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[en] WDM-PON PASSIVE OPTICAL NETWORKS MONITORING / [pt] SUPERVISÃO DE REDES OPTICAS PASSIVAS WDM-PONDIEGO RODRIGO VILLAFANI CABALLERO 20 August 2014 (has links)
[pt] As redes ópticas passivas de nova geração 2 (NG-PON2) estão estudando e considerando o WDM-PON (Wavelength-Division-Multiplexed Passive Optical Networks) como a nova arquitetura para as redes de acesso, é provável que esta arquitetura seja adotada num futuro como o padrão. No entanto, algumas
instalações já foram realizadas em todo o mundo, a maior parte delas na Coréia do Sul. Com o objetivo de reduzir os custos de operação (OPEX) e garantir a qualidade do serviço (QoS) um sistema de supervisão e localização de falhas é necessário. Neste trabalho é proposto e demonstrado um OTDR sintonizável (Optical Time-Domain Reflectometer) para realizar o monitoramento de redes WDMPON em serviço. O método apresentado é provado para diferentes fontes laser sintonizáveis CW (Continuous Wave) e utiliza um amplificador óptico semicondutor (SOA) como comutador para o sinal de prova. O sistema de monitoramento é provado experimentalmente numa rede WDM-PON simulada no laboratório a qual utiliza um AWG (Arrayed Waveguide Grating) como distribuidor. Os resultados foram melhorados utilizando diferentes métodos para mitigar os efeitos de interferência. / [en] The Next Generation Passive Optical Network 2 (NG-PON2) is considering and studying wavelength-division-multiplexed passive optical networks (WDM-PONs) as the new architecture for access networks, this architecture is likely to be adopted in near future as standard. However some deployments have been achieved worldwide, most of them in South Korea. In order to lower the operational expenditure (OPEX) and guarantee quality-of-service (QoS) an in-service monitoring and fault localization system is required.
We propose and demonstrate a tunable optical time-domain reflectometer (T-OTDR) for in-service monitoring of (WDM-PONs). The proposed method is proved for different continuous wave tunable laser sources (CW TLS), and uses semiconductor optical amplifier (SOA) as a switch for the probe signal. This monitoring system is experimentally proved in a simulated WDMPON employing a cyclic AWG (Arrayed Waveguide Grating) as wavelength distributor. We improve the results using different methods to mitigate the interference effects.
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[en] USE OF ARTIFICIAL NEURAL NETWORK MODELS FOR FAULT DETECTION AND DIAGNOSIS OF TENNESSEE EASTMAN PROCESS / [pt] USO DE MODELOS DE REDES NEURAIS ARTIFICIAIS PARA DETECÇÃO DE FALHAS NO PROCESSO TENNESSEE EASTMANDANIEL LERNER 18 March 2019 (has links)
[pt] A humanidade está vivenciando a Quarta Revolução Industrial, caracterizada pela implementação global da internet, utilização de inteligência artificial e automatização dos processos. Este último é de grande importância para indústria química, uma vez que seu desenvolvimento possibilitou um aumento significativo da quantidade de dados armazenados diariamente, o que gerou uma demanda para análise desses dados. Este enorme fluxo de informações tornou o sistema cada vez mais complexo com uma aleatoriedade de falhas no processo que se identificadas poderiam ajudar a melhorar o processo e evitar acidentes. Uma solução ainda pouco comum na indústria, porém com grande potencial para identificar estas falhas de processo com excelência, é a emergente inteligência artificial. Para lidar com esta questão, o presente trabalho realiza a detecção e identificação de falhas em processos industriais através da modelagem de redes neurais artificias. O banco de dados foi obtido através do uso do benchmark de processo Tennessee Eastman, implementado no Software Matlab 2017b, o qual foi projetado para simular uma planta química completa. A enorme quantidade de dados gerados pelo processo tornou possível a simulação em um contexto de Big Data. Para modelagem dos dados, foram tanto aplicadas redes neurais tradicionais feedforward, quanto redes recorrentes: Rede de Elman e Echo State Network. Os resultados apontaram que as redes feedforward e de Elman obtiveram melhores desempenhos analisados pelo coeficiente de determinação (R2). Assim, o primeiro modelo obteve melhor topologia com 37x60x70x1, algoritmo de treinamento trainlm, funções de ativação tansig para as duas camadas intermediárias e camada de saída ativada pela purelin com R2 de 88,69 por cento. O modelo da rede de Elman apresentou sua melhor topologia com 37x45x55x1, algoritmo de treinamento trainlm, funções de ativação tansig para as duas camadas intermediárias e camada de saída ativada pela função purelin com R2 de 83,63 por cento. Foi concluido que as redes analisadas podem ser usadas em controle preditivo de falhas em processos
