ROCHA, H. H. B. Ressoadores e guias dielétricos cilíndricos operando em micro-ondas e óptica: antenas dielétricas e acopladores refletores de Bragg a fibra. 2010. 150 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-02-23T18:54:52Z No. of bitstreams: 1 2010_tese_hhbrocha.pdf: 6137433 bytes, checksum: 34dd4b64aa7390d6d58c2239bc3afd99 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-02-23T18:56:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_tese_hhbrocha.pdf: 6137433 bytes, checksum: 34dd4b64aa7390d6d58c2239bc3afd99 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-23T18:56:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_tese_hhbrocha.pdf: 6137433 bytes, checksum: 34dd4b64aa7390d6d58c2239bc3afd99 (MD5) Previous issue date: 2010 / Two heterogeneous contributions to modern communication systems – although fully possible to be correlated – are presented. The first one deals with resonant antennas consisting of new dielectric ceramics based on Fe2O3. These materials characterized at microwave frequency range possess low relative permittivity, low loss tangent and, concerned with the monophasic samples, negative temperature coefficient of resonant frequency. Subsequently, the cylindrical dielectric resonator antennas (CDRAs) supported on rectangular ground plane and fed by monopole are analyzed according to the following radiation performance criteria: resonant frequency, input impedance, bandwidth and radiation patterns. Besides experimentation, the study involved computational procedure, so that the results of both can be compared. A commercial software based on the finite element method was employed to examine the CDRAs. It follows that as higher is the permittivity of a material, the lower are the frequency at which it resonates as well as its bandwidth. Satisfactory impedance matching and broadside radiation patterns are observed, what enables the materials investigated to this relevant application. Additionally, the stacking of the monophasic CDRAs prototypes resulted in bandwidth enhancement, presumably due to their excited high order modes. The second contribution focuses on dielectric waveguides operating at optical frequencies, being fiber Bragg grating couplers (FBGCs) investigated in this scenario. Indeed, they result from a combination of two versatile and widely applied devices: fiber Bragg gratings and directional couplers. Two numerical case studies related to the interaction between optical signals and structures were performed. The theoretical model observed is based on the coupled mode theory since it provides a satisfactorily accurate description of the devices optical properties. By the way, the theoretical model is coded in FORTRAN programming language according to a predictor-corrector algorithm. In terms of operational power levels, analyses are carried out in frequency and (mainly) time domains. Under specific conditions, the capability of the extraction, reshaping and switching of pulses – examples of essential functions for all-optical processing – reinforces the importance of such hybrid structures. / Duas contribuições caracteristicamente distintas, não obstante correlacionáveis num mesmo sistema de telecomunicação, são apresentadas. A primeira versa sobre antenas ressoadoras constituídas por novas cerâmicas dielétricas à base de Fe2O3. Os materiais desenvolvidos foram caracterizados na faixa de micro-ondas. Tratam-se de dielétricos com baixa permissividade relativa, baixa tangente de perda, e, no caso das amostras monofásicas, com coeficiente de temperatura na frequência de ressonância negativo. Posteriormente, as antenas ressoadoras dielétricas de geometria cilíndrica (CDRAs) suportadas em plano de terra retangular e alimentadas por sonda monopolar são analisadas segundo critérios de desempenho de irradiação, quais sejam: frequência de ressonância, impedância de entrada, largura de banda e padrões de irradiação. Além de experimentação, o seu estudo envolveu procedimento computacional, no que foi promovida a comparação de resultados. O método dos elementos finitos, no qual está baseado o programa comercial empregado, foi utilizado para análise destas antenas. Resulta que para maiores valores de permissividade relativa de uma amostra, menores são a frequência em que a mesma ressoa e a sua largura de banda. Ainda, foi observado satisfatório casamento de impedância e padrões de irradiação broadside, o que candidata os novos materiais desenvolvidos a esta importante aplicação. Adicionalmente, mediante empilhamento dos protótipos monofásicos examinados, foi verificada a remodelagem da largura de banda em relação às contrapartidas individuais, provavelmente devido à excitação de modos de ordem elevada das CDRAs. A segunda contribuição está enfocada no contexto dos guias de ondas dielétricos operando em frequências ópticas. Neste cenário, são investigados acopladores refletores de Bragg a fibra (FBGCs), estruturas resultantes da combinação de dois dispositivos reconhecidamente versáteis e de ampla aplicação: redes de Bragg e acopladores direcionais. Foram apreciados dois estudos de caso numéricos nos quais se fez promover a interação de sinais ópticos com as estruturas propostas. Na medida em que descreve com satisfatória precisão as propriedades ópticas dos dispositivos de interesse, o modelo matemático empregado é baseado na teoria dos modos acoplados. O tratamento numérico é realizado mediante codificação, em linguagem de programação FORTRAN, de um algoritmo preditivo-corretor. Considerando regimes pulsados em termos da potência operacional, o problema foi analisado no domínio da frequência e, sobretudo, no domínio do tempo. Em condições específicas, a possibilidade de realização da extração, reconfiguração e comutação de pulsos, exemplos de funções essenciais ao processamento totalmente óptico, reforçam a importância de tais estruturas híbridas.