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AUTHOR
Carmen Botella
A limited feedback scheme based on spatially correlated channels for coordinated multipoint systems
High spectral efficiency can be achieved in the downlink of multi-antenna coordinated multi-point systems provided that the multiuser interference is appropriately managed at the transmitter side. For this sake, downlink channel information needs to be sent back by the users, thus reducing the rate available at the uplink channel. The amount and type of feedback information required has been extensively studied and many limited feedback schemes have been proposed lately. A common pattern to all of them is that achieving low rates of feedback information is possible at the cost of increasing complexity at the user side and, sometimes, assuming that some statistics of the channel are known. I…
Downlink radio resource allocation for coordinated cellular OFDMA networks
Base station coordination is considered as a promising technique to mitigate inter-cell interference and improve the cell-edge performance in cellular orthogonal frequency division multiple-access (OFDMA) networks. The problem to design an efficient radio resource allocation scheme for coordinated cellular OFDMA networks incorporating base station coordination has been only partially investigated. In this contribution, a novel radio resource allocation algorithm with universal frequency reuse is proposed to support base station coordinated transmission. Firstly, with the assumption of global coordination between all base station sectors in the network, a coordinated subchannel assignment al…
Distributed Clustering Algorithm for Spatial Field Reconstruction in Wireless Sensor Networks
En este trabajo, consideramos el problema de la estimación espacial distribuida para la reconstrucción del campo radio en redes de sensores inalámbricos. Para estimar el campo, se utiliza una técnica geoestadística llamada kriging. La estimación espacial centralizada con un gran número de sensores conllevan un elevado coste computacional y gasto de energía. Presentamos un novedoso algoritmo de clustering distribuido para estimar mapas de interferencia espacial, que son esenciales para las operaciones y la gestión de las futuras redes inalámbricas. En este algoritmo, los clústeres de sensores se forman de forma adaptativa mediante la minimización de la varianza de kriging. El cálculo del sem…
Radio environment map estimation based on communication cost modeling for heterogeneous networks
Los mapas del entorno radioeléctrico pueden ser una poderosa herramienta para lograr una asignación de recursos eficiente y consciente del contexto en las redes heterogéneas 5G. En este trabajo, consideramos una red heterogénea formada por una red celular tradicional y una red de sensores inalámbricos. El papel de la red de sensores inalámbricos es estimar el mapa del entorno radioeléctrico de la célula utilizando una técnica de interpolación geoestadística denominada Kriging. En un trabajo anterior se propuso un algoritmo de agrupación distribuida de sensores para reducir la complejidad de la estimación. En nuestra contribución, el proceso de formación de clústeres se modifica para incluir…
Communication cost of channel estimation interpolation for group-based vehicular communications in cellular networks
Las comunicaciones inalámbricas para aplicaciones vehiculares en sistemas celulares de quinta generación (5G) deben ser de baja latencia y alta fiabilidad. Entre otros factores, la cantidad de información de control que debe intercambiarse entre cada vehículo y la estación base puede penalizar la latencia de la comunicación. Varios casos de uso vehicular 5G implican comunicaciones dentro de grupos de vehículos, por ejemplo el pelotón de vehículos. Este trabajo se centra en explotar la estructura y características de este servicio vehicular particular basado en grupos para disminuir el intercambio de información de control relacionado con la etapa de estimación del canal necesaria para las c…
Non-convex power allocation games in MIMO cognitive radio networks
Consideramos un escenario de reparto del espectro, basado en la detección, en una red de radio cognitiva MIMO donde el objetivo general es maximizar el rendimiento total de cada usuario de radio cognitiva optimizando conjuntamente la operación de detección y la asignación de potencia en todos los canales, bajo una restricción de interferencia para los usuarios primarios. Los problemas de optimización resultantes conducen a un juego no convexo, que presenta un nuevo desafío a la hora de analizar los equilibrios de este juego. Con el fin de hacer frente a la no convexidad del juego, utilizamos un nuevo concepto relajado de equilibrio, el equilibrio cuasi-Nash (QNE). Se demuestran las condicio…
Coordination in a multi-cell multi-antenna multi-user W-CDMA system: a beamforming approach