industriais, podendo ser aplicadas em plantas químicas no futuro. / [en] Humanity is experiencing the 4th Industrial Revolution, characterized by the global implementation of the internet, use of artificial intelligence and automation of processes. The last one is of great importance for the chemical industry, since its development allowed a significant increase in the amount of data stored daily, which generated a demand for the analysis of this data. This enormous flow of information made the system more and more complex with a randomness of process faults that if identified could help improve the process and prevent accidents. A solution not yet common in industry, but with great potential to identify these process faults with excellence, is the emergent artificial intelligence. To deal with this issue, the present work performs fault detection and diagnosis in industrial processes through artificial neural networks modeling. The database was obtained using the benchmark of processes Tennessee Eastman, implemented in Matlab 2017b Software, which is designed to simulate a complete chemical plant. The huge amount of data generated by the process made it possible to simulate in a Big Data context. For data modeling, were applied both traditional feedforward neural networks as well as recurrent networks: Elman Network and Echo State Network. The results indicated that the feedforward and Elman networks obtained better performances analyzed by the determination coefficient (R2). Thus, the first model obtained the best topology with 37x60x70x1, trainlm as training algorithm, tansig as activation functions for the two intermediate layers and output layer activated by the purelin function with R2 of 88.69 percent. The Elman
network model presented its best topology with 37x45x55x1, trainlm as training algorithm, tansig as activation functions for the two intermediate layers and output layer activated by purelin function with R2 of 83.63 percent. It was concluded that the analyzed networks can be used in predictive control of fault in industrial processes and can be applied in chemical plants in the future.
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[en] METHODS BASED ON COMPUTATIONAL INTELLIGENCE TECHNIQUES FOR LOCALIZATION OF FIREARMS PROJECTILES INSERTED INTO THE HUMAN BODY, BY HIGH SENSITIVITY MAGNETIC MEASUREMENTS / [pt] MÉTODOS BASEADOS EM TÉCNICAS DE INTELIGÊNCIA COMPUTACIONAL PARA LOCALIZAÇÃO DE PROJÉTEIS DE ARMAS DE FOGO INSERIDOS NO CORPO HUMANO, POR MEIO DE MEDIÇÕES MAGNÉTICAS DE ALTA SENSIBILIDADEJUAN DARIO TIMARAN JIMENEZ 16 November 2017 (has links)
[pt] Um dos casos clínicos mais frequentes na sociedade moderna envolve a localização e extração de projéteis de armas de fogo, que normalmente são feitos de chumbo, um material não ferromagnético. O desenvolvimento de uma técnica que possibilite a localização precisa destes auxiliará o procedimento de remoção cirúrgica, tendo vasta relevância e impactando diretamente no aumento da taxa de sobrevivência de pessoas feridas. Dessa forma, esta dissertação apresenta e discute duas novas abordagens baseadas em técnicas de inteligência computacional, objetivando a localização de projéteis de armas de fogo inseridos no corpo humano, a partir do processamento da informação contida em mapas de campo magnético. Em ambas as abordagens analisadas modela-se o projétil como uma esfera de raio a, localizado em um espaço de busca contido em um plano xy, o qual está situado a uma distância h do sensor no eixo z. As técnicas de localização requerem a geração de um campo magnético primário alternado por meio de um solenoide, o qual incide sobre o espaço de busca. Caso exista um projétil de arma de fogo nesta região, serão induzidas correntes parasitas no projétil, as quais, por sua vez, produzirão um campo magnético secundário, que pode ser medido por um sensor de alta sensibilidade localizado na extremidade do solenoide. Na primeira abordagem analisada, as posições x e y do projétil são determinadas por um algoritmo de janelamento que considera valores máximos e médios pertencentes aos mapas de campo magnético secundário. A determinação da distância h entre a esfera e o sensor foi obtida por meio de uma rede neural, e o raio da esfera a é estimado por um algoritmo genético. Na segunda abordagem, as quatro variáveis de interesse (x, y, h e a) são inferidas diretamente por um algoritmo genético. Os resultados obtidos são avaliados e comparados. / [en] In modern society, one of the most frequent clinical cases involves location and extraction of firearms projectiles, usually made of lead, a non-ferromagnetic material. The development of a technique that allows the