Orientadores: Sueli Irene Rodrigues Costa, Simone Maria de Moraes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-08T17:40:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AndersonTiagoda_M.pdf: 781127 bytes, checksum: 22670fa6bf0a9cc9e4533bcc2ef952d8 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho está dividido essencialmente em quatro tópicos. O primeiro capítulo é dedicado a uma introdução à teoria dos códigos corretores de erros com algumas propriedades e exemplos. No segundo capítulo abordamos reticulados e suas propriedades com foco na análise do quociente de reticulados gerando grafos em toros planares, grafos circulantes obtidos através de quociente de reticulados e ladrilhamentos associados. O terceiro capítulo é dedicado a códigos esféricos, com ênfase na obtenção de códigos ótimos. Foram introduzidos alguns limitantes importantes como o de Rankim, e a demonstração de que alguns códigos esféricos como o simplex e biortogonal são ótimos. No capítulo quatro apresentamos uma construção de reticulados através de códigos binários e também a construção de códigos esféricos a partir de reticulados que possuem sub-reticulados com base ortogonal. Analisamos o caso especial do reticulado BCC que é o de melhor densidade no espaço e pode ser gerado por código binário. Mostramos que o quociente deste por um sub reticulado especial produz o melhor código esférico associado ao grupo comutativo Z2 2 ×Z4 . Também identificamos o reticulado que é associado ao melhor código de grupo comutativo de 16 elementos em R6 / Abstract: In this work it is presented through examples a connection between inary codes, lattices and spherical codes. A brief introduction to coding theory, properties and examples is included in the first chapter. In Chapter 2 lattices are approached with focus on the quotient of lattices, graphs on flat tori and connections with circulant graphs. An introduction to spherical codes and some of their bounds, as the Ranking bound, are described in Chapter 3. Finally in Chapter 4 the three topics above are connected. The construction of lattices from linear binary codes and the construction of spherical codes from the lattices which have orthogonal sub-lattices are presented. We analyze specifically the case of the three dimensional BCC lattice, which has the best packing density for this dimension, and show that a quotient of this lattice give rise to the best spherical code associate to the commutative group Z2 2 ×Z4. We also identify the lattice which is associate to the best commutative group code with 16 elements in em R6 / Mestrado / Mestre em Matemática

Orientadores: Reginaldo Palazzo Junior, Carlile Lavor / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T20:14:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gazzoni_WanessaCarla_D.pdf: 915784 bytes, checksum: d9b26e53c10c74a95fabe11a016027ce (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho apresenta algumas contribuições para um melhor entendimento do emaranhamento quântico e suas aplicações. Com o propósito de obter a classificação de estados quânticos puros arbitrários em separáveis ou emaranhados, apresentamos um critério de separabilidade do qual tal classificação decorre. Este critério está baseado em uma interpretação homológicageométrica, que nos permitiu formalizar algumas conclusões acerca da quantificação do emaranhamento em estados puros arbitrários com três qubits. A partir desta interpretação, foi possível também associar a descriçãao do conteúdo dos kets de um estado puro arbitrário a conceitos de teoria da codificação clássica. Tendo como base esta associação, propomos uma forma bastante simplificada para determinar a descrição matemática de estados puros arbitrários que satisfazem o máximo emaranhamento global. De acordo com conceitos da teoria da codificação, analisamos os estados de máximo emaranhamento global com relaçãoo 'a proteção contra erros que esses estados possuem. Neste contexto, apresentamos uma nova classe de estados que ainda Não havia sido mencionada na literatura. / Abstract: In this thesis we present some contributions to a better understanding of quantum entanglement and its applications. With the purpose of obtaining a classification of the arbitrary pure quantum states as separable or entangled, a separability criterion is presented. This criterion is based on an homologic-geometric interpretation which allowed us to formalize some conclusions on the entanglement quantification of arbitrary pure states with three qubits. From this interpretation, it was possible to associate a description of the kets' content of an arbitrary pure state with the concepts of the classical coding theory. Based on this association, we propose a simplified form to determine a mathematical description of arbitrary quantum states satisfying the maximum global entanglement. From the concepts of coding theory we considered the states of maximum global entanglement with respect to its inherent error protection. In this context, we present a new class of states satisfying all the previous properties and which were not known in the open literature. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Este trabalho, elaborado por meio de pesquisa bibliográfica, apresenta um apanhado sobre os dígitos verificadores presentes no Cadastro de Pessoas Físicas (CPF), no código de barras, e no sistema ISBN; faz uma introdução sobre a métrica de Hamming e os códigos corretores de erros; cita a classe de códigos mais utilizada, que são os códigos lineares, e deixa a sugestão de uma proposta pedagógica para professores de matemática aplicarem no Ensino Fundamental, podendo ser ajustada também para o Ensino Médio. No apêndice A, são propostos alguns exercícios que podem ser trabalhados com os alunos em sala de aula. / This work, based on the attached references, presents an overview of the check digits that appear in the Brazilian document CPF, in the bar code and the ISBN system. Moreover, it makes an introduction to the Hamming metric and error-correcting codes. In particular, some considerations about linear codes are done and it makes a suggestion of a pedagogical approach to apply it in middle school and can also be adjusted to high school. In the Appendix A are proposed some exercises to students.

