Orientador: Renato Baldini Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:44:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cunha_EsdrasNicoletto_M.pdf: 1304733 bytes, checksum: 2cb2376bee70ca7af476d5b2635189f0 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Comunicação cooperativa faz uso da natureza de radiodifusão das comunicações sem fio, utilizando nós intermediários como retransmissores para produzir diversidade em um enlace de comunicação ponto a ponto. Esta diversidade permite que se aumente a capacidade, a velocidade (taxa) e o desempenho do sistema de comunicação. O processo de codificação de canal, que explora de forma inteligente a diversidade produzida pela comunicação cooperativa, é denominado de cooperação codificada. Para a obtenção de sistemas mais eficientes de comunicação entre dois pontos, a cooperação codificada pode utilizar ou adaptar várias técnicas conhecidas de codificação de canal, tais como: codificação convolucional, turbo, LDPC, RS (Reed-Solomon), etc. O objetivo deste trabalho é explorar as características da comunicação cooperativa associadas á técnica de codificação LDPC (Low Density Parity Check), com alfabeto binário, de forma a obter sistemas mais simples, confiáveis e eficientes / Abstract: Cooperative communications make use of the nature of wireless communications broadcasting, by using intermediate nodes as relays to introduce diversity into a communication link. This diversity allows an increase in capacity, speed and performance of the system. The process of channel coding, named cooperative coding, explores wisely the diversity of cooperative communications. The cooperative coding can use or adapt many known techniques of coding channel as convolutional coding, turbo, LDPC, RS, etc., to reach more efficiency between two nodes. The goal of this work is to exploit the characteristics of cooperative communications associated to LDPC (Low Density Parity Check) coding technique, with binary alphabet, to obtain simpler, reliable and efficient systems / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Paulo Roberto Brumatti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-18T19:35:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Negreiros_DiogoBrunoFernandes_M.pdf: 5674415 bytes, checksum: bdd28225d3cc5505f91fd61e797f2794 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este texto tem como objetivo o estudo de um tipo de código que possui relações com as teorias de curvas algébricas e de formas quadráticas. Começaremos introduzindo as definições e resultados sobre as três teorias que serão necessárias a este estudo. Depois apresentaremos os códigos a serem estudados bem como as relações entre seus sub-códigos e curvas algébricas e entre suas palavras e formas quadráticas. Observando que sub-códigos de peso mais baixo correspondem a curvas com mais pontos, nos dedicaremos a obter um processo para a descoberta de sub-códigos de peso mínimo dentro deste tipo de código. Tal processo será possível através de investigações sobre as formas quadráticas associadas a palavras. Finalizaremos com exemplos de aplicações do processo em alguns códigos, o que permite também calcular seus pesos de Hamming generalizados de ordem mais baixa / Abstract: This text's objective is the study of a kind of code wich has relations with the theories of algebraic curves and quadratic forms. We start by introducing definitions and results about the three theories we will need in such study. Later, we present the codes wich will be studied along with relations between its subcodes and algebraic curves and between its words and quadratic forms. Noting that lower weight subcodes correspond to curves with more points, we research a process to find minimum weight subcodes in this kind of code. This process will be possible through investigations on the quadratic forms related to words. Finally we set examples of applications of the process on some codes, and that gives us their lower order generalized Hamming weights / Mestrado / Matematica / Mestre em Matemática

Orientador: Celso de Almeida / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T04:18:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AltamiranoCarrillo_CarlosDaniel_M.pdf: 813233 bytes, checksum: 862b6d12c2e773acbd4f388a59e9eadd (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho avalia os efeitos da interferência de co-canal na taxa de erro de bits (BER) de sistemas de transmissão digitais sem fio. O ambiente do sistema considera canais com ruído gaussiano (AWGN) e canais com desvanecimento Rayleigh na presença de um interferente de co-canal dominante, onde os usuários empregam esquemas de modulação BPSK e M-QAM e também códigos corretores de erros. Os códigos corretores de erros utilizados em sistemas com expansão de banda são os códigos convolucional e turbo, e em sistemas sem expansão de banda são a modulação-codificada por treliça (TCM) e a modulação-codificada turbo (TTCM). Os efeitos da interferência de co-canal na taxa de erro de bit serão avaliados derivando-se expressões teóricas e mediante a simulação de Monte Carlo, variando o tipo de canal e os esquemas de modulação e codificação. Este trabalho mostra que a