A simulated annealing algorithm for router nodes placement problem in Wireless Mesh Networks

Mesh router nodes placement is a central problem in Wireless Mesh Networks (WMNs). An efficient placement of mesh router nodes is indispensable for achieving network performance in terms of both network connectivity and user coverage. Unfortunately the problem is computationally hard to solve to optimality even for small deployment areas and a small number of mesh router nodes. As WMNs are becoming an important networking infrastructure for providing cost-efficient broadband wireless connectivity, researchers are paying attention to the resolution of the mesh router placement problem through heuristic approaches in order to achieve near optimal, yet high quality solutions in reasonable time. In this work we propose and evaluate a simulated annealing (SA) approach to placement of mesh router nodes in WMNs. The optimization model uses two maximization objectives, namely, the size of the giant component in the network and user coverage. Both objectives are important to deployment of WMNs; the former is crucial to achieve network connectivity while the later is an indicator of the QoS in WMNs. The SA approach distinguishes for its simplicity yet its policy of neighborhood exploration allows to reach promising areas of the solution space where quality solutions could be found. We have experimentally evaluated the SA algorithm through a benchmark of generated instances, varying from small to large size, and capturing different characteristics of WMNs such as topological placements of mesh clients. The experimental results showed the efficiency of the annealing approach for the placement of mesh router nodes in WMNs.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Phase diagram for a single flexible Stockmayer polymer at zero field

The equilibrium conformations of a flexible permanent magnetic chain that consists of a sequence of linked magnetic colloidal nanoparticles with short-ranged Lennard-Jones attractive interactions (Stockmayer polymer) are thoroughly analysed via Langevin dynamics simulations. A tentative phase diagram is presented for a chain of length $N=100$. The phase diagram exhibits several unusual conformational phases when compared with the non-magnetic chains. These phases are characterised by a large degree of conformational anisotropy, and consist of closed chains, helicoidal-like states, partially collapsed states, and very compact disordered states. The phase diagram contains several interesting features like the existence of at least two 'triple points'

Anàlisi espacial dels moviments de massa provocats pel temporal de novembre de 1982 en el Prepirineu Català mitjançant tècniques SIG

El prepirineu català ha estat històricament la zona on els moviments de massa han tingut més incidència dins del nostre territori. Per aquesta raó és també una de les zones on es disposa de més informació i on té més sentit realitzar un estudi d’aquestes característiques. L’objectiu de la primera part del projecte és redefinir una base de dades ja existent, el LANDACAT (Landslide Database of Catalonia), per crear una nova versió que permeti la introducció, d’una manera simple i al mateix temps complerta, de la informació disponible. La base de dades contindrà tots els camps d’informació que puguin resultar d’interès per l’estudi i descripció dels moviments de massa facil·litant d’aquesta manera la recopil·lació d’informació i la seva posterior consulta. Amb aquesta eina es facil·litarà la gestió de dades provinents de diferents fonts establint un model de fitxa estàndard on estiguin descrites les principals característiques de cada fenomen. La base principal d’informació del treball prové d’un dels reculls més extensos de moviments de massa realitzat a Catalunya: l’“Inventari de degradacions de vessants originades pels aiguats de Novembre de 1982, a les conques del Llobregat i Cardener “ realitzat per Clotet, N. & Gallart pel Servei Geològic de la Generalitat de Catalunya l’any 1984. En aquest inventari hi trobem descrits més de tres-cents moviments de massa de manera molt concisa concentrats en una superfície de 2500 km quadrats. Un cop transformada la informació per respectar el format de la base de dades, es procedeix a l’estudi analític d’aquest informació, de la que resulten multitud de resultats d’interès com poden ser, la distribució preferent d’alguns fenòmens en funció del tipus de terreny o el predomini de certes litologies en moviments de massa de gran superfície. El següent pas per l’anàlisi d’aquesta informació és la incorporació de una eina que ha passat de ser un element accessori en el passat a una eina imprescindible en l’anàlisi espacial de qualsevol tipus de fenòmens: el S.I.G. (Sistema de Informació Geogràfica). Mitjançant el S.I.G. incorporarem noves dades a la informació de base com poden ser el pendent del terreny o la pluviometria, que ens permetran establir nous patrons de conducta pel que fa als materials presents en la zona d’estudi. La classificació d’aquests fenòmens utilitzant criteris genèrics com poden ser el pendent del terreny o la seva litologia, ha resultat molt complicada degut al enorme ventall de propietats que poden ser determinants a l’hora d’estudiar qualsevol tipus de inestabilitats del terreny. Tot i així, s’han obtingut alguns resultats interessants com pot ser el llindar de pluja per la formació de moviments de massa en la zona d’estudi, que es troba al voltant dels 200 mm de precipitació en 48h. Cal destacar l’altíssima mitjana de 0,41 fenòmens/km2 que van sorgir de l’episodi de pluja i el llindar de pendent del fenòmens, proper als 25º en tota la zona. Aquests són alguns dels resultats observats, però al llarg de l’estudi se n’han obtingut altres, per exemple, relacionats amb usos del sòl o permeabilitats. Per altra banda, cal remarcar l’alt grau d’imprecisió d’alguna cobertura, que ha proporcionat valors irreals a alguns moviments. Aquesta falta de precisió prové de la baixa resolució dels rasters utilitzats combinada amb el petit tamany dels moviments estudiats

Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexed communication systems: analysis, design and optimization