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:52:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000400603-Texto+Completo-0.pdf: 1521869 bytes, checksum: 8acad5565ce27fe06a6b27467ed5eb78 (MD5) Previous issue date: 2008 / With the broadcast TV digitalization in Brazil, the degradation effects in the digital signals caused by the multipath phenomena can be noticed by the user and this phenomenon has such a severity which is typical in an urban high concentration scenario in tropical zones. The multipath effect is one of the most limiting factors of wireless digital transmission systems performance, especially for systems which operate with high data rate. These effects are minimized in the digital receiver through a channel deconvolution process. Usually, multicarrier systems use frequency-domain deconvolution (e. g. channel estimation and compensation) and single carrier systems use time-domain deconvolution (e. g. adaptive equalization). Not rarely occurs a wireless system scenario which is so intensely adverse – like the one who occurs into big urban Brazilian centers – that neither the time-domain nor frequency-domain channel deconvolution process are sufficiently enough so that it can be obtained a low bit error rate in the digital receiver. In DTV case, generally this implies in an erratic and/or intermittent sound and image reception. In function of this insufficiency of the time-domain and frequency-domain deconvolution processes for adverse operation scenarios, is being proposed in other recent works that the channel deconvolution process be extended to the space-domain through the use of smart antennas. A smart antenna is capable of improving the received signal quality, contributing with the channel equalizer/compensator channel, because it minimizes the many interfering signals which comes from different directions to the receiver (e. g. minimizes the multipath effect) generated by the reflection points in the channel transmission. Briefly, a smart antenna identifies, selects and acts among the many received signals from different spatial directions with the objective of attenuate the interfering signals in relation to the main signal. In this context, the present dissertation proposes a reactance-controlled smart antenna for DTV signal reception, named ISRAEL (Intelligent Steerable Reactive Array plus Electric Loop). Differently of other reactance-controlled smart antennas operation mode, which are sensible to the vertical component of the electric field, the antenna proposed in this work is sensitive to the horizontal component of the electric field, and is also capable of eliminate the interfering signal by generating a null in its radiation field, and this null is steerable along a 360º contour line. This is a significant differential of the introduced proposal, as the Brazilian transmitted signal is horizontally polarized. / Com a digitalização do broadcasting de TV aberta no Brasil, os efeitos de degradação do sinal digital por ação do fenômeno denominado multipercurso começam a ser observados pelo usuário, fenômeno cuja severidade é típica do cenário de operação de altas concentrações urbanas em zonas tropicais. O efeito do multipercurso é um dos fatores mais limitantes da performance de sistemas de transmissão digital wireless, em especial para sistemas que operam sob alta taxa de transmissão. Os efeitos do multipercurso são minimizados no receptor digital através de um processo de desconvolução do canal. Em geral, sistemas multiportadora utilizam desconvolução no domínio freqüência (i. e., estimação e compensação de canal) e sistemas de portadora única utilizam desconvolução no domínio tempo (i. e., equalização adaptativa). Ocorre, não raro, o cenário de operação de um sistema wireless ser tão intensamente adverso – como aquele que ocorre nos grandes centros urbanos brasileiros – que a desconvolução de canal no tempo ou freqüência são insuficientes para que se obtenha uma taxa de erro de bits suficientemente baixa no receptor digital. No caso de um sistema para TV digital, em geral isto implica em recepção de som e imagem erráticos e/ou intermitentes. Em função desta insuficiência dos processos de desconvolução de canal no domínio tempo ou domínio freqüência para cenários de operação adversos, têm sido proposto em diversos trabalhos recentes que o processo de desconvolução de canal seja estendido para o domínio espacial através do uso de antenas inteligentes (smart antennas). Uma antena inteligente é capaz de melhorar a qualidade do sinal recebido, contribuindo com o equalizador/compensador de canal, porque minimiza o efeito dos inúmeros sinais interferentes que incidem de diversas direções