Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5463.pdf: 18006027 bytes, checksum: 047b84b38eb03b475dacbf51b7bf50b1 (MD5) Previous issue date: 2013-07-31 / Financiadora de Estudos e Projetos / Vehicular ad-hoc networks (VANETs) are networks capable of establishing communications between vehicles and road-side units. VANETs could be employed in data transmission applications. However, due to vehicle mobility, VANETs present intermittent connectivity, making message transmission a challenging task. Due to the lack of an end-to-end connectivity, messages are forwarded from vehicle to vehicle and stored when it is not possible to retransmit. Additionally, in order to improve delivery probability, messages are replicated and disseminated over the network. However, message replication may cause high network overhead and resource usage. As result, considerable research e_ort has been devoted to develop algorithms for speci_c scenarios: low, moderate and high connectivity. Nevertheless, algorithms projected for scenarios with a speci_c connectivity lack the ability to adapt to situations with zones presenting diferent node density. This lack of adaptation may negatively a_ect the performance in application such as data transmission in cities. This masters project proposes develops a method to automatically adapt message replication routing algorithms to diferent node density scenarios. The proposed method is composed of three phases. The first phase collects data from message retransmission events using a standard routing algorithms. The second phase consists in training a decision tree classifier based on the collected data. Finally, in the third phase the trained classifier is used to determine whether a message should be retransmitted or not based on the local node density. Therefore, the proposed method allows routing algorithms to query the trained classifier to decide if a message should be retransmitted. The proposed method was evaluated with real movement traces in order to improve Spray and Wait and Epidemic routing algorithms. Results indicate that the proposed method may contribute to performance enhancement. / As VANETs são redes de veículos com capacidade de estabelecer comunicações sem fio entre veículos e com equipamentos nas estradas. Estas redes poderiam ser usadas para a transferência de dados de diversas aplicações. No entanto, devido á mobilidade dos veículos, as VANETs apresentam conectividade intermitente entre os nós, dificultando a transmissão de mensagens. Ante a impossibilidade de ter conectividade de fim a fim, as mensagens são encaminhadas progressivamente de veículo em veículo, e armazenadas quando não houver a possibilidade de retransmitir. Adicionalmente, para incrementar a probabilidade de entrega, as mensagens são replicadas e disseminadas pela rede. Não obstante, a replicação de mensagens pode gerar alta sobrecarga de rede e alto consumo de recursos. Por causa disto, projetaram-se algoritmos para cenários específicos de: baixa, moderada e alta conectividade. Estes algoritmos, quando aplicados em ambientes de zonas de diferente densidade de nós,como cidades, podem diminuir o seu desempenho pela falta da capacidade de se adaptar a diferentes condições de conectividade. Contudo, neste trabalho foi desenvolvido um método para adaptar o comportamento dos algoritmos de roteamento por replicação de mensagens a diferentes situações de conectividade segundo a densidade das zonas onde se movimentam os nós retransmissores. O método consiste em três fases. Na primeira, são coletados os dados dos eventos de repasse de mensagens utilizando o algoritmo de roteamento padrão. Na segunda fase, utilizam-se os dados coletados para treinar um classificador baseado em _arvores de decisão. Na _ultima fase, o classificador é então empregado para determinar se uma situação de repasse de mensagem _e favorável segundo a densidade de nós. Desta forma, os algoritmos de roteamento podem decidir se repassar ou não uma mensagem com o suporte do classificador. Esta abordagem foi avaliada com traces de movimentos reais, para aprimorar o desempenho dos algoritmos de roteamento Spray and Wait e Epidemic. Os resultados dos experimentos realizados revelam que esta abordagem pode contribuir para o aprimoramento do desempenho.

