In this Ph. D. dissertation the electromagnetic bias in GNSS-R (Global Navigation Satellite Systems Reflectometry) altimetry has been studied. GNSS-R altimetry is a new type of system that uses navigation signals as signals of opportunity for Earth observation. The electromagnetic bias has been a topic of research for several decades in conventional radar altimetry, typically at C and Ku bands, and pointing in the nadir direction, but it is a new subject in altimetry GNSS-R. Previous studies on the electromagnetic bias have been first reviewed: the Weakly Non-Linear theory (WNL), the Modulation Transfer Function (MTF), and a combination of both models. After a brief study of both the WNL and the MTF, a combined method is selected, simulated and validated at Ku and C bands, and then extrapolated at L band, the band of the GNSS signals. Then, the EM bias is studied in the time domain and it is characterized using statistical descriptors. Finally, the impact of natural phenomena such as rain, waves and currents in the electromagnetic bias is calculated. In conclusion, this dissertation has demonstrated that the electromagnetic bias is not only a function of the wind speed (or waves), but also a function of both the incidence and azimuth angles. The study in the time domain has been shown that it exhibits a non-linear behavior. Moreover, heavy rains decrease the electromagnetic bias, as they damp the waves, while sea currents in the opposite direction of the wind speed increase the electromagnetic bias, because they increase the surface "roughness", while currents with the same direction of the wind, reduce it / En esta tesis doctoral se estudia el sesgo electromagnético en altimetría GNSS-R (Global Navigation Satellite Systems Reflectometry). La altimetría GNSS-R es un nuevo tipo de sistema que utiliza las señales de navegación como señales de oportunidad para la observación de la tierra. El sesgo electromagnético ha sido un tema de investigación durante varias décadas en altimetría radar convencional utilizando típicamente las bandas C y Ku, y apuntando en la dirección nadir, pero es un tema novedoso en altimetría GNSS-R. En primer lugar se revisan los estudios previos sobre el sesgo electromagnético: la Weakly Non-Linear theory (WNL), la Modulation Transfer Function (MTF), y modelos combinados de ambos. Después de un breve estudio tanto de la WNL como de la MTF, se selecciona un modelo combinado, se simula, y valida en las bandas C y Ku, y luego es extrapolado a la banda L, la banda de las señales de los GNSS. En segundo lugar, se estudia el sesgo electromagnético en el dominio del tiempo y es caracterizado utilizando descriptores estadísticos. Por último, se calcula el impacto de los fenómenos naturales como la lluvia, el oleaje y las corrientes en el sesgo electromagnético . En conclusión, esta tesis doctoral ha demostrado que el sesgo electromagnético no es sólo una función de la velocidad del viento (o del oleaje), sino que también es una función tanto del ángulo de incidencia, como del ángulo de acimut. El estudio en el dominio del tiempo ha demostrado que tiene un comportamiento no lineal. Por otra parte, las fuertes lluvias disminuyen el sesgo electromagnético, pues amortiguan las olas, mientras que las corrientes con dirección opuesta al viento aumentan el sesgo electromagnético, pues aumentan la "rugosidad" superficial, mientras que la corriente tiene la misma dirección de la velocidad del viento, lo reduce.

Data validation and reconciliation techniques have been extensively used in the process industry to improve the data accuracy. These techniques exploit the redundancy in the measurements in order to obtain a set of adjusted measurements that satisfy the plant model. Nevertheless, not many applications deal with closed cycles with complex connectivity and recycle loops, as in absorption refrigeration cycles. This thesis proposes a methodology for the steady-state data validation of absorption refrigeration systems. This methodology includes the identification of steady-state, resolution of the data reconciliation and parameter estimation problems and the detection and elimination of gross errors. The methodology developed through this thesis will be useful for generating a set of coherent measurements and operation parameters of an absorption chiller for downstream applications: performance calculation, development of empirical models, optimisation, etc. The methodology is demonstrated using experimental data of different types of absorption refrigeration systems with different levels of redundancy. / Los procedimientos de validación y reconciliación de datos se han utilizado en la industria de procesos para mejorar la precisión de los datos. Estos procedimientos aprovechan la redundancia enlas mediciones para obtener un conjunto de datos ajustados que satisfacen el modelo de la planta. Sin embargo, no hay muchas aplicaciones que traten con ciclos cerrados, y configuraciones complejas, como los ciclos de refrigeración por absorción. Esta tesis propone una metodología para la validación de datos en estado estacionario de enfriadoras de absorción. Estametodología incluye la identificación del estado estacionario, la resolución de los problemas de reconciliación de datos y estimación de parámetrosy la detección de errores sistemáticos. Esta metodología será útil para generar un conjunto de medidas coherentes para aplicaciones como: cálculo de prestaciones, desarrollo de modelos empíricos, optimización, etc. La metodología es demostrada utilizando datos experimentales de diferentes enfriadoras de absorción, con diferentes niveles de redundancia.