no receptor (i. e., minimiza o efeito do multipercurso) gerados em conseqüência de pontos de reflexão no canal de transmissão. Resumidamente, uma antena inteligente identifica, seleciona e atua direcionalmente entre os diversos sinais recebidos de diversas direções espaciais visando atenuar os sinais interferentes em relação ao sinal desejado. Neste contexto, o presente trabalho propõe uma antena inteligente controlada por reatância para recepção de sinais de TV digital, denominada ISRAEL (Intelligent Steerable Reactive Array plus Electric Loop). Diferentemente do modo de operação das antenas inteligentes usuais controladas por reatância, que são sensíveis à componente vertical do campo elétrico, a antena proposta neste trabalho é sensível à componente horizontal do campo elétrico e é capaz de eliminar um sinal interferente através de um nulo em seu diagrama de irradiação, nulo que é posicionável ao longo de um contorno de 360°. Este é um diferencial significativo da proposta aqui apresentada, na medida em que o sinal digital transmitido em território nacional é polarizado horizontalmente.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-07-05T14:39:42Z No. of bitstreams: 1 2013_MarcosPatriciodosSantosJunior.pdf: 16873337 bytes, checksum: 164a319508cb75750abe38e251241f2b (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-07-08T12:57:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_MarcosPatriciodosSantosJunior.pdf: 16873337 bytes, checksum: 164a319508cb75750abe38e251241f2b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-08T12:57:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_MarcosPatriciodosSantosJunior.pdf: 16873337 bytes, checksum: 164a319508cb75750abe38e251241f2b (MD5) / Este trabalho foi dividido em duas partes. A primeira apresenta uma caracterização estatística do canal de comunicação sob a influência do corpo humano no terminal móvel, utilizando o conceito de super antena e modelos baseados em geometria estocástica. A influência dos perturbadores sobre o canal é percebida pela modificação dos diagramas de irradiação das antenas. Elementos PIFA, muito usados em terminais móveis por serem multi-bandas, são usados na montagem do terminal multi-antena, e a grande variação de posições e formas de segurar o terminal pelo modelo humano simulado possibilitou o estudo estatístico proposto. Concluímos neste trabalho que o corpo humano muda o canal de comunicação de uma distribuição Nakagami a uma Weibull para os cenários estudados. Além disso, a presença do corpo humano no campo próximo da antena resulta em uma pior taxa de cruzamento de nível, proporcional à distância entre o terminal e perturbadores. A segunda parte apresenta uma análise do desempenho do modelo de Kronecker. Este é comumente utilizado no projeto e análise esquemas de transmissão para sistemas MIMO. Este modelo é importante para se obter soluções matematicamente tratáveis, porém é criticado por ser irrealista. Neste trabalho é apresentada uma solução matemática para se determinar canais cujas estatísticas sejam tão longe de Kronecker quanto possível. O objetivo disto é mensurar o preço a ser pago por se utilizar um modelo tão simples e popular na literatura. Foram feitos estudos de casos utilizando algoritmos desenvolvidos a partir do modelo de Kronecker, a fim de avaliar a sua robustez. Os resultados obtidos indicam que, para os casos onde se busca obter uma alocação ótima de potência no transmissor e no projeto de sinais pilotos a suposição de Kronecker pode ser usada no desenvolvimento do algoritmo e proporciona um desempenho que é próximo ao ideal também para canais nos quais Kronecker não possui bom ajuste. Já para o terminal na presença do corpo humano, verifica-se que o modelo de Kronecker possui pior ajuste quando comparado com o cenário em que o terminal se encontra isolado. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This study was divided in two parts. The first part presents a statistical characterization of communication channel under influence of the human body on mobile terminal using the concept of super antenna and geometry-based stochastic models. The disturbances are inserted into the channel through modified radiation patterns. Multi-band PIFA elements are used in the assembly of the multi-antenna terminal. Many terminal positions are set resulting in different interactions between body, terminal and propagation channel. This large variety of positions enables the statistical study. We have concluded in this work that the human body changes the communication channel from a Nakagami to a Weibull distribution for the studied scenarios. Furthermore, its presence in antenna near field results in worse level cross rating proportional to the distance between the terminal and disturbers. The second part presents a performance analysis of the Kronecker model. This is commonly used in the analysis and design transmission schemes for MIMO systems. This model’s advantage is that mathematically tractable solutions can be obtained, but it is criticized for being unrealistic. This work presents a mathematical solution for determining channel parameters whose are as far as possible from Kronecker. The goal of this is to quantify the price to be paid for using a simple and popular model as Kronecker. Case studies are carried-out using algorithms based on the Kronecker model in order to assess their robustness. The results indicate that the Kronecker assumption can be used for obtaining a closed solution for cases where it seeks to obtain an optimal power allocation at the transmitter. Besides, this solution provides a close to ideal performance also for channels that could not be modeled by Kronecker model. Similar results are observed for a pilot signal design for channel estimation using the same assumption. Nevertheless, for the terminal in the presence of the human body, the results indicate an inefficient channel representation when the Kronecker model is used.