Enhanced MDIR receiver for space-time dispersive channels

A particular property of the matched desiredimpulse response receiver is introduced in this paper, namely,the fact that full exploitation of the diversity is obtained withmultiple beamformers when the channel is spatially and timelydispersive. This particularity makes the receiver specially suitablefor mobile and underwater communications. The new structureprovides better performance than conventional and weightedVRAKE receivers, and a diversity gain with no needs of additionalradio frequency equipment. The baseband hardware neededfor this new receiver may be obtained through reconfigurabilityof the RAKE architectures available at the base station. Theproposed receiver is tested through simulations assuming UTRAfrequency-division-duplexing mode.

The IST METRA Project

This article summarizes the main achievementsof the Multi-Element Transmit andReceive Antennas (METRA) Project, an ISTresearch and technological development project carried out between January 2000 and June 2001 by Universitat Politècnica de Catalunya, the Center for Personkommunikation of Aalborg University, Nokia Networks, Nokia Mobile Phones, and Vodafone Group Research and Development.The main objective of METRA was the performanceevaluation of multi-antenna terminals incombination with adaptive antennas at the basestation in UMTS communication systems. 1 AMIMO channel sounder was developed that providedrealistic multi-antenna channel measurements.Using these measured data, stochasticchannel models were developed and properly validated.These models were also evaluated inorder to estimate their corresponding channelcapacity. Different MIMO configurations andprocessing schemes were developed for both theFDD and TDD modes of UTRA, and their linkperformance was assessed. Performance evaluationwas completed by system simulations thatillustrated the benefits of MIMO configurationsto the network operator. Implementation cost vs.performance improvement was also covered bythe project, including the base station and terminalmanufacturer and network operator viewpoints.Finally, significant standards contributionswere generated by the project and presented to the pertinent 3GPP working groups.

On the inclusion of channel's time dependence in a hidden Markov model for blind channel estimation

In this paper, the theory of hidden Markov models (HMM) isapplied to the problem of blind (without training sequences) channel estimationand data detection. Within a HMM framework, the Baum–Welch(BW) identification algorithm is frequently used to find out maximum-likelihood (ML) estimates of the corresponding model. However, such a procedureassumes the model (i.e., the channel response) to be static throughoutthe observation sequence. By means of introducing a parametric model fortime-varying channel responses, a version of the algorithm, which is moreappropriate for mobile channels [time-dependent Baum-Welch (TDBW)] isderived. Aiming to compare algorithm behavior, a set of computer simulationsfor a GSM scenario is provided. Results indicate that, in comparisonto other Baum–Welch (BW) versions of the algorithm, the TDBW approachattains a remarkable enhancement in performance. For that purpose, onlya moderate increase in computational complexity is needed.

Waveform-independent frame-timing acquisition for UWB signals

In this paper, the problem of frame-level symboltiming acquisition for UWB signals is addressed. The main goalis the derivation of a frame-level timing estimator which does notrequire any prior knowledge of neither the transmitted symbolsnor the received template waveform. The independence withrespect to the received waveform is of special interest in UWBcommunication systems, where a fast and accurate estimation ofthe end-to-end channel response is a challenging and computationallydemanding task. The proposed estimator is derived under theunconditional maximum likelihood criterion, and because of thelow power of UWB signals, the low-SNR assumption is adopted. Asa result, an optimal frame-level timing estimator is derived whichoutperforms existing acquisition methods in low-SNR scenarios.

Spatial processing for frequency diversity schemes

A novel technique to obtain optimum blind spatialprocessing for frequency diversity spread spectrum (FDSS) communicationsystems is introduced. The sufficient statistics for alinear combiner, which prove ineffective due to the interferers frequencycharacteristics, are modified to yield improved detectionunder partial jamming in the spectral domain. Robustness to partialtime jamming is achieved by extending the notion of replicasover the frequency axis to a repetition over the time variable. Analysisand simulations are provided, showing the advantages of usingFDSS with spatial diversity to combat the interference when it isconfined to a narrow frequency band or short time interval relativeto the desired signal extent in either domain.

Robust beamforming for interference rejection in mobile communications

The problem of robust beamformer design for mobile communicationsapplications in the presence of moving co-channel sources isaddressed. A generalization of the optimum beamformer based on a statisticalmodel accounting for source movement is proposed. The new methodis easily implemented and is shown to offer dramatic improvements overconventional optimum beamforming for moving sources under a varietyof operating conditions.

