Sustainability through remanufacturing in India: a case study on mobile handsets

Remanufacturing activities in India are still in nascent stages. However, the substantial growth of Indian economy, coupled with serious issues of population and environmental burden demands a radical shift in market strategies and legislations. The scattered and inefficient product recovery methods prevalent in India are unable to cope with increasing environmental and economic burden on the society - remanufacturing seems to be a promising strategy to explore for these. Our study investigated from a user's context the opportunity of establishing remanufacturing as a formal activity, answering the fundamental questions of whether remanufactured products would be accepted by Indian consumers and how these will fit into the Indian market. The study of the Indian mobile phone market eco-system showed how mobile phones currently move through the value chain, and the importance of the grey and used phone markets in this movement. A prescriptive model has been proposed which utilizes the usage patterns of different consumer groups to create a self-sustainable demand-supply system, potentially complementing frameworks such as the Automotive Remanufacturing Decision-Making Framework (RDMF). (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Practical dual-helical antenna array for diversity/MIMO receiving antennas on mobile handsets

A practical, small-size, dual-helical antenna array mounted on a mobile handset model is designed for use as diversity/MIMO receiving antennas. The array is rigorously studied with respect to its diversity performance and the achievable channel capacity. It is found that a very low correlation coefficient, a high diversity gain, an equal-mean branch SNR, and a relatively matched input impedance can be achieved at the same time. It is shown that, at a remarkably small antenna separation (similar to 0.05 lambda), the signal correlation can be reduced to nearly zero, an almost ideal independent operation of the diversity antennas. The increase in MIMO channel capacity is 100% over a single antenna system. Both measured and simulation results are presented.

Unleashing creative writers : situated engagement with mobile narratives

The emergence of sophisticated multimedia phones in combination with improvements to the mobile Internet provides the possibility to read texts and stories on mobile handsets. However, the question is, how to adapt stories in order to take advantage of the user’s mobility and create an engaging and appealing experience. To address these new conditions, a Mobile Narrative was created and access to individual chapters of the story was restricted. Authors can specify constraints, such as a location or time, which need to be met by the reader if they want to read the story. This concept allows creative writers of the story to exploit the fact that the reader’s context is known, by intensifying the user experience and integrating this knowledge into the writing process. Interviews with authors and creative writers and two user studies explored the effects of this way of writing on both parties. The paper presents our preliminary research findings discussing this new experience that was found to be exciting and interesting by both sides.

A simple orientation robust transmit polarization signalling scheme

A special transmit polarization signalling scheme is presented to alleviate the power reduction as a result of polarization mismatch from random antenna orientations. This is particularly useful for hand held mobile terminals typically equipped with only a single linearly polarized antenna, since the average signal power is desensitized against receiver orientations. Numerical simulations also show adequate robustness against incorrect channel estimations.

The mobile phone : the new communication drum of Papua New Guinea

This thesis examines the role of mobile telephony in rural communities in Papua New Guinea (PNG). It is a threshold study which reports on research conducted in the earliest stages of mobile phone adoption in these areas. It explores the ways in which this new technology changes people’s lives, social structures and relationships. The research focuses on non-urban communities, which previously had little or no access to modern communication technologies, but which are in some cases still using traditional forms of communication such as drums. It has found that the introduction of mobile telecommunications has generally been viewed positively, although several negative concerns have been strongly felt. Specific benefits related to enhanced communication with relatives and friends living away from home villages, and use of the technology in time-critical emergencies or crises. Difficulties have arisen with respect to the cost of owning and operating a handset, as well as financial and logistical challenges when recharging handset batteries, particularly in areas with no mains electricity supply. Perceived damaging effects of mobile phone access related to sex, crime and pornography. The changes taking place are described through a social lens, by foregrounding the perceptions of villagers. The perspectives of key informants, such as telecommunication company managers, are also discussed. Employing the technique of triangulation (using different methods and sources) has helped to validate the findings of the research project. The sources constantly overlap and agree on the main themes, such as those outlined above. PNG is a developing country which performs poorly on a wide range of development indicators. A large majority of the people live outside of the major towns and cities. It is therefore worthwhile investigating the introduction of mobile phone technology in rural areas. These areas often have poor access to services, including transport, health, education and banking. Until 2007, communities in such regions fell outside of mobile phone coverage areas. In the case of all ten villages discussed in this thesis, there has never been any landline telephone infrastructure available. Therefore, this research on mobile phones is in effect documenting the first ever access to any kind of phone in these communities. This research makes a unique contribution to knowledge about the role of communication in PNG, and has implications for policy, practice and theory. In the policy arena, the thesis aids understanding of the impact which communication sector competition and regulation can have on rural and relatively isolated communities. There are three practical problems which have emerged from the research: cost, battery recharging difficulties and breakage are all major obstacles to uptake and use of mobile telephony in rural communities. Efforts to reduce usage costs, enable easier recharging, and design more robust handsets would allow for increased utilisation of mobile phones for a range of purposes. With respect to the realm of theory, this research sits amongst the most recent scholarship in the mobile phone field, located within the broader communication theory area. It recommends cautionary reading of any literature which suggests that mobile phones will reduce poverty and increase incomes in poor, rural communities in developing countries. Nonetheless, the present research adds weight to mobile phone studies which suggest that the primary advantages of mobile phones in such settings are for the satisfactions of communication of itself, and for social interaction among loved ones.