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2006. / Submitted by Kathryn Cardim Araujo (kathryn.cardim@gmail.com) on 2009-11-14T12:11:49Z No. of bitstreams: 1 2006_Renato Proença Picanço.pdf: 5482238 bytes, checksum: 485deced1823da7ebccbaf2c8fb47530 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2009-11-15T19:12:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_Renato Proença Picanço.pdf: 5482238 bytes, checksum: 485deced1823da7ebccbaf2c8fb47530 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-15T19:12:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_Renato Proença Picanço.pdf: 5482238 bytes, checksum: 485deced1823da7ebccbaf2c8fb47530 (MD5) Previous issue date: 2006-03-24 / Este trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de um pacote de software para a análise de antenas baseado no método das diferenças finitas no domínio do tempo (Finite Diference Time Domain - FDTD). São apresentadas as diversas funcionalidades incluídas no software, tais como geração da malha no domínio computacional a partir de objetos vetoriais, modelagem de fontes, implementação de condições de contorno e obtenção dos diagramas de radiação. Todos os elementos foram implementados de forma modular e integrados em uma interface gráfica amigável, que permite a inclusão e configuração dos diversos elementos que compõem a simulação, além da visualização tridimensional das estruturas analisadas. O software possui ainda um módulo para a visualização dos resultados das simulações e a possibilidade de geração de animações dos campos através de escalas de cores. O software, denominado FDTD STUDIO, foi inteiramente desenvolvido em linguagem C++ e, pela sua concepção orientada a objetos, permite que novas funcionalidades possam ser agregadas de forma simples e rápida. Para ilustrar a versatilidade e a acurácia do software, foram analisados alguns modelos de antenas, tais como dipolo, monopolo, antenas cornetas e antenas de microfita. Os resultados foram comparados com resultados obtidos por outros autores e também por outros softwares comerciais. __________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents the development of a software package for antenna analysis using the Finite Difference Time Domain (FDTD) method. The varous features of the software are presented, such as mesh generation, source modeling, boundary conditions and generation of radiation patterns. All elements had been implemented in a modular way, with a userfriendly graphical interface that allows the inclusion and configuration of diverse elements that compose the simulation and the three-dimensional visualization of the analyzed structures. The software has also a module for visualization of the simulation results and the possibility to generate field animations through color scales. The software, named FDTD STUDIO, was entirely developed in C++ language, and for its object oriented conception, allow new functionalities to be added in a simple and fast way. To illustrate the versatility and accuracy of the software, some antenna models, such as dipole, monopole, horns and microstrip antennas have been analyzed. The results have been compared with results from others authors and also from others commercial software.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2009. / Texto liberado parcialmente pelo autor. Conteudo liberado: resumo e abstract. / Submitted by Tania Milca Carvalho Malheiros (tania@bce.unb.br) on 2009-08-18T11:24:42Z No. of bitstreams: 1 2009_Paulo_Henrique_Sales_Wanderley.pdf: 996078 bytes, checksum: 40c4bfb537aa8864821736f69c312743 (MD5) / Rejected by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br), reason: on 2009-08-18T12:02:00Z (GMT) / Submitted by Tania Milca Carvalho Malheiros (tania@bce.unb.br) on 2009-08-18T12:09:46Z No. of bitstreams: 1 2009_Paulo_Henrique_Sales_Wanderley.pdf: 996103 bytes, checksum: 510ca49ce9abdb583257d9981e426b45 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2009-08-18T16:21:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_Paulo_Henrique_Sales_Wanderley.pdf: 996103 bytes, checksum: 510ca49ce9abdb583257d9981e426b45 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-08-18T16:21:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_Paulo_Henrique_Sales_Wanderley.pdf: 996103 bytes, checksum: 510ca49ce9abdb583257d9981e426b45 (MD5) Previous issue date: 2009-05 / Com o aumento da utilização do sistema de telefonia celular, houve um crescimento notável no número de Estações Rádio-Base instaladas em localidades povoadas. Neste contexto, este trabalho pretende mostrar como as Estações Rádio-Base do