precise location of these projectiles will aid their surgical removal, which has a great relevance because it contributes directly to the increase of the survival rate of wounded patients. Thus, this dissertation presents and discusses two new approaches based on computational intelligence techniques, aiming at locating firearm projectiles inserted into the human body, by processing the information contained in magnetic field maps. On both approaches, the projectile is modeled by a sphere with radius a, located on a search space contained in a xy plane that is situated at a distance h from the sensor, along the z axis. The proposed location techniques require the generation of a primary alternating magnetic field by means of a solenoid, which aims at inducing eddy currents in a firearm projectile contained in the search space. In turn, these currents will produce a secondary magnetic field, which can be measured by a high-sensitivity sensor located at the bottom of the solenoid. In the first developed technique, the x and y positions of the projectile were estimated by a windowing algorithm that takes into account maximum and mean values contained on the secondary magnetic field maps. In turn, the distance h between the sphere and the sensor is inferred by a neural network, and the radius of the sphere a is estimated by a genetic algorithm. In the second technique, the four variables of interest (x, y, h and a) are inferred directly by a genetic algorithm. The results obtained are evaluated and compared.
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[en] A TWO-STAGE STOCHASTIC PROGRAMMING MODEL FOR A TWO-ECHELON REPLENISHMENT AND CONTROL SYSTEM UNDER DEMAND UNCERTAINTY / [pt] MODELOS DE OTIMIZAÇÃO ESTOCÁSTICA PARA O CONTROLE DE REPOSIÇÃO E ESTOQUES EM SISTEMAS DE DUAS CAMADAS SOB INCERTEZA08 August 2017 (has links)
[pt] Apesar de existir na literatura modelos propostos para gestão de estoques, as premissas consideradas por tais modelos podem inviabilizar suas aplicações. Este trabalho propõe uma metodologia de programação estocástica para reposição e controle de estoques de produto único numa rede logística de duas camadas. O enfoque revisão periódica proposto pode considerar tanto atendimentos à demanda em atraso (backorders) como vendas perdidas (lost sales) sem restrição de pedidos pendentes. Além disso, a fim de alcançar um melhor nível de serviço para o cliente, é introduzida uma regra de rateio proporcional a quantidade faltante do item em estoque no centro de distribuição para atender simultaneamente a demanda de todos os varejistas, a qual é capaz de lidar com as alocações negativas da falta. A periodicidade e o nível alvo da posição dos estoques são determinados através de modelos de programação estocástica de dois estágios e de uma técnica baseada em simulação de Monte Carlo, conhecida como Sample Average Approximation, que levam em conta a natureza incerta dos níveis de demanda pelo item por meio da geração de conjuntos finitos de cenários. Os equivalentes determinísticos são apresentados como modelos de programação não-linear inteira mista e em seguida linearizados. Experimentos numéricos com a metodologia proposta para instâncias do problema geradas aleatoriamente demonstram seu potencial ao obter resultados com erros de aproximadamente 1 por cento. / [en] Although several methods for inventory management are proposed in the literature, the required assumptions can hinder their application in practice. This work proposes a methodology for stock replenishment in two-echelon logistic networks through stochastic programming, considering a single item, periodic review and uncertain demands. The proposed approach is flexible enough to consider backlogs and lost sales cases without limitations on the number of outstanding orders. Also, in order to achieve better customer service, we introduce a variable rationing rule for quantities of the item in short at the distribution center to meet simultaneously all the demands of the retailers, dealing with imbalances or negative allocations of quantities of the item in short. The optimal review periodicity and the target level for inventory position are determined through two-stage stochastic programming models and a Monte Carlo simulation based-technique, known as Sample Average Approximation, which takes into account the uncertain nature of the item demand levels through the generation of finite sets of scenarios. The deterministic equivalent models are presented as mixed-integer non-linear programming models, which are then linearized. Numerical experiments with the proposed approach for instances of the problem randomly generated shows its potential, as the errors of the obtained results are around 1 percent.
