Space-time coding for UMTS. Performance evaluation in combination with convolutional and turbo coding

Space-time codes provide both diversity and coding gain when using multiple transmit antennas to increase spectral efficiency over wireless communications systems. Space-time block codes have already been included in the standardization process of UMTS in conjunction with conventional channel codes (convolutional and turbo codes). We discuss different encoding and decoding strategies when transmit diversity is combined with conventional channel codes, and present simulations results for the TDD and FDD modes of UTRA.Peer ReviewedPostprint (published version

Sequence information gain based motif analysis

Background: The detection of regulatory regions in candidate sequences is essential for the understanding of the regulation of a particular gene and the mechanisms involved. This paper proposes a novel methodology based on information theoretic metrics for finding regulatory sequences in promoter regions. Results: This methodology (SIGMA) has been tested on genomic sequence data for Homo sapiens and Mus musculus. SIGMA has been compared with different publicly available alternatives for motif detection, such as MEME/MAST, Biostrings (Bioconductor package), MotifRegressor, and previous work such Qresiduals projections or information theoretic based detectors. Comparative results, in the form of Receiver Operating Characteristic curves, show how, in 70 % of the studied Transcription Factor Binding Sites, the SIGMA detector has a better performance and behaves more robustly than the methods compared, while having a similar computational time. The performance of SIGMA can be explained by its parametric simplicity in the modelling of the non-linear co-variability in the binding motif positions. Conclusions: Sequence Information Gain based Motif Analysis is a generalisation of a non-linear model of the cis-regulatory sequences detection based on Information Theory. This generalisation allows us to detect transcription factor binding sites with maximum performance disregarding the covariability observed in the positions of the training set of sequences. SIGMA is freely available to the public at http://b2slab.upc.edu.Postprint (published version

Computational representation and discovery of transcription factor binding sites

Tesi per compendi de publicacions.The information about how, when, and where are produced the proteins has been one of the major challenge in molecular biology. The studies about the control of the gene expression are essential in order to have a better knowledge about the protein synthesis. The gene regulation is a highly controlled process that starts with the DNA transcription. This process operates at the gene level, hereditary basic units, which will be copied into primary ribonucleic acid (RNA). This first step is controlled by the binding of specific proteins, called as Transcription Factors (TF), with a sequence of the DNA (Deoxyribonucleic Acid) in the regulatory region of the gene. These DNA sequences are known as binding sites (BS). The binding sites motifs are usually very short (5 to 20 bp long) and highly degenerate. These sequences are expected to occur at random every few hundred base pairs. Besides, a TF can bind among different sites. Due to its highly variability, it is difficult to establish a consensus sequence. The study and identification binding sites is important to clarify the control of the gene expression. Due to the importance of identifying binding sites sequences, projects such as ENCODE (Encyclopedia of DNA elements), have dedicated efforts to map binding sites for large set of transcription factor to identify regulatory regions. In this thesis, we have approached the problem of the binding site detection from another angle. We have developed a set of toolkit for motif binding detection based on linear and non-linear models. First of all, we have been able to characterize binding sites using different approaches. The first one is based on the information that there is in each binding sites position. The second one is based on the covariance model of an aligned set of binding sites sequences. From these motif characterizations, we have proposed a new set of computational methods to detect binding sites. First, it was developed a new method based on parametric uncertainty measurement (Rényi entropy). This detection algorithm evaluates the variation on the total Rényi entropy of a set of sequences when a candidate sequence is assumed to be a true binding site belonging to the set. This method was found to perform especially well on transcription factors that the correlation among binding sites was null. The correlation among binding sites positions was considered through linear, Q-residuals, and non-linear models, alpha-Divergence and SIGMA. Q-residuals is a novel motif finding method which constructs a subspace based on the covariance of numerical DNA sequences. When the number of available sequences was small, The Q-residuals performance was significantly better and faster than all the others methodologies. Alpha-Divergence was based on the variation of the total parametric divergence in a set of aligned sequenced with binding evidence when a candidate sequence is added. Given an optimal q-value, the alpha-Divergence performance had a better behavior than the others methodologies in most of the studied transcription factor binding sites. And finally, a new computational tool, SIGMA, was developed as a trade-off between the good generalisation properties of pure entropy methods and the ability of position-dependency metrics to improve detection power. In approximately 70% of the cases considered, SIGMA exhibited better performance properties, at comparable levels of computational resources, than the methods which it was compared. This set of toolkits and the models for the detection of a set of transcription factor binding sites (TFBS) has been included in an R-package called MEET.La informació sobre com, quan i on es produeixen les proteïnes ha estat un dels majors reptes en la biologia molecular. Els estudis sobre el control de l'expressió gènica són essencials per conèixer millor el procés de síntesis d'una proteïna. La regulació gènica és un procés altament controlat que s'inicia amb la transcripció de l'ADN. En aquest procés, els gens, unitat bàsica d'herència, són copiats a àcid ribonucleic (RNA). El primer pas és controlat per la unió de proteïnes, anomenades factors de transcripció (TF), amb una seqüència d'ADN (àcid desoxiribonucleic) en la regió reguladora del gen. Aquestes seqüències s'anomenen punts d'unió i són específiques de cada proteïna. La unió dels factors de transcripció amb el seu corresponent punt d'unió és l'inici de la transcripció. Els punts d'unió són seqüències molt curtes (5 a 20 parells de bases de llargada) i altament degenerades. Aquestes seqüències poden succeir de forma aleatòria cada centenar de parells de bases. A més a més, un factor de transcripció pot unir-se a diferents punts. A conseqüència de l'alta variabilitat, és difícil establir una seqüència consensus. Per tant, l'estudi i la identificació del punts d'unió és important per entendre el control de l'expressió gènica. La importància d'identificar seqüències reguladores ha portat a projectes com l'ENCODE (Encyclopedia of DNA Elements) a dedicar grans esforços a mapejar les seqüències d'unió d'un gran conjunt de factors de transcripció per identificar regions reguladores. L'accés a seqüències genòmiques i els avanços en les tecnologies d'anàlisi de l'expressió gènica han permès també el desenvolupament dels mètodes computacionals per la recerca de motius. Gràcies aquests avenços, en els últims anys, un gran nombre de algorismes han sigut aplicats en la recerca de motius en organismes procariotes i eucariotes simples. Tot i la simplicitat dels organismes, l'índex de falsos positius és alt respecte als veritables positius. Per tant, per estudiar organismes més complexes és necessari mètodes amb més sensibilitat. En aquesta tesi ens hem apropat al problema de la detecció de les seqüències d'unió des de diferents angles. Concretament, hem desenvolupat un conjunt d'eines per la detecció de motius basats en models lineals i no-lineals. Les seqüències d'unió dels factors de transcripció han sigut caracteritzades mitjançant dues aproximacions. La primera està basada en la informació inherent continguda en cada posició de les seqüències d'unió. En canvi, la segona aproximació caracteritza la seqüència d'unió mitjançant un model de covariància. A partir d'ambdues caracteritzacions, hem proposat un nou conjunt de mètodes computacionals per la detecció de seqüències d'unió. Primer, es va desenvolupar un nou mètode basat en la mesura paramètrica de la incertesa (entropia de Rényi). Aquest algorisme de detecció avalua la variació total de l'entropia de Rényi d'un conjunt de seqüències d'unió quan una seqüència candidata és afegida al conjunt. Aquest mètode va obtenir un bon rendiment per aquells seqüències d'unió amb poca o nul.la correlació entre posicions. La correlació entre posicions fou considerada a través d'un model lineal, Qresiduals, i dos models no-lineals, alpha-Divergence i SIGMA. Q-residuals és una nova metodologia per la recerca de motius basada en la construcció d'un subespai a partir de la covariància de les seqüències d'ADN numèriques. Quan el nombre de seqüències disponible és petit, el rendiment de Q-residuals fou significant millor i més ràpid que en les metodologies comparades. Alpha-Divergence avalua la variació total de la divergència paramètrica en un conjunt de seqüències d'unió quan una seqüència candidata és afegida. Donat un q-valor òptim, alpha-Divergence va tenir un millor rendiment que les metodologies comparades en la majoria de seqüències d'unió dels factors de transcripció considerats. Finalment, un nou mètode computacional, SIGMA, va ser desenvolupat per tal millorar la potència de deteccióPostprint (published version

Biomass Energies in Industrializing Catalonia: The Changing Role of Firewood and Charcoal in the City and Province of Barcelona (1780-1960)

[eng] There is a debate in the international literature between two differing conceptions of the Energy Transition: the so-cal led «energy ladder approach», according to which societies transit from qualitatively inferior forms of energy to superior forms as their income increases, versus the energy aggregate or «energy stacker», in which the consumption of fossil energies is added to that of organic energy sources regardless of changes in income. Our objective is to ascertain which is the dynamic which better reflects Barcelona’s trends of consumption during its industrialization. Although there are many studies on the perspective of energy in general, research on biofuel consumption seems lacking in this particular case study. When we look for sources to undertake that particular approximation, we find that few documents point to the quantities of biofuels consumed; however, there are records of both the quantities which entered the city and the prices of these commodities. Therefore, we combine both sources of information to generate a set of estimation of consumption rates through time, thus analysing the pace and intensity of the Energy Transition. We then present several insights on the changing nature of supply, demand and their spatial relationship. Our main conclusions are the following: first, that the historical experience of Barcelona is better explained by the Energy Stacker Model than by the Energy Ladder Approach, although dynamics characteristic to both models are present. Second, in Barcelona’s context energy consumption was not only determined by supply and demand of energy carriers, but by the availability of the necessary energy converters too.[cat] Hi ha un debat a la literatura internacional entre dues concepcions de la Transició Energètica: l’anomenada «visió escalar» de la transició, segons la qual les societats transiten des de fonts d’energia qualitativament inferiors cap a formes superiors a mesura que la seva renda incrementa, versus la «visió additiva o agregada», segons la qual el consum d’energies modernes s’afegeix al de les energies orgàniques tradicionals. El nostre objectiu és dirimir quin d’aquests models explica mil lor el cas de Barcelona durant la seva industrialització. Tot i que hi ha molts estudis sobre el consum d’energies en general, no n’hi ha sobre els combustibles basats en la biomassa des d’aquesta perspectiva. Hi ha poques fonts que permetin un tractament adequat del problema, especialment pel que fa al tema del consum; tanmateix, hi ha algunes fonts registrant les quantitats entrades a la ciutat de Barcelona, així com dels preus que s’en pagaven. Així doncs, combinem ambdós tipus de fonts per a generar un conjunt d’estimacions de consum a través del temps, analitzant així el ritme i la intensitat de la Transició Energètica. Posteriorment, presentem algunes aproximacions respecte a la natura cambiant de l’oferta, la demanda i la seva relació espacial. Les nostres conclusions són dues: primer, que l’experiència històrica de Barcelona s’explica mil or segons la visió agregada de la Transició Energètica que no pas segons la visió escalar, encara que hi ha dinàmiques característiques d’ambdós models. Segon, que en el context de Barcelona el consum d’energies no només estava determinat per l’oferta i la demanda dels portadors d’energia, sinó també pels convertidors d’energia necessaris per a consumir-la.[spa] Existe un debate en la literatura internacional entre dos concepciones de la Transición Energética: la llamada ”visión escalar” de la transición, según la cual las sociedades transitan des de formas de energía cualitativamente inferiores hacia formas superiores a medida que la renta incrementa, versus la ”visión aditiva o agregada”, según la cual el consumo de energías modernas se añade al de las energías orgánicas tradicionales. Nuestro objetivo es dirimir cuál de estos modelos explica mejor el caso de Barcelona durante su industrialización. Aunque haya estudios sobre el consumo de energías en general, no existen estudios específicos sobre los combustibles basados en la biomasa desde esta perspectiva. Existen pocas fuentes que permitan un tratamiento adecuado del problema, especialmente con relación al consumo; empero, hay fuentes que registran las cantidades entradas a la ciudad de Barcelona, así como los precios pagados. Así pues, combinamos ambos tipos de fuentes para generar un conjunto de estimaciones de consumo a través del tiempo, analizando así el ritmo y la intensidad de la Transición Energética. Posteriormente, presentamos algunas aproximaciones respecto la naturaleza cambiante de la oferta, la demanda, y su relación espacial. Nuestras conclusiones principales son dos: primero, que la experiencia histórica de Barcelona se explica mejor desde la visión agregada de la Transición Energética que desde la visión escalar, aunque existan dinámicas características de ambos modelos. Segundo, que en el contexto de Barcelona, el consumo de energías no sólo estuvo determinado por la oferta y la demanda de los portadores de energía, sino también por los conversores de energía necesarios para su consumo

