Orientador: Amir Ordacgi Caldeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-23T23:44:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_MarceloRosenauda_M.pdf: 6322811 bytes, checksum: 2d4284b8beed1c719808aef9d4d307c6 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho estabelecemos as condições necessárias à existência de estados coerentes em um oscilador harmônico (ou modo eletromagnético) dissipativo, dentro de algumas hipóteses referentes ao modelo de dissipação. Mostramos como a existência destes estados encontra-se intimamente ligada a realização da chamada aproximação de onda girante, cujas condições de validade também serão determinadas. Para tanto realizamos uma diagonalização exata das Hamiltonianas dissipativas, utilizando o método conhecido como diagonalização de Fano. Aplicamos o resultado da diagonalização também no cálculo da evolução de valores médios de observáveis do sistema / Abstract: Not informed. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientadores: Aldário Chrestani Bordonalli, Júlio César Rodrigues Fernandes de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-09-27T13:36:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_LuisHenriqueHeckerde_M.pdf: 8092940 bytes, checksum: da29699f8638d37de27fc0743c89a013 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Uma das alternativas para os sistemas de transmissão óptica de próxima geração é o uso de múltiplos subcanais ópticos densamente multiplexados em frequência (supercanais) com alta eficiência espectral. Supercanais ópticos empregam o processamento paralelo de sinais para alcançar taxas de transmissão além dos limites da eletrônica. Atualmente, as técnicas CO-OFDM e Nyquist WDM são vistas como as principais para a implementação de supercanais ópticos. Neste trabalho, estudam-se abordagens para aumentar a capacidade de transmissão dos sistemas ópticos por meio da realização de supercanais. A implementação em laboratório, análise de desempenho e comparativo entre as técnicas CO-OFDM e Nyquist WDM são realizadas para sistemas operando a 400 Gb/s e 1 Tb/s por canal, com modulação DP-16QAM e eficiências espectrais que chegam a 6 b/s/Hz e acima. Os principais desafios e soluções para a implementação de sistemas de transmissão óptica de próxima geração baseados em supercanais são identificados / Abstract: One of the options for the next generation of optical transmission systems is the use of multiple optical subchannels densely multiplexed in frequency (superchannels) with high spectral efficiency. Optical superchannels employ parallel signal processing to achieve transmission rates beyond the limits of electronics. Currently, CO-OFDM and Nyquist WDM are seen as the main techniques to the implementation of optical superchannels. In this work, different ways to increase the capacity of the current optical systems by the realization of superchannels are studied. The experimental implementation, performance analysis, and comparison between CO-OFDM and Nyquist WDM techniques are performed for systems operating at 400 Gb/s and 1 Tb/s per-channel with DP-16QAM modulation and spectral efficiencies of 6 b/s/Hz and beyond. The main challenges and solutions for the implementation of next generation optical transmission systems based on superchannels are identified / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: João Marcos Travassos Romano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T02:34:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_EduardodeSouza_M.pdf: 927396 bytes, checksum: 97e57986c5309fbfd62a2edb8c63a482 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A multiplexação de polarização é uma técnica promissora que permite dobrar a capacidade de transmissão das próximas gerações de sistemas de comunicações ópticas operando a 40 Gb/s. Tais sistemas são dependentes de processamento digital de sinais, tanto para efetuar a separação dos sinais multiplexados em polarização, quanto para combater degradações impostas pelo canal óptico. Em geral, técnicas não supervisionadas como o algoritmo do módulo constante (CMA - Constant Modulus Algorithm) multiusuário são utilizadas para realizar a