The context of this thesis is the design of CMOS low power RFIC's suitable for direct conversion architectures. Our starting point is the analysis of the characteristics of the integrated passive components (inductors and mainly transformers) from a circuit designer perspective. Then, the achieved understanding of these components is exploited in order to optimize the performance of some of the building blocks of a RF front-end. This thesis is divided in three main chapters. Chapter 1 is dedicated to the analysis of integrated transformers. It starts with a revision of the state of the art of the integrated inductors in order to set up the basis for the analysis of the monolithic transformers. Due to their influence on the component quality factor, a special insight is dedicated to the analysis of the eddy currents. Then, we introduce the integrated transformers and revise the topologies used in their implementation and their characteristics and electrical equivalent models. However, it is important to remark that the goal of this thesis is not the modeling of the component. Instead, we will use EM simulators to reproduce their behavior and point out some physical mechanisms present in integrated transformers that have not been properly considered in the equivalent electrical models presented in the literature so far. In particular, we will study eddy currents in integrated transformers and will demonstrate their dependence on the operating mode of the transformer as well as on the loads connected to the primary and the secondary. As we will see this phenomenon has a direct influence on the component model as well as on the component optimization. Thus, different optimization procedures should be applied to minimize the component losses depending on the application. Finally, this chapter finishes with the design of a double balanced mixed that uses two differential transformers to increase the isolation between ports. It is demonstrated that a differential driving minimizes the effects of the parasitic capacitances and increases noticeably this isolation. It is also shown that the etching of the silicon underneath of the integrated transformers that reduces these parasitic capacitances also increases this isolation (even if a single-ended excitation is applied). Chapter 2 investigates the design of oscillators having low phase noise and large tunning range. After identifying the quality factor of the integrated inductors as one of the main factors limiting the oscillator phase noise, a novel transformer-based (parallel) resonator is introduced. This new topology overcomes the performance of the common inductor-based resonators in terms of tuning range and effective quality factor. A detailed description of the resonator is then performed in order understand its potentially and limitations. Thus, its properties are firstly studied from an electrical circuit perspective using the equivalent models discussed in the previous chapter. Then, it is realized the analysis in the EM domain in order to compare its performance with the standard inductor-based resonator. Once again, eddy currents are identified as the main factor limiting the effective quality factor of the transformer-based resonator. Thanks to the already achieved understanding of integrated transformers, the layout optimization method proposed by López-Villegas [35] for integrated inductors can be extended to the optimization of the transformer (when working in common-mode). The extension of the parallel design to N-resonators is also shortly discussed. Finally, the proposed resonator is used in a low phase-noise 1.7 GHz CMOS VCO.Chapter 3 presents a new topology of quadrature oscillator based on the differential coupling at the second harmonic of two differential oscillators. As in the previous design, an integrated transformer plays a relevant role in this circuit being used to establish the coupling between oscillators. In order to obtain a basic understanding of the phenomena involved in the generation of quadrature signals using the proposed method and set up the design procedure several concepts must be revised. In particular, the theory on forced (or injected) and coupled oscillators is discussed and applied to the proposed quadrature oscillator. Finally, to show the feasibility and potentiality of this methodology, different designs in integrated and hybrid implementations are presented.

Es los últimos años se han llevado a cabo importantes trabajos de investigación, tomando el gas radón como elemento de evaluación en modelos de transporte atmosférico y así estimar el flujo de partículas. Además la utilización del radón ha encontrado otras aplicaciones en el estudio de las emisiones de gases de efecto invernadero a escala regional; en la actualidad en algunos proyectos europeos como el Ttorch y el InGOS se realizan medidas en continuo de radón atmosférico junto con otros gases de efecto invernadero. En este marco de actuación, la presente tesis quiere caracterizar una nueva estación de radón atmosférico en El Arenosillo, en la cuenca sur de España, llevando a cabo medidas de radón a diferentes alturas gracias a una torre de 100 metros. Además otro objetivo de la tesis ha sido la caracterización del flujo de radón en esta área geográfica. Este trabajo incluye, además de un análisis de las concentraciones de radón