Acompanha: Tecnologia móvel no ensino e aprendizagem de língua inglesa na escola / O ensino de língua estrangeira no Brasil tem sido motivo de muitas discussões em torno de abordagens teóricas e metodológicas que ofereçam melhorias ao processo de ensino e aprendizagem. A inclusão das novas tecnologias aplicadas ao contexto escolar pode auxiliar esse processo, uma vez que os alunos, desde muito pequenos, já têm contato com essas ferramentas, o que facilita o trabalho do professor. Assim, a presente pesquisa tem por objetivos: produzir um aplicativo para auxiliar o ensino de língua inglesa no Ensino Médio; aplicar o protótipo em sala de aula; relatar os aspectos positivos e negativos da proposta e analisar a participação dos alunos e da professora regente durante a aplicação. Os fundamentos teóricos que nortearam a pesquisa foram as teorias de aprendizagem por dispositivos móveis de Lemos (2010), Lévy (2010); os conceitos de mídias digitais e m-learning de Sharples, Taylor e Vavoula (2007), Barbosa, Amarolinda e Schlemmer (2011), Marçal, Andrade e Rios (2005) e Moura (2010); a teoria do desenvolvimento social e aprendizagem ou sociointeracionismo, interação e aprendizagem de acordo com os estudos de Vigotsky (1999) e Vigotsky e Cole (1998); o conceito de aprendizagem de língua estrangeira pela abordagem comunicativa de aquisição e desenvolvimento no convívio multicultural e contextualizado de Foster e Ohta (2005) e Krashen (1987) e, por último, os conceitos de affordance na perspectiva de Gibson e Pick (2000) e Cakmak et al. (2007). Para a realização do estudo, utilizamos os tipos de pesquisa: descritiva, bibliográfica, de campo, experimental e analítica. Os participantes do estudo foram quinze alunos do primeiro ano do Ensino Médio da rede pública da cidade de Londrina, Paraná. Os resultados mostraram que os smartphones e tablets oferecem possibilidades reais de aprendizagem, se explorados apropriadamente pelo professor. A aprendizagem de língua inglesa pelo uso das mídias móveis maximizou a aquisição de habilidades e competências linguísticas, permitindo que os alunos tivessem contato com contextos multiculturais e contextualizados de produção oral, a qualquer hora, em qualquer lugar, auxiliando na criação de um ambiente descontraído, motivador e produtivo, otimizando o tempo de estudo. / The foreign language teaching in Brazil has been subject of lots of discussions around the theoretical approaches and methodologies, which offer improvement to the learning process. The inclusion of the new technologies applied to the school context may support this process, once students since very early get in touch with such tools, what may make facilitate the teacher’s job. The arrival of the mobile devices (smartphones e tablets), with the instantaneous and ubiquitous into the classrooms it has shown itself as being an important pedagogical support, which makes the didactic contents more authentic, appealing and challenging. Therefore, this current research has the following objectives: produce an application to support the English Language Teaching at High School; apply the prototype in the classroom; report the positive and negative aspects of this application; analyze the participation of the students and teacher in class during the application. The theoretical base that guided the learning theories through the use of the mobile devices of Lemos (2010), Lévy (2010); the concept of digital and of m-learning of Sharples, Taylor and Vavoula (2007), Barbosa, Amarolinda e Schlemmer (2011), Marçal, Andrade e Rios (2005) and Moura (2010); the theory of social development and learning or sociointeracionism, interaction and learning according to the studies of Vigotsky (1999) and Vigotsky and Cole (1998); the conception of learning of foreign language through the communicative approach of acquisition and development in multicultural and contextualized of Foster and Ohta (2005) and Krashen (1987); and lastly the concept of affordance under the perspective of Gibson and Pick (2000) and Cakmak et al. (2007). In order to be able to carry out this study we used the following kinds of research: descriptive, bibliographic, experimental, and analytical. The participants of the research were 15 students of the first grade of High School of the Public Educational system from the city of Londrina, Paraná state. The results showed that the mobile devices offer real learning possibilities, provide that the teacher taps them appropriately. The learning of the English language by the use of the mobile Medias has promoted an improvement on the language acquisition, allowing students to create a friendly, motivating and productive environment, optimizing the studying time.

