Guitar Ensemble, February 19, 2016

Concert program for Guitar Ensemble, February 19, 2016

Digital predistortion for compensation of nonlinearities in Radio over Fiber Links

In order to cope up with the ever increasing demand for larger transmission bandwidth, Radio over Fiber technology is a very beneficial solution. These systems are expected to play a major role within future fifth generation wireless networks due to their inherent capillary distribution properties. Nonlinear compensation techniques are becoming increasingly important to improve the performance of telecommunication channels by compensating for channel nonlinearities. Indeed, significant bounds on the technology usability and performance degradation occur due to nonlinear characteristics of optical transmitter, nonlinear generation of spurious frequencies, which, in the case of RoF links exploiting Directly Modulated Lasers , has the combined effect of laser chirp and optical fiber dispersion among its prevailing causes. The purpose of the research is to analyze some of the main causes of harmonic and intermodulation distortion present in Radio over Fiber (RoF) links, and to suggest a solution to reduce their effects, through a digital predistortion technique. Predistortion is an effective and interesting solution to linearize and this allows to demonstrate that the laser’s chirp and the optical fiber’s dispersion are the main causes which generate harmonic distortion. The improvements illustrated are only theoretical, based on a feasibility point of view. The simulations performed lead to significant improvements for short and long distances of radio over fiber link lengths. The algorithm utilized for simulation has been implemented on MATLAB. The effects of chirp and fiber nonlinearity in a directly modulated fiber transmission system are investigated by simulation, and a cost effective and rather simple technique for compensating these effects is discussed. A detailed description of its functional model is given, and its attractive features both in terms of quality improvement of the received signal, and cost effectiveness of the system are illustrated.

Modelling and estimating models of physician labour supply and productivity

Ma thèse s’intéresse aux politiques de santé conçues pour encourager l’offre de services de santé. L’accessibilité aux services de santé est un problème majeur qui mine le système de santé de la plupart des pays industrialisés. Au Québec, le temps médian d’attente entre une recommandation du médecin généraliste et un rendez-vous avec un médecin spécialiste était de 7,3 semaines en 2012, contre 2,9 semaines en 1993, et ceci malgré l’augmentation du nombre de médecins sur cette même période. Pour les décideurs politiques observant l’augmentation du temps d’attente pour des soins de santé, il est important de comprendre la structure de l’offre de travail des médecins et comment celle-ci affecte l’offre des services de santé. Dans ce contexte, je considère deux principales politiques. En premier lieu, j’estime comment les médecins réagissent aux incitatifs monétaires et j’utilise les paramètres estimés pour examiner comment les politiques de compensation peuvent être utilisées pour déterminer l’offre de services de santé de court terme. En second lieu, j’examine comment la productivité des médecins est affectée par leur expérience, à travers le mécanisme du "learning-by-doing", et j’utilise les paramètres estimés pour trouver le nombre de médecins inexpérimentés que l’on doit recruter pour remplacer un médecin expérimenté qui va à la retraite afin de garder l’offre des services de santé constant. Ma thèse développe et applique des méthodes économique et statistique afin de mesurer la réaction des médecins face aux incitatifs monétaires et estimer leur profil de productivité (en mesurant la variation de la productivité des médecins tout le long de leur carrière) en utilisant à la fois des données de panel sur les médecins québécois, provenant d’enquêtes et de l’administration. Les données contiennent des informations sur l’offre de travail de chaque médecin, les différents types de services offerts ainsi que leurs prix. Ces données couvrent une période pendant laquelle le gouvernement du Québec a changé les prix relatifs des services de santé. J’ai utilisé une approche basée sur la modélisation pour développer et estimer un modèle structurel d’offre de travail en permettant au médecin d’être multitâche. Dans mon modèle les médecins choisissent le nombre d’heures travaillées ainsi que l’allocation de ces heures à travers les différents services offerts, de plus les prix des services leurs sont imposés par le gouvernement. Le modèle génère une équation de revenu qui dépend des heures travaillées et d’un indice de prix représentant le rendement marginal des heures travaillées lorsque celles-ci sont allouées de façon optimale à travers les différents services. L’indice de prix dépend des prix des services offerts et des paramètres de la technologie de production des services qui déterminent comment les médecins réagissent aux changements des prix relatifs. J’ai appliqué le modèle aux données de panel sur la rémunération des médecins au Québec fusionnées à celles sur l’utilisation du temps de ces mêmes médecins. J’utilise le modèle pour examiner deux dimensions de l’offre des services de santé. En premierlieu, j’analyse l’utilisation des incitatifs monétaires pour amener les médecins à modifier leur production des différents services. Bien que les études antérieures ont souvent cherché à comparer le comportement des médecins à travers les différents systèmes de compensation,il y a relativement peu d’informations sur comment les médecins réagissent aux changementsdes prix des services de santé. Des débats actuels dans les milieux de politiques de santé au Canada se sont intéressés à l’importance des effets de revenu dans la détermination de la réponse des médecins face à l’augmentation des prix des services de santé. Mon travail contribue à alimenter ce débat en identifiant et en estimant les effets de substitution et de revenu résultant des changements des prix relatifs des services de santé. En second lieu, j’analyse comment l’expérience affecte la productivité des médecins. Cela a une importante implication sur le recrutement des médecins afin de satisfaire la demande croissante due à une population vieillissante, en particulier lorsque les médecins les plus expérimentés (les plus productifs) vont à la retraite. Dans le premier essai, j’ai estimé la fonction de revenu conditionnellement aux heures travaillées, en utilisant la méthode des variables instrumentales afin de contrôler pour une éventuelle endogeneité des heures travaillées. Comme instruments j’ai utilisé les variables indicatrices des âges des médecins, le taux marginal de taxation, le rendement sur le marché boursier, le carré et le cube de ce rendement. Je montre que cela donne la borne inférieure de l’élasticité-prix direct, permettant ainsi de tester si les médecins réagissent aux incitatifs monétaires. Les résultats montrent que les bornes inférieures des élasticités-prix de l’offre de services sont significativement positives, suggérant que les médecins répondent aux incitatifs. Un changement des prix relatifs conduit les médecins à allouer plus d’heures de travail au service dont le prix a augmenté. Dans le deuxième essai, j’estime le modèle en entier, de façon inconditionnelle aux heures travaillées, en analysant les variations des heures travaillées par les médecins, le volume des services offerts et le revenu des médecins. Pour ce faire, j’ai utilisé l’estimateur de la méthode des moments simulés. Les résultats montrent que les élasticités-prix direct de substitution sont élevées et significativement positives, représentant une tendance des médecins à accroitre le volume du service dont le prix a connu la plus forte augmentation. Les élasticitésprix croisées de substitution sont également élevées mais négatives. Par ailleurs, il existe un effet de revenu associé à l’augmentation des tarifs. J’ai utilisé les paramètres estimés du modèle structurel pour simuler une hausse générale de prix des services de 32%. Les résultats montrent que les médecins devraient réduire le nombre total d’heures travaillées (élasticité moyenne de -0,02) ainsi que les heures cliniques travaillées (élasticité moyenne de -0.07). Ils devraient aussi réduire le volume de services offerts (élasticité moyenne de -0.05). Troisièmement, j’ai exploité le lien naturel existant entre le revenu d’un médecin payé à l’acte et sa productivité afin d’établir le profil de productivité des médecins. Pour ce faire, j’ai modifié la spécification du modèle pour prendre en compte la relation entre la productivité d’un médecin et son expérience. J’estime l’équation de revenu en utilisant des données de panel asymétrique et en corrigeant le caractère non-aléatoire des observations manquantes à l’aide d’un modèle de sélection. Les résultats suggèrent que le profil de productivité est une fonction croissante et concave de l’expérience. Par ailleurs, ce profil est robuste à l’utilisation de l’expérience effective (la quantité de service produit) comme variable de contrôle et aussi à la suppression d’hypothèse paramétrique. De plus, si l’expérience du médecin augmente d’une année, il augmente la production de services de 1003 dollar CAN. J’ai utilisé les paramètres estimés du modèle pour calculer le ratio de remplacement : le nombre de médecins inexpérimentés qu’il faut pour remplacer un médecin expérimenté. Ce ratio de remplacement est de 1,2.

Three-dimensional free surface modelling in an unstructured mesh environment for metal processing applications

In the casting of metals, tundish flow, welding, converters, and other metal processing applications, the behaviour of the fluid surface is important. In aluminium alloys, for example, oxides formed on the surface may be drawn into the body of the melt where they act as faults in the solidified product affecting cast quality. For this reason, accurate description of wave behaviour, air entrapment, and other effects need to be modelled, in the presence of heat transfer and possibly phase change. The authors have developed a single-phase algorithm for modelling this problem. The Scalar Equation Algorithm (SEA) (see Refs. 1 and 2), enables the transport of the property discontinuity representing the free surface through a fixed grid. An extension of this method to unstructured mesh codes is presented here, together with validation. The new method employs a TVD flux limiter in conjunction with a ray-tracing algorithm, to ensure a sharp bound interface. Applications of the method are in the filling and emptying of mould cavities, with heat transfer and phase change.

PHYSICA: A multiphysics computational framework and its application to casting simulations

Metal casting is a process governed by the interaction of a range of physical phenomena. Most computational models of this process address only what are conventionally regarded as the primary phenomena – heat conduction and solidification. However, to predict other phenomena, such as porosity formation, requires modelling the interaction of the fluid flow, heat transfer, solidification and the development of stressdeformation in the solidified part of the casting. This paper will describe a modelling framework called PHYSICA[1] which has the capability to stimulate such multiphysical phenomena.

Prediction of cold shuts using an unstructured mesh finite volume code

Abstract not available

Computational modelling of interacting phenomena in the shape casting process

Abstract not available

Finite volume modelling of shrinkage porosity formation in metal casting

Abstract not available

Modelling interacting phenomena during the solidification of metals in the casting process

A variety of interacting complex phenomena takes place during the casting of metallic components. Here molten metal is poured into a mould cavity where it flows, cools, solidifies and then deforms in its solid state. As the metal cools, thermal gradients will promote thermal convection which will redistribute the heat around the component (usually from feeders or risers) towards the solidification front and mushy zone. Also, as the evolving solid regions of the cast component deform they will form gap at the cast-mould interface. This gap may change the rate of solidification in certain parts the casting, hence affecting the manner in which the cast component solidifies. Interaction between a cast component and its surrounding mould will also govern stress magnitudes in both the cast and mould -these may lead to defects such as cracks. This paper presents a multiphysics modelling approach to this complex process. Emphasis will be placed on the interacting phenomena taking place during the process and the modelling strategy used. Comparisons with plant data are also be given.

Prediction of defects in steel castings with a multi-physics numerical code

Abstract not available

Exact Probability Distribution versus Entropy

The problem addressed concerns the determination of the average numberof successive attempts of guessing a word of a certain length consisting of letters withgiven probabilities of occurrence. Both first- and second-order approximations to a naturallanguage are considered. The guessing strategy used is guessing words in decreasing orderof probability. When word and alphabet sizes are large, approximations are necessary inorder to estimate the number of guesses. Several kinds of approximations are discusseddemonstrating moderate requirements regarding both memory and central processing unit(CPU) time. When considering realistic sizes of alphabets and words (100), the numberof guesses can be estimated within minutes with reasonable accuracy (a few percent) andmay therefore constitute an alternative to, e.g., various entropy expressions. For manyprobability distributions, the density of the logarithm of probability products is close to anormal distribution. For those cases, it is possible to derive an analytical expression for theaverage number of guesses. The proportion of guesses needed on average compared to thetotal number decreases almost exponentially with the word length. The leading term in anasymptotic expansion can be used to estimate the number of guesses for large word lengths.Comparisons with analytical lower bounds and entropy expressions are also provided.

Multi-physics modelling - A vital component of virtual manufacturing

One of the core tasks of the virtual-manufacturing environment is to characterise the transformation of the state of material during each of the unit processes. This transformation in shape, material properties, etc. can only be reliably achieved through the use of models in a simulation context. Unfortunately, many manufacturing processes involve the material being treated in both the liquid and solid state, the trans-formation of which may be achieved by heat transfer and/or electro-magnetic fields. The computational modelling of such processes, involving the interactions amongst various interacting phenomena, is a consider-able challenge. However, it must be addressed effectively if Virtual Manufacturing Environments are to become a reality! This contribution focuses upon one attempt to develop such a multi-physics computational toolkit. The approach uses a single discretisation procedure and provides for direct interaction amongst the component phenomena. The need to exploit parallel high performance hardware is addressed so that simulation elapsed times can be brought within the realms of practicality. Examples of Multiphysics modelling in relation to shape casting, and solder joint formation reinforce the motivation for this work.

Multi-physics modelling for design optimization and manufacturing on high-performance parallel systems

Abstract not available

MRI-based assessment of the pineal gland in a large population of children aged 0-5 years and comparison with pineoblastoma: part I, the solid gland.

INTRODUCTION: Differentiation between normal solid (non-cystic) pineal glands and pineal pathologies on brain MRI is difficult. The aim of this study was to assess the size of the solid pineal gland in children (0-5 years) and compare the findings with published pineoblastoma cases. METHODS: We retrospectively analyzed the size (width, height, planimetric area) of solid pineal glands in 184 non-retinoblastoma patients (73 female, 111 male) aged 0-5 years on MRI. The effect of age and gender on gland size was evaluated. Linear regression analysis was performed to analyze the relation between size and age. Ninety-nine percent prediction intervals around the mean were added to construct a normal size range per age, with the upper bound of the predictive interval as the parameter of interest as a cutoff for normalcy. RESULTS: There was no significant interaction of gender and age for all the three pineal gland parameters (width, height, and area). Linear regression analysis gave 99 % upper prediction bounds of 7.9, 4.8, and 25.4 mm(2), respectively, for width, height, and area. The slopes (size increase per month) of each parameter were 0.046, 0.023, and 0.202, respectively. Ninety-three percent (95 % CI 66-100 %) of asymptomatic solid pineoblastomas were larger in size than the 99 % upper bound. CONCLUSION: This study establishes norms for solid pineal gland size in non-retinoblastoma children aged 0-5 years. Knowledge of the size of the normal pineal gland is helpful for detection of pineal gland abnormalities, particularly pineoblastoma.

Identifying treatment effects and counterfactual distributions using data combination with unobserved heterogeneity

This paper considers identification of treatment effects when the outcome variables and covari-ates are not observed in the same data sets. Ecological inference models, where aggregate out-come information is combined with individual demographic information, are a common example of these situations. In this context, the counterfactual distributions and the treatment effects are not point identified. However, recent results provide bounds to partially identify causal effects. Unlike previous works, this paper adopts the selection on unobservables assumption, which means that randomization of treatment assignments is not achieved until time fixed unobserved heterogeneity is controlled for. Panel data models linear in the unobserved components are con-sidered to achieve identification. To assess the performance of these bounds, this paper provides a simulation exercise.