Low Complexity WMMSE Power Allocation In NOMA-FD Systems

In this paper we study the problem of power and channel allocation with the objective of maximizing the system sum-rate for multicarrier non-orthogonal multiple access (NOMA) full duplex (FD) systems. Such an allocation problem is non-convex and, thus, with the goal of designing a low complexity solution, we propose a scheme based on the minimization of the weighted mean square error, which achieves performance reasonably close to the optimum and allows to clearly outperforms a conventional orthogonal multiple access approach. Numerical results assess the effectiveness of our algorithm.Comment: 5 pages conference paper, 3 figures. Submitted on ICASSP 202

TRANSIZIONI RADIATIVE IN STRUTTURE A BASE DI GERMANIO

Il Germanio cristallino, così come il Silicio, è un semiconduttore con il reticolo del diamante e con un gap fondamentale indiretto nello spettro elettronico. Questo fa sì che le transizioni radiative dirette tra il massimo della banda di valenza ed il minimo della banda di conduzione siano proibite per conservazione del momento totale. Sebbene in più di 50 anni siano stati raggiunti grandissimi progressi nell’utilizzo di Silicio e Germanio come materiali per l’elettronica,è tuttora una sfida aperta riuscire a superare le difficoltà connesse con la natura indiretta del gap ed ottenere da essi efficienti sorgenti di luce. In particolare, nel Germanio a temperatura ambiente, la transizione indiretta è solo 136 meV più bassa in energia di quella diretta e tale distanza energetica è molto pi` grande nel Silicio. Questo, oltre al fatto che la transizione diretta nel Ge a T = 300 K avviene ad una lunghezza d’onda di forte interesse per le telecomunicazioni (1.55 µm), ha contribuito a far crescere negli ultimi anni l’interesse per le strutture a base di Germanio. Oggetto della presente Tesi è lo studio teorico dell’assorbimento ottico in cristalli di Germanio. Partendo dalla descrizione microscopica degli stati elettronici e fononici e dalle proprietà del materiale ad essi collegate (masse effettive, densità degli stati, potenziali di deformazione, etc... ) ho contribuito alla messa a punto di un software, nel formalismo della massa effettiva, per il calcolo degli spettri ottici diretti ed indiretti, analizzando in particolare la disposizione ed il riempimento delle differenti valli di conduzione per diverse temperature, livelli di drogaggio e di iniezione di carica. A tale scopo è stato necessario calcolare in modo autoconsistente i quasi-livelli di Fermi in banda di valenza ed in banda di conduzione nonché tener conto dell’effetto dell’interazione spin-orbita sulle bande di valenza. La struttura del software è stata progettata in modo da incorporare in fasi successive differenti meccanismi rilevanti che agiscono sul processo di luminescenza come la temperatura, l’autoassorbimento, l’assorbimento di cariche libere, lo scattering da fononi e da impurezze, il disordine dovuto a leghe ed i potenziali di interfaccia in sistemi nanostrutturati

ML estimation of timing, integer frequency and primary sequence index in LTE systems

This paper addresses the problem of maximum likelihood (ML) estimation of slot timing, integer carrier frequency offset and primary sequence index for the downlink of Long Term Evolution (LTE) systems. The proposed algorithm is designed to exploit the knowledge of the pilot Zadoff-Chu sequence embedded in the primary synchronization signal (PSS). The estimation process is affected by the presence of a large set of nuisance parameters, which need to be estimated jointly with the parameters of interest. As a consequence, the exact ML solution is extremely complex and we have developed a suboptimal algorithm designed to provide a good balance between estimation accuracy and complexity. In particular, a key finding is a reduced-rank representation for the frequency response of the channel, which is required by the ML estimator but is not available at receiver prior to having acquired synchronization. Compared to existing alternatives, the resulting scheme exhibits improved accuracy in the estimation of all three parameters of interest

A Robust Maximum Likelihood Scheme for PSS Detection and Integer Frequency Offset Recovery in LTE Systems

Before establishing a communication link in a cellular network, the user terminal must activate a synchronization procedure called initial cell search in order to acquire specific information about the serving base station. To accomplish this task, the primary synchronization signal (PSS) and secondary synchronization signal (SSS) are periodically transmitted in the downlink of a long term evolution (LTE) network. Since SSS detection can be performed only after successful identification of the primary signal, in this work, we present a novel algorithm for joint PSS detection, sector index identification, and integer frequency offset (IFO) recovery in an LTE system. The proposed scheme relies on the maximum likelihood (ML) estimation criterion and exploits a suitable reduced-rank representation of the channel frequency response, which proves robust against multipath distortions and residual timing errors. We show that a number of PSS detection methods that were originally introduced through heuristic reasoning can be derived from our ML framework by simply selecting an appropriate model for the channel gains over the PSS subcarriers. Numerical simulations indicate that the proposed scheme can be effectively applied in the presence of severe multipath propagation, where existing alternatives provide unsatisfactory performance