interferência de co-canal introduz patamares na taxa de erro de bit, que os sistemas sem expansão de banda são mais susceptíveis à interferência e que os códigos corretores de erro são uma boa ferramenta para mitigar os efeitos da interferência de co-canal / Abstract: This work evaluates the effects of co-channel interference on the bit error rate (BER) of digital transmission systems. The transmission system considers gaussian noise channels (AWGN) and Rayleigh fading channels in the presence of a dominant co-channel interferer, where all users employ BPSK and M-QAM modulations and error control coding. For systems that present bandwidth expansion the considered error control codes are convolutional and turbo codes, and for systems that do not present bandwidth expansion are considered trellis coded modulation (TCM) and turbo trellis coded modulation (TTCM). The effects of co-channel interference on the bit error rate are evaluated by deriving theoretical expressions and via Monte Carlo simulation, varying the channel type, the modulation and coding schemes. This work shows that co-channel interference introduces floors on the bit error rate, that systems without bandwidth expansion are more susceptible to interference, and that error control codes are a good tool to mitigate the co-channel interference effects / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Reginaldo Palazzo Júnior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T18:43:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_LuzineteCristinaBonanide_D.pdf: 17107444 bytes, checksum: 4faf2de7876247b3c74423dc7a3043d1 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Um dos grandes desafios da comunidade científica em teorias da informação genética, comunicação genética e codificação genética é verificar a existência de uma estrutura matemática relacionada com a estrutura do DNA. Este trabalho propõe modelos para o sistema de comunicação de informação genética e genômica análogos ao modelo de um sistema de comunicação digital. Ambos os modelos são capazes de identificar, reproduzir e classificar matematicamente diferentes sequências de DNA. O primeiro identifica e reproduz a sequência de nucleotídeos de uma fita simples do DNA através da codificação genética e, o segundo identifica e reproduz a sequência das bases complementares da fita dupla do DNA através da codificação genômica. Os objetivos principais do presente trabalho são: a) caracterização matemática dos modelos de codificação genética e codificação genômica, b) proposta de um algoritmo para identificação de sequências de DNA; c) mostrar que sequências de DNA com características biológicas distintas, incluindo proteínas, gene e genoma em termos das fitas simples do DNA e da dupla hélice do DNA são identificadas como palavras-código dos códigos G-linearidade (BCH sobre corpos e BCH sobre anéis), reproduzidas e classificadas matematicamente, d) representação algébrica via polinômios primitivos/geradores e seus polinômios recíprocos das fitas simples do DNA (fita codante e fita não codante) e da dupla hélice do DNA, e) mostrar a existência de códigos concatenados (nested codes) entre algumas sequências de direcionamento e suas respectivas proteínas organelares, f) mostrar a arquitetura biológica (Biological frame) do genoma do plasmídeo Lactococcus lactis. Os resultados apresentados neste trabalho contribuem para o desenvolvimento de uma metodologia que poderá ser aplicada em análises mutacionais e de polimorfismos, produção de novos fármacos, melhoramento genético, entre outros, reduzindo tempo e custos laboratoriais / Abstract: One of the great challenges of the scientific community on theories of genetic information, genetic communication and genetic coding is to determine a mathematical structure related to the structure of DNA. This thesis proposes a model of a communication system for genetic and genomic information similar to the model of a digital communication system. Both models are able to identify, reproduce and classify mathematically different sequences of DNA. The first model identifies and reproduces the nucleotide sequence of a single DNA strand via the genetic encoding. The latter identifies and reproduces the sequence of the complementary bases of the double DNA strand through genomic encoding. The aims of this work are: a) a mathematical characterization of the models of genetic coding and genomic coding, b) the proposal of an algorithm for the identification of DNA sequences, c) to show that DNA sequences with distinct biological characteristics, including protein, gene and genome in terms of the single strands of DNA and of the double helix of DNA are identified as codewords of the G-linearity codes (BCH codes over fields and BCH codes over rings), mathematically reproduced and classified, d) algebraic representation via primitive/generator polynomials and their reciprocal polynomials of single DNA strands (coding strand and non-coding strand) and the double DNA strand, e) to show the existence of concatenated codes (nested codes) between some targeting sequences and their corresponding organelles proteins, f) to show the biological architecture (Biological frame) of the plasmid