[pt] A tecnologia de jogos multi-jogador é uma especialização dentro da área de ambientes virtuais distribuídos. Com a crescente popularidade de jogos pela Internet, torna-se interessante analisar os seus principais problemas e encontrar soluções de arquiteturas destes ambientes, a fim de adaptá-las para as necessidades específicas destes jogos. Uma arquitetura híbrida usando as abordagens cliente- servidor e peer-to-peer é proposta e implementada neste trabalho, visando atender uma certa classe de jogos multi- jogador. Com o objetivo de permitir uma eficiente transmissão de objetos criados entre os jogadores durante uma sessão, é proposta uma alteração em sua forma de representação geométrica. É mostrado que técnicas de modelagem de mais alto nível como CSG ou Metaball podem ser usadas para permitir esta transmissão eficiente sob certas circunstâncias. É também proposta uma técnica eficiente de representação e transmissão de coordenadas do ambiente virtual usando campos de bits. / [en] Multiplayer game technology is a specialized field in networked virtual environments (Net-VE). With the increasing popularity of Internet games, the analysis of their main problems and the search for an architecture for these environments has become interesting in order to adapt them to the specific needs of these games. A hybrid architecture using both client-server and peer-to-peer approach is proposed and implemented in this work for a certain class of multiplayer games. In order to provide an efficient transmission of user created objects among players during a session, a change in its geometrical representation is proposed. It is showed that the use of higher level object representation such as CSG or Metaball modeling techniques can be used to provide this efficient transmission under certain circumstances. It is also proposed the use of bitfields as a efficient way to both represent and transmit coordinates of the virtual world.

[pt] Cada vez mais as redes locais sem fio conhecidas por WLAN estão presentes no meio em que vivemos, seja em nossas casas como em escritórios, aeroportos e outros locais públicos. Na busca de possibilitar que mais aplicações sejam viabilizadas pelas redes sem fio, tais como fluxos de vídeo, a qual requer uma maior largura de banda, o IEEE desenvolveu um novo padrão da família do 802.11, o IEEE 802.11n que é capaz de oferecer uma capacidade de transmissão significativamente maior que os padrões 802.11 anteriores. Em principio, o grande aumento de capacidade na camada física deveria ser suficiente para oferta de aplicações de multimídia, inclusive com vídeo em alta definição. Entretanto, a baixa eficiência da camada de controle de acesso ao meio (camada MAC) e de alguns protocolos da camada física poderiam restringir o uso de aplicações que necessitam de altas taxas de transmissão. Para resolver essa questão o padrão 802.11n contempla o recurso de agregação dos quadros que possui dois métodos distintos, A-MPDU (Aggregated MAC Protocol Data Unit) e A-MSDU (Aggregated MAC Service Data Unit). Neste trabalho foram realizadas simulações com sinais de vídeos reais e apresentados resultados que permitem comparar o desempenho destes métodos e avaliar se o uso de agregação permite efetivamente que o padrão 802.11n atenda os requisitos da transmissão de vídeo. Foram também sugeridos valores para os parâmetros da tecnologia 802.11n que permitem que um melhor desempenho seja alcançado. / [en] Wireless LANs are gradually playing an increasingly important role in our day-to-day life. It is common now to find them in airports, hotels, office buildings as well as in individual residences. Due to this success there was an effort at IEEE to develop a new standard that would allow new high data rate applications, such as video streaming, to be provided through a WiFi access point. This new standard added to the IEEE 802.11 family is known as IEEE 802.11n and it offers a significantly higher capacity physical layer. However, to derive the full benefits of this new very powerful physical layer it was necessary to improve the efficiency of the MAC layer as well as of some physical layer protocols. One of techniques included in the standard, to allow high bandwidth services with good quality, was frame aggregation. The 802.11n standard contemplates two forms of aggregation, namely: A-MPDU (Aggregated MAC Protocol Data Unit) and AMSDU (Aggregated MAC Service Data Unit). In this work, simulations were performed to evaluate the performance of both methods of aggregation when transporting real video signals. The objective was to verify whether 802.11n, with the use of aggregation, can indeed provide video and multimedia services with the required quality. We also suggest values for 802.11n system parameters that provide improved performance.

