Statistical reference criteria for adaptive signal processing in digital communications

A general criterion for the design of adaptive systemsin digital communications called the statistical reference criterionis proposed. The criterion is based on imposition of the probabilitydensity function of the signal of interest at the outputof the adaptive system, with its application to the scenario ofhighly powerful interferers being the main focus of this paper.The knowledge of the pdf of the wanted signal is used as adiscriminator between signals so that interferers with differingdistributions are rejected by the algorithm. Its performance isstudied over a range of scenarios. Equations for gradient-basedcoefficient updates are derived, and the relationship with otherexisting algorithms like the minimum variance and the Wienercriterion are examined.

Power quality improving with virtual flux-based voltage source line converter

Line converters have become an attractive AC/DC power conversion solution in industrial applications. Line converters are based on controllable semiconductor switches, typically insulated gate bipolar transistors. Compared to the traditional diode bridge-based power converters line converters have many advantageous characteristics, including bidirectional power flow, controllable de-link voltage and power factor and sinusoidal line current. This thesis considers the control of the lineconverter and its application to power quality improving. The line converter control system studied is based on the virtual flux linkage orientation and the direct torque control (DTC) principle. A new DTC-based current control scheme is introduced and analyzed. The overmodulation characteristics of the DTC converter are considered and an analytical equation for the maximum modulation index is derived. The integration of the active filtering features to the line converter isconsidered. Three different active filtering methods are implemented. A frequency-domain method, which is based on selective harmonic sequence elimination, anda time-domain method, which is effective in a wider frequency band, are used inharmonic current compensation. Also, a voltage feedback active filtering method, which mitigates harmonic sequences of the grid voltage, is implemented. The frequency-domain and the voltage feedback active filtering control systems are analyzed and controllers are designed. The designs are verified with practical measurements. The performance and the characteristics of the implemented active filtering methods are compared and the effect of the L- and the LCL-type line filteris discussed. The importance of the correct grid impedance estimate in the voltage feedback active filter control system is discussed and a new measurement-based method to obtain it is proposed. Also, a power conditioning system (PCS) application of the line converter is considered. A new method for correcting the voltage unbalance of the PCS-fed island network is proposed and experimentally validated.

Haitallisen liikenteen havaitseminen ja suodattaminen operaattoriverkoissa

Suomen Viestintävirasto Ficora on antanut määräyksen 13/2005M, jonka mukaan internet-palveluntarjoajalla tulee olla ennalta määritellyt prosessit ja toimintamallit sen omista asiakasliittymistä internetiin lähtevän haitallisen liikenteen havaitsemiseksi ja suodattamiseksi. Määräys ei sinällään aseta ehtoja, kuinka asetetut vaatimukset kukin internet-palveluntarjoaja täyttää. Tässä diplomityössä annetaan määritelmät haitalliselle liikenteelle ja tutkitaan menetelmiä, joilla sitä voidaan havainnoida ja suodattaa paikallisen internet-palveluntarjoajan operaattoriverkoissa. Suhteutettunapaikallisen internet-palveluntarjoajan asiakasliittymien määrään, uhkien vakavuuteen ja tällaisen systeemin kustannuksiin, tullaan tämän työn pohjalta ehdottamaan avoimen lähdekoodin tunkeutumisenhavaitsemistyökalua nopeaa reagointia vaativiin tietoturvaloukkauksiin ja automatisoitua uudelleenreitititystä suodatukseen. Lisäksi normaalin työajan puitteissa tapahtuvaan liikenteen seurantaan suositetaan laajennettua valvontapöytää, jossa tarkemmat tutkimukset voidaan laittaa alulle visualisoitujen reaaliaikaisten tietoliikenneverkon tietovoiden kautta.

Linear transceiver design in nonregenerative relays with channel state information

This paper deals with the design of nonregenerativerelaying transceivers in cooperative systems where channel stateinformation (CSI) is available at the relay station. The conventionalnonregenerative approach is the amplify and forward(A&F) approach, where the signal received at the relay is simplyamplified and retransmitted. In this paper, we propose an alternativelinear transceiver design for nonregenerative relaying(including pure relaying and the cooperative transmission cases),making proper use of CSI at the relay station. Specifically, wedesign the optimum linear filtering performed on the data to beforwarded at the relay. As optimization criteria, we have consideredthe maximization of mutual information (that provides aninformation rate for which reliable communication is possible) fora given available transmission power at the relay station. Threedifferent levels of CSI can be considered at the relay station: onlyfirst hop channel information (between the source and relay);first hop channel and second hop channel (between relay anddestination) information, or a third situation where the relaymay have complete cooperative channel information includingall the links: first and second hop channels and also the directchannel between source and destination. Despite the latter beinga more unrealistic situation, since it requires the destination toinform the relay station about the direct channel, it is useful as anupper benchmark. In this paper, we consider the last two casesrelating to CSI.We compare the performance so obtained with theperformance for the conventional A&F approach, and also withthe performance of regenerative relays and direct noncooperativetransmission for two particular cases: narrowband multiple-inputmultiple-output transceivers and wideband single input singleoutput orthogonal frequency division multiplex transmissions.

Audiosignaalin digitaalinen käsittely aktiivisessa meluntorjunnassa

Meluntorjuntaan on perinteisesti käytetty passiivisia menetelmiä. Monissa sovelluksissa melua voidaan vaimentaa myös aktiivisella meluntorjunnalla. Tässä työssä tutkitaan aktiivisen meluntorjunnan signaalinkäsittelyä sekä signaalinkäsittelyyn soveltuvia laitteistoja. Lisäksi selvitetään ANC-järjestelmien (Active Noise Control) toimintaanja signaalinkäsittelyyn vaikuttavia tekijöitä. Tutkinnassa rajoitutaan yksikanavaisiin järjestelmiin. Esimerkkisovelluksena käytetään ulkotilan melunvaimennukseen soveltuvaa järjestelmää. Esimerkkijärjestelmään suunniteltiin signaalinkäsittelylaitteisto, jonka soveltuvuutta järjestelmän signaalinkäsittelyyn selvitettiin suorituskykymittauksin ja kokeellisin mittauksin.Lisäksi pohditaan signaalinkäsittelyn toteuttamista tutkittavassa järjestelmässä ja sovelluskohteessa.

A RecommendationSystem for a Web Shop

Tämän työn tarkoituksena on käytännöllisen suositusjärjestelmäratkaisun kehittäminen verkkokauppaympäristöön olemassaolevaa teoriatietoa käyttäen. Työn ensimmäisessä osiossa tarkastellaan ensin tapoja lähdetiedon keräämiseksi järjestelmää varten. Tämän jälkeen käydään läpi eri menetelmiä suosituksen toteuttamiseksi. Lisäksi tutustutaan yleisiin ongelmiin eri menetelmien kanssa. Seuraavaksi tutkitaan miten järjestelmän käyttämään suositustietoa voidaan ryhmitellä. Tämänjälkeen arvioidaan esitettyjä menetelmiä yleisesti tunnettujen kriteerien perusteella. Suositusjärjestelmän toteutustyö on kuvattuna työn toisessa osiossa. Toteutettu ohjelmisto on asennettu kahteen erilliseen toimintaympäristöön.

Teräsvalimon energia-analyysi

Teräksen valuprosessi kuluttaa runsaasti energiaa ja tuottaa merkittävästi lämpöä. Ylimääräinen lämpö on poistettava tuotantotiloista, sillä se sisältää yleensä myös paljon hiukkasia ja muita epäpuhtauksia. Lämmön talteenottaminen vähentää teräsvalimon energiankulutusta, mutta sen toteuttaminen ei ole ongelmatonta. Energia-analyysi selvittää yrityksen energian käytön ja tuotannon kehityksen sekä nykytilan. Analyysi pyrkii selvittämään kohteet, joissa energiaakuluu ja joissa sitä syntyy eniten. Tämä opinnäytetyö on sovellettu teollisuuden energia-analyysi, joka sisältää ehdotuksia energian käytöntehostamismahdollisuuksista ja säästömahdollisuuksista. Ehdotuksissa esitelläänviisi tärkeimmäksi katsottua ja kahdeksan muuta energiansäästökohdetta. Näiden lisäksi on annettu seitsemän ehdotusta muista tuotantoa ja energiansäästöä tukevista toimenpiteistä.

An Image Enhancement Technique using MTF of Human eye

Image filtering is a highly demanded approach of image enhancement in digital imaging systems design. It is widely used in television and camera design technologies to improve the quality of an output image to avoid various problems such as image blurring problem thatgains importance in design of displays of large sizes and design of digital cameras. This thesis proposes a new image filtering method basedon visual characteristics of human eye such as MTF. In contrast to the traditional filtering methods based on human visual characteristics this thesis takes into account the anisotropy of the human eye vision. The proposed method is based on laboratory measurements of the human eye MTF and takes into account degradation of the image by the latter. This method improves an image in the way it will be degraded by human eye MTF to give perception of the original image quality. This thesis gives a basic understanding of an image filtering approach and the concept of MTF and describes an algorithm to perform an image enhancement based on MTF of human eye. Performed experiments have shown quite good results according to human evaluation. Suggestions to improve the algorithm are also given for the future improvements.

Systematic review protocol to define classical IgE-associated diseases from birth to adolescence: the MeDALL study

BACKGROUND: Classical disease phenotypes are mainly based on descriptions of symptoms and the hypothesis that a given pattern of symptoms provides a diagnosis. With refined technologies there is growing evidence that disease expression in patients is much more diverse and subtypes need to be defined to allow a better targeted treatment. One of the aims of the Mechanisms of the Development of Allergy Project (MeDALL,FP7) is to re-define the classical phenotypes of IgE-associated allergic diseases from birth to adolescence, by consensus among experts using a systematic review of the literature and identify possible gaps in research for new disease markers. This paper describes the methods to be used for the systematic review of the classical IgE-associated phenotypes applicable in general to other systematic reviews also addressing phenotype definitions based on evidence. METHODS/DESIGN: Eligible papers were identified by PubMed search (complete database through April 2011). This search yielded 12,043 citations. The review includes intervention studies (randomized and clinical controlled trials) and observational studies (cohort studies including birth cohorts, case-control studies) as well as case series. Systematic and non-systematic reviews, guidelines, position papers and editorials are not excluded but dealt with separately. Two independent reviewers in parallel conducted consecutive title and abstract filtering scans. For publications where title and abstract fulfilled the inclusion criteria the full text was assessed. In the final step, two independent reviewers abstracted data using a pre-designed data extraction form with disagreements resolved by discussion among investigators. DISCUSSION: The systematic review protocol described here allows to generate broad,multi-phenotype reviews and consensus phenotype definitions. The in-depth analysis of the existing literature on the classification of IgE-associated allergic diseases through such a systematic review will 1) provide relevant information on the current epidemiologic definitions of allergic diseases, 2) address heterogeneity and interrelationships and 3) identify gaps in knowledge.

Job accessibility, employment and job-education mismatch in the metropolitan area of Barcelona

This paper analyses the effect of job accessibility by public and private transport on labour market outcomes in the metropolitan area of Barcelona. Beyond employment, we consider the effect of job accessibility on job-education mismatch, which represents a relevant aspect of job quality. We adopt a recursive system of equations that models car availability, employment and mismatch. Public transport accessibility appears as an exogenous variable in the three equations. Even though it may reflect endogenous residential sorting, falsification proofs suggest that the estimated effect of public transport accessibility is not entirely driven by the endogenous nature of residential decisions.

Capturing Weak Signals for Foresight Building

Tulevaisuuden hahmottamisen merkitys heikkojen signaalien avulla on korostunut viime vuosien aikana merkittävästi,koska yrityksen liiketoimintaympäristössä tapahtuvia muutoksia on ollut yhä vaikeampaa ennustaa historian perusteella. Liiketoimintaympäristössä monien muutoksien merkkejä on ollut nähtävissä, mutta niitä on ollut vaikea havaita. Heikkoja signaaleja tunnistamalla ja keräämällä sekä reagoimalla tilanteeseen riittävän ajoissa, on mahdollista saavuttaa ylivoimaista kilpailuetua. Kirjallisuustutkimus keskittyy heikkojen signaalien tunnistamisen haasteisiin liiketoimintaympäristöstä, signaalien ja informaation kehittymiseen sekä informaation hallintaan organisaatiossa. Kiinnostus näihin perustuu tarpeeseen määritellä heikkojen signaalien tunnistamiseen vaadittava prosessi, jonka avulla heikot signaalit voidaan huomioida M-real Oyj:n päätöksenteossa. Kirjallisuustutkimus osoittaa selvästi sen, että heikkoja signaaleita on olemassa ja niitä pystytään tunnistamaan liiketoimintaympäristöstä. Signaaleja voidaan rikastuttaa yrityksessä olevalla tietämyksellä ja hyödyntää edelleen päätöksenteossa. Vertailtaessa sekä kirjallisuustutkimusta että empiiristä tutkimusta tuli ilmi selkeästi tiedon moninaisuus; määrä,laatu ja tiedonsaannin oikea-aikaisuus päätöksenteossa. Tutkimuksen aikana kehittyi prosessimalli tiedon suodattamiselle, luokittelulle ja heikkojen signaalien tunnistamiselle. Työn edetessä prosessimalli kehittyi osaksi tässä työssä kehitettyä kokonaisuutta 'Weak Signal Capturing' -työkalua. Monistamalla työkalua voidaan kerätä heikkoja signaaleja eri M-realin liiketoiminnan osa-alueilta. Tietoja systemaattisesti kokoamalla voidaan kartoittaa tulevaisuutta koko M-realille.

Hydraulisen kuristinmallin ja liikealustan ohjauksen kehittäminen reaaliaikasimulointiin

Diplomityön ensimmäisessä vaiheessa tutkittiin hydraulisen kuristimen ominaisuuksia ja esiteltiin numeerisesti tehokas kuristinmalli käyttäenpolynomifunktiota virtauksen laminaarisen ja transitioalueen kuvaukseen. Puoliempiirisen mallin paremmuus tulee esille siinä, että kuristimen geometriatietoja ei tarvita laskettaessa virtausta paine-eron perusteella. Reaaliaikasimuloinnissa esiintyy kompromisseja tarkkuuden ja laskentanopeuden välillä. Tätä asiaa tutkittiin kahden virtausalueen kuristinmallilla. Transition paine-eron ja integrointiaika-askelen valinnan vaikutus tarkkuuteen ja laskentanopeuteen tutkittiin. Toisessa vaiheessa tutkittiin mahdollisimman hyvän liiketuntuman tuottamista liikealustalla ohjaussignaalia kehittämällä. Liikealustan liikeradan rajallisuudesta johtuen ohjauksessa on perinteisesti käytetty washout-suodatusta, joka erottelee simuloitavan järjestelmän kiihtyvyyssignaalista vain nopeatkiihtyvyydet. Tässä työssä tutkittiin hitaiden kiihtyvyyksien ottamista mukaan liikealustan ohjaukseen liikealustan liikeradan puitteissa. Tämä toteutettiin kuvaamalla hitaat kiihtyvyydet kallistamalla liikealustaa, jolloin käyttäjään kohdistuva voima saatiin kuvattua gravitaatiota hyväksi käyttäen.

Fenix-järjestelmän suorituskyvyn analysointi

Kasvavat käyttäjämäärät TietoEnatorin Fenix-tietojärjestelmässä ovat nostaneet suorituskyvyn tutkinnan tärkeään asemaan. Suorituskykymittausten tekeminen, analysoiminen ja ennen kaikkea säännöllinen seuranta ovat ensiarvioisen tärkeitätoimenpiteitä järjestelmän tehokkuuden proaktiiviseen kehittämiseen. Fenixin suorituskykymittausjärjestelmän tuottamaa aineistoa on runsaasti tarjolla. Tämän työn tavoitteena on edistää suorituskykymittausjärjestelmän tuottaman aineiston käyttöä erilaisissa raportointi- ja tutkimustilanteissa. Työssäperehdytään aineiston keräämiseen, häiriösuodatukseen ja tulosten visualisointiin. Työn tuloksena syntyy automaattinen raportointijärjestelmä, joka tuottaa palvelukohtaisia tilastollisia suorituskykyraportteja. Raporttien tarkoituksena on tuoda kehittäjien nähtäville palveluista kerätyt mittaustulokset ja osoittaa mahdollisia suorituskykyparannuskohteita.

Cross-scale analysis of the region effect on vascular plant species diversity in southern and northern European mountain ranges.

Background: The divergent glacial histories of southern and northern Europe affect present-day species diversity at coarse-grained scales in these two regions, but do these effects also penetrate to the more fine-grained scales of local communities?Methodology/Principal Findings: We carried out a cross-scale analysis to address this question for vascular plants in two mountain regions, the Alps in southern Europe and the Scandes in northern Europe, using environmentally paired vegetation plots in the two regions (n = 403 in each region) to quantify four diversity components: (i) total number of species occurring in a region (total gamma-diversity), (ii) number of species that could occur in a target plot after environmental filtering (habitat-specific gamma-diversity), (iii) pair-wise species compositional turnover between plots (plot-to-plot beta-diversity) and (iv) number of species present per plot (plot gamma-diversity). We found strong region effects on total gamma-diversity, habitat-specific gamma-diversity and plot-to-plot beta-diversity, with a greater diversity in the Alps even towards distances smaller than 50 m between plots. In contrast, there was a slightly greater plot alpha-diversity in the Scandes, but with a tendency towards contrasting region effects on high and low soil-acidity plots.Conclusions/Significance: We conclude that there are strong regional differences between coarse-grained (landscape- to regional-scale) diversity components of the flora in the Alps and the Scandes mountain ranges,but that these differences do not necessarily penetrate to the finest-grained (plot-scale) diversity component, at least not on acidic soils. Because different processes can lead to a similar pattern, we discuss the consistency of our results with Quaternary history and other divergent features between the two regions such as habitat connectivity, selection for vagility and environmental differences not accounted for in our analyses

Väkevän urealiuoksen puhdistaminen kalvotekniikalla

Kirjallisuusosassa käsiteltiin nanosuodatus-, käänteisosmoosi- ja elektrodialyysitekniikoita liuosten puhdistuksessa. Nanosuodatuksella ja käänteisosmoosilla voidaan liuottimesta erottaa pienen moolimassan omaavia liuenneita aineita ohuen kalvon avulla. Nanosuodatuksessa ja käänteisosmoosissa ajavana voimana on paine, jonka tulee ylittää liuoksen osmoottinen paine. Elektrodialyysissä ajavana voimana toimii sähköpotentiaaliero. Tekniikka käyttää hyväkseen ionien tai molekyylien kykyä johtaa sähköä. Elektrodialyysillä voidaan liuoksesta erottaa toisistaan varauksettomat ja varaukselliset komponentit sähköä johtavan membraanin avulla. Kokeellisessa osassa väkevää ureavesiliuosta suodatettiin nanosuodatus- ja käänteisosmoosikalvoilla tutkien paineen, lämpötilan ja konsentroitumisen vaikutusta vuohonja retentioon. Tarkoituksena oli saada urea tuotteena permeaattiin ja epäpuhtaudet erottumaan retentaattiin. Permeaattien epäpuhtauksien pitoisuuksia verrattiin tuotteen spesifikaation raja-arvoihin. Suodatukset tehtiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston tiloissa DSS Labstak M20 suotimella. Työssä käytettiin NF1-, NF2-, NF270-, NF-, NF90-, Desal-5 DK-, OPMN-P 70- ja TFC ULP-kalvoja. Nanosuodatuskalvot NF2- ja NF270 antoivat parhaan vuon ja erotuskyvyn suhteen puhdistettaessa urealiuosta. Paineen noustessa kalvojen retentiot paranivat. Lämpötilan noustessa vuo parani, joskin täytyy huomioida urean kiihtyvä hajoaminen lähestyttäessä 40 °C astetta. Kalvojen kestävyyttä ureasuodatuksissa ei voitu näiden kokeiden avulla varmentaa.