Sistemas de localización avanzados en entornos interiores basados en tecnología UWB

El presente proyecto fin de carrera, se ha realizado en el marco del proyecto integrado EUWB dentro del VII Programa Marco de la Unión Europea, en el que participa la Universidad de Zaragoza a través del Grupo de Tecnologías de las Comunicaciones (GTC) del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A). La localización de los terminales móviles se ha convertido en un requisito importante para las redes inalámbricas comerciales. Mientras que en entornos exteriores la tecnología GPS está ampliamente extendida, en entornos interiores no existe ninguna tecnología predominante. La tecnología Ultra WideBand (UWB) se caracteriza por la utilización de pulsos de muy corta duración, lo que le permite localizar terminales móviles con un error del orden de las decenas de centímetros, midiendo el retardo de un pulso desde que es emitido por el transmisor hasta que llega al receptor. Además, otras ventajas como su bajo consumo, su inmunidad frente al efecto multi-camino, o la posibilidad de simultanear transmisión de información y localización, hacen de UWB una tecnología prometedora para aplicaciones de sistemas de localización en interiores. Este PFC se centra en la implementación y evaluación de diferentes algoritmos avanzados de localización, de diversas complejidades y en particular de los propuestos en el proyecto EUWB. Para ello se ha empleado un simulador de localización en entornos interiores en C++ ya existente, realizando modificaciones para adaptarlo a los requisitos de este proyecto. Algunas modificaciones que se han realizado para tratar de mejorar el comportamiento de los algoritmos de localización son el prefiltrado y la ponderación de las distancias estimadas. Para la evaluación de los algoritmos se han llevado a cabo simulaciones en diferentes escenarios y situaciones. Además, se plantea también la mejora de algunos de los algoritmos considerados a través de la utilización de información geográfica y estadística, de cara a optimizar el compromiso entre precisión y recursos utilizados. En particular, estas mejoras se centran en dos aspectos, que son la detección de situaciones NLOS y la utilización de información acerca de las rutas de los targets

Arquitecturas para la adquisición y distribución de la información de localización en sistemas de seguimiento en interiores basados en UWB

El presente trabajo fin de máster se enmarca dentro de la participación de la Universidad de Zaragoza, a través del Grupo de Tecnologías de las Comunicaciones (GTC) del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A), en el proyecto integrado EUWB del VII Programa Marco. La tecnología radio Ultra-Wideband es una de las tecnologías más prometedoras de cara a su uso en aplicaciones de localización y seguimiento en interiores, combinando un bajo consumo de potencia, complejidad y coste con una precisión del orden de centímetros en la estimación de las distancias, proporcionando buenas prestaciones en entornos multicamino y NLOS y permitiendo el despliegue de redes de transmisión de datos combinada con localización. Sin embargo, Ultra-Wideband presenta una serie de limitaciones tales como su corto alcance, y su limitada tasa de transmisión. Cualquier sistema de localización basado en la estimación del tiempo de llegada conlleva el intercambio de tramas de ranging entre el nodo a localizar y una serie de nodos de referencia. Esto implica que una serie de recursos temporales (timeslots) deberán dedicarse a la localización, con la consiguiente reducción de la capacidad disponible para la transmisión de datos. Por ello la cantidad de recursos dedicados a la aplicación de localización debe evaluarse cuidadosamente y minimizarse en la medida de lo posible. El objetivo principal de este trabajo es analizar la viabilidad de sistemas combinados de transmisión de datos y localización en entornos interiores basados en tecnología Ultra-Wideband mediante la evaluación de los recursos utilizados para la localización. Por ello, en el presente trabajo se proponen y evalúan diversas arquitecturas del sistema de seguimiento, así como diferentes estrategias para la adquisición y distribución de información de localización. También se analizará el impacto de otros parámetros de diseño tales como el número de nodos fijos utilizados en el cálculo de la posición, el método de selección de los nodos fijos y la tasa de actualización de la posición. Para ello, se ha desarrollado una aplicación de simulación específica que permita evaluar las prestaciones de cada una de las arquitecturas y estrategias propuestas en términos de recursos utilizados para la localización (timeslots necesarios para la adquisición y distribución de la información de localización) y error de posicionamiento