Lactococcus lactis genome. The results presented in this work contribute to the development of a methodology that can be applied to mutational analysis and polymorphisms, production of new drugs, genetic improvement, among others, reducing time and laboratory costs / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Fernando Eduardo Torres Orihuela / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-27T14:35:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula_AnaRachelBritode_M.pdf: 1519694 bytes, checksum: 61b845f0f57e58e56f6a1f759fc9a382 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A dissertação "Polinômios de Permutação e Palavras Balanceadas" tem como principal objetivo estudar a influência dos polinômios de permutação na teoria de códigos mediante o conceito de palavra balanceada. A base do trabalho é o artigo "Permutacion polynomials and aplications to coding theory" de Yann Laigke-Chapuy. Expomos os conceitos básicos de polinômios de permutação como algumas de suas características, exemplos e métodos para identificação dos mesmos. Em seguida trataremos dos códigos lineares com ênfase nos binários explorando particularmente a conjectura de Helleseth / Abstract: The main goal in writing this dissertation is the study of the influence of the Theory of Permutation Polynomials in the context of Coding Theory via the concept of balanced word. Our basic reference is the paper "Permutation polynomials and applications to coding theory" by Y. Laigke- Chapury. Our plan is to introduce the basic concepts in Coding Theory, Permutation Polynomials; then we mainly consider the long-standing open Helleseth¿s conjecture / Mestrado / Matematica Aplicada / Mestra em Matemática Aplicada

Orientadores: Dalton Soares Arantes, Júlio César Rodrigues Fernandes de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:41:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Salvador_ArleyHenrique_M.pdf: 3542397 bytes, checksum: 0847a4269c07c0969394ba0b40491987 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Este trabalho apresenta a implementação de uma arquitetura paralela de um código corretor de erros para aplicações em redes ópticas que utilizam a técnica Foward Error Correction (FEC). O algoritmo FEC especificamente tratado neste trabalho é o Reed-Solomon, que é destinado principalmente a sistemas que sofrem influência causada por erros em rajadas somados ao sinal durante a transmissão, o que o torna adequado para transmissões ópticas. São expostas estruturas seriais de codificador e decodificador FEC e as etapas para convertê-las para uma estrutura paralela. Após descrever as etapas de conversão de uma estrutura serial para paralela é apresentada a estrutura do codificador/decodficador FEC Reed-Solomon RS(255,239) com estrutura paralela para operar em redes ópticas a uma taxa de 100 Gbit/s. Esta descrição exemplificativa é o objetivo principal deste trabalho. A implementação paralela do FEC oferece como vantagem a capacidade de processar os dados de forma rápida, permitindo o emprego desta solução em sistemas com altas taxas de dados. Foi elaborado um ambiente de testes com uma aplicação em redes de transporte óptico, ou Optical Transport Network (OTN). Esta funcionalidade consiste de um Transponder, que tem a função de mapear um cliente de 100 Gigabits Ethernet dentro de uma estrutura de quadro destinado a transmissão de dados em redes ópticas. Deste modo, pôde-se comprovar os resultados e o desempenho da estrutura proposta / Abstract: This paper presents the implementation of a parallel architecture error-correcting code for optical applications that uses the Forward Error Correction (FEC) technique. The FEC algorithm specifically addressed in this work is applied to the Reed-Solomon, which is mainly intended for systems that are harmed by burst errors, which makes it suitable for optical transmissions. A serial FEC encoder/decoder structure and the steps to convert it to a parallel approach are addressed in this work. An example of method that generates an encoder/decoder for a RS(255,239) Reed-Solomon code with parallel structure, able to operate at 100 Gbit/s data rate in optical networks, is also presented. The parallel implementation offers higher FEC processing speeds to handle higher throughputs. A test environment was designed with an application in optical transport networks (OTN). This feature consists a transponder which maps a 100 Gigabit Ethernet client inside an OTN frame structure. With this setup the expected results for the proposed FEC circuitry could be experimentally verified / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Os recentes padrões de sistemas de comunicação estão incluindo em suas normas mecanismos de retransmissão de pacotes. Este trabalho apresenta mecanismos de retransmissão de pacotes de formas simples e mais eficientes do que os mecanismos clássicos de retransmissão de pacotes. São apresentados esquemas de retransmissão de pacotes que utilizam retransmissões parciais e combinação por diversidade. Além disso, serão apresentadas análises teóricas para validar os resultados obtidos das simulações. Estas análises teóricas são obtidas através das análises de EXIT charts e da informação