RFID-tekniikan käyttö betonielementtien tunnistamiseen

RFID on 2000-luvulla yleisesti saatavilla tullut tekniikka erilaisten kohteiden tunnistamiseen. RFID-tekniikassa tunnistamiseen käytetään pienikokoisia tunnisteita, joiden tietosisältö pystytään lukemaan langattomasti ilman näköyhteyttä tarkoitukseen soveltuvalla lukulaitteella. Tunnisteet ovat halpoja ja yksinkertaisia. Yleensä ne eivät sisällä omaa virtalähdettä, vaan ne toimivat ainoastaan lukulaitteen luoman kentän voimalla. Tässä työssä tutkitaan RFID-tekniikan soveltuvuutta betonista valmistettujen rakennuselementtien tunnistamiseen. Ympäristön vaikutukset tekniikan käyttöön tutkitaan ja selvitetään, mitkä ovat parhaat toimintatavat elementtien tunnistamiseen nämä vaikutukset huomioon ottaen. Työssä esitellään ensin RFID-tekniikan toimintaperiaatteet sekä tunnisteiden ja lukulaitteiden rakenne. Tunnisteiden jaottelu erilaisten ominasisuuksien perusteella käydään läpi ja sovellusalan kannalta tärkeimmät standardit esitellään. Käytännön osuudessa esitellään RFID-tekniikan soveltamista betonista valmistettujen rakennuselementtien tunnistamiseen. Työssä esitellään saavutetut mittaustulokset sekä betonielementtien tunnistamiseen ja tietojen hallintaan toteutetun järjestelmän rakenne.

Mobiilien päätelaitteiden käyttö opiskelun apuvälineenä

Kiinnostus mobiiliteknologiaa kohtion tällä hetkellä suuri ja erilaisten mobiililaitteiden ja tekniikoiden nopea kehitys on herättänyt kiinnostuksen myös mobiilioppimiseen. Diplomityössä esitetään mitä mobiililaitteita, langattomia tiedonsiirtotekniikoitaja mobiilipalveluita on tällä hetkellä käytettävissä opiskelun, opetuksen ja oppimisen avuksi. Työssä tutkitaan mitä mobiilioppiminen merkitsee käytännössä ja tuodaan esille mobiilioppimisen mahdollisuuksia ja ongelmia sekä ihmisten suhtautumista verkko- ja mobiilioppimiseen. Lisäksi työssä tutustutaan käytännön esimerkein siihen, miten laitteita on mahdollista käyttää hyväksi opiskelussa ja opetuksessa sekä tutkitaan mobiilioppimisen nykytilannetta ja pohditaan sentulevaisuutta. Mobiilit teknologiat tarjoavat parhaassa tapauksessa ajasta ja paikasta riippumattoman oppimisen lisäksi monia muita uusia mahdollisuuksia. Erilaisia mobiililaitteita, ja langattomia tekniikoita on jo tällä hetkellä paljon käytettävissä, mutta niiden käyttö koulutuksessa on kuitenkin vielä varsin harvinaista, sillä mobiilioppimiseen liittyy vielä paljon varsinkinkäytettävyyteen ja sopivien laitteiden puutteeseen liittyviä ongelmia.

Construction and performance of network codes

El principal objectiu d'aquest treball és implementar i exposar una descripció teòrica per a diferents esquemes de Physical Layer Network Coding. Utilitzant un esquema bàsic com a punt de partida, el projecte presenta la construcció i l'anàlisis de diferents esquemes de comunicació on la complexitat va augmentant a mesura que anem avançant en el projecte. El treball està estructurat en diferents parts: primer, es presenta una introducció a Physical Layer Network Coding i a Lattice Network Codes. A continuació, s'introdueixen les eines matemàtiques necessàries per entendre el CF System. Després, s'analitza i implementa el primer esquema bàsic. A partir del qual, implementem una versió vectorial del CF System i una versió codificada amb un Hamming q-ari. Finalment, s'estudien i implementen diferents estratègies per millorar la matriu de coeficients A.

Delivery of European Cross-Border Health Care and the Relevance and Effects of EU Regulations and Judicial Processes with Reference to Delivery of Drugs and Blood Donor Information Material.