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[en] GENERATION OF BUILT-IN OPTICAL INTELIGENCE ON ETHERNET / IP NETWORKS / [pt] GERAÇÃO DE INTELIGÊNCIA ÓPTICA EM REDES ETHERNET / IPHENRIQUE JOSE PINTO PORTELA DA SILVA 06 July 2005 (has links)
[pt] O principal objetivo desta dissertação consiste na geração
de novas
funcionalidades inteligentes em redes ópticas associadas
aos protocolos IP e
Gigabit Ethernet, através da utilização de circuitos
integrados programáveis
operando na taxa do Gigabit. A padronização Ethernet é
apresentada através
das camadas PHY e MAC, destacando suas funções, interfaces
e os tipos de
chips disponíveis no mercado. A camada PHY do padrão
Ethernet para meios
ópticos é detalhada. Algumas tecnologias de chips são
discutidas, entre elas o
crescimento dedicado, os ASICs, as NPUs e as tecnologias
programáveis:
FPGAs e CPLDs. O conceito de inteligência óptica e o perfil
de camadas
equivalentes associados a este conceito são introduzidos.
Um novo elemento de
rede dedicado à inserção de sinalização na camada óptica é
apresentado,
destacando-se sua estrutura, sua realização, seu
detalhamento para utilização
em redes. Diversas montagens experimentais com o elemento
desenvolvido são
utilizadas para demonstrar as características do sistema,
entre elas a eficiência
da utilização da tecnologia de FPGAs e a transparência da
inteligência na
camada óptica para o padrão Ethernet. / [en] The main objective of this work is the generation of new
functionalities in
optical networks, associated to the Ethernet and IP
protocols, by the use of
programmable integrated circuits operating in Gigabit
rates. The Ethernet
standard is presented through its PHY and MAC layers,
highlighting its functions,
interfaces and the types of commercially available ICs. The
Ethernet standard
PHY layer for optical media is described. Some IC
technologies are discussed,
such as dedicated growth, ASICs, NPUs and the programmable
technologies:
FPGAs e CPLDs. The concept of built-in optical intelligence
and a new layers
model associated to it are presented. A new network
element, dedicated to the
insertion of signaling in the optical layer is also
presented, and special attention is
dedicated to its structure, to its implementation and to
the aspects of its use in
networks. Several experimental setups using the developed
element are shown,
demonstrating the characteristics of the system,
particularly the efficiency
obtained by the use of FPGA technology and the transparency
of the optical
intelligence with respect to the Ethernet standard.
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[en] POPULATION DISTRIBUTION MAPPING THROUGH THE DETECTION OF BUILDING AREAS IN GOOGLE EARTH IMAGES OF HETEROGENEOUS REGIONS USING DEEP LEARNING / [pt] MAPEAMENTO DA DISTRIBUIÇÃO POPULACIONAL ATRAVÉS DA DETECÇÃO DE ÁREAS EDIFICADAS EM IMAGENS DE REGIÕES HETEROGÊNEAS DO GOOGLE EARTH USANDO DEEP LEARNINGCASSIO FREITAS PEREIRA DE ALMEIDA 08 February 2018 (has links)
[pt] Informações precisas sobre a distribuição da população são reconhecidamente importantes. A fonte de informação mais completa sobre a população é o censo, cujos os dados são disponibilizados de forma
agregada em setores censitários. Esses setores são unidades operacionais de tamanho e formas irregulares, que dificulta a análise espacial dos dados associados. Assim, a mudança de setores censitários para um conjunto de células regulares com estimativas adequadas facilitaria a análise. Uma metodologia a ser utilizada para essa mudança poderia ser baseada na classificação de imagens de sensoriamento remoto para a identificação de domicílios, que é a base das pesquisas envolvendo a população. A detecção de áreas edificadas é uma tarefa complexa devido a grande variabilidade de características de construção e de imagens. Os métodos usuais são complexos e muito dependentes de especialistas. Os processos automáticos dependem de grandes bases de imagens para treinamento e são sensíveis à variação de qualidade de imagens e características das construções e de ambiente. Nesta tese propomos a utilização de um método automatizado para detecção de edificações em imagens Google Earth que mostrou bons
resultados utilizando um conjunto de imagens relativamente pequeno e com grande variabilidade, superando as limitações dos processos existentes. Este resultado foi obtido com uma aplicação prática. Foi construído um conjunto de imagens com anotação de áreas construídas para 12 regiões do Brasil. Estas imagens, além de diferentes na qualidade, apresentam grande variabilidade nas características das edificações e no ambiente geográfico. Uma prova de conceito será feita na utilização da classificação de área construída nos métodos dasimétrico para a estimação de população em gride. Ela mostrou um resultado promissor quando comparado com o método usual, possibilitando a melhoria da qualidade das estimativas. / [en] The importance of precise information about the population distribution is widely acknowledged. The census is considered the most reliable and complete source of this information, and its data are delivered
in an aggregated form in sectors. These sectors are operational units with irregular shapes, which hinder the spatial analysis of the data. Thus, the transformation of sectors onto a regular grid would facilitate such analysis. A methodology to achieve this transformation could be based on remote sensing image classification to identify building where the population lives. The building detection is considered a complex task since there is a great variability of building characteristics and on the images quality themselves. The majority of methods are complex and very specialist dependent. The automatic methods require a large annotated dataset for training and they are sensitive to the image quality, to the building characteristics, and to the environment. In this thesis, we propose an automatic method for building detection based on a deep learning architecture that uses a relative small dataset with a large variability. The proposed method shows good results when compared to the state of the art. An annotated dataset has been built that covers 12 cities distributed in different regions of Brazil. Such images not only have different qualities, but also shows a large variability on the building characteristics and geographic environments. A very important application of this method is the use of the building area classification in the dasimetric methods for the population estimation into grid. The concept proof in this application showed a promising result when compared to the usual method allowing the improvement of the quality of the estimates.