mútua. Os resultados e análises foram realizados em canais do tipo AWGN e com desvanecimento por blocos (Block-Fading). A complexidade computacional, facilidade de implementação e baixo consumo médio de energia por transmissão dos métodos propostos são alguns dos motivos pelos quais, tornam-se interessantes tanto para a área acadêmica quanto para a indústria. / Modern standards of communication systems are including in their standards retransmission mechanisms. This work presents mechanisms for retransmission of packets by simpler and more efficient than the classical mechanisms of packet retransmissions. The proposed schemes are presented that use packet retransmission with partial retransmission and diversity combining. In addition, theoretical analysis will be presented to validate the results of the simulations. These theoretical analysis are obtained through the analysis EXIT charts and mutual information. The results and analysis were performed on channels such as AWGN and Block-Fading. The computational complexity, ease implementation and low average energy consumption for transmission of the proposed methods are some of the reasons they become interesting both for academia and for industry.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-13T19:50:34Z No. of bitstreams: 1 CHRISTIANE FERREIRA LEMOS LIMA - TESE PPGEE 2013..pdf: 5704501 bytes, checksum: da700470760daace1ac791c6514082a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-13T19:50:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CHRISTIANE FERREIRA LEMOS LIMA - TESE PPGEE 2013..pdf: 5704501 bytes, checksum: da700470760daace1ac791c6514082a3 (MD5) Previous issue date: 2013-04-19 / Capes / Este trabalho de tese tem como objetivo principal apresentar um novo esquema, direcionado à proteção de sistemas computacionais contra a ocorrência de invasões, fazendo uso de códigos corretores de erros e de medidas de informação. Para isto, considera-se que a identificação de diferentes tipos de ataques a uma rede de computadores pode ser vista como uma tarefa de classificação multiclasses, por envolver a discriminação de ataques em diversos tipos ou categorias. Com base nessa abordagem, o presente trabalho apresenta uma estratégia para classificação multiclasses, baseada nos princípios dos códigos corretores de erros, tendo em vista que para cada uma dasM classes do problema proposto é associada a um conjunto de palavras códigos de comprimento igual a N, em que N é o número de atributos, selecionados por meio de medidas de informação, e que serão monitorados por dispositivos de software, aqui chamados de detectores de rede e detectores dehost. Nesta abordagem, as palavras código que formam uma tabela são restritas a um sub-código de um código linear do tipo BCH (Bose-ChaudhuriHocquenghem), permitindo que a etapa de decodificação seja realizada, utilizando-se algoritmos de decodificação algébrica, o que não é possível para palavras código selecionadas aleatoriamente. Nesse contexto, o uso de uma variante de algoritmo genético é aplicado no projeto da tabela que será utilizada na identificação de ataques em redes de computadores. Dentre as contribuições efetivas desta tese, cujas comprovações são demonstradas em experimentos realizados por simulação computacional, tem-se a aplicação da teoria da codificação para a determinação de palavras código adequadas ao problema de detectar intrusões numa rede de computadores; a determinação dos atributos por meio do uso de árvores de decisão C4.5 baseadas nas medidas de informação de Rényi e Tsallis; a utilização de decodificação algébrica, baseado nos conceitos de decodificação tradicional e na decodificação por lista. / The thesis’s main objective is to present a scheme to protect computer networks against the occurrence of invasions by making use of error correcting codes and information measures. For this, the identification of attacks in a network is viewed as a multiclass classification task because it involves attacks discrimination into various categories. Based on this approach, this work presents strategies for multiclass problems based on the error correcting codes principles, where eachM class is associated with a codeword of lengthN, whereN is the number of selected attributes, chosen by use of information measures. These attributes are monitored by software devices, here called network detectors and detectors host. In this approach, the codewords that form a codewords table are a sub-code of a BCH-type linear code. This approach allows decoding step to be performed using algebraic decoding algorithms, what is not possible with random selected codewords. In this context, the use of a variant of genetic algorithm are applied in the table-approach design to be used in attacks identification in networks. The effective contributions of this thesis, demonstrated on the cientific experiments, are: the application of coding theory to determine the appropriate code words to network intrusion detection; the application of C4.5 decision tree based on information measurements of Rényi and Tsallis for attributes selection; the use of algebraic decoding, based on the concepts of the traditional decoding and list decoding techniques.

Nesta dissertação, uma análise da eficiência energética de transmissão de dados sem fio é efetuada, comparando desde a simples transmissão direta entre dois nós, passando por redes cooperativas, onde múltiplos nós possuem informações independentes para enviar para um destino em comum, chegando aos mais avançados esquemas de cooperação com codificação de rede. O objetivo é verificar os benefícios gerados pela diminuição da taxa de erro (ocasionada pela codificação de rede) e do aumento da ordem de diversidade (proporcionado pela cooperação entre os nós) em termos de diminuição do consumo energético para transmissão de uma mesma quantidade de informação. A análise é realizada considerando desvanecimento em bloco Nakagami-m, de forma que o efeito da presença de linha de visada também possa ser avaliado. Através das equações de probabilidade de outage e de um modelo de hardware, expressões que representam o consumo energético de cada cenário foram obtidas. Além disto, a partir da análise gráfica dos resultados obtidos, foi possível perceber que existe um número ótimo de nós que minimiza o consumo energético da Codificação de Rede Dinâmica Generalizada (GDNC) para uma dada distância. Uma expressão que representa esse número foi obtida, e é a maior contribuição deste trabalho, pois se no projeto da rede sem fio cooperativa conjuntos menores contendo o número ótimo de nós (chamados de clusters de cooperação) forem organizados, o consumo energético da rede será minimizado. Estes resultados também são apresentados e, para as configurações utilizadas, a economia de energia pode ser de até 10x. / In this dissertation, an energy efficiency analysis of wireless systems is performed, comparing several schemes, from the direct transmission between two nodes, going through cooperative networks, where multiple nodes have independent information to send to a common destination, and getting to the most advanced network-coded cooperative systems. It is intended to evaluate the gain generated by the error rate reduction (caused by the network coding) and by the increase in the diversity order (provided by the cooperation between the nodes) in terms of the energy consumption reduction when transmitting the same amount of information. The analysis is performed considering Nakagami-m block fading, so the influence of some line-of-sight is also evaluated. Through the outage probability equations and a hardware model, energy consumption expressions for each scenario were obtained. Furthermore, through the graphical analysis of the numeric results, it was possible to notice that exists an optimal number of nodes that minimizes the energy consumption of the Generalized Dynamic Network Coding (GDNC) scheme for a given distance. An expression that represents this number was also obtained, and is the great contribution of this work, since if in the network project smaller sets containing the optimal number of nodes (called cooperation clusters) are organized, the energy consumption will be minimized. These results are also presented, and for the considered configuration, the energy saving can reach 10x.

O presente trabalho consiste na proposta de um novo protocolo de transporte para redes tolerantes a atrasos e desconexões (DTN - Delay Tolerant Network) chamado PTTA - Protocolo de Transporte Tolerante a Atrasos (em inglês - DTTP - Delay Tolerant Transport Protocol). Este protocolo tem o objetivo de oferecer uma confiabilidade estatística na entrega das informações em redes deste tipo. Para isso, serão utilizados Códigos Fontanais como técnica de correção de erros. Os resultados mostram as vantagens da utilização do PTTA. Este trabalho ainda propõe um mecanismo de controle da fonte adaptável para o PTTA a fim de limitar a quantidade de dados gerados pela origem (fonte). O esquema proposto almeja aumentar a diversidade das informações codificadas sem o aumento da carga na rede. Para atingir este objetivo o intervalo de geração e o TTL (Time To Live - Tempo de vida) das mensagens serão manipulados com base em algumas métricas da rede. A fim de validar a eficiência do mecanismo proposto, diferentes cenários foram testados utilizando os principais protocolos de roteamento para DTNs. Os resultados de desempenho foram obtidos levando em consideração o tamanho do buffer, o TTL das mensagens e a quantidade de informação redundante gerada na rede. Os resultados de simulações obtidos através do simulador ONE mostram que nos cenários avaliados, o PTTA alcança um aumento na taxa de entrega das informações em um menor tempo, quando comparado com outro protocolo de transporte sem confirmação, permitindo assim um ganho de desempenho na rede. / The present work consists in the proposal of a new transport protocol for delay tolerant networks and disconnections (DTN - Delay Tolerant Network) called DTTP - Delay Tolerant Transport Protocol (in portuguese – PTTA - Protocolo de Transporte Tolerante a Atrasos). This protocol aims to provide a statistical reliability in DTNs' information delivery. For this, we use fountain codes as error correction technique. The results show the advantages of using DTTP. This work also proposes an adaptive control mechanism for the DTTP source to limit the amount of generated data. The proposed scheme aims at increasing the diversity of encoded information without increasing the load on the network. To achieve this goal the messages generation interval and TTL (Time To Live) will be handled based on some network metrics. In order to validate the efficiency of the proposed mechanism, different scenarios will be tested using the main routing protocols for DTNs. The performance results were obtained taking into account the buffer size, messages TTL and the amount of redundant information generated on the network. The simulation results, obtained through The ONE simulator, show that in the evaluated scenarios PTTA achieves an increase in the information delivery rate in a shorter time compared to other transport protocol for confirmation, thus allowing a gain in the network performance.