Data discovery through profile-based similarity metrics

The most essential step in a data integration process is to find the datasets whose combined information provides relevant insights. This task, defined as data discovery, is highly dependent on the definition of the similarity between the candidate attributes to join, which commonly involves assessing the closeness of the semantic concepts that the two attributes represent. Most of the state-of-the-art approaches to this issue rely on syntactic methodologies, that is, procedures in which the instances of the two columns are compared to determine whether they are similar or not. These approaches suffice when the two sets of instances share the same syntactic representation but fail to detect cases in which the same semantic idea is represented by different sets of values. This latter case is ever-increasing in proportion, given the characteristics of big-data environments and the lack of standardization of the data. The aim of this project is to develop a system that can solve this issue and facilitate the establishment of relationships between related data that do not share a syntactic relationship. The approach presented in this work leverages the extensively studied syntactic methodologies to data discovery in conjunction with a new formulation for semantic similarity: the resemblance of probability distributions. Additionally, this system will be made scalable and able to handle vast quantities of data

L'Odonatofauna (Insecta: Odonata) de la conca del riu Flamisell (Pirineus centrals)

The basin of the Flamisell river, a tributary of the Noguera Pallaresa river, was surveyed and a preliminary list of the dragonfly species present and of the main types of habitats where they reproduce was obtained. In this study, a total of 37 species were recorded. In the alpine and subalpine glacial lakes area no dragonflies were detected except in some small shallow lakes and ponds, where holarctic species Enallagma cyathigerum and Aeshna juncea were found. In the lotic habitats, the species related with high fluvial ecological status Calopteryx virgo meridionalis, Boyeria irene, Onychogomphus uncatus and Cordulegaster boltonii were found to be widely distributed. T he marginal marshy habitats of the Montcortès carstic lake were identified as a biodiversity hotspot for dragonflies in Catalonia since they support a rich assembly of 25 species. Finally, a monitoring scheme of the dragonfly communities in their characteristic habitats is proposed in order to detect possible impacts of the growing resort and real state development in the Flamisell river basin.Se ha prospectado la cuenca del río Flamisell, afluente del río Noguera Pallaresa, a fin de elaborar un primer catálogo de las especies de odonatos presentes y de los principales tipos de hábitats donde se reproducen. E n total, el número de especies de odonatos detectadas en este estudio ha sido de 37. E n la zona de los lagos alpinos y subalpinos de origen glacial no se ha observado actividad de odonatos excepto en algunos de pequeño tamaño y poco profundos y en algunas charcas, donde fueron encontradas las espècies holárticas Enallagma cyathigerum y Aeshna juncea. E n los ambientes lóticos se ha constatado una amplia presencia de las especies consideradas indicadoras de un buen estado ecológico fluvial: Calopteryx virgo meridionalis, Boyeria irene, Onychogomphus uncatus y Cordulegaster boltonii. L os ambientes de humedal de los márgenes del lago cárstico de Montcortès han sido identificados como un punto de alta biodiversidad de odonatos en Cataluña ya que albergan una rica comunidad de 25 especies. Se propone una monitorización de las comunidades de este grupo de insectos en sus hábitats característicos para detectar posibles impactos de los procesos de urbanización y desarrollo turístico actualmente en marcha en la cuenca del río Flamisell.S?ha prospectat la conca del riu Flamisell, tributari del riu Noguera Pallaresa, per tal d?elaborar un primer catàleg de les espècies d?odonats presents i dels principals tipus d?hàbitats on es reprodueixen. En total, el nombre d?espècies detectades en aquest estudi ha estat de trenta-set. A la zona dels estanys alpins i subalpins d?origen glacial no s?ha observat activitat d?odonats excepte en alguns de petits i poc profunds i en alguns tolls d?aigua, on s?han trobat les espècies holàrtiques Enallagma cyathigerum i Aeshna juncea. Als ambients lòtics s?ha constatat una àmplia presència de les espècies considerades indicadores d?un bon estat ecològic fluvial: Calopteryx virgo meridionalis, Boyeria irene, Onychogomphus uncatus i Cordulegaster boltonii. Els ambients d?aiguamoll dels marges de l?estany càrstic de Montcortès s?han identificat com un punt d?alta biodiversitat d?odonats a Catalunya ja que acullen una rica comunitat de vint-i-cinc espècies. Es proposa un monitoratge de les comunitats d?aquest grup d?insectes en els seus hàbitats característics per detectar possibles impactes dels processos d?urbanització i desenvolupament turístic actualment en marxa a la conca del riu Flamisell