The problem of designing joint power control and optimal beamforming (JPCOB) algorithms for the downlink of a coordinated multi-cell WCDMA system is considered throughout this paper. In this case, the JPCOB design is formulated as the problem of minimizing the total transmitted power in the coordinated multi-cell system, subject to a certain quality of service requirement for each user. In this paper, the performance of two JPCOB algorithms based on different beamforming approaches is compared over the coordinated multi-cell system. The first one, obtains local beamformers by means of the well-known virtual uplink-downlink duality. In contrast, the second algorithm implements multi-base bea…
Distributed channel prediction for multi-agent systems
Los sistemas multiagente (MAS) se comunican a través de una red inalámbrica para coordinar sus acciones e informar sobre el estado de su misión. La conectividad y el rendimiento del sistema pueden mejorarse mediante la predicción de la ganancia del canal. Presentamos un esquema basado en regresión de procesos gaussianos (GPR) distribuidos para predecir el canal inalámbrico en términos de la potencia recibida en el MAS. El esquema combina una máquina de comité bayesiano con un esquema de consenso medio, distribuyendo así no sólo la memoria sino también la carga computacional y de comunicación. A través de simulaciones de Monte Carlo, demostramos el rendimiento del GPR propuesto. RACHEL TEC20…
Resource allocation for OFDMA systems with multi-cell joint transmission
This paper considers the downlink resource allocation of a coordinated multi-cell cluster in OFDMA systems with universal frequency reuse. Multi-cell joint transmission is considered via zero-forcing precoding. Furthermore, joint optimization of the user selection and power allocation across multiple subchannels and multiple cells is studied. The objective is to maximize the weighted sum rate under per-base-station power constraints. Based on general duality theory, two iterative resource allocation algorithms are proposed and compared with the optimal solution, which requires an exhaustive search of all possible combinations of users over all subchannels. Simulation results show that the t…
Quasi-nash equilibria for non-convex distributed power allocation games in cognitive radios
In this paper, we consider a sensing-based spectrum sharing scenario in cognitive radio networks where the overall objective is to maximize the sum-rate of each cognitive radio user by optimizing jointly both the detection operation based on sensing and the power allocation, taking into account the influence of the sensing accuracy and the interference limitation to the primary users. The resulting optimization problem for each cognitive user is non-convex, thus leading to a non-convex game, which presents a new challenge when analyzing the equilibria of this game where each cognitive user represents a player. In order to deal with the non-convexity of the game, we use a new relaxed equilib…
A two-layer security model for accessing multimedia content in social networks
La seguridad de un sitio web es hoy en día una de las principales preocupaciones de los administradores de sistemas. La seguridad es también el reto más importante al que se enfrentan los desarrolladores web a la hora de diseñar una plataforma fiable que ofrezca servicios a los usuarios públicos. Es bien sabido que el contenido multimedia en la web está en continuo crecimiento y, recientemente, este tipo de medios se utiliza cada vez más en las redes sociales. El acceso a los contenidos multimedia en el contexto de las redes sociales debe ser fácil y seguro. En este artículo se presenta un modelo de seguridad con capacidad semántica para el acceso a contenidos multimedia en las redes social…
Partial joint processing with efficient backhauling using particle swarm optimization
In cellular communication systems with frequency reuse factor of one, user terminals (UT) at the cell-edge are prone to intercell interference. Joint processing is one of the coordinated multipoint transmission techniques proposed to mitigate this interference. In the case of centralized joint processing, the channel state information fed back by the users need to be available at the central coordination node for precoding. The precoding weights (with the user data) need to be available at the corresponding base stations to serve the UTs. These increase the backhaul traffic. In this article, partial joint processing (PJP) is considered as a general framework that allows reducing the amount …
Efecto de la retroalimentación orientada al acierto: un caso de estudio de analítica del aprendizaje
