[pt] Sistemas multiagentes foram introduzidos como um novo paradigma para a conceituação, concepção e implementação de sistemas de software que estão se tornando cada vez mais complexos, abertos, distribuídos, dinâmicos, autônomos e altamente interativos. No entanto, a engenharia de software orientada a agentes não tem sido amplamente adotada, principalmente devido à falta de linguagens de modelagem que não conseguem ser expressivas e abrangentes o suficiente para representar abstrações relacionadas aos agentes de software e apoiar o refinamento dos modelos de projeto em código. A maioria das linguagens de modelagem não define como essas abstrações devem interagir em tempo de execução, mas muitas aplicações de software precisam adaptar o seu comportamento, reagir à mudanças em seus ambientes de forma dinâmica, e alinhar-se com algum tipo de comportamento individual ou coletivo de aplicações normativas (por exemplo, obrigações, proibições e permissões). Neste trabalho, foi proposta uma abordagem de metamodelo e uma arquitetura para o desenvolvimento de agentes adaptativos normativos. Acredita-se que a abordagem proposta vai avançar o estado da arte em sistemas de agentes de modo que tecnologias de software para aplicações dinâmicas, adaptáveis e baseadas em normas possam ser projetadas e implementadas. / [en] Multi-agent systems have been introduced as a new paradigm for conceptualizing, designing and implementing software systems that are becoming increasingly complex, open, distributed, dynamic, autonomous and highly interactive. However, agent-oriented software engineering has not been widely adopted, mainly due to lack of modeling languages that are expressive and comprehensive enough to represent relevant agent-related abstractions and support the refinement of design models into code. Most modeling languages do not define how these abstractions interact at runtime, but many software applications need to adapt their behavior, react to changes in their environments dynamically, and align with some form of individual or collective normative application behavior (e.g., obligations, prohibitions and permissions). In this paper, we propose a metamodel and an architecture approach to developing adaptive normative agents. We believe the proposed approach will advance the state of the art in agent systems so that software technologies for dynamic, adaptive, norm-based applications can be designed and implemented.

[pt] Esta dissertação apresenta uma nova proposta de sistemas (modelos) neuro-fuzzy que possuem, além do tradicional aprendizado dos parâmetros, comuns às redes neurais e aos sistemas nero-fuzzy, as seguintes características: aprendizado de estrutura, a partir do uso de particionamentos recursisvos; número maior de entradas que o comumente encontrado nos sistemas neuro-fuzzy; e regras com hierarquia. A definição da estrutura é uma necessidade que surge quando da implementação de um determinado modelo. Pode-se citar o caso das redes neurais, em que se deve determinar (ou arbitrar) a priori sua estrutura (número de camadas e quantidade de neurônios por camadas) antes de qualquer teste. Um método automático de aprendizado da estrutura é, portanto, uma característica importante em qualquer modelo. Um sistema que também permita o uso de um número maior de entradas é interessante para se abranger um maior número de aplicações. As regras com hierarquia são um subproduto do método de aprendizado de estrutura desenvolvido nestes novos modelos. O trabalho envolveu três partes principais: um levantamento sobre os sistemas neuro-fuzzy existentes e sobre os métodos mais comuns de ajuste de parâmetros; a definição e implementação de dois modelos neuro-fuzzy hierárquicos; e o estudo de casos. No estudo sobre os sistemas neuro-fuzzy(SNF) fez-se um levantamento na bibliografia da área sobre as características principais desses sistemas, incluindo suas virtudes e deficiências. Este estudo gerou a proposta de uma taxonomia para os SNF, em função das características fuzzy neurais. Em virtude deste estudo constataram-se limitações quanto à capacidade de criação de sua própria estrutura e quanto ao número reduzido de entradas possíveis. No que se refere aos métodos de ajuste dos parâmetros abordou-se os métodos mais comuns utilizados nos SNF, a saber: o método dos mínimos quadrados com sua solução através de métodos numéricos iterativos; e o método gradient descent e seus derivados como o BackPropagation e o RProp(Resilient BackPropagation). A definição dos dois novos modelos neuro-fuzzy foi feita a partir do estudo das características desejáveis e das limitações dos SNF até então desenvolvidos. Observou-se que a base de regras dos SNF juntamente com os seus formatos de particionamento dos espaços de entrada e saída têm grande influência sobre o desempenho e as limitações destes modelos. Assim sendo, decidiu-se utilizar uma nova forma de particionamento que eliminasse ou reduzisse as limitações existentes- os particionamentos recursivos. Optou-se pelo uso dos particionamentos Quadtree e BSP, gerando os dois modelos NFHQ (Neuro-Fuzzy Hierárquico Quadree) e NFHB (Neiro-Fuzzy Hierárquico