Miniaturization of electromagnetic band gap structures for mobile applications

It is well known that interference of the human body affects the performance of the antennas in mobile phone handsets. In this contribution, we investigate the use of miniaturized metallodielectric electromagnetic band gap (MEBG) structures embedded in the case of a mobile handset as a means of decoupling the antenna from the user's hand. The closely coupled MEBG concept is employed to achieve miniaturization of the order of 15:1. Full wave dispersion relations for planar closely coupled MEBG arrays are presented and are validated experimentally. The performance of a prototype handset with an embedded conformal MEBG is assessed experimentally and is compared to a similar prototype without the MEBG. Reduction in the detuning of the antenna because of the human hand by virtue of the MEBG is demonstrated. Moreover, the efficiency of the handset when loaded with a human hand model is shown to improve when the MEBG is in place. The improvements are attributed to the decoupling of the antenna from the user's hand, which is achieved by means of suppressing the fields in the locality of the hand.

A statistical characterization of shadowed device-to-device communications in an indoor environment

This paper presents the results of a measurement campaign aimed at characterizing and modeling the indoor radio channel between two hypothetical cellular handsets. The device-to-device channel measurements were made at 868 MHz and investigated a number of different everyday scenarios such as the devices being held at the user's heads, placed in a pocket and one of the devices placed on a desktop. The recently proposed shadowed k-μ fading model was used to characterize these channels and was shown to provide a good description of the measured data. It was also evident from the experiments, that the device-to-device communications channel is susceptible to shadowing caused by the human body.

Channel measurements of device–to–device communications in an urban outdoor environment

In this paper, the results of radio channel measurements between two hypothetical cellular handsets in an outdoor urban environment are reported. The device-to-device channel measurements were made at 868 MHz and investigated a number of different everyday usage scenarios such as the devices being held at the user's heads, placed in a pocket while one of the users rotated or both moved randomly. It was found that shadowing of the main signal path caused by the human body will be an important factor in future device-to-device communications at this frequency. The recently proposed shadowed κ-μ fading model was used to characterize these channels and shown to provide a good description of the measured data.

Channel Measurements of Device-to-Device Communications at 2.45 GHz

In the future, device-to-device communications will become a fundamental part of cellular communications. Interoperability between handsets will be facilitated using frequencies located in a number of bands including those found in the Industrial, Scientific and Medical (ISM) band at 2.45 GHz. In this paper, we present the results of channel measurements made between two hypothetical cellular handsets operating at 2.45 GHz in an outdoor environment. We consider a range of typical usage scenarios such as both user equipment being held at the head while imitating a voice call, placed in user's pocket for both stationary and dynamic links. A range of parameter estimates obtained using the shadowed κ-μ fading model are also presented.

