Algoritmos para la reducción de los picos de potencia en los sistemas OFDM

La modulación OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) es una técnica de transmisión multiportadora, que debido a sus grandes ventajas se utiliza en numerosos estándares de comunicaciones de banda ancha. Sin embargo, uno de los principales inconvenientes que presenta la modulación OFDM, en el lado transmisor, es la presencia ocasional de grandes picos en su potencia instantánea con respecto a su potencia media, conocido en la literatura como el problema de la PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) de los sistemas OFDM. Al pasar la señal con PAPR elevada por el amplificador de alta potencia (HPA - High Power Amplifier ) se produce saturación del dispositivo, provocando radiación fuera de banda, que afecta a las bandas adyacentes, y radiación dentro de banda, que produce rotación, atenuación y desplazamiento de la señal, provocando un incremento en la tasa de error de bit (BER - Bit Error Rate). Para contrarrestar estos efectos, se debe reducir la PAPR de la senñal OFDM transmitida con algún tipo de manipulación en la señal. Una de las técnicas de reducción de la PAPR más prometedoras es la técnica CE (Constellation Extension), que mueve inteligentemente ciertos puntos externos de la constelación del símbolo OFDM en el dominio de la frecuencia, de tal forma que la señal en el dominio del tiempo tenga una PAPR menor. La extensión de la constelación de esta forma no afecta a la distancia mínima de la constelación y, consecuentemente, no se experimenta degradación en la BER del sistema. Además, no hay pérdida en la tasa de transmisión de datos porque no se requiere la transmisión de información de control. Sin embargo, se introduce un incremento de la energía por símbolo. El objetivo principal de esta Tesis es proponer varios algoritmos de reducción de la PAPR, basados en técnicas CE. Por un lado, como primer objetivo (capítulo 4) se presentan algoritmos eficientes en energía, que se consiguen al combinar adecuadamente un esquema CE, basado en métrica, con secuencias piloto. Dicha combinación deja tres posibles arquitecturas de implementación dependiendo del orden en que se usa cada algoritmo. Se determina la arquitectura que proporciona un compromiso adecuado entre reducción de la PAPR y complejidad, esta última medida en términos del número de ciclos adicionales del procesador (que se traducen en energía consumida) que se requieren para procesar la reducción de la PAPR. Además, se demuestra que las tres arquitecturas propuestas demandan una energía por símbolo menor que otras técnicas CE, si se insertan adecuadamente las secuencias piloto en el símbolo OFDM Por otro lado, como segundo objetivo se presentan los esquemas de reducción de la PAPR, basados en técnicas CE, que se formulan como problemas de optimización (capítulo 5). Se propone una solución óptima, en térrminos de reducción de la PAPR, llamada algoritmo GBDCE (Generalized Benders Decomposition for Constellation Extension), el cual se plantea como un problema no lineal mixto-entero (MINLP - Mixed Integer Non-Linear Programming) y que sirve como cota inferior de referencia para comparar con otras técnicas CE. Además, se proponen los algoritmos subóptimos: BBCE (Branch-and-Bound for Constellation Extension) que se formula como un problema de programación entera, y DCE (Dynamic Constellation Extension) que combina un esquema BBCE con un algoritmo basado en métrica. El objetivo de ambos algoritmos subóptimos es reducir la complejidad del algoritmo óptimo.OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation is a multicarrier transmission technique that, due to its important advantages, has been widely used in many wideband communication standards. However, one of the major drawbacks of the transmitted OFDM signal is the infrequent high peak power with respect to average power, which is known in the literature as the PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) problem in OFDM systems. When the signal with high PAPR passes through an HPA (High Power Amplifier), it suffers from saturation, which causes both out-of-band radiation, that affects the adjacent channels, and in-band radiation, which produces rotation, attenuation and shift of the signal, that increases the BER (Bit Error Rate). In order to address the PAPR problem, the OFDM signal must be manipulated. One of the most promising PAPR techniques is CE (Constellation Extension), that intelligently moves certain outer constellation points of the OFDM signal in the frequency domain, in such way that the OFDM signal in the time domain has a lower PAPR. The constellation extension in this way does not affect the minimum distance of the constellation, and BER degradation is not consequently experienced by the system. Moreover, there is no user's data rate loss because these methods do not require side information. Nevertheless, they introduce an increase in the energy per symbol. The main aim of this Thesis is to propose several PAPR reduction algorithms, based on CE techniques. On one side, the first objective (chapter 4) is to present an energy efficient algorithm, which consists in the adequate combination of a metric-based CE technique with pilot sequences. The combination allows three possible implementation architectures, depending on the order of use of the algorithms. It has been determined the architecture that provides an adequate trade-o_ between PAPR reduction and complexity, the latter measured in number of additional CPU cycles (which translates into energy consumption) needed to perform the PAPR reduction. Moreover, the three proposed architectures require less energy per symbol than other CE techniques, if the pilot sequences are appropriately inserted in the OFDM symbol. On the other side, the second objective is to present CE based algorithms, which are formulated as an optimization problem (chapter 5). The optimal solution, in terms of PAPR reduction is called GBDCE (Generalized Benders Decomposition for Constellation Extension) algorithm. GBDCE is formulated as a MINLP (Mixed Integer Non-Linear Programming) problem, and it turns out to be a lower bound for CE schemes and provides a benchmark to compare with other CE technique. Moreover, two suboptimal algorithms are proposed: BBCE (Branch-and-Bound for Constellation Extension), which is formulated as Integer Programming, and DCE (Dynamic Constellation Extension), that combines a BBCE scheme with a metric-based algorithm. The objective of both suboptimal algorithms is to reduce the GBDCE complexity.Financiación de la Secretaría de Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación (SENESCYT) de Ecuador, Fundación Carolina (España) y del Proyecto Nacional de España GRE3N-SYST (TEC2011-29006-C03-03).Doctor en Programa Oficial de Posgrado en Multimedia y ComunicacionesPresidente: Ana García Armada.- Secretario: Sancho Salcedo Sanz.- Vocal: Santiago Zazo Bell

Performance of OPS-SAP technique for PAPR reduction in IEEE 802.11p scenarios

Vehicular Ad Hoc Networks (VANETs) are wireless networks that emerged thanks to the rapid evolution of wireless technologies and the automotive industry. The IEEE 802.11p standard is part of a group of standards related to all layers of protocols for Wireless Access in Vehicular Environment (WAVE) communications, which defines Medium Access Control (MAC) and Physical (PHY) levels. The PHY layer of IEEE 802.11p is essentially based on Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) due to its advantages. However, OFDM signal suffers from high Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) at the transmitter side, which causes a significant power efficiency penalty. An efficient peak power reduction technique is Simple Amplitude Predistortion aided by Orthogonal Pilot Sequences (OPS-SAP), which consists in moving certain outer constellation points of the frequency-domain OFDM symbol. In this paper, we propose the application of this OPS-SAP scheme in the IEEE 802.11p scenario, and, moreover, its evaluation under a complete PHY layer.This work has been supported by the Spanish National Projects GRE3N-SYST (TEC2011-29006-C03-03) and ELISA (TEC2014-59255-C3-3-R) and also by Escuela Politécnica a Nacional (Ecuador) by PII-DETRI-01-2016 Project

Hacia una ecología política de las fronteras: el caso de Esmeraldas en Ecuador

Las fronteras se han resignificado. Diversos estudios llevados a cabo en la última década dan cuenta de la importancia que éstas han adquirido. Si bien esta tesis se enmarca en esa tendencia, se distingue porque se concentra en el estudio de una frontera fundamentalmente conocida por el conflicto que vive Colombia y que ha tenido repercusiones en los países vecinos: se trata de la frontera norte ecuatoriana, de la provincia de Esmeraldas en el extremo occidental del Ecuador adyacente a Colombia y el Pacífico. Aunque la tesis examina los efectos del conflicto colombiano sobre este territorio fronterizo, su énfasis es comprender el sentido y carácter de las políticas definidas para promover su integración a su contenedor político, el Estado ecuatoriano en la perspectiva de contribuir en la generación de un marco interpretativo y analítico para comprender las dinámicas suscitadas en la incorporación de zonas fronterizas que históricamente han permanecido rezagadas, olvidadas, subalternizadas. De ahí el título de la tesis, “Hacia una ecología política de las fronteras. El caso de Esmeraldas en Ecuador"..

Evaluación de la factibilidad técnica, financiera y ambiental para la creación de una Escuela Ecológica en la Parroquia Yaruquíes. Cantón Riobamba. Chimborazo

El proyecto evaluación de la factibilidad técnica, financiera y ambiental para la creación de una escuela ecológica se desarrolló en la parroquia Yaruquíes perteneciente al cantón Riobamba de la provincia de Chimborazo. El tipo de investigación fue descriptivo y transversal. Para el estudio de mercado se aplicó una encuesta a 384 padres de familia en Riobamba los cuales constituyeron la muestra, encontrando que el 86% estaría dispuesto a matricular a sus hijos en la escuela ecológica, demostrando que el proyecto tiene aceptación en el mercado. La evaluación financiera demostró viabilidad, al presentar un VAN positivo de $18.101 y una Tasa Interna de Retorno (TIR) del 16impacto ambiental indicó la viabilidad de la escuela ecológica al reportar mayor impacto positivo que negativo. Los beneficios ambientales que se esperan lograr con la creación de la escuela ecológica es un ahorro aproximado del 33solares fotovoltaicos, 32CO2 entre 13.000 y 20.000 kg al año. Al realizar los estudios de mercado, técnico, financiero ambiental se concluye que el proyecto es factible, por tanto se recomienda la creación de la escuela ecológica en este sector.The Project “Assessment of technical, financial, and environmental feasibility for creating an ecological school” was carried out at Yaruquíes in the city of Riobamba, in the province of Chimborazo. The type of research was descriptive and cross-sectional. A survey was applied to a sample of 384 parents in the city of Riobamba for market study, 86up their children in the ecological school, it means this project has market acceptability, Financial assessment showed viability, a positive NPV of$18.101 and an internal rate of return (IRR) of 16%, which is higher than discount rate established. Finally, impact environmental study showed variability for ecological school because there is higher positive impact than negative one. Some expected environmental benefits are: electric power saving of 33% because of photovoltaics solar panels, 32% of water saving and emissions of CO2 between 13.000 and 20.000 kg a year. After market, technical, environmental, and financial studies, it is concluded that this project is feasible, so the creation of the ecological school is recommended for this área

PAPR Reduction via Constellation Extension in OFDM Systems Using Generalized Benders Decomposition and Branch-and-Bound Techniques

In this paper, a novel constellation extension (CE)-based approach is presented to address the high peak-to-average power ratio (PAPR) problem at the transmitter side, which is an important drawback of orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) systems. This new proposal is formulated as a mixed-integer nonlinear programming optimization problem, which employs generalized Benders decomposition (GBD) and branch-and-bound (BB) methods to determine the most adequate extension factor and the optimum set of input symbols to be extended within a proper quarter plane of the constellation. The optimum technique based on GBD, which is denoted as GBD for constellation extension (GBDCE), provides a bound with relevant improvement in terms of PAPR reduction compared with other CE techniques, although it may exhibit slow convergence. To avoid excessive processing time in practical systems, the suboptimum BB for constellation extension (BBCE) scheme is proposed. Simulation results show that BBCE achieves a significant PAPR reduction, providing a good tradeoff between complexity and performance. We also show that the BBCE scheme performs satisfactorily in terms of power spectral density and bit error rate in the presence of a nonlinear high-power amplifier

Using the Cisneros Scale to Determine the Prevalence of Workplace Harassment or Mobbing in Workers

The objective of this study was to establish the prevalence of mobbing in workers using the Cisneros scale. This observational, descriptive, and cross-sectional study included 60 workers from public and private institutions, who voluntarily agreed to participate by filling out the provided questionnaire. The self-administered Cisneros scale comprises 43 items that assess psychological harassment behaviors. It was found that 18% of the workers had been victims of at least one form of workplace harassment or psychological mistreatment described in the Cisneros scale in the last six months, and no significant differences were seen in the harassment between men and women. Each behavior indicating harassment at work was analyzed both in the samples of harassed and non-harassed workers, and statistically significant differences were found between the two (p = 0.000). Overall, 46% of the workers reported that they were harassed at work by their bosses or supervisors and 35% by coworkers. Workplace harassment is an increasingly visible problem in our society; therefore, it is important to carry out studies concerning this problem to identify the degrees, levels, and forms that this practice adopts, as well as the establishment of laws and interpersonal and institutional norms to prevent this phenomenon. Keywords: Harassment at work, Workers, Cisneros scale. Resumen El objetivo del estudio fue establecer la prevalencia de acoso laboral o mobbing en trabajadores mediante la aplicación de la escala Cisneros. La investigación es observacional, descriptiva y de corte transversal, la muestra estuvo constituida por 60 trabajadores de instituciones públicas y privadas, quienes voluntariamente aceptaron participar llenando el cuestionario suministrado. Se aplicó la escala Cisneros de carácter autoadministrado compuesto por 43 ítems que valoran conductas de acoso psicológico. De acuerdo con el criterio de si el trabajador ha sido víctima de por lo menos alguna de las formas de maltrato psicológico descritas en la escala Cisneros, de manera continuada en el transcurso de los últimos 6 meses, se pudo determinar que el 18 % de trabajadores ha sido víctima de acoso laboral, no se encontraron diferencias significativas de presencia de acoso psicológico por sexo. Se realizó un análisis de la presencia de cada conducta que señala acoso laboral, tanto en la muestra de acosados como no acosados, se comprobó la existencia de diferencias estadísticamente significativas entre las dos muestras (p=,000), en el número de estrategias de acoso padecidas. El 46 % de trabajadores refirió haber recibido acoso laboral de jefes o supervisores y el 35 % de compañeros de trabajo. El acoso laboral es un problema cada vez más visible, por tanto, es importante la realización de estudios sobre esta problemática, que identifiquen grados, niveles y formas que adopta esta práctica, así como el establecimiento de leyes y normas interpersonales e institucionales, que actúen en la prevención de este fenómeno. Palabras Clave: Acoso laboral, Trabajadores, Escala Cisneros

Dialogue of Knowledge on Unplanned Pregnancies and Abortions in Ecuadorian University Students

A knowledge dialogue was created to explore the manifestations, representations, and social practices of students at the Escuela Superior Politécnica de Chimborazo on unplanned pregnancies and abortions. Focus groups were created out of two second-semester student groups of the university. While the study group included public health faculty students, the control group comprised of students from other faculties. A comparison between the two groups showed many similarities, including between women and men. However, in their expressions, gender constructs of their sex were observed. Students believed that sexual and reproductive health is affected by pregnancies that, in many cases, are unplanned and unwanted. Therefore, abortions in unsafe conditions are common. It not only has a psychological effect, especially, on women but also leads them to drop out of university as a consequence of it. These problems were attributed to the lack of information, as not much has been talked about these issues with the required depth. The existence of ignorance, myths, beliefs, and taboos around the subject was also indicated. Regarding sexual behavior, the students believed that since most university students do not live with their families, it gives them greater freedom for alcohol and drug consumption, making multiple partners, infidelity, and nonuse of protection and contraceptives. Keywords: Unplanned pregnancy, Abortion, Sex education, Reproductive health. Resumen Se estableció un diálogo de saberes para explorar las manifestaciones, representaciones, saberes y prácticas sociales de estudiantes universitarios sobre embarazos no planificados y abortos. Se aplicaron grupos focales en dos grupos de estudiantes de segundo semestre de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, el grupo de estudio fue conformado por estudiantes de las carreras de la Facultad de Salud Pública y el grupo control por estudiantes de carreras del resto de facultades; al ser homólogos, permitieron la comparación entre grupos y entre hombres y mujeres. Los resultados muestran semejanzas en los datos de ambos grupos, y de las mujeres y los hombres, en sus expresiones se observan constructos de género propios de su sexo. Según los estudiantes, la salud sexual y reproductiva está afectada por embarazos que en muchos casos no son planificados ni deseados, y como consecuencia de esto, son comunes abortos en condiciones poco seguras, con efectos psicológicos, la deserción universitaria sobre todo de las mujeres es una consecuencia a causa de enfrentar el embarazo. Atribuyeron estos problemas a la información inadecua que poseen, debido a que no han hablado sobre estos temas con la profundidad que se requiere, indicaron la existencia de desconocimiento, mitos, creencias y tabúes alrededor del tema. En cuanto a las conductas sexuales refirieron que la mayor libertad que tienen muchos al no vivir con su familia y varias veces ligadas con el consumo de alcohol y drogas, hace que sean comunes las múltiples parejas, infidelidad, no uso de protección ni anticonceptivos. Palabras Clave: Embarazo no planificado, Abortos, Educación sexual, Salud reproductiva