mediante un sistema de esfera por electrodeposición, las observaciones de los parámetros meteorológicos en la estación de El Arenosillo. El flujo de radón en la misma área ha sido estudiado tanto con métodos directos como indirectos. Para poder estudiar el origen de las masas de aire ricas o pobres en radón que llegan a la estación, se ha realizado un análisis cualitativo con retro trayectorias. / An intensive research has been carried out during the last decade on a global scale using 222Rn for global atmospheric transport models evaluation as well as for estimating fluxes of atmospheric constituents. Furthermore, a new application in recent years has been the use of radon for estimating regional scale greenhouse gas emission. Nowadays, some European projects and data base, such as the TTtorch and the InGOS, are carrying out continuous measurements of the atmospheric 222Rn gas concentrations together with others greenhouse gases measurements at tall towers. In this framework, the present thesis aims to characterize a new atmospheric radon station at the El Arenosillo station, in the Southwest coast of Spain, by performing atmospheric radon concentration measurements at different heights thank to the presence of a 100 m tall tower. Furthermore, the study wants to properly characterize the radon flux background in this area. Therefore, this work includes the analysis of atmospheric radon gas concentration by electrostatic chamber method under seasonal meteorological parameters at two heights and the characterization of the radon flux of the El Arenosillo station area by direct and by indirect radon flux inventories. Finally, a qualitative back trajectories analysis has been performed to study the origin of air masses rich or poor in radon and to confirm the specific regions as radon source regions. During the Autumn season the geometric mean of radon data at 10 m is 4.48 Bq m-3 with a st. dev. of 2.03 Bq m-3 .and at 100 m is 2.93 with 1.98 Bq m-3 . In the Winter season the geometric mean of radon concentration data at 10 m is 3.82 Bq m-3 with a st. dev. of 2.34. At 100 m the geometric mean is and 3.06 Bq m-3 with 1.72. These radon concentrations are not as high as would be expected for winter and can be explained by the high frequency of radon-poor air masses coming from the Atlantic Ocean and from South Portugal during this season. The Spring season shows a geometric mean of radon concentration data at 10 m of 3.60 Bq m-3 with a st. dev. equal to 2.18 and at 100 m is 2.05 Bq m-3 with 2.20. These average radon concentrations indicate good atmospheric layer separation during this season. Finally, during the summer season the radon concentration data at 10 m is 2.64 Bq m-3 with a st. dev. of 1.86. At 100 m height, the geometric mean is 2.41 Bq m-3 with standard deviation of 1.88. These values indicate good statistics for this season and a strong mixing layer, as was expected for an unstable summer. The local radon flux contribution at el Arenosillo station is really low, of 5.3 ± 1.8 Bq m-2 h-1 which means that the atmospheric radon concentrations data will not have any strong noisly radon background and can be used in order to estimate remote radon source. The 222Rn flux observed from the close phosphogypsum pile and confirmed by different monitors and methods shows an average value of 33.5 ± 5.6 Bq m-2 h-1 , which is really low if compared with material 226Ra activity concentration of 550 Bq kg-1. The experimental analysis of atmospheric radon behaviour at El Arenosillo station has pointed out the existence of specific regions poor/rich in radon where the air masses use to come from such as the Sierra Morena system, the Betic system, the North of Portugal, the Atlantic Ocean, the Marocco area and the Guadalquivir Valley. A back-trajectory analysis has been performed by the transport model HYSPLIT4 in order to confirm the air masses origin from specific sectors and to justify the poor/rich radon concentrations transported and measured at El Arenosillo station.

Aquesta tesi aborda el reconeixement automàtic d'emocions espontànies basat en l'anàlisi del senyal de veu. Es realitza dins del Grup de recerca de Tecnologies Mèdia d’Enginyeria i Arquitectura La Salle, tenint el seu origen en un moment en el qual existeixen obertes diverses línies de recerca relacionades amb la síntesi afectiva però cap d’elles relacionada amb la seva anàlisi. La motivació és millorar la interacció persona-màquina aportant un mòdul d'anàlisi en l'entrada dels sistemes que permeti, posteriorment, generar una resposta adequada a través dels mòduls de síntesis en la sortida dels mateixos. El focus d'atenció se situa en l'expressivitat afectiva, intentant dotar d'habilitats d'intel•ligència emocional a sistemes d'intel•ligència artificial amb l'objectiu d'aconseguir que la interacció persona-màquina s'assembli, en la major mesura possible, a la comunicació humana. En primer lloc es realitza una anàlisi preliminar basada en locucions gravades en condicions ideals. L'expressivitat vocal en aquest cas és actuada i els enregistraments responen a un guió previ que determina a priori l'etiqueta que descriu el contingut afectiu de les mateixes. Si bé aquest no és el paradigma de la interacció en un entorn realista, aquest primer pas serveix per provar les primeres aproximacions a la parametrització dels corpus, els