Microstructure design of Titanate-based electroceramics

Electrocerâmicos são uma classe de materiais avançados com propriedades eléctricas valiosas para aplicações. Estas propriedades são geralmente muito dependentes da microestrutura dos materiais. Portanto, o objectivo geral deste trabalho é investigar o desenho da resposta dieléctrica de filmes espessos obtidos por Deposição Electroforética (EPD) e cerâmicos monolíticos, através do controlo da evolução da microestrutura durante a sinterização de electrocerâmicos à base de titanatos. Aplicações sem fios na indústria microelectrónica e de comunicações, em rápido crescimento, tornaram-se um importante mercado para os fabricantes de semicondutores. Devido à constante necessidade de miniaturização, redução de custos e maior funcionalidade e integração, a tecnologia de filmes espessos está a tornar-se uma abordagem de processamento de materiais funcionais cada vez mais importante. Uma técnica adequada neste contexto é EPD. Os filmes espessos resultantes necessitam de um passo subsequente de sinterização que é afectada pelo substrato subjacente, tendo este um forte efeito sobre a evolução da microestrutura. Relacionado com a miniaturização e a discriminação do sinal, materiais dieléctricos usados como componentes operando a frequências das microondas em aplicações na industria microelectrónica de comunicações devem apresentar baixas perdas dieléctricas e elevadas permitividade dieléctrica e estabilidade com a temperatura. Materiais do sistema BaO-Ln2O3- TiO2 (BLnT: Ln = La ou Nd), como BaLa4Ti4O15 (BLT) e Ba4.5Nd9Ti18O54 (BNT), cumprem esses requisitos e são interessantes para aplicações, por exemplo, em estações de base para comunicações móveis ou em ressonadores para telefones móveis, onde a miniaturização dos dispositivos é muito importante. Por sua vez, o titanato de estrôncio (SrTiO3, STO) é um ferroeléctrico incipiente com constante dieléctrica elevada e baixas perdas, que encontra aplicação em, por exemplo, condensadores de camada interna, tirando partido de fronteiras de grão altamente resistivas. A dependência da permitividade dieléctrica do campo eléctrico aplicado torna este material muito interessante para aplicações em dispositivos de microondas sintonizáveis. Materiais à base de STO são também interessantes para aplicações termoeléctricas, que podem contribuir para a redução da actual dependência de combustíveis fósseis por meio da geração de energia a partir de calor desaproveitado. No entanto, as mesmas fronteiras de grão resistivas são um obstáculo relativamente à eficiência do STO para aplicações termoeléctricas. Para além do efeito do substrato durante a sinterização constrangida, outros factores, como a presença de fase líquida, a não-estequiometria ou a temperatura de sinterização, afectam significativamente não apenas a microestrutura dos materiais funcionais, mas também a sua resposta dieléctrica. Se adequadamente compreendidos, estes factores podem ser intencionalmente usados para desenhar a microestrutura dos electrocerâmicos e, desta forma, as suas propriedades dieléctricas. O efeito da não-estequiometria (razão Sr/Ti 0.995-1.02) no crescimento de grão e resposta dieléctrica de cerâmicos de STO foi investigado neste trabalho. A mobilidade das fronteiras de grão aumenta com a diminuição da razão Sr/Ti. A resistividade do interior dos grãos e das fronteiras de grão é sistematicamente diminuída em amostras não-estequiométricas de STO, em comparação com o material estequiométrico. O efeito é muito mais forte para as fronteiras de grão do que para o seu interior. Dependências sistemáticas da não-estequiometria foram também observadas relativamente à dependência da condutividade da temperatura (muito mais afectada no caso da contribuição das fronteiras de grão), à capacitância do interior e fronteiras de grão e à espessura das fronteiras de grão. Uma anomalia no crescimento de grão em cerâmicos de STO ricos em Ti foi também observada e sistematicamente analisada. Foram detectadas três descontinuidades na dependência do tipo Arrhenius do crescimento de grão relativamente à temperatura com diminuições no tamanho de grão a temperaturas em torno de 1500, 1550 e 1605 °C. Além disso, descontinuidades semelhantes foram também observadas na dependência da energia de activação relativamente à condutividade das fronteiras de grão e na espessura das fronteiras de grão, avaliadas por Espectroscopia de Impedância. Estas notáveis coincidências suportam fortemente a formação de diferentes complexos de fronteira de grão com transições entre os regimes de crescimento de grão observados, que podem ser correlacionados com diferentes mobilidades de fronteira de grão e propriedades dieléctricas. Um modelo é sugerido, que se baseia na diminuição da fase líquida localizada nas fronteiras de grão, como o aumento da temperatura de sinterização, um cenário compatível com um fenómeno de solubilidade retrógrada, observado anteriormente em metais e semicondutores, mas não em cerâmicos. A EPD de filmes espessos de STO em substratos de folha de Pt e a sinterização constrangida dos filmes fabricados foram também preliminarmente tratadas. Filmes espessos de STO foram depositados com êxito por EPD sobre substratos de Pt e, depois de sinterizados, atingiram densidades elevadas. Um aumento da densificação e do tamanho de grão assim como o alargamento da distribuição de tamanho do grão foram observados com a diminuição da razão Sr/Ti, tal como anteriormente observado em amostras cerâmicas. Grãos equiaxiados foram observados para todas as composições, mas um certo grau de anisotropia na orientação dos poros foi detectado: os poros revelaram uma orientação vertical preferencial. Este trabalho focou-se também na sinterização constrangida do sistema BLnT (Ln = La ou Nd), nomeadamente de filmes espessos de BLT e BNT sobre substratos de folha de platina, e na relação do desenvolvimento de anisotropia microestrutural com as propriedades dieléctricas. As observações durante a sinterização constrangida foram comparadas com cerâmicos monolíticos equivalentes sinterizados livremente. Filmes espessos de BLnT (Ln = La ou Nd) com elevada densidade foram obtidos por EPD e subsequente sinterização constrangida. A anisometria cristalográfica do material em conjunto com um passo de sinterização constrangida resultou em grãos alongados e microestruturas anisotrópicas. O efeito do stress do substrato durante a sinterização constrangida originou graus mais elevados de anisotropia (grãos e poros alongados e orientação preferencial, bem como textura cristalográfica) nos filmes sinterizados relativamente aos cerâmicos equivalentes sinterizados livremente, não obstante o estado equivalente das amostras em verde. A densificação dos filmes de BLnT (Ln = La ou Nd) é retardada em comparação com os cerâmicos, mas depois de longos tempos de sinterização densidades semelhantes são obtidas. No entanto, em oposição a observações na sinterização constrangida de outros sistemas, o crescimento do grão em filmes de BLnT (Ln = La ou Nd) é favorecido pelo constrangimento causado pelo substrato. Além disso, grãos e poros alongados orientados paralelamente ao substrato foram desenvolvidos durante a sinterização constrangida de filmes espessos. Verificou-se uma forte correlação entre a evolução de grãos e poros, que começou assim que o crescimento do grão se iniciou. Um efeito da tensão do substrato no aumento do crescimento de grão, bem como um forte “Zener pinning”, origina microestruturas altamente texturizadas, o que também é observado a nível cristalográfico. Efeitos marcantes da anisotropia microestrutural foram também detectados nas propriedades dieléctricas dos filmes de BLnT (Ln = La ou Nd). Juntamente com o aumento da razão de aspecto dos grãos, do factor de orientação e do grau de textura cristalográfica, a permitividade relativa é ligeiramente diminuída e o coeficiente de temperatura da permitividade evolui de negativo para positivo com o aumento do tempo isotérmico de sinterização. Este trabalho mostra que a não-estequiometria pode ser usada para controlar a mobilidade das fronteiras de grão e, portanto, desenhar a microestrutura e as propriedades dieléctricas de electrocerâmicos à base de STO, com ênfase nas propriedades das fronteiras de grão. O papel da não-estequiometria no STO e dos complexos de fronteira de grão no desenvolvimento microestrutural é discutido e novas oportunidades para desenhar as propriedades de materiais funcionais são abertas. As observações relativamente à sinterização constrangida apontam para o efeito de tensões mecânicas desenvolvidas devido ao substrato subjacente no desenvolvimento da microestrutura de materiais funcionais. É assim esperado que a escolha adequada de substrato permitia desenhar a microestrutura de filmes espessos funcionais com desempenho optimizado. “Stress Assisted Grain Growth” (SAGG) é então proposto como uma técnica potencial para desenhar a microestrutura de materiais funcionais, originando microestruturas anisotrópicas texturizadas com propriedades desejadas.