sistema celular disseminam sua energia no ambiente que as circundam, e através da análise da propagação dessa energia, utilizando simulações computacionais, verificar se as emissões destes sistemas estão de acordo com a regulamentação vigente deste tipo de propagação. Para análise das perdas no caminho de propagação será utilizado o modelo de propagação de Ikegami-Walfisch. Neste trabalho se destaca também a utilização de modelos de antenas reais para realização destas simulações. Esta análise de perdas e a utilização de antenas reais aproximam as simulações da condição real do ambiente de propagação que será simulado. Nos casos em que as emissões destes sistemas não estejam em conformidade com a regulamentação vigente, este trabalho também analisa os fatores que geram estas inconformidades do ponto de vista dos parâmetros do sistema. _____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / With the increase in the use of cellular telephony, an explosive growth in the number of radio-base stations installed in populated localities is observed. In this context, this work aims to show how the radio-base stations of cellular system spread its energy in the surrounding environment, and analyze the propagation of this energy, using computer simulations to verify whether the emission of these systems follows the current rules specified for this kind of propagation. The propagation model used for evaluation of losses in the propagation path is COST 231 of Ikegami-Walfisch. This work also emphasizes the use of real models of antennas to carry out the presented simulations. This analysis of losses and the use of real antennas approximates the simulations with the conditions of the real environment of propagation that is simulated. In the cases that the emissions from these systems are not in accordance with the current regulations, this work also examines the factors that generate these shortcomings in terms of the parameters of the cellular system.

SÁ NETTO, R. N. Análise do uso de compressive sensing para canal de feedback limitado diante do erro de quantização e ruído em sistemas SM-MIMO. 2012. 53 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-01-03T13:35:42Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_rnsanetto.pdf: 1913890 bytes, checksum: edc90df6fb0cf27bd068eb1bb9f85438 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-01-09T13:40:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_rnsanetto.pdf: 1913890 bytes, checksum: edc90df6fb0cf27bd068eb1bb9f85438 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-09T13:40:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_rnsanetto.pdf: 1913890 bytes, checksum: edc90df6fb0cf27bd068eb1bb9f85438 (MD5) Previous issue date: 2012-06-18 / Concerning to mobile communications, the information exchange over the channel states between receiving antennas and transmiting antennas is an important tool to enhance the system performance. Thus, in this work, spatially multiplexed MIMO (SM-MIMO) systems with limited Channel State Information (CSI) were analyzed considering two techniques of linear signal detection and pre-equalization Zero Forcing (ZF) and Minimum Mean Square Error (MMSE). Due to this limitation two schemes were considered: Quantization Codebook (QC) e Compressive Sensing (CS). Compressive Sensing is used to generate a reduced CSI feedback to the transmitter in order to reduce feedback load into the system. Therefore, in this work, the performance of the techniques were compared by computational simulations of Bit Error Rate (BER) curves according to the variation of the Signal to Noise Ratio (SNR) for the two considered approaches QC and CS. Furthermore, the presence of quantization error and noise, in the feedback link, were also evaluated for the CS scheme. / Em se tratando de comunicações móveis, a troca de informações sobre os estados do canal entre as antenas receptoras e transmissoras é uma importante ferramenta para a melhoria do desempenho do sistema. Assim, nesse trabalho foram analisados sistemas MIMO multiplexados espacialmente, Spatially Multiplexed MIMO (SM-MIMO), com informações do estado do canal no transmissor, Channel State Information (CSI), limitadas e duas técnicas de detecção linear do sinal e pré-equalização do sinal Zero Forcing (ZF) e Minimum Mean Square Error (MMSE). Para essa limitação dois esquemas foram considerados: Quantization Codebook (QC) e Compressive Sensing (CS). Compressive Sensing é usado para gerar um CSI comprimido a ser enviado pelas antenas receptoras por um canal de feedback a fim de reduzir a quantidade de informação enviada pelas mesmas. Portanto, nesse trabalho, o desempenho das duas técnicas foram comparadas por simulações computacionais das curvas da taxa de erro de bit, Bit Error Rate (BER), de acordo com a variação da relação sinal ruído, Signal to Noise Ratio (SNR), considerando as duas abordagens QC e CS. Além disso, a presença do erro de quantização e do ruído, no canal de feedback, também foi avaliada para o esquema de CS.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. 