Acompanha: Tecnologia móvel no ensino e aprendizagem de língua inglesa na escola / O ensino de língua estrangeira no Brasil tem sido motivo de muitas discussões em torno de abordagens teóricas e metodológicas que ofereçam melhorias ao processo de ensino e aprendizagem. A inclusão das novas tecnologias aplicadas ao contexto escolar pode auxiliar esse processo, uma vez que os alunos, desde muito pequenos, já têm contato com essas ferramentas, o que facilita o trabalho do professor. Assim, a presente pesquisa tem por objetivos: produzir um aplicativo para auxiliar o ensino de língua inglesa no Ensino Médio; aplicar o protótipo em sala de aula; relatar os aspectos positivos e negativos da proposta e analisar a participação dos alunos e da professora regente durante a aplicação. Os fundamentos teóricos que nortearam a pesquisa foram as teorias de aprendizagem por dispositivos móveis de Lemos (2010), Lévy (2010); os conceitos de mídias digitais e m-learning de Sharples, Taylor e Vavoula (2007), Barbosa, Amarolinda e Schlemmer (2011), Marçal, Andrade e Rios (2005) e Moura (2010); a teoria do desenvolvimento social e aprendizagem ou sociointeracionismo, interação e aprendizagem de acordo com os estudos de Vigotsky (1999) e Vigotsky e Cole (1998); o conceito de aprendizagem de língua estrangeira pela abordagem comunicativa de aquisição e desenvolvimento no convívio multicultural e contextualizado de Foster e Ohta (2005) e Krashen (1987) e, por último, os conceitos de affordance na perspectiva de Gibson e Pick (2000) e Cakmak et al. (2007). Para a realização do estudo, utilizamos os tipos de pesquisa: descritiva, bibliográfica, de campo, experimental e analítica. Os participantes do estudo foram quinze alunos do primeiro ano do Ensino Médio da rede pública da cidade de Londrina, Paraná. Os resultados mostraram que os smartphones e tablets oferecem possibilidades reais de aprendizagem, se explorados apropriadamente pelo professor. A aprendizagem de língua inglesa pelo uso das mídias móveis maximizou a aquisição de habilidades e competências linguísticas, permitindo que os alunos tivessem contato com contextos multiculturais e contextualizados de produção oral, a qualquer hora, em qualquer lugar, auxiliando na criação de um ambiente descontraído, motivador e produtivo, otimizando o tempo de estudo. / The foreign language teaching in Brazil has been subject of lots of discussions around the theoretical approaches and methodologies, which offer improvement to the learning process. The inclusion of the new technologies applied to the school context may support this process, once students since very early get in touch with such tools, what may make facilitate the teacher’s job. The arrival of the mobile devices (smartphones e tablets), with the instantaneous and ubiquitous into the classrooms it has shown itself as being an important pedagogical support, which makes the didactic contents more authentic, appealing and challenging. Therefore, this current research has the following objectives: produce an application to support the English Language Teaching at High School; apply the prototype in the classroom; report the positive and negative aspects of this application; analyze the participation of the students and teacher in class during the application. The theoretical base that guided the learning theories through the use of the mobile devices of Lemos (2010), Lévy (2010); the concept of digital and of m-learning of Sharples, Taylor and Vavoula (2007), Barbosa, Amarolinda e Schlemmer (2011), Marçal, Andrade e Rios (2005) and Moura (2010); the theory of social development and learning or sociointeracionism, interaction and learning according to the studies of Vigotsky (1999) and Vigotsky and Cole (1998); the conception of learning of foreign language through the communicative approach of acquisition and development in multicultural and contextualized of Foster and Ohta (2005) and Krashen (1987); and lastly the concept of affordance under the perspective of Gibson and Pick (2000) and Cakmak et al. (2007). In order to be able to carry out this study we used the following kinds of research: descriptive, bibliographic, experimental, and analytical. The participants of the research were 15 students of the first grade of High School of the Public Educational system from the city of Londrina, Paraná state. The results showed that the mobile devices offer real learning possibilities, provide that the teacher taps them appropriately. The learning of the English language by the use of the mobile Medias has promoted an improvement on the language acquisition, allowing students to create a friendly, motivating and productive environment, optimizing the studying time.

We have developed and created a simulator for calculations and indicatios of maximum permissible values for the electric and magnetic fields as well as the power density in Rádio Base Station, with the use of CDMA technology, in the range of 800 MHz, being the values allowable were referenced and based on the International Commission on Non-ionizing radiation protection. The simulator developed allows to calculate the interference field radiated by rádio base station, with input data such as channel power rádio; Gain Antenna; Number of Rádio Channels, Frequency Operation; Losses in Cable, Attenuation of Direction; Minimum distance; Reflections. To get quickly without the need for the implementation of instruments for measurements, calculations only in that simulator, we calculated values such as: Effective Radiated Power; Density Power Sector; electric field in the Sector; Magnetic Field in the sector; Flux Density Magnetic; point of maximum permissible exposure to electric field and the power density. As results presented in graphs for clarity of visualization of power density in the industry, as well as defining the coverage area. Is also present in the simulator, folders with specifications of antennas, towers and cables used in mobile phones, whose manufacturers are: World RFS, Andrew, and Karthein Brasilsat. They are presented several "links" network access "internet" to complement the specifications of cables, antennas, etc. .. Moreover also part of the simulator to perform calculations quickly and safely assisting in obtaining results of loss of rádio signal generated by rádio base station. Where the