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[en] PLC CHANNEL MODELLING / [pt] MODELAGEM DO CANAL PLCRODRIGO SILVA MELLO 11 July 2005 (has links)
[pt] O crescente interesse na utilização das redes de
distribuição de energia
elétrica como uma alternativa para o fornecimento de
serviços de
telecomunicações, tem motivado a pesquisa e o
desenvolvimento de sistemas
capazes de superar as características hostis deste
ambiente como canal de
comunicação. Com esta finalidade, este trabalho procura
estimar o
comportamento da rede PLC através da modelagem da função
de transferência do
canal, para a faixa de freqüência de 300 kHz a 30 MHz,
por
meio de um conjunto
de parâmetros, os quais podem ser deduzidos da medição
da
resposta em
freqüência. Dois modelos são apresentados para descrever
a
resposta em
freqüência complexa de típicos canais power line,
cobrindo
todos os efeitos que os
caracterizam, tais como o efeito de propagação por
multipercursos causado pelas
inúmeras reflexões nas junções da rede e o
desvanecimento
seletivo em
freqüência. Os experimentos revelam que estes modelos
apresentam todas as
características principais da rede PLC podendo
representar
ferramentas úteis e
efetivas na prática, oferecendo a possibilidade de
realizar pesquisas para
diferentes topologias de rede, a fim de estudar seu
impacto no sistema de
comunicação pela rede de energia elétrica. Além disso,
propõem-se modelos de
ajuste da função de transferência do canal a dados
empíricos pelo método dos
mínimos quadrados. / [en] The crescent interest on the utilization of the low
voltage power distribution
grid as an alternative to provide services of
telecommunication has motivated the
systems development able to surpass the hostile
characteristics of this
environment as a communication channel. Therefore, this
work seek to estimate
the behavior of PLC network (Power Line Communication)
through the modelling
of the channel transfer function, to the range of 300 kHz
to 30 MHz, by means of
a set of parameters, which can be derived from the measure
of the frequency
response. Two models are presented to describe the complex
frequency response
of power line channels, covering all effects that define
them, for example, the
multipaths propagation generated by uncountable
reflections on the network
connections and selective fading in the frequency. The
results of experiments
show that these models present the most important
characteristics of PLC
network, representing useful and effective tools in the
practice, offering the
possibility to do researches to different network
topologies, in order to study the
impact of these effects on the PLC system. Moreover,
they`re proposed channel
transfer function adjustment models through empiric data
and the least square
method.
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[en] ESTIMATING ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS WITH GENERALIZED METHOD OF MOMENTS / [pt] ESTIMAÇÃO DE REDES NEURAIS ARTIFICIAIS ATRAVÉS DO MÉTODO GENERALIZADO DOS MOMENTOSJOAO MARCO BRAGA DA CUNHA 19 July 2016 (has links)
[pt] As Redes Neurais Artificiais (RNAs) começaram a ser desenvolvidas nos anos 1940. Porém, foi a partir dos anos 1980, com a popularização e o aumento de capacidade dos computadores, que as RNAs passaram a ter grande relevância. Também nos anos 1980, houve dois outros acontecimentos acadêmicos relacionados ao presente trabalho: (i) um grande crescimento do interesse de econometristas por modelos não lineares, que culminou nas abordagens econométricas para RNAs, no final desta década; e (ii) a introdução do Método Generalizado dos Momentos (MGM) para estimação de parâmetros, em 1982. Nas abordagens econométricas de RNAs, sempre predominou a estimação por Quasi Máxima Verossimilhança (QMV). Apesar de possuir boas propriedades assintóticas, a QMV é muito suscetível a um problema nas estimações em amostra finita, conhecido como sobreajuste. O presente trabalho estende o estado da arte em abordagens econométricas de RNAs, apresentando uma proposta alternativa à estimação por QMV que preserva as suas boas propriedades assintóticas e é menos suscetível ao sobreajuste. A proposta utiliza a estimação pelo MGM. Como subproduto, a estimação pelo MGM possibilita a utilização do chamado Teste J para verifificar a existência de não linearidade negligenciada. Os estudos de Monte Carlo realizados indicaram que as estimações pelo MGM são mais precisas que as geradas pela QMV em situações com alto ruído, especialmente em pequenas amostras. Este resultado é compatível com a hipótese de que o MGM é menos suscetível ao sobreajuste. Experimentos de previsão de taxas de câmbio reforçaram estes resultados. Um segundo estudo de Monte Carlo apontou boas propriedades em amostra finita para o Teste J aplicado à não linearidade negligenciada, comparado a um teste de referência amplamente conhecido e utilizado. No geral, os resultados apontaram que a estimação pelo MGM é uma alternativa recomendável, em especial no caso de dados com alto nível de ruído. / [en] Artificial Neural Networks (ANN) started being developed in the decade of 1940. However, it was during the 1980 s that the ANNs became relevant, pushed by the popularization and increasing power of computers. Also in the 1980 s, there were two other two other academic events closely related to the present work: (i) a large increase of interest in nonlinear models from econometricians, culminating in the econometric approaches for ANN by the end of that decade; and (ii) the introduction of the Generalized Method of Moments (GMM) for parameter estimation in 1982. In econometric approaches for ANNs, the estimation by Quasi Maximum Likelihood (QML) always prevailed. Despite its good asymptotic properties, QML is very prone to an issue in finite sample estimations, known as overfiting. This thesis expands the state of the art in econometric approaches for ANNs by presenting an alternative to QML estimation that keeps its good asymptotic properties and has reduced leaning to overfiting. The presented approach relies on GMM estimation. As a byproduct, GMM estimation allows the use of the so-called J Test to verify the existence of
neglected nonlinearity. The performed Monte Carlo studies indicate that the estimates from GMM are more accurate than those generated by QML in situations with high noise, especially in small samples. This result supports the hypothesis that GMM is susceptible to overfiting. Exchange rate forecasting experiments reinforced these findings. A second Monte Carlo study revealed satisfactory finite sample properties of the J Test applied to the neglected nonlinearity, compared with a reference test widely known and used. Overall, the results indicated that the estimation by GMM is a better alternative, especially for data with high noise level.