2015. / Submitted by Cristiane Mendes (mcristianem@gmail.com) on 2015-07-07T20:13:55Z No. of bitstreams: 1 2015_LeandroDePaulaSantosPereira.pdf: 4310826 bytes, checksum: 6302dce1d473515914d3c5186cb84b76 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-07-16T13:24:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LeandroDePaulaSantosPereira.pdf: 4310826 bytes, checksum: 6302dce1d473515914d3c5186cb84b76 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-16T13:24:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LeandroDePaulaSantosPereira.pdf: 4310826 bytes, checksum: 6302dce1d473515914d3c5186cb84b76 (MD5) / Este trabalho tem por objetivo desenvolver um procedimento para o controle de campos elétricos em vários pontos no espaço com um conjunto de antenas tridimensionais. Inicialmente foram usadas antenas dipolos ideais, e posteriormente, antenas cornetas piramidais para demostrar que antenas reais podem ser implementadas para este objetivo. É demostrado que a nova metodologia de controle de campos pode ser usada para a transmissão de informação em sinais digitais, bem como a multiplexação por divisão espacial, minimizando a interferência por posição espacial dos pontos de observações ou recepções. As interferências podem ter uma maior redução se forem usadas também polarizações 3D ortogonais entre usuários próximos. Dessa forma, pode-se aumentar a quantidade de usuários numa dada região com os mesmos recursos de tempo e frequência. É demonstrado que regiões são formadas onde a interferência entre os usuários é pequena. Visto que na literatura são encontradas aplicações para campos nós toroidais, é mostrado que o controle de campos gerados pelo conjunto de antenas tridimensionais podem ter outras aplicações: a geração de polarizações e linhas de campos nós toroidais. São discutidas duas formas de geração de polarizações nós torodais: a metodologia de controle de campos e a outra mais direta pela geração de campos com múltiplas freqüências de uma fundamental, sendo esta adotada para obter os resultados. Por fim, para a geração de linhas de campos nós toroidais, é apresentada a forma de geração pelo uso da metodologia de controle campos. A originalidade e importância deste trabalho consistem no desenvolvimento e introdução de métodos de síntese de antenas para o controle de campos e polarizações, incluindo as propostas tridimensionais e sua possível ortogonalização. Em especial, a importância desta tese é elucidada na aplicação dos novos resultados em Telecomunicações sem fio, em um cenário de transmissão de informação com modulação ASK e multiplexação SDMA, bem como na geração de linhas de campos nós toroidais, os quais podem ser encontrados na natureza ao redor de planetas, estrelas, em confinamento de plasma e em dispositivos de ressonância magnética nuclear. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work aims to develop a procedure for electric fields control in infinite points in space with an array of three-dimensional antennas. Initialy, ideal dipole antennas were used, and thereafter pyramidal horn antennas were used to demonstrate that real antennas can be implemented for this purpose. It is shown that the new method of fields control can be used for the transmission of information into digital signals as well as spatial division multiplexing, minimizing interference by spatial position of the observations or receptions points. Interference may have a greater reduction if 3D orthogonal polarizations are also used between nearby users. Thus, the number of users in a given region can be increased with the same frequency and time resources. It is demonstrated that regions are formed where the interference between users is small. Since in the literature are found applications for torus-knotted fields, it is shown that the fields control generated by the array of three-dimensional antennas may have other applications: the generation of torus-knotted polarization and field line. Two ways of generating torus-knotted polarization are discussed: the method of field control and other more direct by the generation of multiple frequency fields in respect of a fundamental, being this adopted to obtain the results. Finally, the method of field control is used to show a way to generate torus-knotted field lines. The originality and importance of this work are the development and introduction of methods for synthesis of antennas for the field controls and polarizations, including three-dimensional proposals and their orthogonalization possibility. In particular, the importance of this thesis is elucidated in applications of wireless telecommunications, in a scenario of transmission of information with ASK modulation and SDMA multiplexing, as well as the generation of toroidal field lines, which can be found in nature around planets, stars, in plasmas confinement and nuclear magnetic resonance devices.