the sensitive sister chromatid exchange (SCE) technique as its end-point, and exploits the potential of mussel eggs to accumulate mutagenic pollutants from the surrounding sea water. Mussel eggs take up to 6 months to develop while in the gonad, which provides scope for DNA damage to be accumulated over an extended time interval; chromosome damage is subsequently visualised as SCEs in 2-cell-stage embryos after these have been spawned in the laboratory. Methods which measure biological responses to pollutant exposure are able to integrate all the factors (internal and external) which contribute to the exposure. The new cytogenetic assay allows the effects of adult exposure to be interpreted in cells destined to become part of the next generation.

Proposta de construção de um indicador global para sustentabilidade ambiental do processo industrial numa empresa petroquímica instalada no estado do Rio de Janeiro

No presente trabalho foi realizada uma na pesquisa bibliográfica sobre indicadores globais para avaliação da eficiência de um sistema de gestão ambiental (SGA) e sobre o conceito de sustentabilidade ambiental, com o objetivo de estudar o SGA de uma empresa petroquímica, instalada no Rio de Janeiro, certificada pela ISO 9001, ISO 14001 e OSHA 18001. Procurou-se, assim, identificar, a partir da análise dos indicadores de avaliação do desempenho ambiental, a possibilidade de implantar um indicador único para avaliação da eficiência do SGA estudado, de forma a mostrar aos observadores externos e internos, o efetivo engajamento da empresa na preservação dos recursos naturais e na minimização das emissões atmosféricas e de gases de efeito estufa, dentro da ótica de sustentabilidade ambiental focando-se um processo produtivo industrial. Por meio da pesquisa, verificou-se que, apesar de a empresa utilizar indicadores relacionados com o consumo de água, de emissões fugitivas e de geração de resíduos, dentre outros, ela não monitora, de forma objetiva, as emissões em termos de CO2 equivalente e todas as ações ligadas à sustentabilidade ambiental. Assim, foi proposto um indicador global de sustentabilidade ambiental para ser utilizado como referência do processo produtivo, visando fornecer ao responsável pelo SGA os subsídios necessários para tratar da gestão do processo sob a ótica da sustentabilidade ambiental

Cooperação técnica entre os órgãos de controle externo e de controle interno: uma percepção dos servidores do município do Rio de Janeiro

O desenvolvimento da sociedade e da economia requer adaptações necessárias na gestão pública, visando atender aos anseios da coletividade: melhores serviços públicos e a efetiva entrega, com qualidade, dos produtos de suas ações ao cliente-cidadão, alcançando assim o princípio da eficiência. Na extensão em que a quantidade e a complexidade das operações efetuadas pela gestão pública crescem, ampliam-se também os seus riscos. Desta forma, as ações do sistema de controle devem ser intensificadas, sendo possível obter excelentes resultados, com a cooperação técnica entre os órgãos de controle externo e interno. Neste sentido, este estudo teve por objetivo avaliar a percepção dos servidores do município do Rio de Janeiro com atuação no Tribunal de Contas do Município do Rio de Janeiro TCMRJ e na Controladoria Geral do Município CGM, se a sinergia entre os órgãos de controle externo e controle interno, contribui para o aprimoramento do controle na gestão pública municipal. Com o propósito de atender a este objetivo, foi realizada uma pesquisa de natureza descritiva, quantitativa, dedutiva e aplicada. Os dados foram obtidos através de um questionário de pesquisa, disponibilizados na rede intranet da Secretaria Geral de Controle Externo TCMRJ e da CGM. A amostra vinculou-se ao universo dos servidores públicos, com nível de escolaridade ensino médio e superior, gerando 138 respondentes da pesquisa. No que concerne ao resultado, quanto à questão norteadora da pesquisa, 95% dos respondentes da pesquisa concordam que é importante a cooperação técnica entre o TCMRJ e a CGM, para a contribuição do aprimoramento do controle na gestão pública municipal.

Os indicadores de desempenho instituídos pelo TCU para as Instituições Federais de Ensino Superior: análise empírica do período de 2008 a 2010,

A Gestão Pública tem incorporado boas práticas de administração mediante foco no resultado eficiente e na transparência. A utilização de indicadores de desempenho exerce um papel fundamental para espelhar a real situação do órgão e suas possibilidades de melhoria. No caso específico das universidades federais, o Tribunal de Contas da União (TCU) estabeleceu um conjunto de nove indicadores a serem medidos por essas unidades e divulgados através de seus relatórios de gestão. A dificuldade interpretativa advinda de visualizar, simultaneamente, esses critérios avaliativos contidos nesse conjunto e suas interdependências, fomentou a elaboração desta pesquisa. O estudo objetiva analisar e sintetizar o conjunto de indicadores de desempenho, atinentes a 53 universidades federais, referentes aos anos de 2008 a 2010, a fim de identificar um modelo de simplificação para auxiliar os controles interno e externo. A metodologia utilizada é a da Análise Fatorial, uma técnica estatística multivariada de interdependência, e pouco explorada em pesquisas anteriores nessa temática, além de testes de regressão linear e da Análise Envoltória de Dados (DEA), esta já amplamente utilizada na literatura, a fim de possibilitar ratificar as associações e interpretações dos resultados. Os testes mostraram uma aderência satisfatória da técnica aos dados coletados, permitindo identificar dois fatores que pudessem explicar 61,8% do conjunto informacional original. Com ratificação da DEA, esses fatores foram associados ao desempenho e ao custo, e a relação entre os dois foi interpretada como um índice de eficiência. O fator atrelado ao desempenho foi intitulado o indicador sumarizado de todo o conjunto estabelecido pelo TCU, tendo sido encontrado correlação alta e significativa com o Ranking Universitário Folha, mostrando que eles possuem semelhantes poderes discriminantes, mesmo tendo sido oriundos de bases de cálculo distintas. Ademais, destacam-se os seguintes resultados complementares: 1) Embora o custo influencie para o desempenho das universidades federais, ele não é preponderante, mas os indicadores de envolvimento com a pós-graduação e qualificação do corpo docente são os mais relevantes; 2) Os indicadores de resultado não sofrem muita influência do custo, sobretudo o de recursos humanos (funcionários), mostrando que de uma maneira geral há ineficiência na gestão de pessoal das universidades; 3) A utilização da DEA mostrou que a escolha das variáveis realmente pode redundar em resultados distintos e não correlatos significativamente, apresentando uma limitação quanto à certificação dos escores de eficiência obtidos.