Frailty: time for a new approach to health care?

In The Lancet Healthy Longevity, Joanna Blodgett and colleagues1 provide important evidence that frailty can be observed and measured in younger age groups (ie, in individuals aged ≥20 years), and is perhaps more relevant for predicting health outcomes than age. Except for women aged younger than 35 years, the results show an overall increase in mean frailty levels in all age groups for both men and women, accompanied by stable frailty lethality, from 1999 to 2018 in the USA. This increase poses some serious challenges for population health management. If people are not only failing to delay the onset of frailty in later years, but are also experiencing frailty earlier in life, this trend will result in a big challenge for health systems. [Opening paragraph]<br

Disagreement on cancer drug decisions in Europe

ObjectivesDespite the efforts of the European Union (EU) to promote voluntary cooperation among Health Technology Assessment (HTA) agencies, different reimbursement decisions for the same drug are made across European countries. The aim of this paper is to compare the agreement of cancer drug reimbursement decisions using inter-rater reliability measures.MethodsThis study is based on primary data on 161 cancer drug reimbursement decisions from nine European countries from 2002 to 2014. To achieve our goal, we use two measures to analyze agreement, in other words, congruency: (i) percentage of agreement and (ii) the κ score.ResultsOne main conclusion can be drawn from the analysis. There is a weak to medium agreement among cancer drug decisions in the European countries analyzed (based on the percentage of agreement and the κ score). England and Scotland show the highest consistency between the two measures, showing a medium agreement. These results are in line with previous literature on the congruency of HTA decisions.ConclusionsThis paper contributes to the HTA literature, by highlighting the extent of weak to medium agreement among cancer decisions in Europe

Assessing the dangers of a hospital stay for patients with developmental disability In England, 2017-19

People with developmental disability have higher health care needs and lower life expectancy compared with the general population. Poor quality of care resulting from interpersonal and systemic discrimination may further entrench existing inequalities. We examined the prevalence of five avoidable in-hospital patient safety incidents (adverse drug reactions, hospital-acquired infections, pressure ulcers, postoperative pulmonary embolism or deep vein thrombosis, and postoperative sepsis) for four developmental disability groups (people with intellectual disability, chromosomal abnormalities, pervasive developmental disorders, and congenital malformation syndrome) in the English National Health Service during the period April 2017-March 2019. We found that the likelihood of experiencing harm in disability groups was up to 2.7-fold higher than in patients without developmental disability. Patient safety incidents led to an excess length-of-stay in hospital of 3.6-15.4 days and an increased mortality risk of 1.4-15.0 percent. We show persisting quality differences in patients with developmental disability, requiring an explicit national policy focus on the needs of such patients to reduce inequalities, reach parity of care, and lower the burden on health system resources