BSP). Com o uso de particionamentos obteve-se um nova classe de SNF que permitiu além do aprendizado dos parâmetros, também o aprendizado dos parâmetros. Isto representa um grande diferencial em relação aos SNF tradicionais, além do fato de se conseguir extender o limite do número de entradas possíveis para estes sistemas. No estudo de casos, os dois modelos neurofuzzy hierárquicos foram testados 16 casos diferentes, entre as aplicações benchmarks mais tradicionais da área e problemas com maior número de entradas. Entre os casos estudados estão: o conjunto de dados IRIS; o problema das duas espirais; a previsão da série caótica de Mackey- Glass; alguns sistemas de diagnóstico e classificação gerados a partir de conjuntos de dados comumente utilizados em artigos de machine learning e uma aplicação de previsão de carga elétrica. A implementação dos dois novos modelos neuro-fuzzy foi efetuada em linguagem pascal e com o uso de um compilador de 32 bits para micros da linha PC (Pentium) com sistema operacional DOS 32 bits, Windows, ou Linux. Os testes efetuados demostraram que: esses novos modelos se ajustam bem a qualquer conjunto de dados; geram sua própria estrutura; ajustam seus parâmetros com boa generalização e extraem / [en] This dissertation presents a new proposal of neurofuzzy systems (models), which present, in addition to the learning capacity (which are common to the neural networks and neurofuzzy systems) the following features: learning of the structure; the use of recursive partitioning; a greater number of inputs than usually allowed in neurofuzzy systems; and hierarchical rules. The structure´s definition is needed when implementing a certain model. In the neural network case, for example, one must, first of all, estabilish its structure (number of layers and number of neurons per layers) before any test is performed. So, an important feature for any model is the existence of an automatic learning method for creating its structure. A system that allows a larger number of inputs is also important, in order to extend the range of possible applications. The hierarchical rules feature results from the structure learning method developed for these two models. The work has involved three main parts: study of the existing neurofuzzy systems and of the most commom methods to adjust its parameters; definition and implementation of two hierarchical neurofuzzy models; and case studies. The study of neurofuzzy systems (NFS) was accomplished by creating a survey on this area, including advantages, drawbacks and the main features of NFS. A taxonomy about NFS was then proposed, taking into account the neural and fuzzy features of the existing systems. This study pointed out the limitations of neurofuzzy systems, mainly their poor capability of creating its own structure and the reduced number of allowed inputs. The study of the methods for parameter adjustment has focused on the following algorithms: Least Square estimator (LSE) and its solutions by numerical iterative methods; and the basic gradient descent method and its offsprings such as Backpropagation and Rprop (Resilient Backpropagation). The definition of two new neurofuzzy models was accomplished by considering desirable features and limitations of the existing NFS. It was observed that the partitioning formats and rule basis of the NFS have great influence on its performance and limitations. Thus, the decision to use a new partitioning method to remove or reduce the existing limitations - the recursive partitioning. The Quadtree and BSP partitioning were then adopted, generating the so called Quadree Hierarchical Neurofuzzy model (NFHQ) and the BSP hierarchical Neurofuzzy model (NFHB). By using these kind os partitioning a new class of NFS was obtained allowing the learning of the structure in addition to parameter learning. This Feature represents a great differential in relation to the traditional NFS, besides overcoming the limitation in the number of allowed inputs. In the case studies, the two neurofuzzy models were tested in 16 differents cases, such as traditional benchmarks and problems with a greater number of inputs. Among the cases studied are: the IRIS DATA set; the two spirals problem; the forecasting of Mackey-Glass chaotic time series; some diagnosis and classifications problems, found in papers about machine learning; and a real application involving load forecasting. The implementation of the two new neurofuzzy models was carried out using a 32 bit Pascal compiler for PC microcomputers using DOS or Linux operating system. The tests have shown that: these new models are able to adjust well any data sets; they create its own struture; they adjust its parameters, presenting a good generalization performance; and automatically extract the fuzzy rules. Beyond that, applications with a greater number of inputs for these neurofuzzy models. In short two neurofuzzy models were developed with the capability of structure learning, in addition to parameter learning. Moreover, these new models have good interpretability through hierarchical fuzzy rules. They are not black coxes as the neural networks.