A Framework for UWB-Based Communication and Location Tracking Systems for Wireless Sensor Networks

Ultra wideband (UWB) radio technology is nowadays one of the most promising technologies for medium-short range communications. It has a wide range of applications including Wireless Sensor Networks (WSN) with simultaneous data transmission and location tracking. The combination of location and data transmission is important in order to increase flexibility and reduce the cost and complexity of the system deployment. In this scenario, accuracy is not the only evaluation criteria, but also the amount of resources associated to the location service, as it has an impact not only on the location capacity of the system but also on the sensor data transmission capacity. Although several studies can be found in the literature addressing UWB-based localization, these studies mainly focus on distance estimation and position calculation algorithms. Practical aspects such as the design of the functional architecture, the procedure for the transmission of the associated information between the different elements of the system, and the need of tracking multiple terminals simultaneously in various application scenarios, are generally omitted. This paper provides a complete system level evaluation of a UWB-based communication and location system for Wireless Sensor Networks, including aspects such as UWB-based ranging, tracking algorithms, latency, target mobility and MAC layer design. With this purpose, a custom simulator has been developed, and results with real UWB equipment are presented too

Measurement invariance of the short version of the problematic mobile phone use questionnaire (PMPUQ-SV) across eight languages

The prevalence of mobile phone use across the world has increased greatly over the past two decades. Problematic Mobile Phone Use (PMPU) has been studied in relation to public health and comprises various behaviours, including dangerous, prohibited, and dependent use. These types of problematic mobile phone behaviours are typically assessed with the short version of the Problematic Mobile Phone Use Questionnaire (PMPUQ-SV). However, to date, no study has ever examined the degree to which the PMPU scale assesses the same construct across different languages. The aims of the present study were to (i) determine an optimal factor structure for the PMPUQ-SV among university populations using eight versions of the scale (i.e., French, German, Hungarian, English, Finnish, Italian, Polish, and Spanish); and (ii) simultaneously examine the measurement invariance (MI) of the PMPUQ-SV across all languages. The whole study sample comprised 3038 participants. Descriptive statistics, correlations, and Cronbach's alpha coefficients were extracted from the demographic and PMPUQ-SV items. Individual and multigroup confirmatory factor analyses alongside MI analyses were conducted. Results showed a similar pattern of PMPU across the translated scales. A three-factor model of the PMPUQ-SV fitted the data well and presented with good psychometric properties. Six languages were validated independently, and five were compared via measurement invariance for future cross-cultural comparisons. The present paper contributes to the assessment of problematic mobile phone use because it is the first study to provide a cross-cultural psychometric analysis of the PMPUQ-SV

First results of the CAST-RADES haloscope search for axions at 34.67 μeV

We present results of the Relic Axion Dark-Matter Exploratory Setup (RADES), a detector which is part of the CERN Axion Solar Telescope (CAST), searching for axion dark matter in the 34.67μeV mass range. A radio frequency cavity consisting of 5 sub-cavities coupled by inductive irises took physics data inside the CAST dipole magnet for the first time using this filter-like haloscope geometry. An exclusion limit with a 95% credibility level on the axion-photon coupling constant of gaγ & 4 × 10−13 GeV−1 over a mass range of 34.6738μeV < ma < 34.6771μeV is set. This constitutes a significant improvement over the current strongest limit set by CAST at this mass and is at the same time one of the most sensitive direct searches for an axion dark matter candidate above the mass of 25μeV. The results also demonstrate the feasibility of exploring a wider mass range around the value probed by CAST-RADES in this work using similar coherent resonant cavitiesWe wish to thank our colleagues at CERN, in particular Marc Thiebert from the coating lab, as well as the whole team of the CERN Central Cryogenic Laboratory for their support and advice in speci c aspects of the project. We thank Arefe Abghari for her contributions as the project's summer student during 2018. This work has been funded by the Spanish Agencia Estatal de Investigacion (AEI) and Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) under project FPA-2016-76978-C3-2-P and PID2019-108122GB-C33, and was supported by the CERN Doctoral Studentship programme. The research leading to these results has received funding from the European Research Council and BD, JG and SAC acknowledge support through the European Research Council under grant ERC-2018-StG-802836 (AxScale project). BD also acknowledges fruitful discussions at MIAPP supported by DFG under EXC-2094 { 390783311. IGI acknowledges also support from the European Research Council (ERC) under grant ERC-2017-AdG-788781 (IAXO+ project). JR has been supported by the Ramon y Cajal Fellowship 2012-10597, the grant PGC2018-095328-B-I00(FEDER/Agencia estatal de investigaci on) and FSE-GA2017-2019-E12/7R (Gobierno de Aragón/FEDER) (MINECO/FEDER), the EU through the ITN \Elusives" H2020-MSCA-ITN-2015/674896 and the Deutsche Forschungsgemeinschaft under grant SFB-1258 as a Mercator Fellow. CPG was supported by PROMETEO II/2014/050 of Generalitat Valenciana, FPA2014-57816-P of MINECO and by the European Union's Horizon 2020 research and innovation program under the Marie Sklodowska-Curie grant agreements 690575 and 674896. AM is supported by the European Research Council under Grant No. 742104. Part of this work was performed under the auspices of the US Department of Energy by Lawrence Livermore National Laboratory under Contract No. DE-AC52-07NA27344

Introducción a las ecuaciones en diferencias y sus aplicaciones en la economía

El análisis de todo proceso económico es inseparable del proceso dinámico que lo genera, aunque frecuentemente por simplicidad hagamos análisis estáticos y eludamos el uso de modelos dinámicos. La comprensión de estos requiere el dominio de dos de sus instrumentos básicos, las ecuaciones y sistemas en diferencias y las ecuaciones y sistemas diferenciales. El grado de Economía dedica muy poco tiempo a estos instrumentos y ello me ha motivado a ampliar con esta memoria mis conocimientos en ecuaciones en diferencias, lo que no es sino una primera introducción al amplio instrumental de la Economía dinámica. En el trabajo abordaremos las ecuaciones en diferencias lineales de primer y segundo orden y las de orden superior, cerrando la memoria con algunos resultados sobre los sistemas lineales en diferencias. Nos centraremos principalmente en la expresión de las soluciones generales y en los conceptos de equilibrio dinámico y de estabilidad. Conscientes de que estos instrumentos son, sobre todo, apoyos para profundizar en el sentido económico de lo que nos rodea, la presentación de los distintos apartados tienen dos partes o facetas, una teórica y otra aplicada, dividiéndose esta entre el análisis de modelos económicos dinámicos (Harrod, Hicks y Samuelson entre otros), resolubles con el instrumental correspondiente, y simulaciones para valores paramétricos dados hechas con Mathematica

Contribución al diseño optimizado de sistemas de posicionamiento Ultra-Wideband e integración en redes y servicios móviles

La tecnología Ultra-Wideband (UWB) se está posicionando en los últimos años como una de las más prometedoras de cara al despliegue de sistemas de localización en interiores. Su gran ancho de banda conlleva una alta resolución temporal, lo que permite estimar el tiempo de llegada de una señal y con ello la distancia entre dos dispositivos con una elevada precisión. El diseño de algoritmos para la estimación de distancias y para el cálculo de la posición en base a las distancias estimadas ha centrado un gran esfuerzo investigador en los últimos años. No obstante, en general estos estudios se centran casi exclusivamente en la optimización de los algoritmos, eludiendo aspectos prácticos como el diseño de la arquitectura funcional, el procedimiento de envío de la información asociada entre los distintos elementos del sistema o el consumo de recursos asociado al servicio de posicionamiento. Por otra parte, aunque existen algunos sistemas de localización basados en UWB en el mercado, éstos utilizan UWB únicamente para la estimación de distancias, realizándose la comunicación entre los distintos elementos del sistema mediante otras tecnologías, generalmente cableadas. Sin embargo, la evolución futura tiende hacia el diseño de sistemas UWB que combinan transmisión de datos y localización (por ejemplo, en el marco del estándar IEEE 802.15.4), con el objetivo de ganar flexibilidad en el despliegue y reducir los costes y complejidad de estos sistemas. En este escenario está todavía más claro que la precisión no será el único criterio para evaluar el sistema de localización, sino también la cantidad de recursos utilizados, ya que va a tener un impacto en la capacidad de transmisión y localización del sistema. En este contexto, esta tesis contribuye al desarrollo global de nuevos sistemas de posicionamiento basados en UWB, incorporando todos los aspectos mencionados anteriormente: desde la estimación de las distancias y posiciones hasta el impacto de la arquitectura funcional del sistema y de los correspondientes procedimientos de intercambio de señalización y mapeado de la misma sobre los recursos disponibles. Además de la aplicación directa de los sistemas de localización para el despliegue de servicios de posicionamiento en sectores como el industrial, sanitario o de ocio, las redes 3G/4G, y en particular sistemas como LTE-Advanced o UMTS, plantean como objetivos avanzados el soporte extensivo de servicios de posicionamiento, con el propósito de mejorar los servicios ofrecidos a los usuarios, e incluso mejorar la gestión de recursos de la propia red, estando estas áreas de investigación en auge en los últimos años. En esta tesis se analizan las potenciales aplicaciones del conocimiento de la localización en la mejora de los servicios ofrecidos a los usuarios y de la gestión de los recursos radio. Sin embargo, la integración de UWB con otras tecnologías radio exige garantizar la coexistencia libre de interferencias. Ello ha sido objeto de múltiples estudios y ha resultado en una normativa restrictiva por parte de los organismos reguladores, aunque en algunos casos, como la colocación de UWB y otra tecnología en un mismo dispositivo, es necesario realizar estudios adicionales. En la presente tesis se analiza tanto el marco regulatorio de UWB como la coexistencia con otras tecnologías radio, complementando los estudios existentes en la literatura con estudios propios relativos a las tecnologías que presentan un mayor interés, con especial atención a UMTS como tecnología de acceso a servicios basados en localización

Manual de motivación y emoción

El libro consta de cuatro bloques temáticos, que intentan dar una visión conjunta sobre la motivación y la emoción, en aquellos aspectos comunes y compartidos, mientras que se abordan independientemente los campos más específicos y puntuales de éstas dos temáticas. En el primer bloque se aborda la definición y delimitación de ambos procesos, a la que la activación y la actividad cognitiva. El segundo se centra en la motivación en sí misma, el tercero en la emoción, comenzando por una descripción de los diferentes enfoques y terminando por tratar las emociones discretas que más atención han recibido. Por último, se trata el estrés, un proceso adaptativo a medio camino de la motivación y la emoción.CantabriaES

Perceptions Underlying Addictive Technology Use Patterns: Insights for Cognitive-Behavioural Therapy

Cognitive-Behavioural Therapy (CBT) is considered the ‘gold standard' in the treatment of addictive disorders related to excessive technology use. However, the cognitive components of problematic internet use are not yet well-known. The aim of the present study was to explore the cognitive components, that according to problematic users, can lead to potential internet addiction. A total of 854 European adults completed an online survey using a mixed-methods design. Internet problems and attachment styles were assessed, prevalence rates estimated, correlations, chi-squared automatic interaction detection, and content analysis were performed. Self-reported addictions to social networking, internet, and gaming had a prevalence between 1.2% (gaming) to 2.7% (social networking). Self-perception of the addiction problem and preoccupied attachment style were discriminative factors for internet addiction. In an analysis of qualitative responses from self-identified compulsive internet users, a sense of not belonging and feeling of disconnection during life events were perceived as causes for internet addiction. The development depended on a cycle of mixed feelings associated with negative thoughts, compensated by a positive online identity. The severity of this behaviour pattern produced significant impairment in various areas of the participants' functioning, suggesting a possible addiction problem. It is suggested that health professionals administering CBT should target unhealthy preoccupations and monitor mixed feelings and thoughts related to internet use to support coping with cognitive distortions.</p