separação e a equalização simultaneamente. No entanto, este método apresenta algumas desvantagens, em especial a possibilidade de perda de um dos sinais transmitidos quando o sistema apresenta perda dependente de polarização. Este trabalho propõe uma nova estrutura de demultiplexação usando uma técnica de separação conhecida como análise de componentes independentes em conjunto com um equalizador adaptado pelo algoritmo do módulo constante. A técnica proposta é avaliada por meio de simulações, confirmando-se um bom desempenho diante das principais distorções lineares presentes em sistemas de comunicação óptica e verificando-se uma maior robustez em termos de perda dependente de polarização / Abstract: Polarization multiplexing is a promising technique, able to double the capacity of next generation optical communication systems working at 40 Gb/s. Such systems are dependent of digital signal processing, both to separate the signals in multiplexed polarization, and to combat impairments imposed by optical channel. In general, unsupervised techniques such as multiuser CMA (Constant Modulus Algorithm) are used to perform the separation and equalization simultaneously. However, this method has some drawbacks, in particular the possibility of losing one of the signals when the system has polarization dependent loss. This work proposes a new structure for demultiplexing employing a separation technique known as independent component analysis in conjunction with an equalizer adapted by the Constant modulus algorithm. The proposed technique is evaluated through simulations, confirming the good performance in front of the main linear distortions present in optical communication systems and being more robust in terms of polarization dependent loss / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Helio Waldman, Darli Augusto de Arruda Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T09:25:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_FranciscoAugustodaCosta_M.pdf: 789247 bytes, checksum: 92fd6bcd2b896f2de173abbf3d6cbef7 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Comparamos o desempenho de quatro arquiteturas de recuperação de portadora tipo feedforward em receptores QPSK e 8-PSK coerentes com multiplexação de polarização e decodificação diferencial. Analisamos os cenários que apresentam desequilíbrio entre as SNRs nas duas polarizações, tal como ocorre em sistemas com PDL. Usando simulações de Monte Carlo, observamos que o método de estimação conjunta proposto apresenta penalidade em SNR de 1,1 dB de penalidade em SNR para uma razão largura de linha/ taxa de símbolo = 5 × 10-3, enquanto as outras três arquiteturas investigadas têm penalidade de 1,8 dB, 2,0 dB, e 3,9 dB para o formato de modulação QPSK. Para o formato 8-PSK, a arquitetura de recuperação conjunta apresenta 1,1 dB para uma razão largura de linha/ taxa de símbolo = 7, 5 × 10-4, enquanto as outras três arquiteturas têm penalidade 1,5 dB, 1,7 dB e 2,8 dB, para BER = 10-3 e um desequilíbrio em SNR de 3 dB. / Abstract: This work compares the performance of four feedforward carrier recovery architectures in coherent QPSK and 8-PSK receivers, with polarization multiplexing and differential decoding. We focused on the scenarios showing an SNR imbalance between orthogonal polarizations, as in PDL impaired systems. Using Monte Carlo simulations, we observed that the proposed joint estimation method yields an SNR penalty of 1.1 dB, for a laser linewidth/ baudrate ratio of 5×10-3, while the other three investigated architectures 1.8 dB, 2.0 dB and 3.9 dB, for the QPSK modulation format. As for 8-PSK, the proposed joint feedforward carrier recovery architecture exhibits a 1.1 dB SNR penalty for a laser linewidth/ baudrate ratio of 7.5 × 10-4, while the other three architectures 1.5 dB, 1.7 dB and 2.8 dB, for a BER = 10-3 and 3 dB SNR imbalance. Keywords: optical communication, coherent receiver, phase modulation. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Em 2010, doenças cardiovasculares (CVD) causaram 33% do total das mortes no Brasil. O acúmulo de placas lipídicas, calcificadas e/ou fibrosas em vasos sanguíneos é chamado aterosclerose e é uma das principais causas da maioria das internações por doenças coronárias. A implantação de stent é um dos métodos mais comuns para o tratamento de pacientes com obstrução nas coronárias, mas este pode desencadear um crescimento de uma nova íntima e causar novamente o estreitamento do vaso, resultando em problemas de irrigação do coração. Alternativas como Tomografia por Coerência Óptica Intravascular (IOCT) oferecem imagens in vivo para detecção e monitoramento da progressão de CVDs. Adicionalmente, métodos computacionais aplicados a imagens IOCT podem fornecer dados objetivos de estruturas como áreas, perímetros, etc., permitindo mais precisão no diagnóstico. Contudo, ainda é pequena a variedade de métodos quantitativos aplicados a IOCT na literatura, em comparação a outras modalidades relacionadas. Neste trabalho é proposto um método para quantificação da neoíntima após a implantação de stent, fornecendo assim informações para possíveis tratamentos. Para isto são utilizadas imagens reais de IOCT de diferentes fontes: humanos, porcos e coelhos, adquiridas em diferentes períodos após a implantação do stent. Primeiro, é segmentada a parede do vaso (Lúmen), por meio da utilização de modulação de intensidade, filtragem, Fuzzy connectedness e binarização por limiar, seguida de um teste de Branch Opening e um conjunto de operações morfológicas. Segundo, o stent é identificado e segmentado, utilizando características extraídas de derivadas gerando imagens auxiliares à imagem de IOCT seguido pelo emprego de operações de seleção dos possíveis pontos pertencentes ao Stent. Tendo o lúmen e o stent segmentados, a área correspondente à neointima pode ser calculada, executando esse procedimento em imagens do mesmo local adquiridas em períodos diferentes. Assim pode ser feita a quantificação do crescimento de tecido. Para a avaliação do método, é comparada a área segmentada do lúmen e do stent, com os métodos propostos, com a área segmentada manualmente por especialistas (Gold Standard). / In 2010, cardiovascular disease (CVD) caused 33% of the total deaths in Brazil. The accumulation of lipidic, calcified and fibrous plaque, in the vessel wall is called atherosclerosis, and it is the main reason of most admissions in hospitals due to coronary heart disease. The stent implantation is one of the most common methods for coronary obstruction treatment, but this can trigger a neo-intima restenosis, and cause again narrowing of the vessel wall, resulting again in heart-irrigation problems. Modalities such as Intravascular Optical Coherent Tomography (IOCT) can be important for this kind of investigations, because it provides coronary in vivo for detecting and monitoring the progression of CVDs. Additionally, computational methods applied to IOCT images, can render objective structure information, such as areas, perimeters, etc., allowing for more accurate diagnosis. However, the variety of methods in the literature applied in IOCT is still small compared to other related modalities. Therefore, we propose a method for neointima restenosis quantification after stent implantation, thereby providing information to potential treatments. Consequently, we used real IOCT images from different sources: humans, pigs, and rabbits, acquired in different periods after stent implantation. First, the lumen is segmented by using intensity modulation and filtering, next fuzzy connectedness and thresholding is carried out, followed by a \"Branch Opening\" test and a set of morphological operations. Second, the stent is identified and segmented using extracted features by derivative operations, generating auxiliary images to the IOCT. Finally, a set of operations to identify and to select possible points which belong to Stent is performed. Having the lumen and stent segmented the area corresponding to the neo-intima can be calculated. By performing the same procedure in images acquired from the same location at different times, the ratio of the neointima growing can be computed. The evaluation is carried out by comparing the segmented new intima area between the proposed and manual method executed by specialist (Gold Standard).