Metodologie innovative per il supporto alla progettazione e all’analisi delle prestazioni di impianti ad energia solare a concentrazione ed eolici off-shore utilizzando immagini satellitari ottiche e SAR

In questo lavoro presentiamo delle nuove metodologie, sviluppate nell’ambito del progetto SATENERG (Servizi sATellitari per le ENergie Rinnovabili di nuova Generazione) finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana, sia per il supporto alla progettazione/pianificazione che per il monitoraggio quasi in tempo reale e l’analisi delle prestazioni degli impianti ad energia rinnovabile di nuova generazione (CSP, CPV ed eolici off-shore) utilizzando immagini satellitari. In particolare per quanto riguarda gli impianti solari a concentrazione (CSP e CPV), abbiamo sviluppato un metodo per ricavare l’irradianza solare incidente al suolo (in particolare la sua componente diretta normale rispetto ai raggi solari, fondamentale per questo tipo di impianti) da immagini ottiche satellitari. Ciò, unito ad un modello di funzionamento di tali impianti e degli inverter, ci ha resi in grado di poter sviluppare un servizio di supporto nella progettazione e pianificazione di nuove costruzioni di impianti CSP e CPV (analizzando serie storiche di dati satellitari) ed anche un servizio di monitoraggio e analisi delle prestazioni per quelli già esistenti (usando invece immagini satellitari quasi in tempo reale). In maniera simile, usando immagini SAR (Synthetic Aperture Radar), abbiamo sviluppato un metodo per ricavare l’intensità e la direzione del vento in aree marine da remoto che ci ha permesso, utilizzando anche un modello di impianto eolico off-shore (turbina e inverter), di sviluppare sia un servizio di supporto alla progettazione/pianificazione che un servizio di monitoraggio quasi in tempo reale della produzione di un impianto eolico off-shore. Le prime applicazioni di queste nuove metodologie hanno già portato ad avere ottimi risultati in vari casi di prova sia per quanto concerne il monitoraggio dell’irradianza diretta su piano normale, in cui l’irradianza misurata e quella ricavata da dato satellitare non si sono discostate più del 10%, sia per quanto riguarda il calcolo dell’intensità e direzione del vento da immagini SAR, in cui l’errore rispetto al dato misurato è rimasto al di sotto del 15%, fornendo quindi una buona base per il monitoraggio della energia AC prodotta dagli impianti.In this work we present new methodologies aimed to support both planning and near-real-time monitoring of new generation solar and wind energy plants (CSP, CPV and wind off-shore) using satellite imagery. Such methodologies are currently being developed in the scope of SATENERG, a project funded by ASI (Italian Space Agency). In particular, for what concerns the concentrating solar energy plants (CSP and CPV) we developed a method to calculate solar irradiance at ground (and its direct normal component, that has primary importance in this type of plants) starting from satellite optical images. Then, using also detailed opto-electronic models of the plants and inverters, we are able to calculate the producible energy, which can be used to support either the design of potential plants (using historical series of satellite images) or the monitoring and performance analysis of existing plants (using near-real- time satellite imagery). Producible energy and other interesting parameters, like production efficiency, return on investment etc., are delivered through dedicated web services. In a similar way, we developed also a method to calculate the intensity and the direction of off-shore wind from satellite SAR (Synthetic Aperture Radar) images that permitted us, together with detailed models of wind turbine and inverters, to develop a new service in support to both planning and near-real-time monitoring activities of off-shore wind plants. The first applications of these methods gave successful results in several test cases: we obtained a maximum error of 10% for satellite retrieved direct normal solar irradiance and a maximum error of 15% for wind direction and intensity calculated from SAR images (with respect to in-situ measured data)

A Practical Scheme for Frequency Offset Estimation in MIMO-OFDM Systems

This paper deals with training-assisted carrier frequency offset (CFO) estimation in multiple-input multiple-output (MIMO) orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems. The exact maximum likelihood (ML) solution to this problem is computationally demanding as it involves a line search over the CFO uncertainty range. To reduce the system complexity, we divide the CFO into an integer part plus a fractional part and select the pilot subcarriers such that the training sequences have a repetitive structure in the time domain. In this way, the fractional CFO is efficiently computed through a correlation-based approach, while ML methods are employed to estimate the integer CFO. Simulations indicate that the proposed scheme is superior to the existing alternatives in terms of both estimation accuracy and processing load