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[en] ON MIMO COMMUNICATIONS SYSTEMS WITH 1-BIT QUANTIZATION AND COMPARATOR NETWORKS AT THE RECEIVER / [pt] SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO MIMO COM QUANTIZAÇÃO DE 1-BIT E REDES COMPARADORAS NO RECEPTORANA BEATRIZ LOUREIRO B FERNANDES 09 August 2021 (has links)
[pt] Os sistemas de múltiplas entradas e múltiplas saídas (MIMO) empregam
um número crescente de antenas, o que leva a relevantes consumo de energia
e custo de hardware dos front-ends correspondentes. Nesse contexto,
o uso de conversores analógico-digitais (ADCs) de baixa resolução é promovido
como uma solução promissora para este problema. Neste estudo
consideramos um receptor MIMO de baixa resolução que implica que os
sinais recebidos são processados simultaneamente pelos 1-bit ADCs e pela
rede comparadora. Os sinais de entrada da rede comparadora podem vir
de antenas diferentes, de modo que a extensão da rede comparadora pode
ser interpretada como canais virtuais com saídas binárias. Com base nesses
receptores MIMO de baixa resolução, desenvolvemos um estimador de canal
e detector lineares de baixa resolução baseados no critério de mínimo erro
médio quadrático (LRA-LMMSE) de acordo com o teorema de Bussgang.
Duas redes de comparação são propostas, nomeadas, redes total e parcialmente
conectadas. Também desenvolvemos uma rede parcialmente conectada
baseada em busca gananciosa que usa muito menos comparadores para
obter um desempenho bem próximo ao da rede totalmente conectada. Os
resultados numéricos mostram que adicionar canais virtuais pode ser melhor
do que adicionar canais físicos extras que correspondem a antenas de
recepção adicionais em termos de taxa de erro de bit (BER). Além disso,
ao empregar o estimador de canal proposto e seu erro de estimativa correspondente,
construímos um limite inferior na taxa de soma ergódica para o
receptor LRA-MMSE. Os resultados de simulação mostram que os sistemas
com a proposta sistemas MIMO auxiliados por rede com quantização de
1-bit no receptor superam o convencional sistema MIMO de 1-bit em termos
de desempenho de BER e erro quadrático médio (MSE). Além disso,
as simulações numéricas confirmam uma vantagem significativa em termos
de taxa de soma para o sistema proposto. / [en] Multiple-input multiple-output (MIMO) systems employs an increasing
number of antennas, which leads to relevant energy consumption and hardware
cost of the corresponding front ends. In this context, the use of lowresolution
analog to digital converters (ADCs) is promoted as a promising
solution to this problem. In this study we consider a low-resolution MIMO
receiver which implies that the received signals simultaneously are processed
by the 1-bit ADCs and the comparator network. The input signals for the
comparator network can come from different antennas, such that the comparator
network extension can be interpreted as virtual channels with binary
outputs. Based on such low-resolution MIMO receivers, we develop
low-resolution aware linear minimum mean-squared error (LRA-LMMSE)
channel estimator and detector according to the Bussgang theorem. Two
comparator networks are proposed, namely, fully and partially connected
networks. We also devise a greedy search-based partially connected network
that can use much less comparators to approach the performance of the
fully connected network. Numerical results shows that adding virtual channels
can be better than adding extra physical channels which corresponds
to additional receive antennas in terms of bit error rate (BER). Furthermore,
by employing the proposed channel estimator and its corresponding
estimation error, we build up a lower bound on the ergodic sum rate for
the LRA-LMMSE receiver. Simulation results show that the systems with
the proposed network-aided MIMO systems with 1-bit quantization at the
receiver outperforms the conventional 1-bit MIMO system in terms of BER
and mean-square error (MSE) performances. Moreover, numerical simulations
confirm a significant advantage in terms of sum rate for the proposed
system.