simulator has paintings depicting the spreads, where we define propagation "A" and "B".By spreading the "A" we can get the calculations of rádio signal attenuation models in areas of urban, dense urban, suburban, and rural open. Are added in the calculations of reflection coefficients of reflection, the standing wave ratio, return loss, the ratio of reflected power, as well as losses of the signal by impedance mismatch. As for the spread "B" as we can get results in the loss calculations in the rádio signal line in sight and no sight, the effective area, the power density, the power received, the range, the level conversion and the conversion gain in radiant systems. / Neste trabalho foram desenvolvidos e criados dois simuladores para cálculos e indicações de valores Máximos Permissíveis para os campos elétricos e magnéticos, bem como as Densidades de Potência em Estações Rádio Base, com a utilização de Tecnologia CDMA, na faixa de 800 MHz. Esses valores permissíveis foram referênciados e fundamentados pela Comissão Internacional de Proteção à Radiação não Ionizante. O simulador 1 permite calcular as interferências de campo irradiado por estação rádio base, com entrada de dados tais como: Potência do Canal de Rádio; Ganho da Antena; Número de Canais de Rádio; Frequência de Operação; Perdas no Cabo; Atenuação da Direção; Distância Mínima; Reflexões. O referido simulador permite, de maneira rápida e sem a necessidade da execução de instrumentos para medições, alcançar os seguintes valores calculados: Potência Radiada Efetiva; Densidade de Potência do Setor; Campo elétrico no Setor; Campo Magnético no Setor; Densidade de fluxo Magnético; ponto de exposição máxima permitida de campo elétrico, bem como a densidade de potência. Os resultados são apresentados em gráficos, para clareza da visualização da densidade de potência no setor, assim como para a definição da área de cobertura. O simulador abrange também pastas com especificações de antenas, cabos e torres utilizadas na telefonia celular, dos seguintes fabricantes: RFS World, Andrew, Karthein e Brasilsat. São apresentados diversos ―links‖ de acesso à rede ―internet‖ para complemento das especificações de cabos, antenas, etc. O simulador 2 apresenta mais variáveis, procurando executar cálculos de forma rápida e segura auxiliando na obtenção de resuldados das perdas do sinal de rádio produzidas por estação rádio base. Nesse caso, o simulador apresenta telas representando as propagações denominadas ―A‖ e ―B‖. Através da propagação ―A‖ podemos obter os cálculos de atenuação do sinal de rádio em áreas de modelos urbana, urbana densa, suburbana, aberta e rural. Nos cálculos de reflexão, adicionamos os coeficientes de reflexão, a relação de onda estacionária, a perda de retorno, a relação de potência refletida, assim como as perdas do sinal por descasamento de impedância. Com a propagação ―B‖ podemos obter como resultados as perdas do sinal de rádio na linha visada e não visada, a área efetiva, a densidade de potência, a potência recebida, o raio de cobertura, a conversão de níveis e a conversão de ganho em sistemas irradiantes. / Mestre em Ciências

A crescente demanda por largura de faixa e o aumento exponencial do número de usuários têm exercido enorme pressão sobre as redes de telecomunicações, exigindo constante melhoria de desempenho. A tecnologia fotônica tem sido capaz de atender a boa parte desta demanda, sendo a principal alternativa para transportar quantidades elevadas de tráfego. Por outro lado, tem havido um impressionante avanço tecnológico no setor de comunicação móvel celular, com destaque para os sistemas que utilizam o esquema de reuso de freqüências como principal tecnologia. Diante da demanda elevada, a alternativa usual de expandir os recursos proporcionalmente tem se mostrado inviável por causa do custo elevado. Assim, soluções eficientes para o problema de alocação de recursos e roteamento de tráfego (PARRT) tornaram-se uma necessidade imperiosa no projeto, expansão e gerenciamento de redes de telecomunicações. O PARRT pode ser modelado como um problema de otimização, geralmente não-polinomial, e as abordagens baseadas em algoritmo genético (AG) têm sido empregadas para solucionar esta classe de problemas para os quais as soluções heurísticas não são possíveis ou freqüentemente conduzem a resultados insatisfatórios. Nesta pesquisa, a abordagem escolhida para resolver o PARRT em redes ópticas e de comunicação móvel celular é baseada em AG. Estratégias adicionais foram incorporadas aos algoritmos propostos para aumentar a eficiência do correspondente AG canônico e proporcionar adaptação às mudanças ocorridas no ambiente investigado. A meta principal é a redução da probabilidade de bloqueio de solicitação de conexão. Em redes ópticas, o modelo proposto resolve o roteamento e a alocação de comprimentos de onda, determina a localização esparsa de conversores de comprimento de onda, limita o número de amplificadores em cascata, proporciona agregação dinâmica de tráfego e imparcialidade de capacidade de largura de faixa por meio de controle de admissão de conexão. Restrições de camada física como emissão espontânea amplificada e dispersão por modo de polarização são incluídas nos algoritmos. Em redes de comunicação móvel celular, os modelos propostos resolvem o problema de alocação de canais proporcionando baixos valores de probabilidade de bloqueio de novas chamadas e de handoff. Os algoritmos incluem o efeito simultâneo de três restrições eletromagnéticas: co-canal, canal-adjacente