Valtion rajat ylittävät terveyspalvelut Euroopan unionissa sekä Euroopan unionin säädösten merkitys ja vaikutus erityisesti lääkejakeluun ja verenluovuttajille jaettavaan tiedotusaineistoon Valtion rajat ylittävä terveydenhuolto on suuren kiinnostuksen kohteena Euroopan unionissa. Resurssien hyödyntäminen parhaalla mahdollisella tavalla ja tiedon keskittäminen ovat tarpeen terveydenhuollon kustannusten alati noustessa. Terveydenhuoltopalvelut kuuluvat Euroopan sisämarkkinoiden vapaan liikkuvuuden piiriin. Euroopan unionilla ei ole kuitenkaan toimivaltaa säädellä terveydenhuoltojärjestelmiä, vaan sen mahdollisuudet ovat enimmäkseen kansanterveyden edistämisessä ja suojelussa, myös muilla toimialueilla kuin terveydenhuollossa. Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia Euroopan unionin säädösten vaikutusta terveydenhuoltosektoriin, erityisesti valtion rajat ylittäviin terveydenhuoltopalveluihin. Erityiskohteena olivat lääkemääräyksen toimittaminen toisen Euroopan unionin jäsenmaan apteekista, resepti-lääkkeiden maahantuonti omaan henkilökohtaiseen käyttöön, sähköisen lääkemääräyksen käyttö kansallisesti ja mahdollisuudet sen käyttöön eri jäsenmaiden välillä, online-apteekkien soveltuvuus Euroopan unionin sisämarkkinoille sekä verenluovuttajille jaettavan tiedotusaineiston yhtenäistämistarve Euroopan unionin alueella. Tutkimuksen osa-alueiden aineisto koottiin vuosina 1999–2003, jolloin Euroopan unioniin kuului 15 jäsenmaata. Apteekit toimittivat useimmiten myös ei-kansalliset, toisessa Euroopan unionin jäsenmaassa annetut lääkemääräykset. Kaikki jäsenmaat rajoittivat lääkemääräyksen vaativien lääkkeiden maahantuontia. Rajoituksia oli maahantuontimäärissä ja -tavoissa. Lisäksi sairasvakuutuskorvausten saaminen ulkomailla lunastetuista reseptilääkkeistä oli hankalaa. Sähköiset lääkemääräykset olivat käytössä vain kahdessa maassa, mutta useissa maissa suunniteltiin niiden kokeilua. Standardit ja käyttöjärjestelmät olivat erilaisia eri maissa. Euroopan unionin alueelle on perustettu online-apteekkeja, joiden toiminta on kuitenkin vaatimatonta. Verenluovuttajille annettava tiedotusaineisto ei missään maassa täyttänyt veridirektiivin vaatimuksia. Tutkimuksen tulokset osoittivat kansallisten käytäntöjen eroavaisuuksien rajoittavan valtion rajat ylittäviä terveydenhuoltopalveluita. Vaikka Euroopan unionin tavoitteena ei ole yhtenäistää terveydenhuoltojärjestelmiä, on tarpeen arvioida uudelleen unionin ja jäsenmaiden välistä työnjakoa. Kansalliset terveydenhuoltojärjestelmät eivät ole erillään Euroopan sisämarkkinoista, jotka merkittävästi vaikuttavat terveydenhuoltoon.

Lyhyen kantaman radiolähettimien soveltuvuus sähkökäyttöjen kunnon-valvonnan ja etädiagnostiikan tiedonsiirtotarpeisiin

Lyhyen kantaman radiolähettimien käyttö on kasvanut muutaman viime vuoden aikana huomattavasti. Osaltaan tähän on vaikuttanut uusien taajuusalueiden allokointi lupavapaiden radiolähettimien käyttöön, standardoitujen tekniikoiden yleistyminen ja laitteiden parempi saatavuus. Tässä työssä tarkastellaan lyhyen kantaman radiolähettimien soveltuvuutta sähkökäyttöjen kunnonvalvonnan ja etädiagnostiikan tiedonsiirtotarpeisiin. Työssä luodaan katsaus teollisuusympäristön vaikutuksiin langattomassa tiedonsiirrossa ja tarkastellaan sähkökäyttöjen kunnonvalvonnan ja etädiagnostiikan vaatimuksia tiedonsiirrolle ja tiedonsiirtojärjestelmälle. Työssä käydään läpi lyhyen kantaman radiolähettimiin liittyvät säädökset ja luodaan katsaus standardoituihin sekä valmistajakohtaisiin lyhyen kantaman radiotekniikoihin. Tiedonsiirtojärjestelmän suunnittelun kannalta tarkastellaan tiedonsiirtojärjestelmän topologiaa, protokollaa ja saatavilla olevia tekniikoita ja niiden implementoimista järjestelmään. Valmistajakohtaisia lyhyen kantaman radiomoduulien toimintaa ja Bluetoothin sisältävää älypuhelinta tutkitaan laboratoriomittauksin. Lopuksi kootaan yhteen langattoman tiedonsiirron ja eri tekniikoiden soveltuvuus sähkökäyttöjen kunnonvalvonnan ja etädiagnostiikan sovelluksiin.