Orientador: Walter da Cunha Borelli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T11:16:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kleinschmidt_JoaoHenrique_D.pdf: 1743623 bytes, checksum: dec2fe8a6e5fd8bbcf251d2e24690fa8 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: As redes ad hoc sem fio não necessitam de infra-estrutura fixa e utilizam ondas de rádio para transmissão de dados. Uma rede de sensores sem fio é um tipo especial de rede ad hoc composta por dispositivos sensores de baixo custo e baixa potência. Estas características fazem com que as redes ad hoc e de sensores tenham limitações de energia. Além disso, as informações transmitidas no canal sem fio têm taxas de erro altas. Para melhorar a confiabilidade dos dados enviados no canal sem fio, técnicas como retransmissão ou códigos corretores de erros podem ser usadas. Esta tese analisa e propõe diferentes estratégias de controle de erros para redes de sensores sem fio. São apresentados modelos analíticos e de simulação de técnicas de controle de erros para consumo eficiente de energia em redes de sensores. Estes modelos são adaptados aos padrões IEEE 802.15.1 (Bluetooth) e IEEE 802.15.4 (ZigBee) e são propostos novos esquemas de correção de erros personalizados e adaptativos para estes padrões. Também são propostas estratégias de controle de erros adaptativas usando valor de informação de mensagens baseadas na área de cobertura e entropia. Os resultados são obtidos para diferentes cenários de redes, condições de canal e número de saltos. A escolha do melhor esquema de controle de erros depende da qualidade do canal e da aplicação considerada. / Abstract: Wireless ad hoc networks do not necessitate fixed infrastructure and use radio waves for data transmission. A wireless sensor network is a kind of ad hoc network formed by low cost and low power sensor devices. These characteristics made ad hoc and sensor networks very energy limited. Besides, the information transmitted in the wireless channel has high error rates. In order to improve the reliability of the data sent in the channel, techniques such as retransmission and error correcting codes can be applied. This thesis analyzes and proposes different error control strategies for wireless sensor networks. It is presented an analytical and a simulation model of error control techniques for energy consumption and energy efficiency. These models are adapted to the IEEE 802.15.1 (Bluetooth) and IEEE 802.15.4 (ZigBee) standards and novel custom and adaptive error control schemes are proposed. This work also proposes adaptive error control strategies using messages informational value based on coverage area and entropy. The results are obtained for different network scenarios, channel conditions and number of hops. The choice of the best error control scheme depends on the channel quality and the application. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Jaime Portugheis / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T19:09:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PujaicoRivera_Fernando_D.pdf: 1689945 bytes, checksum: b226b1d9cf87f31fc3d470ac895b0e33 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Esta tese propõe um sistema de transmissão de informação de várias fontes correlacionadas sobre canais ruidosos. Inicialmente se aborda o problema da codificação fonte-canal conjunta. Para este problema se definirá conceitos de taxas ótimas e se apresentará a maneira de obtê-las. Posteriormente, será proposto um algoritmo de decodificação conjunta com complexidade tratável. Diversos resultados de desempenho do algoritmo proposto serão apresentados. Estes resultados mostram um bom compromisso entre desempenho e complexidade quando comparados com a decodificação independente. Finalmente, o algoritmo de decodificação conjunta seguido de uma proposta de regra de fusão é usado no problema CEO e o desempenho deste novo algoritmo é apresentado / Abstract: This thesis proposes a system that transmits information from various correlated sources over noisy channels. Initially, it addresses the problem of joint source-channel coding. To solve this problem, concepts of optimal rates will be defined and the way to obtain them will be presented. Subsequently, a joint decoding algorithm with a tractable complexity is proposed. Several performance results of the proposed algorithm will be presented. These results show a good compromise between performance and complexity when compared to the non-joint decoding. Finally, the joint decoding algorithm, followed by a proposal for a fusion rule is used in the CEO problem and the performance of this new algorithm is presented / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Renato Baldini Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T06:28:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Penze_ZelmannStrobe_D.pdf: 1452146 bytes, checksum: 44deab3ba8e13389a1bb2398482e35d5 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho apresenta uma proposta de simplificação do esquema de codificação turbo convencional com a utilização de um esquema de transmissão cooperativo. Os códigos turbos multiníveis convencionais consistem de dois códigos componentes M-ários, gerados a partir de dois codificadores sistemáticos recursivos, concatenados via um entrelaçador aleatório de N