Cooperative positioning for heterogeneous wireless systems

Future emerging market trends head towards positioning based services placing a new perspective on the way we obtain and exploit positioning information. On one hand, innovations in information technology and wireless communication systems enabled the development of numerous location based applications such as vehicle navigation and tracking, sensor networks applications, home automation, asset management, security and context aware location services. On the other hand, wireless networks themselves may bene t from localization information to improve the performances of di erent network layers. Location based routing, synchronization, interference cancellation are prime examples of applications where location information can be useful. Typical positioning solutions rely on measurements and exploitation of distance dependent signal metrics, such as the received signal strength, time of arrival or angle of arrival. They are cheaper and easier to implement than the dedicated positioning systems based on ngerprinting, but at the cost of accuracy. Therefore intelligent localization algorithms and signal processing techniques have to be applied to mitigate the lack of accuracy in distance estimates. Cooperation between nodes is used in cases where conventional positioning techniques do not perform well due to lack of existing infrastructure, or obstructed indoor environment. The objective is to concentrate on hybrid architecture where some nodes have points of attachment to an infrastructure, and simultaneously are interconnected via short-range ad hoc links. The availability of more capable handsets enables more innovative scenarios that take advantage of multiple radio access networks as well as peer-to-peer links for positioning. Link selection is used to optimize the tradeo between the power consumption of participating nodes and the quality of target localization. The Geometric Dilution of Precision and the Cramer-Rao Lower Bound can be used as criteria for choosing the appropriate set of anchor nodes and corresponding measurements before attempting location estimation itself. This work analyzes the existing solutions for node selection in order to improve localization performance, and proposes a novel method based on utility functions. The proposed method is then extended to mobile and heterogeneous environments. Simulations have been carried out, as well as evaluation with real measurement data. In addition, some speci c cases have been considered, such as localization in ill-conditioned scenarios and the use of negative information. The proposed approaches have shown to enhance estimation accuracy, whilst signi cantly reducing complexity, power consumption and signalling overhead.