mètodes de selecció de paràmetres i la seva utilitat en l'optimització dels procediments, així com la viabilitat de considerar el sistema de reconeixement afectiu com un exercici de classificació categòrica. Així mateix, permet comparar els resultats obtinguts en aquest escenari amb els que s'obtenen posteriorment en l'escenari realista. Si bé pot considerar-se que la utilitat d'un marc de treball com l'aquí proposat manca d'interès més enllà de l’exercici de comprovació citat, en aquesta tesi es proposa un sistema basat en aquest plantejament la finalitat del qual és la validació automàtica d'un corpus de veu expressiva destinat a síntesi, ja que en síntesi sí és necessari que el corpus estigui gravat en condicions òptimes posat perquè serà emprat per a la generació de noves locucions. En segon lloc la tesi aprofundeix en l'anàlisi del corpus FAU Aibo, un corpus multilocutor de veu expressiva espontània gravat en alemany a partir d'interaccions naturals d'un grup de nens i nenes amb un robot dotat d'un micròfon. En aquest cas el plantejament és completament diferent a l'anterior partint de la definició del propi corpus, en el qual les locucions no responen a un guió previ i les etiquetes afectives s'assignen posteriorment a partir de l'avaluació subjectiva de les mateixes. Així mateix, el grau d'expressivitat emocional d'aquestes locucions és inferior al de les gravades per un actor o una actriu perquè que són espontànies i les emocions, atès que es generen de forma natural, no responen necessàriament a una definició prototípica. Tot això sense considerar que les condicions d'enregistrament no són les mateixes que les que s'obtindrien en un estudi d'enregistrament professional. En aquest escenari els resultats són molt diferents als obtinguts en l'escenari anterior raó per la qual es fa necessari un estudi més detallat. En aquest sentit es plantegen dues parametritzacions, una a nivell acústic i una altra a nivell lingüístic, ja que la segona podria no veure's tan afectada pels elements que poden degradar la primera, tals com a soroll o altres artefactes. Es proposen diferents sistemes de classificació de complexitat variable malgrat que, sovint, els sistemes més senzills produeixen resultats adequats. També es proposen diferents agrupacions de paràmetres intentant aconseguir un conjunt de dades el més petit possible que sigui capaç de dur a terme un reconeixement afectiu automàtic de forma eficaç. Els resultats obtinguts en l'anàlisi de les expressions espontànies posen de manifest la complexitat del problema tractat i es corresponen amb valors inferiors als obtinguts a partir de corpus gravats en condicions ideals. No obstant això, els esquemes proposats aconsegueixen obtenir resultats que superen els publicats a data d’avui en estudis realitzats en condicions anàlogues i obren, per tant, la porta a recerques futures en aquest àmbit. / Esta tesis aborda el reconocimiento automático de emociones espontáneas basado en el análisis de la señal de voz. Se realiza dentro del Grup de recerca de Tecnologies Mèdia de Enginyeria i Arquitectura La Salle, teniendo su origen en un momento en el que existen abiertas varias líneas de investigación relacionadas con la síntesis afectiva pero ninguna relacionada con su análisis. La motivación es mejorar la interacción persona-máquina aportando un módulo de análisis en la entrada de los sistemas que permita, posteriormente, generar una respuesta adecuada a través de los módulos de síntesis en la salida de los mismos. El centro de atención se sitúa en la expresividad afectiva, intentando dotar de habilidades de inteligencia emocional a sistemas de inteligencia artificial con el objetivo de lograr que la interacción persona-máquina se asemeje, en la mayor medida posible, a la comunicación humana. En primer lugar se realiza un análisis preliminar basado en locuciones grabadas en condiciones ideales. La expresividad vocal en este caso es actuada y las grabaciones responden a un guion previo que determina a priori la etiqueta que describe el contenido afectivo de las mismas. Si bien este no es el paradigma de la interacción en un entorno realista, este primer paso sirve para probar las primeras aproximaciones a la parametrización de los corpus, los métodos de selección de parámetros y su utilidad en la optimización de los procedimientos, así como la viabilidad de considerar el sistema de reconocimiento afectivo como un ejercicio de clasificación categórica. Asimismo, permite comparar los resultados obtenidos en este escenario con los que se obtienen posteriormente en el escenario realista. Si bien pudiera considerarse que la utilidad de un marco de trabajo como el aquí propuesto carece de interés más allá del mero ejercicio de comprobación citado, en esta tesis se propone un sistema basado en este planteamiento cuya finalidad es la validación automática de un corpus de voz expresiva destinado a síntesis, ya que en síntesis sí es necesario que el corpus esté grabado en condiciones óptimas puesto que será empleado para la generación de nuevas locuciones. En segundo lugar la tesis profundiza en el análisis del corpus FAU Aibo, un corpus multilocutor de voz expresiva espontánea grabado en alemán a partir de interacciones naturales de un grupo de niños y niñas con un robot dotado de un micrófono. En este caso el planteamiento es completamente distinto al