La Analítica de datos en Educación se puede definir como el área encargada de medir, recopilar y analizar conjuntos de datos obtenidos mediante el uso de entornos tecnológicos de aprendizaje o plataformas de aprendizaje asistido por computadora que permiten registrar las interacciones o trazas digitales del estudiantado. En particular, el estudio de la traza digital registrada puede contribuir positivamente en la comprensión de las estrategias seguidas por el estudiantado al resolver una tarea. En este trabajo se presenta un caso de estudio exploratorio en el que analiza el posible impacto del uso de la retroalimentación orientada al acierto mediante el uso de un entorno tecnológico con el …
A novel frequency reuse scheme for coordinated multi-point transmission
La transmisión multipunto coordinada (CoMP) se considera en 3GPP LTE-Advanced como una técnica clave para mejorar el rendimiento en el borde de la célula. Con el fin de apoyar la asignación conjunta de asignación de recursos entre células coordinadas en sistemas CoMP, es necesario diseñar esquemas eficientes de reutilización de frecuencias. Sin embargo, la mayoría de los esquemas de reutilización de frecuencias existentes no son adecuados para transmisión CoMP debido a que no consideran el escenario de transmisión conjunta multicelular en su regla de reutilización de frecuencias. Para resolver este problema, en este trabajo se propone un esquema de reutilización de frecuencias que divide el…
Multi-user interference mitigation under limited feedback requirements for WCDMA systems with base station cooperation
One of the techniques that has been recently identified for dealing with multi-user interference (MUI) in future communications systems is base station (BS) cooperation or joint processing. However, perfect MUI cancellation with this technique demands severe synchronization requirements, perfect and global channel state information (CSI), and an increased backhaul and signaling overhead. In this paper, we consider a more realistic layout with the aim of mitigating the MUI, where only local CSI is available at the BSs. Due to synchronization inaccuracies and errors in the channel estimation, the system becomes partially asynchronous. In the downlink of wideband code division multiple access …
Distributed radio map reconstruction for 5G automotive
Se espera que los mapas de entorno radio sean una herramienta esencial para la optimización y gestión de recursos del 5G en vehículos. En este trabajo, consideramos el problema de la reconstrucción del mapa de entorno radio utilizando una red de sensores inalámbricos formada por nodos sensores en vehículos, nodos de acceso de una infraestructura de ciudad inteligente, etc. Debido a las limitaciones de recursos en las redes de sensores, es crucial seleccionar un pequeño número de mediciones de los sensores para reconstruir el campo. En este contexto, presentamos un novedoso algoritmo distribuido basado en el método de regresión Kriging para la reconstrucción del mapa de entorno radio en térm…
Improved resource allocation strategy in SU-CoMP network
Coordinated multi-point transmission and reception (CoMP) for single user, named as SU-CoMP, is considered as an efficient approach to mitigate inter-cell interference in orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems. Two prevalent approaches in SU-CoMP are coordinated scheduling (CS) and joint processing (JP). Although JP in SU-CoMP has been proved to achieve a great link performance improvement for the cell-edge user, efficient resource allocation (RA) on the system level is quite needed. However, so far limited work has been done considering JP, and most existing schemes achieved the improvement of cell-edge performance at cost of the cell-average performance degradation …
Uso de Software-Defined Radio en la enseñanza de sistemas de comunicaciones
[ES] En la docencia de sistemas de comunicación hay una componente teórica elevada. La percepción de los estudiantes al estudiar estas asignaturas es negativa. Este trabajo trata de explicar la motivación y la estrategia seguida para reorientar esta percepción a partir de la introducción de elementos de “Software-Defined Radio” (SDR) y “Universal Software Radio Peripherals” (USRP) en diferentes asignaturas del Grado de Ingenier´ıa Telem´atica de la Universitat de València
A low complexity distributed cluster based algorithm for spatial prediction
Los mapas del entorno radioeléctrico (REM) pueden ser una herramienta esencial para numerosas aplicaciones en las futuras redes inalámbricas 5G. En este trabajo, empleamos un popular método geoestadístico llamado kriging ordinario para estimar el REM de un área cubierta por un eNodeB equipado con múltiples antenas. Los sensores inalámbricos se distribuyen por el área de interés y se organizan clústeres adaptativos de sensores para mejorar la calidad de la estimación del canal. En este trabajo, modificamos el algoritmo de clustering distribuido propuesto en un trabajo anterior para reducir la complejidad de la predicción de kriging. Se realizan simulaciones para detallar la técnica de formac…
Gender Diversity in STEM Disciplines: A Multiple Factor Problem.