e co-site. Uma rede híbrida óptica e via satélite é também simulada para constatar a versatilidade dos algoritmos em gerenciar de forma integrada redes de naturezas distintas. Resultados numéricos apresentados demonstram a potencialidade dos algoritmos propostos para gerenciar recursos e rotear tráfego em redes de telecomunicações. / The growing demand for bandwidth together with the exponential increase in the numbers of users have exerted huge pressure on the telecommunication networks, requiring constant performance improvement. Photonic technology has been capable of attending a large amount of this demand, which makes it the main alternative in high traffic transport networks. On the other hand, a remarkable technological progress has occurred in the mobile cellular communications field, which employs frequency reuse as its key technology. The usual alternative of expanding the resources proportionally to the traffic demand has proved to be impractical due to the high cost involved. Thus, efficient solutions to traffic routing and resource allocation problem (TRRAP) became an imperative requirement in design, expansion and management of telecommunication networks. The TRRAP is an optimization problem, generally non-polynomial (NP), that can be successfully modeled with genetic algorithm (GA) as opposed to heuristic solutions, since the later is either not applied or frequently lead to unsatisfactory results. In this research, the elected approach to solve the TRRAP in both optical and cellular mobile communication network is based on GA. Complementary strategies were incorporated to the algorithms to increase the efficiency of the corresponding canonical GA. Additionally, the strategies adopted provide robustness to the GA adaptation against the changes in the investigated environment. The main goal of the proposed GA is the reduction of request-connection blocking probability. The proposed approach is capable of handling the following tasks in WDM optical networks: routing and wavelength assignment (RWA) optimization, sparse wavelength converters arrangement, limitation of the number of cascade amplifiers, dynamic traffic grooming, and bandwidth capacity fairness through connection admission control (CAC) procedure. Physical layer constraints such as amplified spontaneous emission (ASE) and polarization mode dispersion (PMD) are also taken into account. Two algorithms are proposed to solve the channel assignment problem (CAP) in cellular mobile communication networks, providing low values of blocking probability for new calls and handoff. The algorithms include the simultaneous effect of three electromagnetic constraints: cochannel, adjacent channel and cosite. A hybrid optical and wireless network is also simulated to evidence the versatility of the proposed algorithm in managing integrated networks from distinct natures. The numerical results presented throughout this work demonstrate the potentiality of the proposed algorithms in managing resources and providing traffic routing in telecommunication networks.

Orientador: Michel Daoud Yacoub / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T09:17:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medeiros_AlvaroAugustoMachadode_D.pdf: 910419 bytes, checksum: 8fee720ee964b6908659ff1ab27c754e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: As redes ad hoc são redes sem um controle centralizado, cujos nós se comunicam através de um canal sem fio diretamente ou através de múltiplos saltos. Uma questão complexa referente a redes ad hoc é o cálculo da capacidade. Estimar quantas transmissões a rede permite, garantindo qualidade de serviço aos usuarios é uma tarefa difícil em virtude de duas características da rede: o canal sem fio e as transmissões em múltiplos saltos. Este trabalho propõe um novo método para cálculo da capacidade através da probabilidade de outage que considera ambos os aspectos. Este método apresenta vantagens como fácil implantação, baixo esforço computacional e resultados praticamente indistinguíveis daqueles obtidos atraves de simulação. O metodo pode ser aplicado aos mais variados ambientes de propagação e qualquer topologia de rede. Modelos de interferência mais realistas, bem como a questão do roteamento são também abordados ao longo do trabalho / Abstract: Ad hoc networks are networks that operate without centralized control, whose nodes communicate through wireless links in a single or multihop way. A complex issue about ad hoc networks is the capacity estimation. The computation of how many transmissions the network can support ensuring a quality of service for its users is a difficult task due to two central aspects: the wireless medium and the multihop nature of transmissions. An analytical method to calculate the capacity through the computation of the outage probability considering both aspects is proposed in this work. This method presents advantages such as simple implementation, low computational efforts and practically indistinguishable results from those obtained through simulation. This method can be applied to many propagation environments and to any network topology. More realistic interference models and the routing issue are also described along this work / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Submitted by João Arthur Martins (joao.arthur@ufpe.br) on 2015-03-11T18:10:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertaçao JOSIAS de LIMA JUNIOR.pdf: 4252506 bytes, checksum: 714cb7aa7e2dc62943c697bd35a222ed (MD5) / Approved