[pt] Além de apresentar uma visão unificada das técnicas de transmissão digital em blocos e suas combinações com a técnica de múltiplo acesso CDMA (Code Division Multiple Access), esta dissertação examina uma nova possível técnica de transmissão para sistemas com múltiplo acesso, aqui chamada CS-CDMA (Chip-Spread Code Division Multiple Access), combinada com as técnicas de transmissão em blocos, em portadora única (SC-Single Carrier ), gerando o esquema SC CS-CDMA, e em múltiplas portadoras OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), gerando o esquema MC CSCDMA. Comparações de desempenho com os sistemas de transmissão por blocos CDMA de portadora única conhecido como SC CDMA (Single Carrier Code Division Multiple Access) e de múltiplas portadoras conhecido como MC CDMA (Multi Carrier Code Division Multiple Access) são apresentadas. Uma característica marcante da técnica de transmissão enfocada é que, diferentemente do que ocorre nos sistemas CDMA, a ortogonalidade entre os códigos dos diferentes usuários é mantida mesmo quando a transmissão é feita atravéss de um canal multipercurso seletivo na frequência, permitindo assim que os usuários possam ser idealmente desacoplados na recepção. Além desta vantagem, e muito devido a ela, os resultados de desempenho, obtidos via simulação, indicam uma significativa superioridade do sistema proposto CSCDMA, quando os sinais são transmitidos em portadora única, sobre o tradicional CDMA. Os resultados consideram recepção com equalização no domínio da frequéncia utilizando equalizadores do tipo ZF (Zero Forcing) e MMSE (Minimum Mean Squared Error). / [en] In addition to presenting a unified view of digital blocks transmission technologies and their combinations with the technique of multiple access CDMA (Code Division Multiple Access), this dissertation addresses a new possible transmission technique for multiple access sytem, called here CS -CDMA (Chip-Spread Code Division Multiple Access), combined with blocks transmissions techniques, in single carrier (SC- Single Carrier ), generating scheme SC CS-CDMA, and in multi carrier OFDM (Ortogonal Frequency Division Multiplexing), generating escheme MC CS-CDMA. Performance comparisons with the traditional SC CDMA (Single Carrier Code Division Multiple Access) and MC CDMA (Multi Carrier Code Division Multiple Access) block transmission systemare presented. A key feature of the proposed transmission technique is that, differently from what occurs with CDMA, the original code orthogonality between users is preserved despite propagation through multipath frequency selective channels, thus ideally allowing the decoupling of the signals at the receiver side. Beyond this advantage, and mostly due to it, the performance results indicate a clear superiority of the proposed system CS-CDMA, over the traditional CDMA, when signals are transmitted in single carrier. The simulation results consider frequency domain ZF (Zero Forcing) and MMSE (Minimum Mean Squared Error).

[pt] A comunicação por fibras ópticas utiliza diversos modelos herdados dos sistemas de telecomunicações tradicionais. Recentemente, a necessidade de maior controle sobre o fluxo de dados tem atraído muita atenção para as vantagens da comunicação óptica adaptativa. Num sistema de comunicação adaptativo, o fluxo de dados pode ser alterado em função de variações na qualidade do canal ou simplesmente pela necessidade de racionalizar a utilização dos recursos disponíveis. A interoperação entre redes pressiona pela necessidade de uma rede elástica e a expectativa é que este tipo de rede permita o controle sobre vários níveis da estrutura de comunicação. Nesta tese, a análise deste tema se concentra na camada física da rede óptica, em que a elasticidade pode ser obtida através de diferentes técnicas de modulação e multiplexação. A camada física de uma rede óptica adaptativa deve responder a variações e restrições do meio de transmissão. O consumo de energia, por exemplo, é um requisito cada vez mais presente nos projetos das redes de comunicação e a relevância deste requisito tende a aumentar na medida em que as redes ópticas aumentam sua capilaridade. O principal objetivo desta tese é analisar uma solução de comunicação óptica adaptativa que atenda aos requisitos básicos de uma rede elástica. O sistema de comunicação em análise é baseado em modulações realizadas no espaço de sinais de quatro dimensões, também conhecidas como modulações 4D. A perspectiva adotada privilegia a polarização da portadora óptica. A vantagem em adotar esta perspectiva, reside no fato de que ela permite a construção de modulações multidimensionais utilizando os fibrados de Hopf. Conforme será observado, o uso dos fibrados de Hopf em conjunto com o conceito matemático denominado vértice embutido de