[pt] Os sistemas de múltiplas antenas empregam diferentes técnicas de processamento de sinais em ambos extremos do sistema de comunicações para se beneficiar das múltiplas dimensões espaciais e transmitir para diversos usuarios usando os mesmos recursos de tempo e frequência. Desta forma, uma alta eficiência espectral pode ser atingida sem precisar de largura de banda extra. No entanto, o desempenho depende de uma estimativa do canal altamente precisa do lado do transmissor, a qual é denominada channel state information at the transmitter (CSIT). Se o valor estimado do canal for perfeito, o sistema consegue suprimir a interferência multiusuário (MUI), que é a principal responsável pela degradação do desempenho do sistema. Porém, supor uma estimativa perfeita é bastante otimista pois sistemas reais introduzem incerteza devido ao processo de estimação, a erros de quantização e a retardos próprios dos sistemas. Nesse contexto, a técnica conhecida como divisão de taxas ou rate splitting (RS) surge como uma ferramenta promissora para lidar com as imperfeições na estimativa do canal. RS divide os dados em um fluxo comum e vários fluxos privados e então sobrepõe o fluxo comum no topo dos fluxos privados. Esta tese propõe várias técnicas de processamento que aumentam ainda mais os benefícios dos sistemas RS. Neste trabalho, consideramos o downlink (DL) de um sistema de comunicações sem fio onde o transmissor envia mensagens independentes para cada usuário. A métrica usada para avaliar o desempenho do sistema é a soma das taxas ergódica (ESR). Diferente dos trabalhos convencionais em RS, consideramos que os terminais dos usuários estão equipados com múltiplas antenas. Isso nos permite implementar na recepção combinadores de fluxos que aumentem a taxa do fluxo comum. Aumentar esta taxa é um dos grandes problemas dos sistemas RS, uma vez que a taxa comum é limitada pelo pior usuário o que pode degradar fortemente o desempenho do sistema. Assim, três combinadores de fluxos diferentes são propostos e as expressões analíticas para calcular a soma das taxas são apresentadas. Os combinadores são derivados empregando-se os critérios Min-Max, MRC e MMSE. O critério Min-Max seleciona para cada usuário a melhor antena para decodificar o símbolo comum. O MRC visa maximizar o SNR ao decodificar o símbolo comum. Finalmente, o critério MMSE minimiza o quadrado da diferença entre o símbolo comum e o sinal recebido. Até o momento, RS foi considerado com precodificadores lineares. Devido a isto, neste trabalho investigamos o desempenho do RS com precodificadores não lineares. Para este fim, usamos diferentes tipos de precodificador Tomlinson-Harashima (THP) baseados nos precodificadores lineares ZF e MMSE. Em seguida, propomos um algoritmo multi-branch (MB) adequado para o RS-THP proposto. Este algoritmo cria vários padrões de transmissão e seleciona o melhor padrão para efetuar a transmissão. Esta técnica de préprocessamento aumentam ainda mais a soma das taxas obtida, uma vez que o desempenho do THP depende da ordem dos símbolos, porém também aumenta a complexidade computacional. Expressões analíticas para calcular a soma das taxas das técnicas propostas são derivadas por meio de análises estatísticas dos principais parâmetros. Finalmente, propomos quatro técnicas adaptativas diferentes de alocação de potência, as quais se caracterizam por sua baixa complexidade computacional. Duas destas técnicas são projetadas para sistemas SDMA convencionais, enquanto as outras duas são projetadas para sistemas RS. Um dos principais objetivos dos algoritmos propostos é realizar uma alocação de potência robusta capaz de lidar com os efeitos prejudicias das imperfeições no CSIT. É importante mencionar que a alocação de potência em sistemas RS é uma das tarefas mais importantes e deve ser realizada com extremo cuidado. Se a potência não for alocada corretamente, o desempenho do sistema RS será bastante degradado e as arquiteturas convencionais, como SDMA e NOMA, poderão ter um desempenho melhor. No entanto, a alocação de potência em sistemas RS precisa da solução de problemas complexos de otimização, o que aumenta o tempo gasto no processamento do sinal. Os algoritmos adaptativos