A smooth transition towards a Tracy-Widom distribution for the largest eigenvalue of interacting kk-body fermionic Embedded Gaussian Ensembles

In spite of its simplicity, the central limit theorem captures one of the most outstanding phenomena in mathematical physics, that of universality. While this classical result is well understood it is still not very clear what happens to this universal behaviour when the random variables become correlated. A fruitful mathematically laboratory to investigate the rising of new universal properties is offered by the set of eigenvalues of random matrices. In this regard a lot of work has been done using the standard random matrix ensembles and focusing on the distribution of extreme eigenvalues. In this case, the distribution of the largest -- or smallest -- eigenvalue departs from the Fisher-Tippett-Gnedenko theorem yielding the celebrated Tracy-Widom distribution. One may wonder, yet again, how robust is this new universal behaviour captured by the Tracy-Widom distribution when the correlation among eigenvalues changes. Few answers have been provided to this poignant question and our intention in the present work is to contribute to this interesting unexplored territory. Thus, we study numerically the probability distribution for the normalized largest eigenvalue of the interacting $k$-body fermionic orthogonal and unitary Embedded Gaussian Ensembles in the diluted limit. We find a smooth transition from a slightly asymmetric Gaussian-like distribution, for small $k/m$, to the Tracy-Widom distribution as $k/m\to 1$, where $k$ is the rank of the interaction and $m$ is the number of fermions. Correlations at the edge of the spectrum are stronger for small values of $k/m$, and are independent of the number of particles considered. Our results indicate that subtle correlations towards the edge of the spectrum distinguish the statistical properties of the spectrum of interacting many-body systems in the dilute limit, from those expected for the standard random matrix ensembles.Comment: 10 pages, 4 figure

Aplicación de procesado de señal Tiempo-Frecuencia para predistorsión digital

El objetivo del Proyecto Fin de Carrera es la evaluación de métodos en dominios Tiempo-Frecuencia aplicados a las técnicas de linealización de transmisores en sistemas de comunicaciones de banda ancha y búsqueda de nuevas señales de calibración para mejorar las prestaciones de los métodos de linealización. Los estándares de los sistemas de comunicaciones móviles e inalámbricas actuales requieren de transmisores con elevada capacidad de operación en condiciones óptimas de funcionamiento, esto es, deben operar en diferentes bandas y niveles de potencia, con formatos de modulación variantes y que cumplan estrictos requisitos de linealidad. Una de las técnicas de linealización más prometedoras y altamente utilizada en los últimos años es la predistorsión digital. Existen diferentes modelos de predistorsión, desde los más sencillos que no compensan la memoria de los amplificadores, hasta más complicados como las series de Volterra, que son modelos inherentemente con memoria. El cálculo de la señal predistorsionada requiere habitualmente la minimimización del error cuadrático medio, tarea que se lleva a cabo mediante el procedimiento de pseudoinversión. La metodología de identificación actual se realiza principalmente en el dominio temporal, lo que puede dificultar su aplicación en sistemas de comunicaciones donde hay cambio de modulación y de banda. En estas aplicaciones puede ser interesante realizar una identificación en el dominios mixtos con el objetivo de mejorar las prestaciones de predistorsión y la linealización del amplificador. El escenario de trabajo práctico será el estándar IEEE 802.22 WRAN, por ser de gran interés en la actualidad y presentar las características variantes, ya que se trata de un sistema de Radio Cognitivo que aprovecha los huecos en el espectro radioeléctrico para colocar la información que desea transmitir el usuario, debiendo estimar el rango de frecuencias donde puede transmitir

Anatomía y función de la articulación coxofemoral. Anatomía artroscópica de la cadera