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:52:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000392290-Texto+Completo-0.pdf: 2449610 bytes, checksum: e98cfa50388a7a3f744c3841c0b5837e (MD5) Previous issue date: 2007 / The electronically steerable parasitic array radiator (ESPAR) is a smart antenna suited for low-cost user terminal applications. Beamforming is achieved by adaptively adjusting the load reactances at parasitic elements surrounding the active central element. The main goal is to establish nulls in the interfering directions of the array radiation pattern. This work presents two new blind beamformers for use with reactance domain controlled arrays, such as ESPAR antennas. The new beamformers are based on the concurrent operation of two stochastic gradient algorithms, one which minimizes a cost function that measures the received signal energy dispersion and other which minimizes the Euclidean distance between the received digital modulation symbols and the ones in the reference constellation. The first algorithm applies the principle of operation of the Concurrent Self-learning Deconvolution Process (CSDP) to the Maximum Moment Criterion (MMC) algorithm. The second algorithm uses the original architecture of the CSDP, which relies upon the Constant Modulus Algorithm (CMA). These two approaches not only evaluate the energy of the received signal, but also the signal phase, needing no transmission of any training sequence. The results show that these two concurrent approaches result not only in a smaller mean square error (MSE) in relation to the reference constellation of the digital modulation but also result in a better signal to interference ratio. / A ESPAR (Electronically Steerable Parasitic Array Radiator) é uma antena adaptativa, utilizada para recepção de sinais digitais. Esta antena, diferentemente das demais antenas inteligentes, necessita de apenas um downconverter no elemento central ativo. Todos os outros elementos da antena são parasitas e modelam o diagrama de irradiação através do ajuste independente de reatâncias controláveis. Estas reatâncias são ajustadas por meio de um algoritmo adaptativo. O objetivo deste algoritmo é buscar um conjunto de valores para as reatâncias, tal que o diagrama de irradiação seja modelado de modo a anular sinais interferentes. Neste trabalho são propostos dois novos algoritmos baseados no Gradiente Estocástico, para controle de antenas controladas por reatâncias, tal como a ESPAR. O primeiro algoritmo aplica o princípio de operação do Processo de Desconvolução Autodidata Concorrente (PDAC) ao algoritmo Maximum Moment Criterion (MMC). Já o segundo algoritmo utiliza a arquitetura original do PDAC. Esses processos avaliam não apenas a energia do sinal recebido (amplitude), mas também a fase do sinal, sem necessidade de transmissão de qualquer seqüência de treino. Os resultados obtidos demonstram que os algoritmos que utilizam a arquitetura concorrente não só resultam em um menor erro médio quadrático em relação à constelação de referência da modulação digital, como também resultam em uma melhor relação sinal-interferência.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-11-29T13:37:00Z No. of bitstreams: 1 2012_RafaelRabeloNunes.pdf: 1530035 bytes, checksum: a87d7203a4cb1eb9428f380f532f18e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-12-04T11:29:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_RafaelRabeloNunes.pdf: 1530035 bytes, checksum: a87d7203a4cb1eb9428f380f532f18e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-04T11:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_RafaelRabeloNunes.pdf: 1530035 bytes, checksum: a87d7203a4cb1eb9428f380f532f18e1 (MD5) / Devido ao expressivo crescimento dos sistemas de comunicações sem fio, diversos trabalhos vêm sendo apresentado com o intuito de aproveitar melhor o espectro de frequências. Esse trabalho propõe uma nova forma de se projetar antenas onde se leva em consideração não apenas o seu desempenho elétrico individual, mas também parâmetros do sistema de comunicação frequentemente desconsiderados em sistemas de comunicação no qual a antena está inserida. É mostrado que em ambientes com diversos enlaces, os tipos de modulações utilizados afetam o projeto de antenas. A técnica utilizada no projeto é baseada em otimização por Algoritmos Genéticos e visa obter níveis de lóbulos predeterminados em direções desejadas. A plataforma computacional que permite o projeto das antenas foi desenvolvida parte em linguagem Java e parte em linguagem MATLAB. Sua arquitetura é dividida em três partes: um módulo que realiza a análise de antenas; um módulo que realiza a análise de sistemas de comunicação; e um módulo que realiza integração entre os dois primeiros por uma camada de otimização por Algoritmos Genéticos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The explosive growth of wireless communication systems lead to several investigations aiming a more efficient usage of the frequency spectrum. The present work introduces a new way to design antennas, considering not only their individual electrical performance, but also other system parameters not usually considered. Scenarios are discussed and analyzed in detail in which several links and antenna lobes are taken into account, assessing the influence of the digital modulation schemes in the design of antennas. An optimization layer is employed based on the Genetic Algorithms and optimizes the sidelobe levels and directions according to the desired scenario. The computational platform was developed in Java and Matlab and can be divided in three parts: antenna analysis; communication systems; and the integrating optimization layer based on the Genetic Algorithm.