for entry into archive by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-03-13T13:00:53Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertaçao JOSIAS de LIMA JUNIOR.pdf: 4252506 bytes, checksum: 714cb7aa7e2dc62943c697bd35a222ed (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T13:00:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertaçao JOSIAS de LIMA JUNIOR.pdf: 4252506 bytes, checksum: 714cb7aa7e2dc62943c697bd35a222ed (MD5) Previous issue date: 2013-05 / Recent years have witnessed the emergence of new communication techniques in Computer Science that use both wireless technologies and self-organizing features. Their combination eliminates the need for using pre-defined wired structures and prior configurations. In this work, we develop a simulated version, using the network simulator 3 (ns-3), of the Heterogeneous Technologies Routing (HTR) framework that is suitable for interconnecting devices in a heterogeneous ad hoc network, extending its supported heterogeneous technologies with the addition of WiMAX and LTE devices, proposes an extension to enable multipath routing over this framework and investigates the impact of tuning routing parameters on convergence interval and energy consumption. Although a large number of works exist that investigate the tuning of routing parameter settings, to the best of our knowledge, none of them investigate the impact of these on protocol convergence and energy consumption. Multipath HTR routing, the extension we propose, offers several benefits such as load balancing, fault tolerance, routing loop prevention, energy-conservation, low end-to-end delay, and congestion avoidance, among others. This work performs a comparative analysis of the proposed HTR extension, with the baseline HTR, and the widely used Optimized Link State Routing (OLSR) protocol. Moreover, we investigate the impacts of tuning the HELLO refresh interval and perform a comparative analysis of the tuned HTR with the OLSR protocol. Both evaluations are validated through the simulation of heterogeneous technologies such as WiMAX, 3GPP LTE and Wi-Fi. Results show that the multipath extension effectively improves the data delivery ratio, and reduces the end-to-end delay without major impact on network energy consumption. For the tuned HTR, results show that varying the HELLO refresh interval can improve the convergence of the protocol and reduce the energy consumption. / Recentemente, novas técnicas de comunicação surgiram que usam tecnologia sem fio e são capazes de se autoconfigurar. A combinação desses fatores elimina a necessidade de utilizar estruturas cabeadas e configurações pré-definidas. Neste trabalho, o autor desenvolve uma versão simulada, através do simulador de rede “network Simulator 3” (ns-3), do arcabouço “Heterogeneous Technologies Routing” (HTR), que se propõe à interconectar dispositivos em redes heterogêneas ad hoc, estendendo o seu suporte às tecnologias heterogêneas com a adição de dispositivos WiMAX e LTE, propõe uma extensão para fornecer um roteamento baseado em múltiplos caminhos (“Multipath”) e investiga o impacto de modificar os parâmetros de configuração do roteamento no tempo de convergência da rede e consumo de energia. Apesar de um grande número de obras existentes que investigam o impacto da mudança de parâmetros de configuração do roteamento, no meu conhecimento, nenhum deles investiga o impacto destes no tempo de convergência do protocolo e consumo de energia. O “Multipath HTR”, a extensão proposta, oferece vários benefícios como balanceamento de carga, tolerância a falhas, prevenção de “loops” de roteamento, conservação de energia, baixo atraso fim-a-fim, e evita o congestionamento, entre outros. Este trabalho faz uma análise comparativa da extensão ao HTR proposta, com a base do HTR, e o protocolo amplamente utilizado “Optimized Link State Routing” (OLSR). Além disso, o esse trabalho investiga o impacto de variar o intervalo de envio de mensagens de HELLO e realiza uma análise comparativa do HTR modificado (“Tuned HTR”) com o protocolo OLSR. As duas avaliações são realizadas através de simulação usando tecnologias heterogêneas como WiMAX, 3GPP LTE e Wi-Fi. Resultados mostram que a extensão de múltiplos caminhos proposta melhora a taxa de transmissão de dados, e reduz o atraso fim-a-fim sem maiores impactos no consumo de energia da rede. Para o “Tuned HTR”, resultados mostram que a variação do intervalo de envio de mensagens de HELLO pode melhorar a convergência do protocolo e reduz o consumo de energia.

Orientador: Celso de Almeida / Tese (doutorado) - Umiversidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T06:29:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hoefel_RogerPierreFabris_D.pdf: 16131215 bytes, checksum: 8d67fff6992c05fd8d2eac683e4a1f9e (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: O objetivo deste trabalho é o de analisar, caracterizar e apresentar soluções para o excitante desafio de projetar protocolos de acesso para o transporte de pacotes multimídia no enlace reverso de sistemas celulares terrestres que empregam interface do ar do tipo TD/DS-CDMA (Time Division/Direct Sequence Code Division Multiple Access). Os estudos relativos aos aspectos inerentes à transmissão de pacotes em sistemas TD/DS-CDMA são particularizados na análise dos protocolos CDMA/PRMA (Code Division Multiple Access/ Packet Reservation Multiple Access) e Slotted CDMA/ALOHA. CDMA/PRMA é um protocolo de múltiplo acesso híbrido, no qual se aplicam os conceitos de