En este trabajo se realiza una intensiva labor teórica de descripción de sistemas de comunicaciones ópticas que utilizan la técnica de multiplexación por división de frecuencias ortogonales (OFDM en inglés), más concretamente en sistemas con modulación directa de la intensidad de un láser y detección directa. Se parte pues de un modelo analítico que estudia con detalle todos aquellos fenómenos que afectan a la señal de información detectada en el receptor. Tales fenómenos son: la nolinealidad del láser, las modulaciones de intensidad y de fase ópticas, la propagación a través de la fibra óptica teniendo en cuenta la dispersión cromática de primer orden, y la detección de intensidad óptica final mediante un detector de ley cuadrática. El modelo analítico es validado mediante comparaciones con resultados obtenidos a través de simulaciones con software comercial. Dada la característica singularidad de las señales OFDM debidas a su naturaleza multi-portadora, la amplitud de la señal generada es aleatoria, y el modelo analítico es complementado con un estudio que contempla el recorte o "clipping" en el transmisor. Además, se tiene en cuenta los efectos de filtrado de la señal a lo largo de sistema de comunicaciones. Con el trabajo analítico realizado se está en disposición de realizar una descripción bastante completa de los principales fenómenos y realizar estudios para evaluar el funcionamiento final ante diferentes valores de los parámetros del sistema. Es bien sabido que los sistemas de comunicaciones ópticas con modulación y detección directa se ven perjudicados por la distorsión no lineal, que para señales multi-portadora como OFDM se traduce en la mezcla de los símbolos de información que transportan las diferentes subportadoras. Para mitigar la distorsión no lineal y así mejorar el funcionamiento del sistema, se propone el uso de una técnica de pre-distorsión que se basa en el modelo analítico previamente propuesto. Esta técnica mejora la eficiencia de modulación, haciendo posible incrementar el término de la señal de información sin que se vea incrementada la distorsión no lineal en el receptor. La técnica aquí propuesta se compara también con otra ya publicada con el objetivo de evaluar su funcionamiento. Otra técnica para la mejora de sistemas con modulación y detección directas es la realizada mediante filtrado óptico. Aunque se conoce de forma más o menos intuitiva su funcionamiento para formatos de modulación ópticos tradicionales, es preciso disponer de una formulación matemática para señales ópticas OFDM para entender de forma exacta su principio de operación, las mejoras obtenidas, así como su potencial. En esta estapa se realiza esta formulación matemática ampliando el análisis teórico previamente propuesto, y se aplica para evaluar el funcionamiento obtenido con diversas estructuras de filtrado óptico. Finalmente, puesto que un potencial escenario de funcionamiento para señales ópticas OFDM son las redes de acceso donde operan más de un usuario, se propone y se estudia la técnica "interleaving division multiple access" (IDMA) en combinación con OFDM.Sánchez Costa, C. (2014). Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexed communication systems: analysis, design and optimization [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39375TESI

Position-dependent correlation function from the SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey Data Release 10 CMASS Sample

We report on the first measurement of the three-point function with the position-dependent correlation function from the SDSS-III Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS) Data Release 10 CMASS sample. This new observable measures the correlation between two-point functions of galaxy pairs within different subvolumes, $\hat{\xi}({\rm r},{\rm r}_L)$, where ${\rm r}_L$ is the location of a subvolume, and the corresponding mean overdensities, $\bar{\delta}({\rm r}_L)$. This correlation, which we call the "integrated three-point function", $i\zeta(r)=\langle\hat{\xi}({\rm r},{\rm r}_L)\bar{\delta}({\rm r}_L)\rangle$, measures a three-point function of two short- and one long-wavelength modes, and is generated by nonlinear gravitational evolution and possibly also by the physics of inflation. The $i\zeta(r)$ measured from the BOSS data lies within the scatter of those from the mock galaxy catalogs in redshift space, yielding a ten-percent-level determination of the amplitude of $i\zeta(r)$. The tree-level perturbation theory in redshift space predicts how this amplitude depends on the linear and quadratic nonlinear galaxy bias parameters ($b_1$ and $b_2$), as well as on the amplitude and linear growth rate of matter fluctuations ($\sigma_8$ and $f$). Combining $i\zeta(r)$ with the constraints on $b_1\sigma_8$ and $f\sigma_8$ from the global two-point correlation function and that on $\sigma_8$ from the weak lensing signal of BOSS galaxies, we measure $b_2=0.41\pm0.41$ (68% C.L.) assuming standard perturbation theory at the tree level and the local bias model.Comment: 30 pages, 11 figures. revised version submitted to JCA

How to distinguish between interacting and noninteracting molecules in tunnel junctions

Recent experiments demonstrate a temperature control of the electric conduction through a ferrocene-based molecular junction. Here we examine the results in view of determining means to distinguish between transport through single-particle molecular levels or via transport channels split by Coulomb repulsion. Both transport mechanisms are similar in molecular junctions given the similarities between molecular intralevel energies and the charging energy. We propose an experimentally testable way to identify the main transport process. By applying a magnetic field to the molecule, we observe that an interacting theory predicts a shift of the conductance resonances of the molecule whereas in the noninteracting case each resonance is split into two peaks. The interaction model works well in explaining our experimental results obtained in a ferrocene-based single-molecule junction, where the charge degeneracy peaks shift (but do not split) under the action of an applied 7-Tesla magnetic field. This method is useful for a proper characterization of the transport properties of molecular tunnel junctions.Comment: Main text: 7 pages, 5 figures; SI: 2 pages, 2 figures. Accepted to RSC Nanoscal

Dark solitons at nonlinear interfaces

The refraction of dark solitons at a planar boundary separating two defocusing Kerr media is simulated and analyzed, for the first time (to our knowledge). Analysis is based on the nonlinear Helmholtz equation and is thus valid for any angle of incidence. A new law, governing refraction of black solitons, is combined with one describing bright soliton refraction to yield a generalized Snell’s law whose validity is verified numerically. The complexity of gray soliton refraction is also analyzed, and illustrated by a change from external to internal refraction on varying the soliton contrast parameter