ResumenObjetivoLa anatomía de la cadera presenta una serie de peculiaridades que condicionan el tratamiento artroscópico de su patología. El objetivo de la presente publicación es describir los hallazgos anatómicos y biomecánicos más destacados para la aplicación clínica y terapéutica.MétodoDividiremos el capítulo en biomecánica de la cadera con aplicación clínica y las estructuras anatómicas según estén en el compartimento central o en periférico.ResultadosLa necesidad de tracción para poder acceder a la articulación y la dificultad de movilidad dentro de la misma, nos obliga a conocer la anatomía normal y sus variantes. En el compartimento central describiremos estructuras como el labrum, cartílago acetabular, ligamento redondo, fosita semilunar y cartílago de carga de la cabeza femoral. En el compartimento periférico se observará el cartílago de la cabeza, cara no articular del labrum, cápsula y diferentes plicas sinoviales.ConclusionesConocer la anatomía artroscópica y sus variantes, junto con nociones básicas de biomecánica de la cadera, nos permiten mejorar nuestra orientación en una articulación de difícil acceso.Relevancia clínicaEl conocimiento de la anatomía artroscópica y la biomecánica aplicada de la cadera nos permite acortar nuestra curva de aprendizaje quirúrgico en artroscopia de cadera.Nivel de evidenciaOpinión de expertos Nivel IV.AbstractObjectiveHip joint anatomy has a number of peculiarities that determine the arthroscopic treatment. The aim of this article is to describe the most significant anatomical and biomechanical findings for clinical and therapeutic applications.MethodWe divide the chapter into hip biomechanics with clinical application and anatomical structures of the central or peripheral compartment.ResultsAccess and mobility into the hip joint is difficult, and requires understanding the normal anatomy and its variants. In the central compartment, we describe important structures such as the labrum, acetabular cartilage, round ligament, acetabular cartilage, and cartilage of the femoral head. In the peripheral compartment, femoral head cartilage, non-articular labrum, capsule and synovial folds are described.ConclusionsUnderstanding hip arthroscopic anatomy and its variants, along with the basics of hip biomechanics, allow us to improve our orientation in a joint with a difficult access.Clinical relevanceThe knowledge of applied anatomy and arthroscopic hip biomechanics allows us to reduce our surgical learning curve in hip arthroscopy technique.Level of evidenceLevel IV Expert opinion

Diseño de antenas inteligentes basado en la aplicación de un sintetizador de impedancias

En el presente Proyecto Final de Carrera se realiza el estudio de una antena microstrip reconfigurable basado en la aplicación de un sintetizador de impedancias. La antena se diseña para funcionar bajo el estándar de TETRA. Se diseñan dos antenas reconfigurables: una no compacta y otra compacta. De cada antena se analiza su impedancia de entrada y los diagramas de radiación obtenidos. El sintetizador de impedancias es utilizado para mejorar las prestaciones de la antena y hacer viable su utilización. A lo largo del proyecto se establecen los objetivos a cumplir y el modo de obtención de los resultados. El proceso de diseño de las antenas se realiza con el simulador de alta frecuencia HFSS y el del sintetizador de impedancias con Microwave Office

Contribución a la mejora de eficiencia y linealidad de arquitecturas híbridas RF-ópticas (HRF) para sistemas de comunicaciones móviles