multiplexação no tempo~por código e de alocação de recursos por meio de reserva. O acesso controlado ao canal do protocolo CDMA/PRMA permite a redução da variação da carga instantânea do canal e, conseqüentemente, redução da interferência de múltiplo acesso em relação ao protocolo Slotted CDMA/ ALOHA, onde os terminais acessam no próximo slot de tempo tão logo tenham pacotes a transmitir. Utiliza-se simulação computacional de maneira intensiva para à obtenção de resultados concernentes ao desempenho dos protocolos CDMA/PRMA e Slotted CDMA/ ALOHA em distintas condições operacionais. Estes resultados são validados por análises numéricas. Entre outros aspectos deste trabalho, destaca-se: (i) o modelo do ponto de equilíbrio proposto para os protocolos CDMA/PRMA e Slotted CDMA/ ALOHA; (ii) as expressões numéricas propostas para uma análise de desempenho do protocolo CDMA/PRMA; (iii) o desenvolvimento de um simulador de rede de pacotes para a investigação dos efeitos da interferência externa nas redes de pacotes CDMA/PRMA e Slotted CDMA/ ALOHA; (iv) efeitos dos parâmetros de projeto no desempenho dos protocolos CDMA/PRMA e Slotted CDMA/ ALORA; (v) estudo do desempenho dos protocolos CDMA/PRMA e Slotted CDMA/ ALORA com tráfego de vídeo com taxa variável e tráfego de dados WWW; (vi) a investigação dos efeitos do controle de potência, do desvanecimento rápido e do desvanecimento lento no desempenho dos protocolos CDMA/PRMA e Slotted CDMA/ ALORA com tráfego multimídia; (vii) o projeto integrado do protocolo CDMA/PRMA com receptor de detecção conjunta descorrelacionadora / Abstract: This thesis has the objective of to analyze, to characterize and to propose solutions to the challenge of design medium access control protocols for transmission of multimedia packets over the reverse channel of land mobile cellular systems based on TD/DS-CDMA (Time Division/Direct Sequence Code Division Multiple Access) air interface. Some inherent aspects of packet transmission over the reverse link of TD/DS-CDMA systems are particularized in the analysis of the CDMA/PRMA (Code Division Multiple Access/Packet Reservation Multiple Access) and Slotted CDMA/ ALOHA protocols. The joint CDMA/PRMA protocol is a hybrid multiple-access technique that combines time-division, code-division and Reservation ALOHA concepts. The CDMA/PRMA medium access control brings to reduction of the users variance on the channel, so a larger capacity is obtained in relation to the Slotted CDMA/ ALOHA protocol, where a mobile station accesses a time slot as soon as it has packets to transmit. It is used intensely computational simulation techniques to obtain some performance results concerning to CDMA/PRMA Slotted and CDMA/ ALOHA behavior over distinct operational conditions. It is utilized numerical techniques to validate some of obtained results. It is emphasized the following aspects of this Thesis: (i) a equilibrium point analysis model for the CDMA/PRMA and Slotted CDMA/ ALOHA protocols; (ii) some numerical expressions that permits to analyze the CDMA/PRMA behavior on voice-only traffic; (iii) a system level network simulator developed to assess and to compare the intercell interference effects on the CDMA/PRMA and Slotted CDMA/ ALOHA protocols performance; (iv) the design parameters effects on the performance of CDMA/PRMA and Slotted CDMA/ALOHA systems; (v) some studies of CDMA/PRMA and Slotted CDMA/ALOHA behavior on mixed voice/variable bit rate video and voice/WWW browsing traffic; (vi) some analysis of the imperfect power control effects, slow and fast fading effects on the capacity of CDMA/PRMA and Slotted CDMA/ ALOHA protocols; (vii) a integrated design of CDMA/PRMA protocol and a multiuser decorrelator detector / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Renato Baldini Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T14:02:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_CarlosHenriqueRodriguesde_D.pdf: 6124095 bytes, checksum: d981e4a9e163dc0b358b20c451c92109 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho de tese estuda e analisa o desempenho dos sistemas móveis celulares GSM de segunda geração (2G), GPRS de segunda geração intermediária (2,5G) e CDMA2000 de terceira geração (3G). Na primeira parte deste trabalho de tese são avaliadas estratégias de compartilhamento dos canais de comunicação utilizados pelos sistemas GSM e GPRS, em busca daquela que resulte no menor impacto na qualidade dos serviços prestados por ambas as redes. Para esta avaliação, e como contribuição deste trabalho de tese, são desenvolvidos algoritmos aplicados em um simulador de eventos discretos desenvolvido em linguagem de programação C/C++. Os resultados das simulações mostram que a reserva de canais exclusivos ao sistema GPRS apresenta degradação na qualidade de serviço prestado pelo sistema GSM e que a melhor estratégia de compartilhamento é utilizar os canais de comunicação para o sistema GPRS nos momentos em que estes canais não são usados pelo sistema GSM. Na segunda parte deste trabalho de tese são feitas análises de desempenho dos sistemas móveis celulares de terceira geração, CDMA2000 lxRTT e CDMA2000 lxEVDO, baseadas na qualidade do serviço prestado por estas redes operando com várias aplicações simultâneas fim-a-fim entre cliente e servidor. Técnicas de detecção multiusuário e de antenas adaptativas são utilizadas na recepção destas aplicações e é avaliada a nova qualidade de serviço. Para estas análises de desempenho e como contribuição deste trabalho de tese, modelos de simulação