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[en] ESTIMATING THE DAILY ELECTRIC SHOWER LOAD CURVE THROUGH MEASUREMENTS AND END USERS OWNERSHIP AND USAGE SURVEYS / [pt] ESTIMATIVAS DA CURVA DE CARGA DIÁRIA DE CHUVEIROS ELÉTRICOS ATRAVÉS DE MEDIÇÕES E DECLARAÇÕES DA PESQUISA DE POSSES E HÁBITOS DE CONSUMOSILVANA VIEIRA DAS CHAGAS 16 December 2015 (has links)
[pt] O objetivo desta dissertação é desenvolver modelos matemáticos que permitam
estimar o tempo médio dos banhos com a utilização de chuveiros elétricos e a curva
de carga desses aparelhos, considerando as informações das Pesquisas de Posses e
Hábitos de Consumo (PPH) e medições realizadas com o auxílio de medidores
eletrônicos com memória de massa, em residências com chuveiros elétricos. A
motivação do estudo advém de uma exigência da ANEEL que determina que as
distribuidoras de energia elétrica realizem a cada 2 (dois) ciclos de revisão tarifária a
PPH em suas unidades consumidoras. Os métodos empregados foram: estatística
descritiva (para a obtenção do tempo médio de banho); aplicação da regressão linear e
de redes neurais (para corrigir a curva de carga horária obtida com a PPH, com base
nos dados das medições). Os resultados foram promissores, pois o tempo médio de
banho se encontra próximo às estimativas do PROCEL (que são de 8 (oito) a 10 (dez)
minutos) e a curva de carga estimada se encontra próxima à da medição, sendo esta
última o consumo real. Conclui-se que a abordagem desta dissertação resultou em
melhorias na estimativa dos coeficientes de ajustes e que o método de redes neurais
foi relativamente melhor que o método de regressão linear simples. / [en] The aim of this dissertation is to develop mathematical models that would
allow the estimation of the average time of baths using electric showers and the
load shape curves for these devices, obtained from two sources: the information of
Electrical Appliances Ownership Survey and measurements of electric shower
usage in households carried out with electronic meters with storage capacity. The
motivation stems from a requirement of ANEEL that determines that the electric
energy distributors periodically should hold a PPH in their consumer units.
Concerning the average time of shower baths, the last PPH survey conducted by
PROCEL in 2005 estimated this time between 8 (eight) and 10 (ten) minutes. The
methods employed in this work were: descriptive statistics (for obtaining the
average bath time); application of linear regression and neural networks (to
estimate the correction factors to approximate the load shape curves obtained by
PPH to those obtained by measurements). The obtained results are rather
promising due to the following reasons: the average time of bath is next to the
estimates of PROCEL and the corrected load shape curve estimated is quite close
to the measured curve, the latter being the actual consumption. This approach has
resulted in improvements in the estimation of the coefficients of adjustments and
the method of neural networks was relatively better than the simple linear
regression method.
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