propostos reduzem a complexidade computacional e são uma solução atrativa para aplicações práticas em sistemas de grande porte. / [en] Multiple-antenna systems employ different signal processing techniques at both ends of the communication to exploit the spatial dimensions and serve multiple users simultaneously in the same time-frequency domain. In this way, high spectral efficiency can be reached without the need of extra bandwidth. However, such gain depends on a highly accurate channel state information at the transmitter (CSIT). Perfect CSIT allows the system to suppress the multi user interference (MUI), which is the main responsible of the performance degradation. Nonetheless, assuming perfect CSIT is rather optimistic since the estimation procedure, quantization errors and delays of real system lead to CSIT uncertainties. In this context, rate splitting (RS) has arisen as a promising technique to deal with CSIT imperfections. Basically, RS splits the data into a common stream and private streams and then superimposes the common stream on top of the private streams. This thesis proposes several processing techniques which further enhance the benefits of RS systems. We consider the downlink (DL) of a wireless communications system, where the transmitter sends independent messages to each receiver. The ergodic sum rate (ESR) is adopted as the main metric to evaluate the performance of the system. Different from conventional RS works, we consider that the users are equipped with multiple antennas. This allows us to implement stream combiners for the common stream at the receivers. The implementations of the stream combiners improves the common rate performance, which is a major problem of RS systems since the common rate is limited by the performance of the worst user and can be heavily degraded. In this work, three different stream combiners are proposed along with analytical expressions to compute their sum rate performance. Specifically, the combiners are derived employing the min-max, maximum ratio combining (MRC), and minimum mean square error (MMSE) criteria. The min-max criterion selects at each user the best receive antenna to decode the common symbol. The MRC criterion aims at maximizing the SNR when decoding the common symbol. Finally, the MMSE criterion minimizes the squared difference between the common symbol and the received signal. So far, RS has been predominantly considered with channel inversiontype linear precoders. Therefore, this motivates us to investigate the performance of RS with non-linear precoders. For this purpose, we employ different architectures of the Tomlinson-Harashima precoder (THP) which are based on the zero-forcing (ZF) and MMSE precoders. We then propose a multi-branch (MB) algorithm for the proposed RS-THP, which creates several transmit patterns and selects the best for transmission. This pre-processing techniques further enhance the sum rate obtained since the performance of THP is dependent on the symbol ordering but also increases the computational complexity. Analytical expressions to calculate the sum rate of the proposed techniques are derived through statistical evaluation of key parameters. Finally, we propose four different adaptive power allocation techniques, which are characterized by their low computational complexity. Two of them are designed for conventional SDMA systems whereas the other two are intended for RS systems. One major objective of the proposed algorithms is to perform robust power allocation capable of dealing with the detrimental effects of imperfect CSIT. It is important to mention that power allocation in RS systems is one of the critical tasks that should be carefully performed. If the power is not properly allocated the performance of RS systems is heavily degraded and conventional architectures such as SDMA and NOMA could perform better. However, RS rely on solving complex optimization problems to perform power allocation, increasing the time and effort dedicated to signal processing. The proposed adaptive power allocation algorithms reduce the computational complexity and are an attractive solution for practical applications with large-scale systems.