Periodic Preamble-Based Frequency Recovery in OFDM Receivers Plagued by I/Q Imbalance

The direct conversion receiver (DCR) architecture has received much attention in the last few years as an effective means to obtain user terminals with reduced cost, size, and power consumption. A major drawback of a DCR device is the possible insertion of I/Q imbalances in the demodulated signal, which can seriously degrade the performance of conventional synchronization algorithms. In this paper, we investigate the problem of carrier frequency offset (CFO) recovery in an OFDM receiver equipped with a DCR front-end. Our approach is based on maximum likelihood (ML) arguments and aims at jointly estimating the CFO, the useful signal component, and its mirror image. In doing so, we exploit knowledge of the pilot symbols transmitted within a conventional repeated training preamble appended in front of each data packet. Since the exact ML solution turns out to be too complex for practical purposes, we propose two alternative schemes which can provide nearly optimal performance with substantial computational saving. One of them provides the CFO in closed-form, thereby avoiding any grid-search procedure. The accuracy of the proposed methods is assessed in a scenario compliant with the 802.11a WLAN standard. Compared with existing solutions, the novel schemes achieve improved performance at the price of a tolerable increase of the processing load

Reaction Brownian Dynamics and the effect of spatial fluctuations on the gain of a push-pull network

Brownian Dynamics algorithms are widely used for simulating soft-matter and biochemical systems. In recent times, their application has been extended to the simulation of coarse-grained models of cellular networks in simple organisms. In these models, components move by diffusion, and can react with one another upon contact. However, when reactions are incorporated into a Brownian Dynamics algorithm, attention must be paid to avoid violations of the detailed-balance rule, and therefore introducing systematic errors in the simulation. We present a Brownian Dynamics algorithm for reaction-diffusion systems that rigorously obeys detailed balance for equilibrium reactions. By comparing the simulation results to exact analytical results for a bimolecular reaction, we show that the algorithm correctly reproduces both equilibrium and dynamical quantities. We apply our scheme to a ``push-pull'' network in which two antagonistic enzymes covalently modify a substrate. Our results highlight that the diffusive behaviour of the reacting species can reduce the gain of the response curve of this network.Comment: 25 pages, 7 figures, submitted to Journal of Chemical Physic

Implementazione di un sistema di total reward finalizzato ad attrarre, trattenere e motivare le risorse umane: il caso Wass

In un contesto competitivo in cui le imprese si trovano a dover innovare continuamente, quasi fossero in concorrenza con se stesse, e dove la sopravvivenza dipende dalla capacità di soddisfare a pieno un consumatore sempre più esigente e intelligente, l'organizzazione deve ricercare al proprio interno la forza e le risorse per avere successo. Le risorse umane sono il principale fattore critico di successo in quanto hanno delle caratteristiche differenti rispetto agli altri elementi della struttura aziendale quali, ad esempio, la creatività, la flessibilità, l'originalità e l'intuito. Sotto questo punto di vista diventa quindi importante attrarre le c.d. "high skill" e, successivamente, motivarle a dare sempre il meglio di se poichè ad elevati livelli di performance individuale corrispondono, almeno in teoria, elevati livelli di performance organizzativa. Con il passare degli anni si è assistito alla sempre maggiore presa di coscienza, da parte delle aziende e della dottrina manageriale, che la performance (e la motivazione che ne è alla base) non è influenzata solamente dalla retribuzione e dall'incentivazione collegata alla prestazione stessa, ma anche e soprattutto da fattori "immateriali" quali percorsi di carriera sfidanti, una formazione che consenta di far ampliare le conoscenze degli individui, un ambiente di lavoro accogliente che faccia sentire a suo agio chi presta la sua opera, politiche che consentano di bilanciare vita privata e lavoro. Si può osservare quindi che c'è sempre una maggiore attenzione a gestire le risorse umane in maniera integrale, andando molto più in là rispetto alla semplice elargizione monetaria. La dottrina manageriale ha coniato il nome di "total reward" per indicare un sistema premiante che non comprende solo la mera retribuzione, ma anche tutti quegli aspetti appena trattati. Andando a studiare l'implementazione di questo modello presso la Wass, realtà aziendale situata a Livorno, il cui core business consta nella produzione di siluri pesanti, siluri leggeri e sistema di difesa sottomarini, verifico se effettivamente una gestione sempre più accurata della risorsa umana finalizzata ad ottenere un elevato coinvolgimento durante tutta la vita lavorativa può essere un "tassello" fondamentale per il raggiungimento del successo aziendale