Debido al desarrollo producido en los dispositivos móviles, así como en sus aplicaciones, seha producido un incremento en el tráfico de datos, el cual ha provocado que los sistemas de comunicacionesmóviles se hayan tenido que adaptar, incluyendo nuevas topologías y tecnologíascapaces de soportar esta tendencia. Un claro ejemplo de ello es el concepto C-RAN, en el quese centraliza todo el procesado de señal en la estación base, concentrando múltiples estándaresy bandas de frecuencia simultáneamente. Los enlaces entre ella y las distintas estaciones remotasse lleva a cabo mediante enlaces de Radio-sobre-Fibra (RoF) debido a sus extraordinariascaracterísticas. La presente Tesis Doctoral se ha desarrollado en dichos enlaces RoF, en los quese han implementado diferentes topologías propias de C-RAN, como por ejemplo sistemas dedoble banda concurrente o MIMO, todo ello dentro de estándares actuales, como LTE o LTE-A.Debido a las características no lineales de los dispositivos que componen el enlace RoF, unode los objetivos ha sido hacer un estudio de dichas distorsiones, así como de los métodos delinealización para combatirlas, principalmente centrándose en la arquitectura LINC y la predistorsión digital. Se han propuesto diferentes modelos matemáticos para mejorar las prestacionesde modelos clásicos de predistorsión digital, reduciendo el coste computacional o mejorandolos resultados existentes. También se ha abordado la incorporación de un lazo de estimación alenlace RoF, el cual permite poder aplicar la predistorsión digital en escenarios reales donde lasseñales de salida están a varios kilómetros de distancia. Debido a las distorsiones producidaspor este nuevo enlace, se ha propuesto el uso de diferentes técnicas para corregirlas, como lapostdistorsión o la optimización de las condiciones de transmisión mediante varios algoritmos,lo que ha permitido alcanzar resultados próximos a los casos ideales.Otra de las líneas de investigación ha ido encaminada en sistemas de doble banda concurrentesobre un enlace RoF. Se ha propuesto un nuevo modelo que, reduciendo considerablementeel coste computacional, ha sido capaz de mejorar los resultados de modelos ya existentes. Otrade las topologías que se ha estudiado en profundidad ha sido las arquitecturas MIMO, de usoobligatorio en los nuevos estándares de comunicaciones. Se han analizando los posibles efectosde acoplo producidos en el segmento óptico, para después linealizarlos en el enlace completo,considerando los acoplos producidos entre las antenas, muy característicos de estas arquitecturas.Respecto a la arquitectura LINC se ha estudiado por un lado la mejora de la eficiencia enel dominio de RF, degradada por el combinador, mediante el uso de redes de adaptación deimpedancias reconfigurables. Por otro lado, se ha incluido la arquitectura LINC en el enlaceRoF, donde ambas señales han sido transmitidas conjuntamente, siendo necesario corregir losdesequilibrios producidos.<br /

Conversion of a network section with loads, storage systems and renewable generation sources into a smart microgrid

This paper shows an experimental application case to convert a part of the grid formed by renewable generation sources, storage systems, and loads into a smart microgrid. This transformation will achieve greater efficiency and autonomy in its management. If we add to this the analysis of all the data that has been recorded and the correct management of the energy produced and stored, we can achieve a reduction in the electricity consumption of the distribution grid and, with this, a reduction in the associated bill. To achieve this transformation in the grid, we must provide it with intelligence. To achieve this, a four steps procedure are proposed: identification and description of the elements, integration of the elements in the same data network, establishing communication between the elements and the control system, creating an interface that allows control of the entire network. The microgrid of CEDER-CIEMAT (Renewable Energy Centre in Soria, Spain) is presented as a real case study. This centre is made up of various sources of generation, storage, and consumption. All the elements that make up the microgrid are incorporated into free software, Home Assistant, allowing real-time control and monitoring of all of them thanks to the intelligence that has been provided to the grid. The novelty of this paper is that it describes a procedure that is not reported in the current literature and that, being developed with Home Assistant, is free and allows the control and management of a microgrid from any device (mobile, PC) and from any place, even though not on the same data network as the microgrid.Peer ReviewedObjectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No ContaminantPostprint (published version

Mejora de Eficiencia y Linealidad de un amplificador de potencia con sintetizador de impedancias

Mediante la simulaci&oacute;n con Microwave Office del test a dos tonos para un amplificador de potencia (AP) de prop&oacute;sito general se demuestra que tanto la eficiencia como la linealidad mejoran seleccionando el esquema &oacute;ptimo de control de un sintetizador de impedancias (RMN) optimizado para eficienci

Temperature and relative humidity estimation and prediction in the tobacco drying process using artificial neural networks