anterior partiendo de la definición del propio corpus, en el que las locuciones no responden a un guion previo y las etiquetas afectivas se asignan posteriormente a partir de la evaluación subjetiva de las mismas. Asimismo, el grado de expresividad emocional de estas locuciones es inferior al de las grabadas por un actor o una actriz en tanto que son espontáneas y las emociones, dado que se generan de forma natural, no responden necesariamente a una definición prototípica. Todo ello sin considerar que las condiciones de grabación no son las mismas que las que se obtendrían en un estudio de grabación profesional. En este escenario los resultados son muy diferentes a los obtenidos en el escenario anterior por lo que se requiere un estudio más detallado. En este sentido se plantean dos parametrizaciones, una a nivel acústico y otra a nivel lingüístico, ya que la segunda podría no verse tan afectada por los elementos que pueden degradar la primera, tales como ruido u otros artefactos. Se proponen distintos sistemas de clasificación de complejidad variable a pesar de que, a menudo, los sistemas más sencillos producen resultados buenos. También se proponen distintas agrupaciones de parámetros intentando conseguir un conjunto de datos lo más pequeño posible que sea capaz de llevar a cabo un reconocimiento afectivo automático de forma eficaz. Los resultados obtenidos en el análisis de las expresiones espontáneas ponen de manifiesto la complejidad del problema tratado y se corresponden con valores inferiores a los obtenidos a partir de corpus grabados en condiciones ideales. Sin embargo, los esquemas propuestos logran obtener resultados que superan los publicados hasta la fecha en estudios realizados en condiciones análogas y abren, por lo tanto, la puerta a investigaciones futuras en este ámbito. / The topic of this thesis is about automatic spontaneous emotion recognition from the analysis of the speech signal. It is carried out in the Grup de recerca de Tecnologies Mèdia of Enginyeria i Arquitectura La Salle, and it was started when several research lines related to the synthesis of emotions were in progress but no one related to its analysis. The motivation is to improve human-machine interaction by developing an analysis module to be adapted as an input to the devices able to generate an appropriate answer at the output through their synthesis modules. The highlight is the expression of emotion, trying to give emotional intelligence skills to systems of artificial intelligence. The main goal is to make human-machine interaction more similar to human communication. First, we carried out a preliminary analysis of utterances recorded under ideal conditions. Vocal expression was, in this case, acted and the recordings followed a script which determined the descriptive label of their emotional content. Although this was not the paradigm of interaction in a realistic scenario, this previous step was useful to test the first approaches to parameterisation of corpora, feature selection methods and their utility optimizing the proposed procedures, and to determine whether the consideration of the emotion recognition problem as a categorical classification exercise is viable. Moreover, it allowed the comparison of the results in this scenario with the results obtained in the realistic environment. This framework can be useful in other contexts, additionally to this comparison utility. In this thesis we propose a system based on it with the goal of validating automatically an expressive speech corpus for synthesis. In the synthesis field, corpora must be recorded under real conditions to create new speech utterances. Second, we present an analysis of the FAU Aibo corpus, a multispeaker corpus of emotional spontaneous speech recorded in German from the interaction of a group of children with a robot with a microphone. In this case the approach was different because of the definition of the corpus. The recordings of the FAU Aibo corpus did not follow a script and the emotion category labels were assigned after a subjective evaluation process. Moreover, the emotional content of these recordings was lower than in those recorded by actors because of their spontaneity and emotions were not prototypical because they were generated naturally, not following a script. Furthermore, recording conditions were not the same that in a professional recording studio. In this scenario, results were very different to those obtained in the previous one. For this reason a more accurate analysis was required. In this sense we used two parameterisations, adding linguistic parameters to the acoustic information because the first one could be more robust to noise or some other artefacts than the second one. We considered several classifiers of different complexity although, often, simple systems get the better results. Moreover, we defined several sets of features trying to get a reduced set of data able to work efficiently in the automatic emotion recognition task. Results related to the analysis of the spontaneous emotions confirmed the complexity of the problem and revealed lower values than those associated to the corpus recorded under ideal conditions. However, the schemas got better results than those published so far in works carried out under similar conditions. This opens a door to future research in this area.