símbolos. No esquema proposto, apenas um codificador sistemático recursivo de taxa ½ é utilizado na fonte. A sequência de símbolos codificada é radiodifundida para o relay (retransmissor) e o destino. No relay esta sequência é detectada e decodificada utilizando um decodificador de Viterbi. Após a obtenção da sequência de informação transmitida pela fonte ao relay, esta informação depois de entrelaçada é novamente codificada por um codificador sistemático recursivo, idêntico ao da fonte. Contudo, apenas a porção da paridade gerada pelo codificador é enviada pelo relay ao destino. No destino, os dados recebidos da fonte e do relay são reordenados de forma que o decodificador considere que os dados foram transmitidos utilizando um esquema de codificação turbo multinível tradicional. Desta forma o esquema proposto utiliza das características peculiares dos códigos turbo definidos sobre anel de inteiros módulo-M em sistemas que utilizam a codificação cooperativa com o objetivo de obter ganhos de desempenho mesmo quando o canal direto encontra-se comprometido pelo desvanecimento. Além disso, avaliar esquemas de codificação que permitem a possibilidade de fracionar o processo de codificação no percurso cooperativo de modo a economizar banda no dispositivo retransmissor que colabora com a transmissão entre a fonte e o destino / Abstract: This work presents a proposal to simplify the conventional turbo coding scheme with the use of a cooperative transmission scheme. The conventional multilevel turbo codes consist of two M-ary RSC component codes concatenated via a random N-symbol interleaver. In the proposed scheme only one recursive systematic encoder with rate ½ is used. The sequence of coded symbols is broadcasted to the relay and the destination. At the relay, this sequence is detected and decoded using a Viterbi decoder. After obtaining the sequence information transmitted from the source to the relay, the information is again encoded by a recursive systematic encoder identical to the one in the source. However, only a portion of the parity generated by the encoder is sent from the relay to the destination. Data received at the destination from the source and the relay are reordered so that the decoder considers that the data were transmitted using a conventional multilevel turbo scheme. The aim of this work is to exploit some characteristics of turbo codes defined over ring of integers modulo-M in coded cooperation schemes. Moreover, it is intended to evaluate fractionary coding processes applied to the cooperative path in order to save band at the relay / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Guido Costa Souza de Araújo, Rodolfo Jardim de Azevedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T10:06:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hoffman_Caio_M.pdf: 5338735 bytes, checksum: d93e38ef7846b0ba3f7f3b0ea459fc67 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Phase-change memory (PCM) traz novos ensejos para indústria eletrônica. Devido às projeções de alta escalabilidade do processo de fabricação da PCM, cogita-se usá-la como memória principal em sistemas de computação, substituindo à tradicional DRAM cujos problemas de miniaturização do processo de fabricação demandam tecnologias ainda desconhecidas. Contudo, PCM tem problemas de durabilidade e técnicas de recuperação de falhas robustas são extremamente necessárias para recuperação e prolongamento do seu tempo de vida, medido em número de escritas. As técnicas mais comuns de recuperação de falhas são os códigos de correção de erros. Porém, outras técnicas de recuperação vêm sendo propostas na literatura, aproveitando as características de não-volatilidade da PCM. Neste trabalho, usando uma modelagem matemática, analisou-se como a probabilidade de bit-ip dos principais códigos de correção de erros { paridade, SECDED e BCH { e das principais técnicas de recuperação de falhas { ECP e SAFER { está relacionada _a durabilidade da PCM. A partir da taxa de bit-ip medida através da execução do SPEC2006 e por meio dos modelos matemáticos, comparou-se os resultados dos modelos de simulação utilizando-se a probabilidade teórica de 50% e a taxa obtida experimentalmente de 15%. Os resultados revelaram uma visível degradação da durabilidade dos mecanismos de recuperação de falhas que usam códigos de correção de erros, contradizendo os resultados da literatura. A técnica ECP foi à única que não mostrou degradação. Além disso, uma análise de eficiência energética foi feita, relacionando durabilidade da PCM e o consumo de energia. Novamente, a técnica ECP se destacou nos resultados, como também a técnica SAFER. Finalmente, foram propostos modelos analíticos probabilísticos das técnicas ECP, SECDED e uma análise da técnica PAYG baseada no modelo analítico da ECP / Abstract: Phase-change memory brings new opportunities for the electronics industry. Due to projections of high scalability of the fabrication process, PCM is seen as a new main memory in computing systems, replacing the traditional DRAM, whose scale problems require new future technologies that are still unknown. However, PCM has low endurance when compared with DRAM and robust failure recovery techniques are required to increase its lifetime. To address that, some error correcting techniques have been proposed, based on the non-volatile