Transparent Network Interfaces to Mobile Peer-to-Peer Environment

The fact that most of new Personal Data Assistant (PDA) devices and smartphones have the ability to communicate via different wireless technologies has made several new applications possible. While traditional network model is based on the idea of static hosts, mobile devices can create decentralized, self-organizing ad-hoc networks and act as peers in the network. This kind of adapting network is suitable for mobile devices which can freely join and leave the networks. Because several different wireless communication technologies are involved, flexible changing of the networking technology must be handled in order to enable seamless communication between these networks. This thesis presents a transparent network interface to mobile Peer-to-Peer environment which is named as Virtual PeerHood. Different wireless technologies and aspects of providing a seamless connectivity between these technologies are explored. The result is a middleware platform for mobile Peer-to-Peer environment, capable of handling several networking technologies.

Real-time Quality of Service Controller for Differentiated Services

IP-verkkojen hyvin tunnettu haitta on, että nämä eivät pysty takaamaan tiettyä palvelunlaatua (Quality of Service) lähetetyille paketeille. Seuraavat kaksi tekniikkaa pidetään lupaavimpina palvelunlaadun tarjoamiselle: Differentiated Services (DiffServ) ja palvelunlaatureititys (QoS Routing). DiffServ on varsin uusi IETF:n määrittelemä Internetille tarkoitettu palvelunlaatumekanismi. DiffServ tarjoaa skaalattavaa palvelujen erilaistamista ilman viestintää joka hypyssä ja per-flow –tilan ohjausta. DiffServ on hyvä esimerkki hajautetusta verkkosuunnittelusta. Tämän palvelutasomekanismin tavoite on viestintäjärjestelmien suunnittelun yksinkertaistaminen. Verkkosolmu voidaan rakentaa pienestä hyvin määritellystä rakennuspalikoiden joukosta. Palvelunlaatureititys on reititysmekanismi, jolla liikennereittejä määritellään verkon käytettävissä olevien resurssien pohjalta. Tässä työssä selvitetään uusi palvelunlaatureititystapa, jota kutsutaan yksinkertaiseksi monitiereititykseksi (Simple Multipath Routing). Tämän työn tarkoitus on suunnitella palvelunlaatuohjain DiffServille. Tässä työssä ehdotettu palvelunlaatuohjain on pyrkimys yhdistää DiffServ ja palvelunlaatureititysmekanismeja. Työn kokeellinen osuus keskittyy erityisesti palvelunlaatureititysalgoritmeihin.

Simulation Supported Robot Programming using XML

The main objective of this master's thesis is to study robot programming using simulation software, and also how to embed the simulation software into company's own robot controlling software. The further goal is to study a new communication interface to the assembly line's components -more precisely how to connect the robot cell into this new communication system. Conveyor lines are already available where the conveyors use the new communication standard. The robot cell is not yet capable of communicating with to other devices using the new communication protocols. The main problem among robot manufacturers is that they all have their own communication systems and programming languages. There has not been any common programming language to program all the different robot manufacturers robots, until the RRS (Realistic Robot Simulation) standards were developed. The RRS - II makes it possible to create the robot programs in the simulation software and it gives a common user interface for different robot manufacturers robots. This thesis will present the RRS - II standard and the robot manufacturers situation for the RRS - II support. Thesis presents how the simulation software can be embedded into company's own robot controlling software and also how the robot cell can be connected to the CAMX (Computer Aided Manufacturing using XML) communication system.

Radio Resource Management across UMTS Radio Network Subsystems

UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), esimerkkinä kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmästä pyrkii toistamaan GSM:n (Global System for Mobile Communications) menestyksen. UMTS:n kaupallinen toiminta on parhaillaan alkamassa ja ensimmäinen kaupallinen verkko on jo aloittanut toimintansa Japanissa. Tämä diplomityö antaa yleiskuvan UMTS:stä keskittyen radioverkkojärjestelmän (UMTS Terrestrial Radio Access Network,UTRAN) radioresurssien hallintaan (Radio Resource Management, RRM). Työssä kuvataan radiorajapintojen toimintaa, mutta diplomityön pääaiheena on kuitenkin radioresurssien hallinta UMTS radioaliverkkojärjestelmien ylitse. Radioresurssien hallinta pitää sisällään joukon proseduureja, jotka vaikuttavat koko UTRAN:in rakenteen lävitse. On hyvin tärkeää saavuttaa oikea toiminnallisuus hajautettujen radioresurssien hallintaan jotta voitaisiin saavuttaa paras yhteyden laatu loppukäyttäjälle. Työssä käydään yksityiskohtaisesti lävitse radioresurssien hallinnan perusperiaatteet ja joukko proseduureja. RNSAP (Radio Network Subsystem Application Part) protokollaa tarkastellaan työssä esimerkkinä protokollasta joka osallistuu radioresurssien hallintaprosessiin.