Aquesta tesi presenta una nova família de protocols basats en contesa, els algorismes ALOHA estabilitzats de finestra (window stabilized ALOHA, WSA). Aquests protocols d'accés aleatori tenen resolució dinàmica i probabilística i es poden seguir aplicant encara que el model de Poisson para el procés d'arribades no sigui vàlid. De partida, s'ha conjuntat la idea simple dels protocols ALOHA, amb l'eficiència dels protocols de resolució de col·lisions amb accés bloquejat, resultant una nova família de protocols que tenen unes prestacions millorades respecte als existents amb el mateix model de sistema. Aquests protocols presentats i analitzats són una variant millorada del protocol Slotted-ALOHA estabilitzat, proposat per nombrosos autors, que aconseguien d'aquesta forma que l'algorisme arribés de forma estable a aconseguir un throughput de 0,36. El càlcul analític dels seus paràmetres: throughput i retard, permet quantificar la bondat d'aquests algorismes i comparar-los amb els ja existents. Els algorismes presentats aquí aconsegueixen un throughput de 0,4335 per al cas del feedback binari, 0,4365 per al cas del feedback ternario, i de 0,5052 per a un feedback òptim. / Esta tesis presenta una nueva familia de protocolos basados en contienda, los algoritmos ALOHA estabilizados de ventana (window stabilized ALOHA, WSA). Estos protocolos de acceso aleatorio tienen resolución dinámica y probabilística y se pueden seguir aplicando aún cuando el modelo de Poisson para el proceso de llegadas no sea válido.De partida, se ha aunado la idea simple de los protocolos ALOHA, con la eficiencia de los protocolos de resolución de colisiones con acceso bloqueado, resultando una nueva familia de protocolos que tienen unas prestaciones mejoradas respecto a los existentes con el mismo modelo de sistema.Estos protocolos presentados y analizados son una variante mejorada del protocolo Slotted-ALOHA estabilizado, propuesto por numerosos autores, que conseguían de esta forma que el algoritmo llegara de forma estable a conseguir un throughput de 0,36. El cálculo analítico de sus parámetros: throughput y retardo, permite cuantificar la bondad de estos algoritmos y compararlos con los ya existentes.Los algoritmos presentados aquí consiguen un throughput de 0,4335 para el caso del feedback binario, 0,4365 para el caso del feedback ternario, y de 0,5052 para un feedback óptimo. / This thesis introduces a new family of content-based protocols , the window stabilized ALOHA algorithms (WSA). These random access protocols have dynamic and probabilistic resolution and they can be applied even when the Poisson model for the arrival process would not be valid. Initially, it has brought together the simple idea of ALOHA protocols , with the efficiency of the collision resolution protocols with blocked access , resulting in a new family of protocols that have improved performance with respect to the existing ones with the same system model. These protocols are a improved variant protocol of Slotted-stabilized ALOHA , proposed by many authors, who get in this way that the algorithm arrive at the stable throughput of 0.36. The analytical calculation of parameters, throughput and delay, allows quantify the goodness of these algorithms and compare them with existing ones. The algorithms presented here provide a throughput of 0.4335 to the case of binary feedback, 0.4365 to the case of ternary feedback, and 0.5052 to optimal feedback.

En esta tesis se realizó un estudio teórico-experimental de un expansorscroll de pequeña potencia, comercializado como compresor, con la finalidad de integrarlo en sistemas de refrigeración por absorción para producir energía mecánica. El estudio consistió en primer lugar encaracterizar el expansor con aire y con amoniaco con objetode establecer sus prestaciones en distintas condiciones de operación. Luego se modelizó mediante un modelo semi-empírico en que la expansión se realiza según un proceso isentrópico seguido de uno isocórico, y las fugas internas del fluido como el paso de un flujo a través de una tobera convergente isentrópica. El modelo permite estimar la potencia mecánica neta, el caudal másico y la temperatura de salida del expansor a partir de la presión y temperatura de entrada, relación de presiones y frecuencia de giro, siendo las desviaciones máximas entre las variables calculadas y las medidas para el amoniaco del ±9%, ±5% y ±4 K, respectivamente. Adicionalmente, el modelo fue aplicado a expansores de mayor desplazamiento volumétrico del mismo fabricante con el fin de obtener sus mapas de funcionamiento. Finalmente, se realizó un estudio teórico sobre la integración de los expansores en distintas configuraciones en sistemas de refrigeración por absorción de simple etapa con las mezclas amoníaco/agua, amoniaco/tiocianato sódico y amoniaco/nitrato de litio. Los resultados obtenidos de la simulación termodinámica muestran que en estos sistemas puede producirse hasta unos 29 kW de energía mecánica y hasta 29 kW de refrigeración en distintas proporciones, a partir de fuentes de calor térmicas desde 80 oC a 130 oC y refrigeración a temperaturas de hasta -10 oC. / This thesis presentsthe theoretical and experimental study of a small scroll expander, commerciallyavailable as a compressor, in order to integrate it into absorption systems forthe production of mechanical energy. The expander was characterized with airand ammonia to determine its performance at different operational conditions.Then the expander was modelled to predict its performance assuming that thefluid that enters into the expander carries out an isentropic expansion processfollowed by an adiabatic isochoric process. The leaks are modelled as anisentropic flow through a converging nozzle. The model calculates the netmechanical power, mass flow rate and the exhaust temperature from the supplypressure and temperature, pressure ratio and rotational speed, with a maximumdeviation between the calculated and measured variables for ammonia from ±9%,±5% and ±4 K, respectively. Also the expander model was used to calculatethe performance of other expanders of the same type but with a highervolumetric displacement (TRSA09 and TRSA012). Finally, it was performed a studyabout the integration of expansion system in absorption refrigeration systemsusing three working mixtures: ammonia/water, ammonia/sodium thiocyanate andammonia/lithium nitrate. These systems can produce up to about 29 kW ofmechanical power and 29 kW of cooling capacity at desired proportions from heatsources at low temperatures, from 80 to 130 °C and cooling at temperatures upto -10 °C.