features of the PCM memories. In this work, we model and analyze the bit-ip probabilities of five such techniques (ECP, parity, SECDED, SAFER and BCH), in order to evaluate its impact to the wear out of the PCM. Using the bit-ip rate of 15%, obtained experimentally from the execution of the SPEC2006 benchmark, we mathematically modeled and simulated these techniques using both an empirical and theoretical probability rates. Our results show a clear degradation in techniques that use error-correcting codes, contradicting the previous results in the literature. Only ECP has not shown any degradation. We have also done power analyses of the above listed techniques so as to relate the endurance and the energy required by each technique. Again, the ECP stood out in the results, like SAFER as well. Finally, analytical probabilistic models for ECP and SECDED were proposed and an analysis of PAYG technique (based on ECP's analytical model) was performed / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Marcelo Firer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-21T02:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LucasD'Oliveira_RafaelGregorio_M.pdf: 16647897 bytes, checksum: a2258aca5a39f0a7d0bd2243b905a772 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Até o trabalho presente, só era conhecido o raio de empacotamento de um código poset nos casos do poset ser uma cadeia, hierárquico, a união disjunta de cadeias do mesmo tamanho, e para algumas famílias de códigos. Nosso objetivo é abordar o caso geral de um poset qualquer. Para isso, iremos dividir o problema em dois. A primeira parte consiste em encontrar o raio de empacotamento de um único vetor. Veremos que este problema é equivalente à uma generalização de um problema NP-difícil famoso conhecido como \o problema da partição". Veremos então os principais resultados conhecidos sobre este problema dando atenção especial aos algoritmos para resolvê-lo. A receita principal destes algoritmos é o método da diferenciação, e sendo assim, iremos estendê-la para o caso geral. A segunda parte consiste em encontrar o vetor que determina o raio de empacotamento do código. Para isso, mostraremos como é as vezes possível comparar o raio de empacotamento de dois vetores sem calculá-los explicitamente / Abstract: Until the present work, the packing radius of a poset code was only known in the cases where the poset was a chain, hierarchy, a union of disjoint chains of the same size, and for some families of codes. Our objective is to approach the general case of any poset. To do this, we will divide the problem into two parts. The first part consists in finding the packing radius of a single vector. We will show that this is equivalent to a generalization of a famous NP-hard problem known as \the partition problem". Then, we will review the main results known about this problem giving special attention to the algorithms to solve it. The main ingredient to these algorithms is what is known as the differentiating method, and therefore, we will extend it to the general case. The second part consists in finding the vector that determines the packing radius of the code. For this, we will show how it is sometimes possible to compare the packing radius of two vectors without calculating them explicitly / Mestrado / Matematica / Mestre em Matemática

Orientador: Renato Baldini Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rego_MarzioGeandredaSilva_M.pdf: 862125 bytes, checksum: 7017a948f01f3776e47b74d85bb0501b (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Reginaldo Palazzo Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:27:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_AntonioCarlosAidode_D.pdf: 2149041 bytes, checksum: 427f77a8e0ec2774c7b152dd209ba9fa (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A decoerencia é um dos maiores desafios obstrutivos da computação quantica. Os codigos corretores de erros quanticos tem sido desenvolvidos com o intuito de enfrentar este desafio. Uma estrutura de grupos e uma classe associada de codigos, a classe dos codigos estabilizadores, tem-se mostrado uteis na produção de codigos e no entendimento da estrutura de classes de codigos. Todos os codigos estabilizadores descobertos ate o momentos são codigos de bloco. Nesta tese, construiremos uma classe de codigos convolucional quanticos concatenados. Introduziremos o conceito de memoria convolucional quantica e algumas tecnicas simples para produzir bons codigos convolucionais quanticos a partir de classes de codigos concolucionais classicos / Abstract: Decoherence is one of the major challenges facing the field of quantum computation. The field of quantum error correction has developed to meet this challenge. A group-theoretical structure and associated class of quantum codes, the stabilizer codes, has proved particularly fruitful in producing codes and in understanding the structure of both specified codes and class of codes. All stabilizer codes discovered so far are block codes. In this thesis we will construct a class of concatenated quantum convolutional codes. We will introduce the concept of quantum convolutional memory and some simple techniques to produce good quantum convolutional codes from classes of classical convolutional codes / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica