Experimental impulse radio IEEE 802.15.4a UWB based wireless sensor localization technology: Characterization, reliability and ranging

Ultra Wide Band (UWB) transmission has recently been the object of considerable attention in the field of next generation location aware wireless sensor networks. This is due to its fine time resolution, energy efficient and robustness to interference in harsh environments. This paper presents a thorough applied examination of prototype IEEE 802.15.4a impulse UWB transceiver technology to quantify the effect of line of sight (LOS) and non line of sight (NLOS) ranging in real indoor and outdoor environments. Results included draw on an extensive array of experiments that fully characterize the 802.15.4a UWB transceiver technology, its reliability and ranging capabilities for the first time. A new two way (TW) ranging protocol is proposed. The goal of this work is to validate the technology as a dependable wireless communications mechanism for the subset of sensor network localization applications where reliability and precision positions are key concerns.

A dual-band antenna enabling improved quality of service in multi-radio wireless sensor applications in indoor environments

Science Foundation Ireland (CSET - Centre for Science, Engineering and Technology, Grant No. 07/CE/11147)

An investigation on the use of SNR distributions for the optimisation of coarse-fine spectrum sensing for cognitive radio

This thesis investigates the optimisation of Coarse-Fine (CF) spectrum sensing architectures under a distribution of SNRs for Dynamic Spectrum Access (DSA). Three different detector architectures are investigated: the Coarse-Sorting Fine Detector (CSFD), the Coarse-Deciding Fine Detector (CDFD) and the Hybrid Coarse-Fine Detector (HCFD). To date, the majority of the work on coarse-fine spectrum sensing for cognitive radio has focused on a single value for the SNR. This approach overlooks the key advantage that CF sensing has to offer, namely that high powered signals can be easily detected without extra signal processing. By considering a range of SNR values, the detector can be optimised more effectively and greater performance gains realised. This work considers the optimisation of CF spectrum sensing schemes where the security and performance are treated separately. Instead of optimising system performance at a single, constant, low SNR value, the system instead is optimised for the average operating conditions. The security is still provided such that at the low SNR values the safety specifications are met. By decoupling the security and performance, the system’s average performance increases whilst maintaining the protection of licensed users from harmful interference. The different architectures considered in this thesis are investigated in theory, simulation and physical implementation to provide a complete overview of the performance of each system. This thesis provides a method for estimating SNR distributions which is quick, accurate and relatively low cost. The CSFD is modelled and the characteristic equations are found for the CDFD scheme. The HCFD is introduced and optimisation schemes for all three architectures are proposed. Finally, using the Implementing Radio In Software (IRIS) test-bed to confirm simulation results, CF spectrum sensing is shown to be significantly quicker than naive methods, whilst still meeting the required interference probability rates and not requiring substantial receiver complexity increases.

HIF-1alpha role in oxygen-dependent radio- and chemosensitivity

Poor oxygenation (hypoxia) is a common characteristic of human solid tumours, and is associated with cell survival, metastasis and resistance to radio- and chemotherapies. Hypoxia-induced stabilisation of hypoxia-inducible factor-1α (HIF-1α) leads to changes in expression of various genes associated with growth, vascularisation and metabolism. However whether HIF-1α plays a causal role in promoting hypoxic resistance to antitumour therapies remains unclear. In this study we used pharmacological and genetic methods to investigate the HIF-1α contribution to radio- and chemoresistance in four cancer cell lines derived from cervical, breast, prostate and melanoma human tumours. Under normoxia or hypoxia (<0.2% or 0.5% oxygen) the cells were exposed to either a standard irradiation dose (6.2 Gy) or chemotherapeutic drug (cisplatin), and subsequent cell proliferation (after 7 days) was measured in terms of resazurin reduction. Oxygen-dependent radio- and chemosensitivity was evident in all wild type whereas it was reduced or abolished in HIF-1α (siRNA) knockdown cells. The effects of HIF-1α-modulating drugs (EDHB, CoCl2, deferoxamine to stabilise and R59949 to destabilise it) reflected both HIF-1α-dependent and independent mechanisms. Collectively the data show that HIF-1α played a causal role in our in vitro model of hypoxia-induced radioresistance whereas its contribution to oxygendependent sensitivity to cisplatin was less clear-cut. Although this behavior is likely to be conditioned by further biological and physical factors operating in vivo, it is consistent with the hypothesis that interventions directed at HIF-1α may improve the clinical effectiveness of tumour treatments.

The development of new methods for high resolution radio astronomy imaging

Very Long Baseline Interferometry (VLBI) polarisation observations of the relativistic jets from Active Galactic Nuclei (AGN) allow the magnetic field environment around the jet to be probed. In particular, multi-wavelength observations of AGN jets allow the creation of Faraday rotation measure maps which can be used to gain an insight into the magnetic field component of the jet along the line of sight. Recent polarisation and Faraday rotation measure maps of many AGN show possible evidence for the presence of helical magnetic fields. The detection of such evidence is highly dependent both on the resolution of the images and the quality of the error analysis and statistics used in the detection. This thesis focuses on the development of new methods for high resolution radio astronomy imaging in both of these areas. An implementation of the Maximum Entropy Method (MEM) suitable for multi-wavelength VLBI polarisation observations is presented and the advantage in resolution it possesses over the CLEAN algorithm is discussed and demonstrated using Monte Carlo simulations. This new polarisation MEM code has been applied to multi-wavelength imaging of the Active Galactic Nuclei 0716+714, Mrk 501 and 1633+382, in each case providing improved polarisation imaging compared to the case of deconvolution using the standard CLEAN algorithm. The first MEM-based fractional polarisation and Faraday-rotation VLBI images are presented, using these sources as examples. Recent detections of gradients in Faraday rotation measure are presented, including an observation of a reversal in the direction of a gradient further along a jet. Simulated observations confirming the observability of such a phenomenon are conducted, and possible explanations for a reversal in the direction of the Faraday rotation measure gradient are discussed. These results were originally published in Mahmud et al. (2013). Finally, a new error model for the CLEAN algorithm is developed which takes into account correlation between neighbouring pixels. Comparison of error maps calculated using this new model and Monte Carlo maps show striking similarities when the sources considered are well resolved, indicating that the method is correctly reproducing at least some component of the overall uncertainty in the images. The calculation of many useful quantities using this model is demonstrated and the advantages it poses over traditional single pixel calculations is illustrated. The limitations of the model as revealed by Monte Carlo simulations are also discussed; unfortunately, the error model does not work well when applied to compact regions of emission.

Midlatitude daytime D region ionosphere variations measured from radio atmospherics

We measured the midlatitude daytime ionospheric D region electron density profile height variations in July and August 2005 near Duke University by using radio atmospherics (or sferics for short), which are the high-power, broadband very low frequency (VLF) signals launched by lightning discharges. As expected, the measured daytime D region electron density profile heights showed temporal variations quantitatively correlated with solar zenith angle changes. In the midlatitude geographical regions near Duke University, the observed quiet time heights decreased from ∼80 km near sunrise to ∼71 km near noon when the solar zenith angle was minimum. The measured height quantitative dependence on the solar zenith angle was slightly different from the low-latitude measurement given in a previous work. We also observed unexpected spatial variations not linked to the solar zenith angle on some days, with 15% of days exhibiting regional differences larger than 0.5 km. In these 2 months, 14 days had sudden height drops caused by solar flare X-rays, with a minimum height of 63.4 km observed. The induced height change during a solar flare event was approximately proportional to the logarithm of the X-ray flux. In the long waveband (wavelength, 1-8 Å), an increase in flux by a factor of 10 resulted in 6.3 km decrease of the height at the flux peak time, nearly a perfect agreement with the previous measurement. During the rising and decaying phases of the solar flare, the height changes correlated more consistently with the short, rather than the long, wavelength X-ray flux changes. © 2010 by the American Geophysical Union.

Spider monkey home ranges: A comparison of radio telemetry and direct observation

The ranging patterns of two male and five female spider monkeys (Ateles geoffroyi) were studied with the use of radio telemetry in Santa Rosa National Park, Costa Rica. The average size of a spider monkey home range was 62.4 hectares; however, range size varied with sex, and, for females, with the presence of a dependent infant. The probability of encountering a radio‐collared spider monkey in a three‐hour search using radio telemetry (0.91) was much greater than using a visual search (0.20), and telemetric data resulted in a larger estimate of mean home range size than did observational data, when all subjects were compared. However, the difference appeared to be owing to the presence of male ranges in the telemetric, but not the observational, data. When the size of home ranges derived from radio‐tracking data for adult females was compared to size of ranges for adult females derived from observations, the results were not significantly different. Adult males had larger home ranges than adult females, thus lending support to the hypothesis that males have adapted to the dispersion of females by occupying a large home range that overlaps the ranges of several adult females. The smallest home ranges were occupied by low‐weight females with dependent infants, perhaps reflecting social and energetic constraints. Copyright © 1988 Wiley‐Liss, Inc., A Wiley Company

In vivo guidance and assessment of liver radio-frequency ablation with acoustic radiation force elastography.

The initial results from clinical trials investigating the utility of acoustic radiation force impulse (ARFI) imaging for use with radio-frequency ablation (RFA) procedures in the liver are presented. To date, data have been collected from 6 RFA procedures in 5 unique patients. Large displacement contrast was observed in ARFI images of both pre-ablation malignancies (mean 7.5 dB, range 5.7-11.9 dB) and post-ablation thermal lesions (mean 6.2 dB, range 5.1-7.5 dB). In general, ARFI images provided superior boundary definition of structures relative to the use of conventional sonography alone. Although further investigations are required, initial results are encouraging and demonstrate the clinical promise of the ARFI method for use in many stages of RFA procedures.

Principales restricciones asociadas a la performance del mercado avícola en Colombia : pertubaciones en la transacción : sector primario - alimentos balanceados

Durante la última década el sector avícola colombiano ha evolucionado de manera favorable, sin embargo, aún no alcanza los niveles de competitividad suficientes como para llegar a rivalizar con los grandes oferentes internacionales como Estados Unidos, China y Brasil que concentran el 50 por ciento de la producción mundial; esto, debido principalmente a problemas internos de competitividad, entre ellos, la alta dependencia que tiene la industria de los alimentos balanceados sobre la materia prima importada (Maíz y Soya), que sumado a la continua volatilidad del mercado granario y las continuas fluctuaciones del tipo de cambio influyen directamente sobre el precio de los bienes finales de la cadena. Esta fuerte dependencia del componente importado, se genera por la debilidad actual que presenta el sector productivo de soya y maíz, resultado de los bajos niveles de tecnificación en cultivos y tecnología, contrastando con la industria de alimentos balanceados, quien cuenta con una alta inversión en activos específicos de tipo físico como las tecnologías de punta aplicadas a sus procesos y de tipo temporal por los altos rendimientos en su producción, aspecto que limita a la producción nacional, obligando a los productores de alimentos balanceados a importar de Argentina y Estados Unidos la mayoría de sus materias primas para satisfacer su demanda de materia prima, en este sentido, también se ha observado que ante la crisis mundial de alimentos estos países han modificado los precios del mercado y por ende se han visto diezmados los márgenes de utilidad de los productores avícolas colombianos. Aunado a lo anterior, se observan problemas de competitividad en la cadena avícola, representados en la ausencia de coordinación vertical entre todos sus eslabones, puesto que cada eslabón trabaja de manera independiente buscando fortalecerse a sí mismo, aumentando el oportunismo, el poder de mercado y por ende diezmando las capacidades del eslabón anterior. De otro lado; se observa una deficiencia en la formación de capital social y un mercado de tipo oligopólico, que retrasan el desarrollo del sector. A través del desarrollo de este trabajo se pretende describir el funcionamiento del eslabón primario y el eslabón producción alimentos balanceados, como principales generadores de conflicto en la cadena avícola colombiana, para hacerlo se describirá a la cadena, y se realiza un análisis estructural discreto, sumado a un análisis de las transacciones encontradas en cada uno de los eslabones

El cluster del azúcar en el valle geográfico del Río Cauca, Colombia

El azúcar es un commodity específico y uno de los mayores contribuyentes al producto interno bruto agrícola de los países en desarrollo para el consumo interno y el comercio internacional. A nivel mundial, el azúcar es obtenido industrialmente a partir de remolacha azucarera (Beta vulgaris) y de la caña de azúcar (Saccharum officinarum) como las únicas fuentes importantes para el comercio (...). El mercado internacional del azúcar es uno de los mercados de commodities agrícolas más altamente distorsionado. El comercio del azúcar crudo y refinado se caracteriza en general, por la ayuda interna significativa y generalizada, y algunas políticas que distorsionan el mercado como: pagos mínimos garantizados a productores, controles de producción y comercialización, regulación de precios, aranceles, cuotas de importación y subvenciones a la exportación (...). A nivel general, se pueden distinguir, básicamente, dos tipos de mercados de azúcar: el mercado protegido y el mercado libre. El mercado protegido consiste en acuerdos preferenciales y contratos de largo plazo que incluyen el sistema de cuotas entre diferentes países. En general, los precios del azúcar presentan fuertes fluctuaciones que obedecen a factores económicos, especulaciones, cambios políticos, recesiones y efectos climáticos (...). No obstante lo anterior, en los últimos años se ha observado una clara tendencia a la globalización de los mercados, y mercado del azúcar no es la excepción. Recientemente, se han centrado esfuerzos para liberalizar parcialmente algunos de los mercados más importantes, como es el caso de EEUU, la UE, Brasil y Australia (...). La creciente demanda de fuentes de energía renovable, entre las cuales se destacan los biocombustibles, también ha afectado significativamente la dinámica comercial y productiva de algunos sectores, en particular el sector azucarero. La caña de azúcar, se ha constituido en la principal materia prima para la elaboración de bioetanol, por lo cual, los países productores han experimentado un reciente cambio en su estructura productiva y comercial, buscando productos de mayor valor agregado, a fin de mejorar su posición competitiva. Bajo este esquema, las industrias productoras de azúcar, sobretodo en países en desarrollo enfrenta enormes retos para convertir sus ventajas comparativas en ventajas competitivas. La estructura de los costos de producción y el rendimiento de cada industria azucarera domestica son unos de los principales impulsores de su competitividad, la determinación de los futuros centros de la producción y el crecimiento de las exportaciones. En medio de este contexto, el presente estudio aborda los principales determinantes de la competitividad de la industria azucarera en Colombia, concentrada en un 98,07 por ciento en el cluster del valle geográfico del rio Cauca.

Hierbas Aromáticas, medicinales y condimentarias en Colombia : análisis del caso C.I. Organic Aromatic S.A. desde la perspectiva de la nueva economía institucional

Las hierbas aromáticas han tenido en la última década un auge mundial y su demanda cada vez se incrementa más. En Colombia la producción y exportación de estas hierbas viene en aumento. En los últimos 4 años la exportación colombiana creció en 142 por ciento y el principal país de destino fue Estados Unidos a donde se exporto el 74 por ciento de las hierbas aromáticas. En este momento la tendencia del mercado mundial, es hacia los productos orgánicos o limpios, así que algunos productores se han dedicado a buscar los mecanismos para generar producciones y procesos con certificados orgánicos, para acceder a los mercados demandantes. Estas certificaciones son bastante exigentes y requieren un cambio y adaptación de las organizaciones, además de una fuerte inversión económica. El objetivo general de este trabajo es estudiar por medio del caso de la empresa colombiana C.I. Organic Aromatic S.A. la forma de adaptación a la demanda creciente del nuevo mercado internacional de hierbas aromáticas. Se realiza un análisis estructural discreto para el sector y de estar forma comprender el marco general donde se mueve la empresa. Al igual, se describe la empresa y su funcionamiento, los puntos críticos de la misma y de las transacciones que realiza. La cadena del sector esta descrita en el trabajo, los principales actores son: los proveedores, los productores donde se diferencian los pequeños de los medianos y grandes (los grandes productores son los exportadores de la cadena), los importadores o mayoristas, los transformadores, los minoristas, supermercados o tiendas especializadas y por último el cliente final, que cada vez más busca este tipo de productos por salud. C.I. Organic Aromatic S.A., es una empresa dedicada a la producción 100 por ciento orgánica y exportación de hierbas aromáticas y culinarias. La empresa tiene certificación de producto 100 por orgánico, buenas prácticas de manejo y certificación ISO entre otros. Llevan 7 años de funcionamiento, pero con esta razón social trabajan desde 2012 cuando decidieron exportar directamente a Estados Unidos y convertirse en C.I. (comercializadora internacional). Para disminuir la incertidumbre se integran verticalmente hacia adelante, bajo la marca Exotic Organic Herbs, quienes están ubicados en Miami, para manejar la logística de la importación en Estados Unidos.

Análisis del proyecto 'Alianza para la producción y comercialización de Stevia en el Municipio de Puerto Rico departamento del Meta' (Colombia)

En el presente trabajo se analiza el proyecto 'Alianza para la Producción y Comercialización de Stevia en el municipio de Puerto Rico, Meta', el cual tuvo una primera etapa de marzo del año 2006 a diciembre del 2007, y una segunda etapa de febrero a septiembre del año 2008. En el desarrollo del presente documento se utiliza información secundaria para encuadrar la situación inicial de la propuesta. Además, con los resultados obtenidos a partir de información primaria se evalúa la situación actual del proyecto y la opinión de los actores (empresa privada y estado) sobre el desarrollo y resultados del mismo. Luego de estudiar el desarrollo del proyecto, sus racionalidades existentes y el contexto en el cual se desarrolló, se vislumbran diferentes variables que intervinieron en el desarrollo del mismo y la obtención de los resultados actuales, los cuales no representan un éxito contundente al lograr que, con una gran suma de dineros públicos solamente una persona logre aprovechar productivamente el desarrollo del cultivo de Stevia

Resolución de problemas en los programas de estudio de matemática del Ministerio de Educación Pública de Costa Rica

El propósito de esta comunicación es el de analizar los lineamientos contenidos en los programas de estudio de matemática del tercer ciclo y de la educación diversificada del Ministerio de Educación Pública de Costa Rica, relacionados con la resolución de problemas.

Matemáticas escolares con geogebra

El documento que se presenta a continuación, tiene como propósito fundamental realizar una propuesta frente a la enseñanza de las cónicas a un nivel introductorio, en los cursos de educación media e incluso en los programas de licenciatura de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidad Pedagógica Nacional, particularmente para ofrecer una alternativa al paso de las representaciones sintéticas y analíticas de las cónicas. La propuesta esta apoyada en una serie de actividades con el uso de herramientas computacionales (en particular el software geogebra).