são desenvolvidos utilizando a ferramenta OPNET. As redes CDMA2000 lxRTT e lxEVDO apresentam bom desempenho, analisado pelo parâmetro atraso da qualidade de serviço, na passagem de tráfego das aplicações HTTP, E-mail, VoIP, FTP, Telnet e Acesso a Banco de Dados. O desempenho da rede CDMA2000 lxEVDO melhora tanto com detecção multiusuário como com antenas adaptativas em relação ao receptor rake / Abstract: This thesis work studies and analyzes the performance of cellular mobile systems GSM of second generation (2G), GPRS of second intermediate generation (2,5G) and CDMA2000 of third generation (3G). In the first part of this thesis work, sharing strategies of communication channels used by GSM and GPRS systems are evaluated to find the one that results in the lowest impact in the quality of services supported by both networks. To this evaluation, and as contribution of this thesis work, algorithms applied in a discrete-event simulator developed in C/C++ programming language are developed. The simulation results show that the reserve of exclusive channels to the GPRS system presents degradation in the quality of service given for GSM system and that the better sharing strategy is to use the communication channels for the GPRS system whenever these channels are not used by the GSM system. In the second part of this thesis work, performance analyses of the third generation cellular mobile systems, CDMA2000 lxRTT and CDMA2000 lxEVDO, based on the quality of service supported by these networks operating with several end-to-end simultaneous applications between client and server are made. Multiuser detection and adaptive antennas techniques are used in the reception of these applications and the new quality of service is evaluated. For these performance analyses, and as contribution of this thesis work, simulation models are developed using the OPNET tool. The CDMA2000 lxRTT and lxEVDO networks present good performance analyzed through the delay parameter of quality of service running HTTP, E-mail, VolP, FTP, Telnet and Data Base Access applications. The CDMA2000 lxEVDO network performance improves using either multiuser detection or adaptive antennas when compared with rake receiver / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

O crescente aumento da demanda de tráfego nas redes celulares vem aumentando a necessidade de uma melhor utilização dos recursos do sistema, já que sua expansão é custosa. Nas estações rádio base (ERB), a disponibilidade de largura de faixa de freqüências é limitada e desta maneira, em uma rede de comunicação móvel celular, o controle de admissão de chamadas exerce grande influência no desempenho do sistema, pois determina a utilização de banda das ERBs e se uma determinada quantidade de recursos (banda) será alocado ou não para uma determinada chamada. O desempenho da rede pode ser atrelado a determinados parâmetros, como a probabilidade de bloqueio de novas chamadas, probabilidade de bloqueio de chamadas handoff e a utilização de banda da rede. Este trabalho propõe um controle de admissão de chamadas que, no atendimento de uma chamada, faz o empréstimo de banda de chamadas em andamento na célula no caso de banda insuficiente. O sistema adota um mecanismo heurístico que determina a banda disponível para novas chamadas conforme os valores de certos parâmetros do sistema. O empréstimo de banda é realizado em chamadas em andamento nas células até níveis mínimos estabelecidos para cada tipo de chamada, que se diferenciam pelas necessidades de banda de cada uma. O algoritmo foi aplicado às bandas e características de uma rede de terceira geração (3G), que possui chamadas de voz, videoconferência, interação multimídia, e-mail, downloads e transferência de arquivos e a uma rede GSM/GPRS (global system for mobile communications/ general packet radio service), que possui chamadas de voz e de dados. Os resultados mostram melhorias na probabilidade de bloqueio de novas chamadas, probabilidade de bloqueio de handoff e na utilização de banda do sistema. / The recent growth in traffic loads in cellular networks has seen the need for a better use of system resources as its expansion is expensive. In the base transceiver station (BTS), the bandwidth availability is limited. Thus, in cellular networks the call admission control greatly influences the system performance because it determines the bandwidth use of the BTSs and if an amount of resources will or will not be allocated to a call. The network performance can be evaluated by parameters such as blocking probability of new calls, dropping probability of handoff calls and bandwidth use. This work proposes a call admission control that carries out the bandwidth borrowing when a call arrives and there is not enough bandwidth. The system makes use of a heuristic mechanism that determines the available bandwidth for the new calls according to some parameter values of the system. The bandwidth borrowing is applied to the cell ongoing calls until the minimum levels for each type are met. The algorithm was applied to the bandwidths and characteristics of a third generation cellular network, which supports voice calls, videoconference, multimedia interaction, e-mails, downloads and file transfers. It was also applied to a GSM/GPRS (global system for mobile communications/ general packet radio service), which supports voice and data calls. The results show improvements in the blocking probability of new calls, dropping probability of handoff calls and in the bandwidth use of the system.