[pt] Os avanços da Robótica nas últimas décadas permitem um aumento nas gamas de aplicações de manipuladores robóticos em diversos setores da indústria. Isto, impacta diretamente a interação Homem-Robô (HRI), resultando em um aumento de tarefas que requerem compartilhamento de ambiente de trabalho, desempenho de segurança e a habilidade de detecção de contato do manipulador robótico. Consequentemente, métodos de controle capazes de prever contato, controlar força ou trajetória para evitar danos durante colisões se tornam cada vez mais necessários seja por questões de segurança ou de desempenho. Separando a dinâmica de um manipulador de um único elo em dois modos, sendo eles modo de controle de posição (modo livre) e modo de controle de torque (modo de contato), a primeira parte desta dissertação, lida com o problema de estimação de estados para detecção do modo ativo através da implementação do método de Estimação de Estados de Horizonte móvel com Redes Neurais (NNMHSE). A efetividade do método de estimação proposto é avaliada através da comparação dos estados e modos gerados pelo MHSE e dos estimados pela Rede Neural. Este método apresentou baixos valores de RMSE, altos valores de R(2), e uma redução do tempo de processamento do algoritmo de estimação. A segunda parte desta dissertação lida com o problema de controle de posição e força chaveado para um manipulador robótico não linear, aplicando Controle Preditivo Baseado em Modelo (MPC). O algoritmo MPC chaveado implementado mostrou-se capaz de controlar efetivamente ambos os modos do sistema apresentando baixo erro na predição, aproximadamente 2 por cento no modo de controle de posição e 0.5 por cento no modo de controle de torque, mesmo considerando alterações cíclicas nos modos. Ambos os métodos provam ser adequados para controle de manipuladores robóticos colocalizados com seres humanos ou em ambientes desestruturados por meio da detecção do modo de operação e do controle chaveado posição-torque. / [en] The advances in Robotics in recent decades allow a growing range of robotic manipulator applications in various industry sectors. This directly impacts Human-Robot Interaction (HRI), increasing tasks that require a shared work environment, safety performance, and the contact detection ability of the robotic manipulator. Consequently, control methods capable of predicting contact, and controlling force or trajectory to avoid damage during collisions become increasingly necessary either for safety or performance reasons. Separating the dynamics of a single-link manipulator into two modes, namely position control mode (free mode) and torque control mode (contact mode), the first part of this dissertation deals with the estimation problem of states for active mode detection through the implementation of the Moving Horizon State Estimation with Neural Networks (NNMHSE) method. The effectiveness of the proposed estimation method is evaluated by comparing the states and modes generated by the MHSE and those estimated by the Neural Network. This method showed low RMSE values, high values of R(2), and a reduction in the processing time of the estimation algorithm. The second part of this dissertation deals with the position and force switching problem for a non-linear robotic manipulator, applying Model-Based Predictive Control (MPC). The implemented switched MPC algorithm effectively controlled both modes of the system, presenting low prediction error, approximately 2 percent in position control mode and 0.5 percent in torque control mode, even considering cyclical changes in the modes. Both methods prove to be suitable for controlling co-located robotic manipulators with humans or in unstructured environments through operation mode detection and position-torque switching control.