Em 2010, doenças cardiovasculares (CVD) causaram 33% do total das mortes no Brasil. O acúmulo de placas lipídicas, calcificadas e/ou fibrosas em vasos sanguíneos é chamado aterosclerose e é uma das principais causas da maioria das internações por doenças coronárias. A implantação de stent é um dos métodos mais comuns para o tratamento de pacientes com obstrução nas coronárias, mas este pode desencadear um crescimento de uma nova íntima e causar novamente o estreitamento do vaso, resultando em problemas de irrigação do coração. Alternativas como Tomografia por Coerência Óptica Intravascular (IOCT) oferecem imagens in vivo para detecção e monitoramento da progressão de CVDs. Adicionalmente, métodos computacionais aplicados a imagens IOCT podem fornecer dados objetivos de estruturas como áreas, perímetros, etc., permitindo mais precisão no diagnóstico. Contudo, ainda é pequena a variedade de métodos quantitativos aplicados a IOCT na literatura, em comparação a outras modalidades relacionadas. Neste trabalho é proposto um método para quantificação da neoíntima após a implantação de stent, fornecendo assim informações para possíveis tratamentos. Para isto são utilizadas imagens reais de IOCT de diferentes fontes: humanos, porcos e coelhos, adquiridas em diferentes períodos após a implantação do stent. Primeiro, é segmentada a parede do vaso (Lúmen), por meio da utilização de modulação de intensidade, filtragem, Fuzzy connectedness e binarização por limiar, seguida de um teste de Branch Opening e um conjunto de operações morfológicas. Segundo, o stent é identificado e segmentado, utilizando características extraídas de derivadas gerando imagens auxiliares à imagem de IOCT seguido pelo emprego de operações de seleção dos possíveis pontos pertencentes ao Stent. Tendo o lúmen e o stent segmentados, a área correspondente à neointima pode ser calculada, executando esse procedimento em imagens do mesmo local adquiridas em períodos diferentes. Assim pode ser feita a quantificação do crescimento de tecido. Para a avaliação do método, é comparada a área segmentada do lúmen e do stent, com os métodos propostos, com a área segmentada manualmente por especialistas (Gold Standard). / In 2010, cardiovascular disease (CVD) caused 33% of the total deaths in Brazil. The accumulation of lipidic, calcified and fibrous plaque, in the vessel wall is called atherosclerosis, and it is the main reason of most admissions in hospitals due to coronary heart disease. The stent implantation is one of the most common methods for coronary obstruction treatment, but this can trigger a neo-intima restenosis, and cause again narrowing of the vessel wall, resulting again in heart-irrigation problems. Modalities such as Intravascular Optical Coherent Tomography (IOCT) can be important for this kind of investigations, because it provides coronary in vivo for detecting and monitoring the progression of CVDs. Additionally, computational methods applied to IOCT images, can render objective structure information, such as areas, perimeters, etc., allowing for more accurate diagnosis. However, the variety of methods in the literature applied in IOCT is still small compared to other related modalities. Therefore, we propose a method for neointima restenosis quantification after stent implantation, thereby providing information to potential treatments. Consequently, we used real IOCT images from different sources: humans, pigs, and rabbits, acquired in different periods after stent implantation. First, the lumen is segmented by using intensity modulation and filtering, next fuzzy connectedness and thresholding is carried out, followed by a \"Branch Opening\" test and a set of morphological operations. Second, the stent is identified and segmented using extracted features by derivative operations, generating auxiliary images to the IOCT. Finally, a set of operations to identify and to select possible points which belong to Stent is performed. Having the lumen and stent segmented the area corresponding to the neo-intima can be calculated. By performing the same procedure in images acquired from the same location at different times, the ratio of the neointima growing can be computed. The evaluation is carried out by comparing the segmented new intima area between the proposed and manual method executed by specialist (Gold Standard).