La falta de diversidad, y específicamente de diversidad de género, es uno de los problemas clave que se están encontrando tanto las empresas del sector tecnológico como las instituciones del ámbito académico en la educación superior. Según la UNESCO, las mujeres representan el 35% de todos los matriculados en las ramas de Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas (STEM, en sus siglas en inglés), encontrándose el mínimo, un 3%, en el área de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (TIC). Al mismo tiempo, el número de mujeres profesionales que abandonan trabajos de perfil tecnológico es inaceptablemente alto. Como miembros de una institución de educación superior centrada e…
Multicell power allocation method based on game theory for inter-cell interference coordination
As a new technology, coordinated multipoint (CoMP) transmission is included in LTE-Advanced study item. Moreover, the network architecture in LTE-Advanced system is modified to take into account coordinated transmission. Under this background, a novel power allocation game model is established to mitigate inter-cell interference with cellular coordination. In the light of cellular cooperation relationship and centralized control in eNodeB, the power allocation in each served antenna unit aims to make signal to interference plus noise ratio (SINR) balanced among inter-cells. Through the proposed power allocation game algorithm, the users' SINR can reach the Nash equilibrium, making it feasib…
On the performance of joint processing schemes over the cluster area
En este trabajo se caracterizan tres esquemas de transmisión conjunta para el enlace descendente y se compara su rendimiento dentro de un clúster de estaciones base. La motivación de este estudio es analizar el rendimiento de estos esquemas dentro del área del clúster, como un primer paso hacia el diseño de un esquema de transmisión conjunta adaptable que soporte escenarios de uso dinámicos. Cada uno de los esquemas analizados, centralizado, parcial y distribuido, requiere una cantidad diferente de conocimiento del canal disponible en el lado del transmisor, un intercambio distinto de información entre estaciones base y la retroalimentación de los usuarios. Además, estos esquemas muestran d…
Semantically-enhanced advertisement recommender systems in social networks
El suministro de recomendaciones en los sistemas sociales lleva ya algún tiempo en el punto de mira tanto de los académicos como de la industria. Los gigantes de las redes sociales como Facebook, LinkedIn, Myspace, etc., están ansiosos por encontrar la bala de plata de la recomendación. Estas aplicaciones permiten a los clientes dar forma a unas determinadas redes sociales a través de sus comunicaciones sociales cooperativas cotidianas. Mientras tanto, la experiencia online actual depende progresivamente de la asociación social. Una de las principales preocupaciones en la red social es establecer un plan de negocio exitoso para obtener más beneficios de la red social. Hacer un negocio en ca…
Experimental Demonstration of 50-Mb/s Visible Light Communications Using 4<inline-formula> <tex-math notation="TeX">$\,\times\,$ </tex-math></inline-formula>4 MIMO
This letter reports the experimental demonstration of an indoor visible light nonimaging multiple-input multiple-output system with an aggregate error free bit rate of 50 Mb/s over a distance of 2 m. The system uses four independent white LED transmitters, each transmitting 12.5 Mb/s of data in the ON-OFF keying nonreturn zero format, and four independent nonimaging optical receivers. The performance of four detection methods ranging from the basic channel inversion to the more advanced space time techniques is compared experimentally. The results gathered demonstrate that the simplest technique is capable of the same bit error rate as the most complex scheme. The system also provides full …
Incorporando dispositivos de radio definida por software en la materia de Comunicaciones Digitales: del grupo piloto a la gran clase
[ES] La innovación educativa es un proceso que se extiende más allá de un curso académico. En su desarrollo se distinguen las etapas de planificación, implementación, evaluación y realimentación, para identificar aspectos susceptibles de mejora. En esta contribución presentamos el trabajo desarrollado en los dos últimos cursos en la asignatura Teoría de la Comunicación (materia de Comunicaciones Digitales), Grado en Ingeniería Telemática, de la Universitat de València. Concretamente, se incorporan dispositivos de radio definida por software en los laboratorios como herramienta para conseguir unas prácticas más realistas. El artículo describe el proceso de adaptación de una sesión de laboratori…
Towards breaking the Gender Gap in Science, Technology, Engineering and Mathematics
The gender gap in Science, Technology, Engineering and Mathematics (STEM) has drawn the attention of research and academic communities due to its impact in the Digital Society, targeting the fourth and fifth 2030 sustainable development goals of achieving quality education and gender equality. Recent studies show that women are enrolling STEM studies in smaller proportion than men and that they have a larger probability to renounce to their jobs or to take leaves. In this scenario, the involvement of educational institutions is seminal to change this trend. The School of Engineering of the University of Valencia (ETSE-UV), Spain, launched in 2011 a pilot program to promote STEM careers, foc…
Application of Radio Environment Map Reconstruction Techniques to Platoon-based Cellular V2X Communications
Vehicle platoons involve groups of vehicles travelling together at a constant inter-vehicle distance, with different common benefits such as increasing road efficiency and fuel saving. Vehicle platooning requires highly reliable wireless communications to keep the group structure and carry out coordinated maneuvers in a safe manner. Focusing on infrastructure-assisted cellular vehicle to anything (V2X) communications, the amount of control information to be exchanged between each platoon vehicle and the base station is a critical factor affecting the communication latency. This paper exploits the particular structure and characteristics of platooning to decrease the control information exch…
Resource allocation for clustered network MIMO OFDMA systems
In this article, we address the resource allocation problem for the downlink of a large network multiple input multiple output orthogonal frequency division multiplexing system with 3-sector base stations. The system is statically divided into a number of disjoint clusters of sectors. A two-step resource allocation scheme is proposed involving the inter-cluster and the intra-cluster levels. As a first step or inter-cluster level, two cooperative frequency reuse approaches are designed to mitigate the inter-cluster interference. A user partition method is proposed to divide the users of each cluster into cluster-edge and cluster-center users. To balance the cell-edge and the cell-average per…
Power allocation for two-cell two-user joint transmission
In this paper, we develop a power allocation scheme for the downlink of a two-cell two-user joint transmission system. The objective is to maximize the sum rate under per-cell power constraints. We study a worst case scenario where the carrier phases between the two base stations are un-synchronized, so that joint transmission must be performed without precoding. The derived power allocation scheme is remarkably simple, i.e., each cell transmits with full power to only one user. Note that joint transmission is still possible, when two cells select the same user for data transmission. Moreover, we prove that, in this scenario, the joint transmission case happens with higher probability when …
On the feasibility of personal audio systems over a network of distributed loudspeakers
Los sistemas de reproducción de audio personal se ocupan de la creación de zonas sonoras personales dentro de una habitación sin necesidad de utilizar auriculares. Estos sistemas utilizan un conjunto de altavoces y diseñan los filtros necesarios en cada altavoz con el fin de que la señal de audio deseada llegue a cada persona en la sala lo más libre de interferencias posible. Existen propuestas muy interesantes en la literatura que hacen uso de arrays circulares o lineales, pero en este trabajo estudiamos el problema considerando una red de altavoces distribuidos controlados por un conjunto de nodos acústicos, que pueden intercambiar información a través de una red. Enunciamos el modelo de …