[pt] Governança trata heterogeneidade, autonomia e diversidade de interesses entre diferentes agentes em um sistema multi-agente (SMA), estabelecendo um conjunto de normas. A maioria dos mecanismos de aplicação de leis verifica a violação de normas apenas sob o aspecto da interação entre os agentes. Entretanto, em SMAs com a presença de agentes heterogêneos e independentemente projetados, existirão mensagens confidenciais, que só serão percebidas por seus remetentes e destinatários, e execução de ações que só serão observáveis pelos agentes que as executam ou por agentes que sofrem as conseqüências da execução dessas ações. Este trabalho apresenta uma abordagem que implementa um mecanismo de governança em SMA baseado em testemunhos. Agentes podem testemunhar fatos que estão relacionados à violação de normas as quais eles têm conhecimento. Este mecanismo é composto por três sub-sistemas: Reputação, julgamento e sanção. O foco deste trabalho está apenas no sub-sistema de julgamento, responsável por receber os testemunhos e prover decisões apontando se o agente realmente violou uma norma. Será mostrada a arquitetura deste sub-sistema e um processo de julgamento genérico. Finalmente, será ilustrada a utilização deste mecanismo através de um estudo de caso. / [en] Governance copes with the heterogeneity, autonomy and diversity of interests among different agents in a multi-agent system (MAS) by establishing a set of norms. Most of the governance enforcement mechanisms usually check norm violations from the point of view of interaction protocols. However, in MAS, with the presence of heterogeneous and independently designed agents, there will be private messages, that will only be perceived by their senders and receivers, and execution of actions that will only be observed by the agents that execute them or by the agents that suffers from their consequences. This work presents a governance mechanism for MAS based on testimonies. Agents can witness facts that are related to norm violations witch they are aware of. The proposed mechanism is composed by three sub-systems: Reputation, judgment and sanction. This work focuses only in the judgment sub- system, witch is responsible for receiving testimonies and providing a decision, pointing out if an agent has really violated a norm. The judgment sub-system architecture and a generic judgment process will be presented. Finally, the use of this mechanism will be exemplified by a case study.

[pt] Sistemas supervisores envolvendo software embarcados são encontrados com freqüência e são responsáveis pela supervisão de equipamentos que vão desde máquinas industriais e eletrodomésticos, a celulares e PDAs. Muitos possuem severos requisitos de confiabilidade e tolerância a falhas, bem como características de sistemas de tempo real. Esta pesquisa investiga o uso de tecnologias de ponta como Design by Contract, Agentes de Software, Mock Objects e Componentes de Software no auxílio ao desenvolvimento de sistemas de monitoramento e aquisição em tempo real. Explora-se, ainda, o conceito de sistemas orientados à recuperação. Para realizar tal análise é utilizado como estudo de caso um sistema de inspeção de dutos, que foi implementado utilizando tais tecnologias. De maneira resumida, pode-se dizer que neste estudo de caso percebeu-se que o uso dessas tecnologias fez com que o sistema fosse desenvolvido em um curto espaço de tempo, sendo que questões relevantes não foram prejudicadas, como por exemplo o fato do sistema ser robusto e tolerante a falhas. É importante ressaltar que o sistema apresentado se encontra em uso em inspeções de dutos reais. / [en] Supervisory systems allied to embedded software, a common subject in the literature, are responsible by the supervision of equipments like industrial machines, household-electric devices, cellular phones and PDAs. Many of them have severe requisites of fault tolerance and reliability as well as real time systems features. This research investigates the use of state-of-the-art technologies such as Design By Contract, Mock Objects, software agents and components in the development of real-time monitoring and data-acquisition systems. Recovery oriented systems concepts are also explored. The case study carried out to the research is a pipeline inspection software system, which uses such technologies. In a nutshell, it can be said that this case study showed strong evidence that the use of these technologies allowed the development in a very short time, without any loss of robustness, fault tolerance and reliability. The developed system is currently being used in real pipeline inspections.

[pt] O presente trabalho tem como objetivo principal apresentar uma análise sobre as funcionalidades existentes nos aplicativos de planejamento avançado, os chamados Advanced Planning Systems (APS) e os ganhos obtidos pelas empresas com a implementação desses aplicativos. Para realizar tal análise foi feita uma revisão bibliográfica visando estudar e apresentar os conceitos dos aplicativos para o gerenciamento da cadeia de suprimentos e dos aplicativos de planejamento avançado, bem como apresentar o mercado atual para esses aplicativos. O sistema APO (Advanced Planner and Optimizer), da empresa alemã SAP, foi o escolhido para a exemplificação de aplicativos de planejamento avançado. Por meio da realização de entrevistas em duas empresas que utilizam o APO e com o auxílio de um questionário semi-estruturado foi possível uma análise de como essas empresas estão utilizando esse sistema. Foi possível observar o que levou as empresas a implementarem um aplicativo de planejamento avançado, as mudanças ocorridas nos diversos processos e os ganhos obtidos com a implementação. / [en] The purpose of this document is presenting the existing functionalities of the advanced planning software, the so called Advanced Planning Systems (APS) and the benefits obtained by the companies with the implementation of these systems. In order to accomplish such analysis, a bibliographic research was made to study and present the concepts of the supply chain management applications and advanced planning systems, as well as present the current market for these applications. The APO (Advanced Planner and Optimizer) system of the German company SAP was chosen for the exemplification of the advanced planning systems. Based on interviews performed at two companies, which made use of the APO and with the aid of a semi-structured form it was possible to understand how these companies are utilizing this system. It was also possible to observe what led the companies to implement an advanced planning system, the changes that occurred in the various processes and the benefits obtained with the implementation.

[pt] A partir da necessidade do transporte de informação multimídia, foram desenvolvidos os Sistemas Celulares de Terceira Geração, ainda em fase de padronização, cujo candidato mais promissor é o UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). De forma consonante com a tendência mundial de utilização crescente da tecnologia IP (Internet Protocol) nas redes fixas, o UMTS veio a incorporar este protocolo, que apresenta uma maior flexibilidade para a introdução de novos serviços. Assim, na arquitetura do UMTS existem atualmente dois modos de transmissão, a Comutação de Circuitos e a Comutação de Pacotes. Esta Tese de Doutorado descreve, inicialmente, os processos de estabelecimento de chamadas de voz no UMTS, tanto na modalidade de Comutação de Circuitos como na de Comutação de Pacotes. Em seguida, procura fazer uma avaliação comparativa da eficiência na execução de chamadas de voz nestas duas modalidades, com ênfase de aplicação no sentido uplink de transmissão. Neste processo, são desenvolvidas várias formas de otimização de desempenho da transmissão na interface aérea do UMTS, em particular na Comutação de Pacotes, visando tornar este modo de transmissão competitivo com o modo de Comutação de Circuitos em termos de eficiência na transmissão de voz. Embora o tratamento aqui apresentado se refira ao UMTS-FDD (UMTS Frequency Division Duplex), as técnicas aqui desenvolvidas também encontram aplicação em outros Sistemas Celulares de Terceira Geração congêneres, tal como o CDMA 2000. / [en] With the advent of multimedia traffic, Third Generation mobile systems were introduced, with the UMTS as the most promissor candidate. In consonance with the global trend of utilization of the IP technology in fixed networks, the UMTS developers decided to incorporate this protocol, which presents more facilities for the introduction of new services. Therefore, the UMTS architecture has two transmission modes: Circuit Switching and Packet Switching Modes. This Doctoral Dissertation initially describes the call setup processes (call flows) for those transmission modes. It follows a comparative evaluation of the efficiency aspect related to calls executed in both modes, considering the case of uplink transmission. In this process, several optimization techniques are introduced, aiming at the improvement of energy consumption in the air interface. The final objetive is to turn the Packet Switching Mode competitive with the Circuit Switching Mode, relative to the energy consumed for the transmission of voice calls. Though the treatment here presented refers to the UMTS-FDD technology, all the results are equally applicable to other similar systems, like the CDMA- 2000.

[pt] Com o aumento da complexidade dos SMA´s governados por leis, tornouse mais difícil projetar e implementar requisitos referentes à tolerância a falhas, principalmente por não existir nenhum ponto de controle sobre tais sistemas. E, apesar disto, não são conhecidas soluções que abordem tais questões na literatura de governança de SMA´s baseados em leis. Contudo, existe uma técnica de tolerância a falhas, chamada Replicação de Agentes, que propõe reutilizar os conceitos de recuperação em sistemas distribuídos através da tolerância a falhas para a recuperação de agentes baseando- se em informações que identifiquem suas criticalidades. Entretanto, apesar de existirem algumas estratégias de estimativa de criticalidade de agentes, nenhuma apresenta o grau de granularidade suficiente para o monitoramento de SMA´s abertos governados por leis. Desta forma, o trabalho aqui proposto tem como objetivo apresentar um mecanismo de configuração de variação de criticalidade de agentes que interagem em SMA´s abertos. Para isto é proposta uma arquitetura para desenvolvimento de SMA´s abertos governados por leis tolerantes a falhas e uma abordagem para projetar tais mecanismos com simplicidade, modularidade e reuso. Este trabalho apresenta três contribuições principais: a extensão no modelo conceitual da linguagem declarativa de especificação de lei XMLaw com elementos para monitoramento da criticalidade dos agentes; a integração dos frameworks de governança de SMA´s abertos (M-Law) e de adaptação dinâmica de replicação de agentes (DIMAX); e a proposição de uma forma de documentação e derivação das leis. Por fim são apresentadas planilhas de resultados da aplicação do mecanismo proposto em dois estudos de caso. / [en] With law-governed multi-agent systems complexity growth, it is harder to design and implement requirements related to dependability mainly because there is no control point over such systems. Despite the great importance of those problems, there is no solution that fully addresses those issues in the context of law-governed multi-agent systems. However, there is a fault tolerant technique called Agent Replication that proposes the reuse of some recovery concepts of distributed systems through a fault tolerance based approach on some data that helps the identification of critical agent. And, besides the existents strategies of agents´ criticality estimation, none of them presents the granularity degree necessary for the monitoring of law- governed open MAS´s. Due to it, the goal of this work is to present a mechanism of the configuration variation of the agents´ criticality that interacts in open MAS´s. To achieve this goal, an architecture to support the development of fault tolerant law-governed open MAS and an approach to design such mechanisms with simplicity, modularity and reuse were proposed. This work has three main contributions: an extension on the conceptual model of the law- specification declarative language XMLaw within new elements to monitor the agents´ criticality; the integration of two frameworks: one is for law-enforcement (M-Law), and the other one is for a dynamic and adaptative agents´ replication (DimaX); and a proposal of a means to document and derive the laws. Finally, we present some sheets of the results of the proposed mechanism application in two case studies.

[pt] Em aplicações colaborativas distribuídas, o uso de repositórios centralizados para armazenamento dos dados e programas compartilhados compromete algumas características importantes desse tipo de aplicações, tais como tolerância a falhas, escalabilidade e autonomia local. Aplicações como Kazaa, Gnutella e Edutella exemplificam o emprego de computação ponto-a-ponto (P2P), que tem se mostrado uma alternativa interessante para solução dos problemas apontados acima, sem impor as restrições típicas de sistemas centralizados ou mesmo distribuídos do tipo mediadores e SGBDHs. Nesse trabalho apresentamos a arquitetura TEAM (Teamwork-support Environment Architectural Model) para gerência de workflows na web. Além de descrevermos os componentes e conectores da arquitetura, que se baseia em computação P2P, tratamos dos aspectos de modelagem de processos, gerência dos dados, metadados e das informações de controle de execução dos processos. Exploramos, também, a estratégia adotada para disseminação das consultas e mensagens encaminhadas aos pares da rede em ambientes baseados na arquitetura. Ilustramos o emprego da arquitetura TEAM em um estudo de caso em e-learning. / [en] In distributed collaborative applications, the use of centralized repositories for storing shared data and programs compromises some important characteristics of this type of applications, such as fault tolerance, scalability and local autonomy. Applications like Kazaa, Gnutella and Edutella exemplify the use of peer-to-peer computing, which is being considered an interesting alternative for the solution of the problems mentioned above, without imposing typical restrictions of centralized or even distributed systems such as mediators and HDBMSs. In this work we present the TEAM (Teamwork-support Environment Architectural Model) architecture for managing workflows in the Web. Besides describing the components and connectors of the architecture, which is based on P2P computing, we address the modelling of processes and management of data, metadata and execution control information.We also discuss the strategy adopted for queries dissemination and messages sent to peers in environments based on the architecture. We illustrate the application of TEAM in a case study in e-learning.