Producción CientíficaThis paper presents a system based on an Artificial Neural Network (ANN) for estimating and predicting environmental variables related to tobacco drying processes. This system has been validated with temperature and relative humidity data obtained from a real tobacco dryer with a Wireless Sensor Network (WSN). A fitting ANN was used to estimate temperature and relative humidity in different locations inside the tobacco dryer and to predict them with different time horizons. An error under 2% can be achieved when estimating temperature as a function of temperature and relative humidity in other locations. Moreover, an error around 1.5 times lower than that obtained with an interpolation method can be achieved when predicting the temperature inside the tobacco mass as a function of its present and past values with time horizons over 150 minutes. These results show that the tobacco drying process can be improved taking into account the predicted future value of the monitored variables and the estimated actual value of other variables using a fitting ANN as proposed.Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI), proyecto "Mejora de la competitividad del sector del tabaco en Extremadura: nuevos procesos y productos" (under project IDI-20100986)Junta de Castilla y León, financiado por el Plan Regional de Proyectos de Investigación (proyecto VA034A10-2

A Multi-Agent System Architecture for Smart Grid Management and Forecasting of Energy Demand in Virtual Power Plants

[EN] Recent technological advances in the power generation and information technologies areas are helping to change the modern electricity supply system in order to comply with higher energy efficiency and sustainability standards. Smart grids are an emerging trend that introduce intelligence in the power grid to optimize resource usage. In order for this intelligence to be effective, it is necessary to retrieve enough information about the grid operation together with other context data such as environmental variables, and intelligently modify the behavior of the network elements accordingly. This article presents a multi-agent system model for virtual power plants, a new power plant concept in which generation no longer occurs in big installations, but is the result of the cooperation of smaller and more intelligent elements. The proposed model is not only focused on the management of the different elements, but includes a set of agents embedded with artificial neural networks for collaborative forecasting of disaggregated energy demand of domestic end users, the results of which are also shown in this article.We would like to express our thanks to the coordinators of the project OptimaGrid for the information provided on MAS-based micro-grids, and the creators of a MAS INGENIAS methodology. This article has been partially funded by the project SociAAL (Social Ambient Assisted Living), supported by Spanish Ministry for Economy and Competitiveness, with grant TIN2011-28335-C02-01, by the Programa de Creacion y Consolidacion de Grupos de Investigacion UCM-Banco Santander for the group number 921354 (GRASIA group).Hernández, L.; Baladrón Zorita, C.; Aguiar Pérez, JM.; Carro, B.; Sanchez-Esguevillas, A.; Lloret, J.; Chinarro, D.... (2013). A Multi-Agent System Architecture for Smart Grid Management and Forecasting of Energy Demand in Virtual Power Plants. IEEE Communications Magazine. 51(1):106-113. https://doi.org/10.1109/MCOM.2013.6400446S10611351

Permittivity Measurements for Cypress and Rockrose Biomass Versus Temperature, Density, and Moisture Content

Permittivity of materials is of utmost importance for microwave applicators’ design and to predict high-frequency dielectric heating of materials. In the case of aromatic plant biomass, however, there are few data that help researchers design microwave applicators for microwave-assisted extraction. In this work, the permittivity of cypress and rockrose biomass samples were measured versus temperature, density, and moisture content. A resonant technique based on a coaxial bi-reentrant microwave cavity was employed to obtain the complex permittivity of biomass samples as a function of those magnitudes around the 2.45 GHz ISM frequency. The obtained measurements show that large variations for permittivity values can be found with moisture content and density changes for both cypress and rockrose biomass. Temperature also has effects in a lesser degree, although it has an important influence on the cypress biomass loss factor. Polynomial expressions fitting the experimental data were provided in order to facilitate the estimation of intermediate values, which were not explicitly arranged in this work. As a general trend, the permittivity of cypress and rockrose biomass increases with increasing values of moisture content and density, whereas the biomass loss factor increases when temperature rises