Prevalence of Workplace Harassment or Mobbing in workers through the application of the Cisneros Scale

The objective of the study is to establish the prevalence of mobbing in workers through the application of the Cisneros scale. The research is observational, descriptive, and crosssectional, the sample consisted of 60 workers from public and private institutions, who voluntarily agreed to participate by filling out the questionnaire provided. The self-administered Cisneros scale was applied, consisting of 43 items that assess psychological harassment behaviors. According to the criterion of whether the worker had been a victim of at least one of the forms of psychological mistreatment described in the Cisneros scale, continuously during the last 6 months, it was determined that 18 % of workers had been victims of workplace harassment; no significant differences were found in the presence of psychological harassment by sex. An analysis of the presence of each behavior indicating harassment at work was carried out, both in the sample of harassed and non-harassed workers, and statistically significant differences were found between the two samples (p=.000), in the number of harassment strategies suffered. Forty-six percent of workers reported that they were harassed at work by bosses or supervisors and 35 % by coworkers. Workplace harassment is an increasingly visible problem in our society; therefore, it is important to carry out studies on this problem that identify the degrees, levels, and forms that this practice adopts, as well as the establishment of laws and interpersonal and institutional norms that act to prevent this phenomenon. Keywords: harassment at work, workers, Cisneros scale. Resumen El objetivo del estudio fue establecer la prevalencia de acoso laboral o mobbing en trabajadores mediante la aplicación de la escala Cisneros. La investigación es observacional, descriptiva y de corte transversal, la muestra estuvo constituida por 60 trabajadores de instituciones públicas y privadas, quienes voluntariamente aceptaron participar llenando el cuestionario suministrado. Se aplicó la escala Cisneros de carácter autoadministrado compuesto por 43 ítems que valoran conductas de acoso psicológico. De acuerdo con el criterio de si el trabajador ha sido víctima de por lo menos alguna de las formas de maltrato psicológico descritas en la escala Cisneros, de manera continuada en el transcurso de los últimos 6 meses, se pudo determinar que el 18 % de trabajadores ha sido víctima de acoso laboral, no se encontraron diferencias significativas de presencia de acoso psicológico por sexo. Se realizó un análisis de la presencia de cada conducta que señala acoso laboral, tanto en la muestra de acosados como no acosados, se comprobó la existencia de diferencias estadísticamente significativas entre las dos muestras (p=,000), en el número de estrategias de acoso padecidas. El 46 % de trabajadores refirió haber recibido acoso laboral de jefes o supervisores y el 35 % de compañeros de trabajo. El acoso laboral es un problema cada vez más visible, por tanto, es importante la realización de estudios sobre esta problemática, que identifiquen grados, niveles y formas que adopta esta práctica, así como el establecimiento de leyes y normas interpersonales e institucionales, que actúen en la prevención de este fenómeno. Palabras Clave: acoso laboral, trabajadores, escala Cisneros