politopos, potencializa as soluções de engenharia para o problema da comunicação óptica adaptativa. / [en] Fiber-optic communications use several models inherited from traditional telecommunications systems. Recently, the need to improve the control over the data flow has attracted attention to the advantages of adaptive optical communication. In adaptive systems, the data flow can be altered due to changes in the channel quality or simply to rationalize the use of available resources. Interoperation between networks further presses on the need for an elastic network and the expectation is that this type of network will allow control over various levels of the communication structure. In this thesis, the analysis of this theme focuses on the physical layer of the optical network, where elasticity can be obtained through different modulation and multiplexing techniques. The physical layer of an adaptive optical network must respond to variations and restrictions of the transmission medium. Energy consumption, for example, is a requirement that is increasingly present in communication network projects and the relevance of this requirement tends to increase as optical networks expands in capillarity. The main objective of this thesis is to analyze an adaptive optical communication solution that meets the basic requirements of an elastic network. The communication system under analysis is based on the four-dimensional signal space modulations, also known as 4D modulations. The perspective adopted favors the polarization of the optical carrier. The advantage in adopting this perspective resides in the fact that it allows the construction of multidimensional modulations using Hopf bundles. As will be observed, the use of Hopf bundles in conjunction with the mathematical concept called embedded vertex polytopes, improves the engineering solutions to the problem of adaptive optical communication.

[pt] Com o crescimento da utilização das redes celulares para a transmissão de dados, as operadoras de telefonia móvel estão enfrentando um aumento dramático na utilização do recurso rádio para suprir esta nova necessidade. Com isto, estão sendo obrigadas a migrarem para novas tecnologias que propiciem uma alta eficiência espectral, permitindo assim uma melhor utilização do espectro disponível. Este trabalho descreve uma ferramenta de simulação desenvolvida para analisar o gerenciamento dos recursos de rádio, além de propor um novo algoritmo de alocação de canais de dados para sistemas móveis pessoais, permitindo a transmissão de voz e dados sobre a mesma interface aérea. É sabido que é extremamente difícil levar em conta todos os parâmetros que devem ser considerados em um sistema móvel real. Procurou-se então adotar os mais conhecidos modelos de propagação, de mobilidade e de tráfego de voz e de dados disponíveis na literatura, de forma a tentar aproximar a ferramenta de simulação o máximo possível do caso real. A contribuição deste trabalho é oferecer uma ferramenta de simulação para as redes GSM/HSCSD que permita a otimização da eficiência no uso do espectro disponível para transmissão. Esta ferramenta possibilita ao usuário, além de analisar a capacidade do sistema, o controle de potência e estratégias de handover, avaliar novos algoritmos de alocação de canal para o tráfego de voz e dados em conjunto. Ao final desta dissertação serão apresentados os resultados obtidos com a utilização de um novo algoritmo de alocação de canais para o tráfego de dados, além de realizar algumas outras simulações buscando maximizar a eficiência espectral do sistema utilizando deste novo algoritmo. / [en] Due to the increasing use of cellular networks for data transmission, mobile telephone operators are facing a dramatic raise in using radio resources to supply their demand. As a result, they are being forced to migrate to new technologies that provide high spectral efficiency, allowing an optimized use of available spectrum. This work describes the development of an advanced tool to analyze the operator management of radio transmission for personal mobile systems. The model was built considering well-known propagation, mobility, voice and data traffic for transmission assumptions, in order to approximate the developed tool to the real world mobile systems. The simulation tool is suited for GSM/HSCSD networks allowing engineers to optimize the efficient use of the available spectrum. It also permits the evaluation of system capacity as well as the analysis of power control and handover strategies. Another application exploited in this work is the investigation of resource allocation algorithms. A new algorithm for resource allocation in integrated voice and data environments was proposed and its performance was evaluated using the simulation tool.