We define the purpose of this work as an analysis of the available mathematical algorithms for solving Mechanisms Synthesis problems with the aim of generating an interactive simulation tool and with the intention of assisting mechanical designers, teachers and the students in the task of solving dimensional synthesis and exact rigid body guidance synthesis problems using symbolic computing tools and 3DCAD software. So we present the objectives of this thesis in several areas: (a) Industrial scope: Providing a useful tool for mechanical designers in order to solve synthesis of mechanisms; (b) Teaching scope: Giving a tool for being used in classroom with which teachers can give synthesis of mechanisms in a flexible and intuitive way, and with which students can self-learn this subject, (c) Institutional scope: Improving and promoting the transformation to the European Higher Education Space of engineering schools through the implementation of novel software tools. So, after an intensive search through all Mechanical Engineering Degree compulsory subjects teaching guides, from all Spanish universities that offer this degree, we found that the synthesis of mechanisms is a subject that only appears in 20 of the 54 available subjects. In order to improve this situation we suggest the following actions: -Implementing various support tools,-as we bring in this research-, in order to facilitate teaching of considerably dense subjects. -Creating specific optional subjects, postgraduates or master studies into which accommodate the knowledge area of mechanisms synthesis, thus providing enough time to teach and to learn subjects that otherwise would be very difficult to include in the syllabus of Mechanical Engineering Degree compulsory subjects. -Using interactive computer tools, with an easy and intuitive use, -as the one presented in our thesis-, that students can use in a quasi-autonomous way as a self-learning tool. After analyzing the most representative tools that nowadays exist in the world of Mechanisms Synthesis, we detected some unmet needs. And for this reason we decided to make a computer application to fill these gaps. The main advantages of our novel and novel software are: -It¿s fully editable by the user, so it can be modified, customized or extended without any limit. -It¿s integrated into the 3DCAD software CATIAv5. This fact allows mechanisms designers to work always in the same environment. -Avoids the introduction of numerical values. This fact makes our software very handy and flexible while avoids unwanted errors. -The result of its calculations is a wrl file, a format directly insertable into most of current 3DCAD platforms.

Esta tesis se basa en el diseño de estrategias de gestión de inventario en cadenas de suministro usando la teoría de control. El principal objetivo es proponer un esquema de control para resolver los principales problemas que aparecen en el controla gestión de inventario de una cadena de suministro (incertidumbre en el retardo, el efecto látigo y el déficit de inventario). Este objetivo principal se divide en dos objetivos: 1. La neutralización de los efectos causados por el retardo de entrega de un pedido. 2. Diseño de políticas de inventario que permitan un balance entre el rechazo a la perturbación (demanda) y el seguimiento del inventario objetivo. Dado que el esquema de control por modelo interno (IMC) permite tratar los objetivos (1) y (2) bajo el mismo paradigma de control, pero de una manera disociada, éste se presenta en esta tesis como una nueva política de reposición de inventario en cadenas de suministro. Sin embargo, el IMC requiere el conocimiento del retardo para compensar sus efectos. Esta situación no es viable cuando el retardo cambia durante el proceso, situación común en las cadenas de suministro. Por lo tanto, la investigación empieza con la identificación del retardo. Así, en esta tesis se formula un algoritmo de identificación que permite estimar el verdadero valor de los retardos de la cadena de suministro. Estos valores se utilizan para adaptar el bloque de retardos en el esquema de control. De ese modo, el objetivo (1) se finaliza. El objetivo (2) se basa en el diseño de los controladores del esquema IMC. El objetivo de los controladores de IMC es mantener los niveles de inventario de la cadena de suministro cerca del inventario objetivo mitigando el efecto látigo. Cada entidad de la cadena de suministro puede operar en varios modos de trabajo durante el tiempo: suministro infinito y suficiente existencia, (SISE), suministro infinito y Bajas existencia, (SIBE), Suministro limitado, (SL). Cuando el tiempo de espera es demasiado largo y existe incertidumbre en la demanda, muchas empresas optan por utilizar una estrategia de inventario de seguridad para garantizar la satisfacción de la demanda del cliente. En virtud de esta estrategia de la cadena de suministro está siempre en el modo de trabajo (SISE). Cuando el inventario es insuficiente, la cadena de suministro puede trabajar en cualquiera de los modos de trabajo (SISE), (SIBE) o (SL). Por lo tanto, comenzamos proponiendo el diseño del sistema de control para una cadena de suministro bajo la estrategia de inventario de seguridad (SISE). El diseño está basado en las directrices del esquema IMC en el cual se realiza un balance entre la mitigación del efecto látigo y el seguimiento del inventario. Después de eso, el sistema de control se diseña para una cadena de suministro trabajando sin inventario de seguridad (es decir, en cualquier modo de funcionamiento (SISE), (SIBE) o (SL)). Por lo tanto, se propone un sistema de control de inventario conmutado bajo la estrategia de control descentralizado. Este consiste en un banco de controladores diseñados para cada posible caso de funcionamiento de cada entidad y una lógica de conmutación que selecciona el mejor controlador en cada instante de tiempo. Así, el objetivo (2) está terminado. / This thesis relies on the design of inventory management strategies in supply chain systems by using control theory approaches. The main objective is to propose a control scheme to solve the principal problems appearing in the inventory control of the supply chain (uncertainty in the lead time, the bullwhip effect and the inventory drift). This objective is divided in two particular objectives: 1. On the one hand, the counteraction of effects caused by the existing delay between the time at which an order is placed on the immediate supplier and the moment at which the petition is satisfied. 2. On the other hand, the design of inventory policies allowing a trade-off between the disturbance (demand) rejection and the inventory target tracking. Since the internal model control scheme (IMC) allows to tackle the objectives (1) and (2) under the same paradigm of control but in a decoupled way, the IMC scheme is presented in this thesis as a novel inventory replenishment policy for the entire supply chain. Nevertheless, the IMC requires the perfect knowledge of the lead time to compensate its effects. This situation is not viable when the delay changes during the process which is a common situation in supply chains. Hence, first of all, the research is focused on the identification of the lead time. As a result of this part of the research, an identification algorithm that allows to estimate the actual delay values of the entire supply chain at each time interval is formulated. The estimated delay values are used to adapt the delay block in the control scheme. Thereby, the particular objective (1) is finalised. The objective (2) relies on the design of the IMC scheme controllers. The aim of the IMC controllers is to keep the inventory levels of the supply chain close to the inventory target mitigating the bullwhip effect. Each echelon of the supply chain may operate under several working modes during the time: Infinite Supply and High stock, (ISHS), Infinite Supply and Low Stock, (ISLS), Limited Supply, (LS). When the lead time is too long and there exist uncertainty in the demand level, many companies choose to use a safety stock strategy to assure the customer demand satisfaction. Under this strategy the supply chain is always in the (ISHS) working mode. When the stock is insufficient, the supply chain may work under any of (ISHS), (ISLS) or (LS) working modes. Therefore, we start proposing the design of the control scheme for supply chain under safety stock strategy (ISHS). The design is based on the IMC guidelines where a trade-off between the bullwhip effect avoidance and inventory tracking is carried out, which is the second objective of the research. After that, the control scheme is designed for a supply chain working without safety stock (i.e. under any working mode (ISHS), (ISLS) or (LS)). Therefore, we propose a switched inventory control system for a serial multivariable supply chain under decentralized control strategy. This consists in a bank of controllers designed for each possible operation case of each echelon and a switching logic that selects the best controller at each instant time. Thus, the objective (2) is finalised.

This doctoral thesis analyses whether electric vehicle is technical, economic and environmental sustainable. We have studied a company fleet of electric vehicles which has a carsharing service for the retail department to know if the EV could replace an internal combustion engine vehicle. We have examined the journeys of 8 EV located on six of the main cities of Spain through data collected from the CAN bus UCV (on-board diagnostics). We have measured the battery's charging, because we are interested on its behaviour (autonomy, auto-discharging and aging) and the energy required to charge the EV. Also, we have studied the well to wheels analysis, assessing their efficiency and environmental effects (CO2 emissions and noise), quantifying the economic impact (fuel and Total Cost of Ownership) and other potential benefits associated with EV (Corporate Social Responsibility, tax free, etc). / Esta tesis analiza si el vehículo eléctrico es sostenible técnica, económica y ambientalmente y puede sustituir a un vehículo de combustión interna, estudiando la flota de vehículos eléctricos de una empresa que tiene un servicio de carsharing contratado para el desplazamiento de sus comerciales. Para ello, se han examinado los trayectos de ocho vehículos eléctricos en seis ciudades españolas a través de los datos obtenidos de su CAN bus mediante el UCV (equipo embarcado) durante los años 2012 y 2013. Además, se han realizado medidas de la carga de la batería, para conocer su comportamiento (autonomía, autodescarga y envejecimiento) y sus consumos energéticos. El objetivo es estudiar su ciclo de vida, valorando su eficiencia y efectos ambientales (emisiones de CO2 y ruido), y concluir cuantificando su impacto económico (combustibles y coste total de la propiedad) y otras posibles ventajas asociadas al vehículo eléctrico (responsabilidad social corporativa, exención de impuestos, etc).