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Ciências da Computação, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-07-15T15:32:49Z No. of bitstreams: 1 2013_LucasMeloGuimaraes.pdf: 842242 bytes, checksum: 1878125d309ff66d3aa411b06cb421fd (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-15T17:13:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LucasMeloGuimaraes.pdf: 842242 bytes, checksum: 1878125d309ff66d3aa411b06cb421fd (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-15T17:13:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LucasMeloGuimaraes.pdf: 842242 bytes, checksum: 1878125d309ff66d3aa411b06cb421fd (MD5) / O uso de antenas direcionais acopladas a dispositivos que permitam a comunicação sem o tem sido considerada uma alternativa para melhorar a utilização do espaço aéreo, a vazão e a redução de interferência. Apesar de prover um melhor uso do espaço aéreo, a utilização de antenas direcionais possui algumas limitações. Tais limitações decorrem das próprias características das comunicações direcionais, assim como do fato de que a mai- oria dos protocolos de controle de acesso ao meio (MAC) projetados para comunicações direcionais serem baseados no padrão IEEE 802.11. Apesar do padrão em questão ser am- plamente adotado na literatura correlata, ele foi projetado para suporte a comunicações omnidirecionais. Dessa forma, os protocolos MAC direcionais baseados no padrão IEEE 802.11 acabam herdando características do padrão que limitam o desempenho quando se considera o uso de comunicações direcionais. Este trabalho realiza um estudo e propõe melhorias para as técnicas relativas às comunicações direcionais. A principal contribuição deste trabalho é a proposta de uma técnica de reserva de canal otimizada para comunica- ções direcionais. A técnica proposta permite a realização da reserva de canal em menos tempo do que o gasto com o uso dos mecanismos tradicionais. Utilizando sinais pulse e tone, a técnica proposta (DPTCR) é avaliada tanto de maneira analítica como empírica. O DPTCR foi capaz de prover uma vazão até 40% maior do que as técnicas existentes. A segunda contribuição deste trabalho está na proposta de integração do DPTCR com técnicas direcionais já existentes, permitindo assim um melhor aproveitamento das ca- racterísticas das comunicações direcionais. A referida integração foi avaliada, indicando ganhos no que diz respeito à quantidade de transmissões simultâneas. Embora provenha diversos ganhos, a utilização de comunicações direcionais incorre em problemas ainda em estudo pela literatura correlata. Neste sentido, pode-se destacar o problema de surdez de antenas que pode acarretar situações de injustiça na distribuição dos recursos da rede. A terceira contribuição deste trabalho reside na proposta de um mecanismo (DPTCR-DA) que visa mitigar o problema de surdez em antenas direcionais. Este mecanismo de atenuação de surdez utiliza como base o DPTCR aliado à estimativa da ocorrência de surdez a partir de informações de uxos de tráfego. Nas avaliações apresentadas, o DPTCR-DA revela o seu potencial tanto no que tange à justiça na distribuição dos recursos da rede, quanto no que diz respeito à vazão de comunicações iniciadas pelo receptor. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The use of directional antennas attached to devices that enable wireless communi- cations has been considered an alternative to improve spatial reuse and throughput. Although the use of directional antennas provides better spatial reuse, it also imposes constraints on network performance. These constraints are inherited from directional communications characteristics, as well as the fact that most medium access control (MAC) protocols designed for directional communications are based on the IEEE 802.11 standard. Although the IEEE 802.11 standard is widely used, it was designed for omnidirectional communications. Thus, the directional MAC protocols based on the IEEE 802.11 standard inherit characteristics that limit the performance when considering the use of directional communications. This work aims to perform a study and propose improvements to techniques related to directional communications. The main contribution of this work is to propose a channel reservation technique which is designed for directional communications. The proposed technique performs channel reservation in less time than traditional schemes. Based on pulse and tone signals, the proposed technique (DPTCR)is evaluated from empirical and analytical perspectives. The results show that DPTCR is able to provide a throughput up to 40% higher than traditional schemes. Another contribution of this work is to incorporate packet scheduling techniques in order to better explore directional communications characteristics. The referred integration was eval- uated, improving the amount of simultaneous transmissions. Despite of its advantages, directional communications also impose severe constraints which are commonly addressed in related works. One of these shortcomings is the deafness problem, which may lead to an unfair assignment of network resources. The third contribution of this work is to propose a deafness mitigation technique (DPTCR-DA) that aims to minimize the deafness prob- lem. This technique is based on DPTCR coupled with the use of tra c ow information to estimate deafness occurrence. Performance evaluations reveal DPTCR-DA's potential in terms of fairness and throughput.