Orientadores: Michel Zamboni Rached, Julio Cesar Rodrigues Fernandes de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T22:08:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_EdsonPortoda_M.pdf: 2920023 bytes, checksum: 44d415ca69c358709f1b816f7e603047 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O Resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The complete Abstract is available with the full electronic document. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Aldário Chrestani Bordonalli, Júlio César Rodrigues Fernandes de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T02:02:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_VitorBedotti_M.pdf: 8224184 bytes, checksum: f63b4dc7f1e4170cdcb48f49bf1b4155 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As mudanças nos padrões de tráfego na internet forçam a constante evolução das redes ópticas, que, por serem sistemas com grande capacidade e se estenderam por milhares de quilômetros, são a principal aposta para suprir a demanda por banda. A solução adotada foi aumentar a eficiência espectral da transmissão, por meio do uso de formatos de modulação de alta ordem, como o PSK e o QAM, da detecção coerente e da multiplexação em polarização. Nessa dissertação, os conceitos de uma transmissão coerente digital e os principais algoritmos para a recepção e recuperação de sinal são apresentados, considerando o formato de modulação DP-QPSK com taxa agregada de 112 Gb/s. É proposto, também, um método de adaptação de ganho para o algoritmo de módulo constante (CMA), que acelera a convergência e torna a rotina que rastreia as mudanças no estado de polarização do sinal óptico mais rápido e robusto. Os algoritmos para cada funcionalidade foram testados individualmente em simulação. O melhor conjunto de algoritmos é analisado e configurações experimentais em back-to-back com carregamento de ruído ASE, em anel de recirculação óptico de 225 km com 80 canais DWDM e, também, em transmissão pela Rede Experimental de Alta Velocidade GIGA no trecho Campinas - São Paulo - Campinas. Para a configuração em back-to-back, o limite do sistema foi de 10,5 dB de OSNR. No anel de recirculação, foi possível a transmissão de 80 canais a 112 Gb/s, totalizando 8,96 Tbit/s por 2925 km e ocupando 50 GHz de banda, ou por 2475 km e ocupando 25 GHz. Na rede GIGA, o sistema se mostrou estável, com taxa de erro de bits bem inferior ao limite por mais de 3 horas de análise. O método de adaptação de ganho proposto conseguiu acompanhar mais de 20 Mrad/s e 3 Mrad/s de variação angular no estado de polarização para 34 dB e 15 dB de OSNR, respectivamente, enquanto o CMA sem adaptação de ganho falha a 10 Mrad/s e 1,5 Mrad/s nas mesmas condições. Os resultados demonstram a eficácia e a estabilidade dos algoritmos e a capacidade de recuperação do sinal em simulação, em experimentos laboratoriais ou em campo / Abstract: The changes in traffic patterns due to the Internet force the constant evolution of optical networks. These systems, designed to deliver high transmission capacity over thousands of kilometers, are the key solution to meet the demand for bandwidth. The recent tendency to provide wider bandwidth without changing the infrastructure already deployed has been to increase the spectral efficiency of transmission by using high order modulation formats, such as PSK and QAM, and employment coherent detection along with polarization multiplexing. In this work the concepts of optical digital coherent systems and the main algorithms for signal reception and recovery are presented, considering QPSK modulation format and polarization multiplexing (DP-QPSK) at 112 Gb/s. It is also proposed a method for adaptive adjustment of the constant modulus algorithm (CMA) gain, which accelerates the convergence and makes the algorithm faster and more robust to changes in the state of polarization of the optical signal. The algorithms for each function were tested individually in a simulation setup. The best set of algorithms were then obtained and applied in the receiver end of different experimental setups: back-to-back with ASE noise loading; 225-km optical recirculation loop with 80 DWDM channels; and a field transmission over part of the high-capacity experimental network GIGA (Campinas - São Paulo - Campinas). For the back-to-back setup, the system limit was achieved at 10.5 dB of OSNR. For the recirculation loop, it was possible to transmit up to 80 channels at 112 Gb/s, or 8.96 Tbit/s for overall system capacity, over 2925 km, considering 50-GHz bandwidth signal, or 2475 km for 25-GHz bandwidth signal. For the GIGA network, the system was stable with bit error rate well below the FEC threshold during the 3-hour analysis. The gain adaptation method proposed was able to track over 20 Mrad/s and 3 Mrad/s of angular rotation rate in the state of polarization for OSNRs of 34 dB and 15 dB, respectively, while the CMA without gain adaptation fails to track frequencies above 10 Mrad/s and 1.5 Mrad/s in the same conditions. The results show that the set of algorithms is effective, stable and capable of recovering the signal during simulation, laboratory experiments or field trials / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica