This work presents a MATLAB simulator for amplified optical WDM systems. The simulator is based on the numeric solution of coupled nonlinear Schrödinger equations via the Split-Step Fourier Method. This simulator allows the user to study pulse propagation in optical fibers considering chromatic dispersion, nonlinear effects self-phase modulation and cross-phase modulation and fiber loss, foreseeing the use of Erbium-doped fiber amplifier (EDFA) too. By means of numerical simulations, the optimization of the location of an EDFA in repeaterless transmission system was explored, aiming at improving the implementation of optical communication systems by decreasing the transmitter power or the receiver sensitivity requirements. Also, this technique can lead to improved system capacity by increasing fiber either the link length or the bit rate. The results obtained with the simulator agree very well with experimental results presented in the literature, confirming the validity of the technique, as well as the versatility and robustness of the simulator. / Neste trabalho é apresentado um simulador MATLAB para sistemas ópticos WDM amplificados baseado na solução das equações não lineares de Schrödinger acopladas, pelo método de Fourier de passo alternado. Este simulador permite o estudo da propagação de pulsos em fibras ópticas, considerando dispersão cromática, efeitos não lineares como automodulação de fase e modulação de fase cruzada e atenuação, prevendo também o emprego de amplificadores ópticos a fibra dopada com Érbio (EDFAs). Através de simulações numéricas, foi explorada a técnica de otimização do posicionamento de um EDFA ao longo de um enlace óptico, sem repetidores, que objetiva a redução dos custos de implantação de sistemas ópticos, seja pela diminuição da potência do transmissor ou pela relaxação da exigência de sensibilidade do receptor. Além disto, pode favorecer um aumento na capacidade do sistema, através do aumento do alcance ou da taxa de transmissão. A concordância dos resultados obtidos com os disponíveis na literatura confirmam a validade da técnica, bem como a versatilidade e robustez do simulador desenvolvido.

This work presents a MATLAB simulator for amplified optical WDM systems. The simulator is based on the numeric solution of coupled nonlinear Schrödinger equations via the Split-Step Fourier Method. This simulator allows the user to study pulse propagation in optical fibers considering chromatic dispersion, nonlinear effects self-phase modulation and cross-phase modulation and fiber loss, foreseeing the use of Erbium-doped fiber amplifier (EDFA) too. By means of numerical simulations, the optimization of the location of an EDFA in repeaterless transmission system was explored, aiming at improving the implementation of optical communication systems by decreasing the transmitter power or the receiver sensitivity requirements. Also, this technique can lead to improved system capacity by increasing fiber either the link length or the bit rate. The results obtained with the simulator agree very well with experimental results presented in the literature, confirming the validity of the technique, as well as the versatility and robustness of the simulator. / Neste trabalho é apresentado um simulador MATLAB para sistemas ópticos WDM amplificados baseado na solução das equações não lineares de Schrödinger acopladas, pelo método de Fourier de passo alternado. Este simulador permite o estudo da propagação de pulsos em fibras ópticas, considerando dispersão cromática, efeitos não lineares como automodulação de fase e modulação de fase cruzada e atenuação, prevendo também o emprego de amplificadores ópticos a fibra dopada com Érbio (EDFAs). Através de simulações numéricas, foi explorada a técnica de otimização do posicionamento de um EDFA ao longo de um enlace óptico, sem repetidores, que objetiva a redução dos custos de implantação de sistemas ópticos, seja pela diminuição da potência do transmissor ou pela relaxação da exigência de sensibilidade do receptor. Além disto, pode favorecer um aumento na capacidade do sistema, através do aumento do alcance ou da taxa de transmissão. A concordância dos resultados obtidos com os disponíveis na literatura confirmam a validade da técnica, bem como a versatilidade e robustez do simulador desenvolvido.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000412960-Texto+Completo-0.pdf: 778127 bytes, checksum: a6289858979d586fcbd985f416013d0c (MD5) Previous issue date: 2009 / This dissertation presents an improvement to a spread spectrum audio steganography technique that allows us to embed much more information into the host signal, with no perceptual quality degradation, by using three different lossless data compression methods on the data sources. An error-correcting code (ECC) is also used in order to allow higher data bit rates without affecting the detection error probability. The psychoacoustic model, as well as the spread spectrum technique, are explained in details, and the behavior of the human auditory system (HAS) under the effect of auditory stimuli is described. Furthermore, embedding capacity measurement tests and audio perceptual quality evaluation tests – more specifically the basic version of the Perceptual Evaluation of Audio Quality (PEAQ) algorithm (ITU, 1998-2001) – are performed over six different audio excerpts, with different compressed text files as data sources. Finally, a comparison of the compression algorithms used in this dissertation is presented, proving that data compression do not affect the perceptual audio quality and, at the same time, it can enhance the host signal embedding capacity in over 100%. / Esta dissertação apresenta uma melhoria feita em uma técnica de esteganografia para áudio que emprega espalhamento espectral (spread spectrum), o que permite que se insira muito mais informação no sinal hospedeiro, sem que com isso haja degradação da qualidade perceptual, utilizando três métodos diferentes de compressão de dados sem perdas nas fontes de dados. Um código corretor de erros (ECC) também é utilizado a fim de permitir taxas de bits de dados mais altas sem afetar a probabilidade de erros de detecção. O modelo psicoacústico, assim como a técnica de espalhamento espectral, são explicados em detalhes, e o comportamento do sistema auditivo humano (HAS) sob o efeito de estímulos auditivos é descrito. Além disso, testes de medição da capacidade de inserção e de avaliação da qualidade perceptual do áudio – mais especificamente a versão básica do algoritmo Perceptual Evaluation of Audio Quality (PEAQ) (ITU, 1998-2001) – são realizados com seis diferente excertos de áudio e diferentes arquivos de texto comprimidos sendo utilizados como fontes de dados. Finalmente, é apresentada uma comparação dos algoritmos de compressão utilizados nesta dissertação, provando que a compressão dos dados não afeta a qualidade perceptual do áudio e, ao mesmo tempo, pode aumentar a capacidade de inserção do sinal hospedeiro em mais de 100%.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000392289-Texto+Completo-0.pdf: 3017753 bytes, checksum: 0ca27d271856789bdc545e8b325b7d56 (MD5) Previous issue date: 2007 / Receivers for wireless Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) systems usually perform the channel estimation based on pilot carriers in known positions of the channel spectrum. Interpolation between pilot carriers is applied to determine the channel transfer function in all carrier frequencies. Channel variations along time are compensated by means of interpolation between successive channel estimates on the same carrier frequency. However, not rarely, the fast channel variations exceed the time interpolator capability, as is the case for mobile operation. In this dissertation we present a new channel compensation technique based on the concurrent operation of two stochastic gradient time-domain algorithms, one which minimizes a cost function that measures the received signal energy dispersion and other which minimizes the Euclidean distance between the received digital modulation symbols and the ones in the reference constellation assigned to each OFDM sub-channel. Results show that the new technique advantageously improves the system robustness to fast channel variations since, with a low computational cost, it dramatically reduces the demodulator symbol error rate even when the receiver is operating in an intense dynamic multipath scenario. / Receptores para sistemas wireless OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) usualmente realizam a estimação e compensação do canal através de símbolos piloto inseridos em portadoras cujas posições ao longo do espectro do canal são conhecidas. As funções de transferência calculadas a partir dos sinais piloto são interpoladas para determinar as funções de transferência em todas as portadoras que compreendem o espectro do canal. Variações do canal ao longo do tempo são compensadas através de interpolação entre as sucessivas estimações do canal numa mesma portadora. No entanto, não raramente, a ocorrência de variações bruscas limita a capacidade de atuação dos interpoladores temporais – este é o caso dos receptores móveis. Nesta dissertação apresentaremos uma nova técnica de compensação de canal utilizando a operação concorrente entre dois algoritmos baseados no gradiente estocástico: um que minimiza a função de custo através da dispersão de energia do sinal recebido e outro que minimiza a distância euclidiana entre os símbolos da modulação digital recebidos e aqueles na constelação de referência atribuída a cada subcanal OFDM. Os resultados mostram uma significativa melhora na performance da etapa de estimação e compensação do canal quando esta é submetida a rápidas variações, permitindo uma considerável redução na taxa de erro do demodulador mesmo quando este opera em um cenário sujeito a intenso multipercurso dinâmico.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000346861-Texto+Parcial-0.pdf: 1247028 bytes, checksum: 6cdf9feef272bc4395446fc3f7de312a (MD5) Previous issue date: 2006 / The verification of the blood pressure measure is of great importance for the cardiovascular diagnosis and mainly for the attendance of therapeutic interventions however the invasive methods today used are expensive and mainly aggressive to the patient, reducing for his/her reasons application. This study intends to obtain, for non-invasive methods, the measure of the human patient's blood pressure. This consists of the acquisition of the systolic, diastolic and mean arterial blood pressures simultaneously as well as the presentation of these in a viewfinder. The acquired values using the non-invasive method will be compared to resulting data of the acquisition invasive of the blood pressure by catheter intra-aortic that pattern-gold is considered. The obtained signs by the non-invasive they will be conditioned directly in the computer after they be captured by an acquisition plate dose to the sensor that it is located in the cuff of the apparel. Already the obtained data in a conventional way will be located in a monitor which will also be transferred to the computer. / A verificação da medida de pressão arterial é de grande importância para o diagnóstico de doenças cardiovasculares e principalmente para o acompanhamento de intervenções terapêuticas, porém os métodos invasivos hoje utilizados são caros e principalmente agressivos ao paciente, reduzindo por estes motivos sua aplicação. Este estudo pretende obter, por métodos não-invasivos, a medida da pressão arterial de pacientes humanos. Isto consiste na aquisição das pressões sistólicas, diastólicas e médias de forma "simultaneamente" bem como a apresentação destas num visor. Os valores adquiridos pelo método não-invasivo serão comparados a dados resultantes da aquisição invasiva da pressão arterial por carater intra-aórtico que é considerado padrão-ouro. Os sinais obtidos de maneira não-invasiva serão acondicionados diretamente no computador após serem captados por uma placa de aquisição junto ao sensor que está localizado no manguito do aparelho. Já os dados obtidos de maneira convencional estão localizados em um monitor os quais também serão transferidos para o computador. Este trabalho não tem como objetivo realizar testes em seres humanos. Assim, para validar o sistema proposto, serão realizados testes em pacientes virtuais com uma amostragem de dez medidas para diferentes níveis de pressão, tanto para o caso de “pacientes” adultos quanto para neonatais.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000404328-Texto+Completo-0.pdf: 3041840 bytes, checksum: 71eb19106ae512b0259919d42c2e2389 (MD5) Previous issue date: 2008 / Increasing evolution in the microelectronic field within the last decades has resulted in an expansive growth of integration capacity of systems on a single chip, that has brought about the need for new technologies for analyzing the correct functioning of systems. Recently, new processor architectures have been observed moving from a single CPU (Central Processing Unit) to multiple cores (typically 2, 4 and 8 processors on a single chip). It is a scenario which evolves from mono electronic systems to multiprocessors that this paper lies, aiming at proposing an expansion of CFCSS (Control Flow Checking by Software Signatures) technique, which was developed by Edward J. McCluskey for monoprocessed systems, in a version applicable to systems with multiple processors in a single SoC (Systemon- Chip). This work is made of two parts. The first part presents taxonomy and basic concepts of fault-tolerating systems, followed by a bibliographical review of main techniques for detecting fault in software in monoprocessed systems, besides approaching reprogrammable technology evolution. The second part describes the development methodology for hardware and software platforms, as well the stages carried out and the difficulties found. In addition, it presents the CFCSS technique adapted to several processors, the communication protocol developed to carry out tests and the results obtained. This paper presents an innovative profile and is justified by the tendency of embedded systems to have, in the near future, multiple processors and applications being executed simultaneously. / A crescente evolução da área da microeletrônica nas últimas décadas acarretou um aumento expressivo da capacidade de integração de sistemas em um único chip, o que levou à necessidade de novas tecnologias para a análise do correto funcionamento dos sistemas. Observam-se, recentemente, novas arquiteturas de processadores, migrando de uma única CPU (Unidade Central de Processamento) para múltiplos núcleos (tipicamente, 2, 4 e 8 processadores em uma única pastilha). É neste cenário, que evolui de sistemas eletrônicos mono para multiprocessados, que este trabalho se insere, visando propor uma expansão da técnica CFCSS (Control Flow Checking by Software Signatures), desenvolvida por Edward J. McCluskey para sistemas monoprocessados, a uma versão aplicável a sistemas com vários processadores em um SoC (System-on-Chip). Quanto à sua estrutura, este trabalho constitui-se de duas partes. A primeira apresenta a taxonomia e os conceitos básicos de sistemas tolerantes a falhas e uma revisão bibliográfica das principais técnicas de detecção de falhas em software em sistemas monoprocessados, além de abordar a evolução da tecnologia reprogramável. A segunda parte descreve a metodologia de desenvolvimento das plataformas de hardware e de software, bem como as etapas realizadas e as dificuldades encontradas. Além disso, apresenta a técnica CFCSS adaptada a vários processadores, o protocolo de comunicação desenvolvido para a realização dos testes e os resultados obtidos. Assim, este trabalho demonstra caráter inovador e se justifica pela tendência de os sistemas embarcados possuírem, vários processadores e aplicações sendo executadas simultaneamente.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000411910-Texto+Completo-0.pdf: 2200612 bytes, checksum: 4c44c72a81a3bd7eec64bd78b4b6c50a (MD5) Previous issue date: 2009 / This work presents an alternative strategy to the control of Uninterruptible Power Supply – UPS. A Proportional–Sinusoidal–Cosinusoidal (PSC) is used for to voltage regulation loop. The controller parameters are determined by means of a convex optimization problem subject to a set of linear matrix inequalities (LMIs). This parameters set a closed loop control that place all the closed loop poles in a determined region of the s plane and minimize an upper bound on the system H∞-norm, which minimizes the load variation effect in the output voltage of the UPS. A commercial UPS, controlled by PID (Proportional - Integral – Derivate), and its performance tests using linear and non-linear load are shown in this work. Finally, the PID action is replaced by the alternative strategy proposed (PSC Controller). New tests and simulations are realized. The simulations and the experimental results using PSC Controller are better than the ones in which PID Controller was used, without increasing the hardware cost commercially used. This fact proves the possibility to use PSC control strategy in a commercial UPS. / Esta dissertação apresenta o desenvolvimento e a implementação de uma estratégia alternativa para o controle da tensão de saída em Fontes Ininterruptas de Energia (também chamadas de UPS - Uninterruptible Power Supply). Esta estratégia é denominada Controlador Proporcional, Senoidal e Cossenoidal (PSC). Os ganhos deste controlador são obtidos através de técnicas de otimização convexa baseadas na formulação LMI (Linear Matrix Inequality). Através destas técnicas, determina-se um controlador do tipo realimentação de estados tal que os pólos em malha fechada do sistema estejam contidos em uma especificada região no plano s, além de minimizar um limitante superior da norma H do sistema, de forma a minimizar a influência de distúrbios da carga na tensão de saída da UPS. Uma UPS comercial, controlada através de um Controlador PID (Proporcional, Integral e Derivativo), é apresentada neste trabalho, bem como, seus testes de desempenho mediante carga linear e não-linear. Por fim, troca-se a ação do Controlador PID pela estratégia alternativa proposta (Controlador PSC) e realizam-se novas simulações e novos testes. Observa-se em todos os resultados apresentados, tanto simulados quanto práticos, uma melhora bastante significativa devido à utilização do Controlador PSC, sem acréscimo de custo no hardware utilizado comercialmente. Com isto, confirma-se a viabilidade da utilização desta estratégia de controle em UPS comerciais.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000395024-Texto+Completo-0.pdf: 4205635 bytes, checksum: 4ff717d6f44bb5107e794fe791c50d37 (MD5) Previous issue date: 2007 / The evolution of power electronics devices in the last decades is followed by the development of alternative control strategies with applications on power electronics converters. A family of these converters is employed for the design of commercial Uninterruptible Power Supplies - UPS. In this work, it is proposed an alternative strategy to the control of an Uninterruptible Power Supply – UPS. An Sinusoidal Internal Model Control Sinusoidal – SIMC – is used for the voltage regulation loop, while a Linear Variable State Feedback - LVSF – is employed to improve the current loop dynamics. The obtained results are compared with the traditional Proportional-Integral-Derivative – PID –controller, by means of a commercial UPS showing the effectiveness of the proposed control scheme. / A evolução dos componentes eletrônicos de potência das últimas décadas, seguida de diferentes estratégias de controle desenvolvidas para conversores de potência está resultando em diferentes aplicações dos conversores de potência. Uma família destes conversores é utilizada como parte do projeto de uma Fonte Ininterrupta de Energia comercial. Esta dissertação apresenta uma estratégia alternativa para controlar uma Fonte Ininterrupta de Energia ou do Inglês UPS – Uninterruptible Power Supply. Um controle com Modelo Interno Senoidal é utilizado para realimentação da tensão de saída, enquanto uma Realimentação Linear da Variável de Estado “corrente do Indutor”, é utilizada para melhorar as características dinâmicas do UPS. Os resultados obtidos são comparados com um controlador PID clássico, sendo ambos os controles aplicados a um UPS comercial.

Submitted by Joana Azevedo (joanad@id.uff.br) on 2017-07-10T19:01:51Z No. of bitstreams: 1 Dissert ROBERTO SILVEIRA DE SOUZA.pdf: 3623797 bytes, checksum: 06ccd9e3c0cd2e9e6c6c3f5fac05fe6f (MD5) / Approved for entry into archive by Biblioteca da Escola de Engenharia (bee@ndc.uff.br) on 2017-07-11T16:31:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissert ROBERTO SILVEIRA DE SOUZA.pdf: 3623797 bytes, checksum: 06ccd9e3c0cd2e9e6c6c3f5fac05fe6f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-11T16:31:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert ROBERTO SILVEIRA DE SOUZA.pdf: 3623797 bytes, checksum: 06ccd9e3c0cd2e9e6c6c3f5fac05fe6f (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / Esta pesquisa propõe uma padronização na montagem de um laboratório de ensino de Engenharia, onde se verifica várias normas para sua instalação. Tendo em vista que os laboratórios são criados para as aulas práticas de determinados tipos de disciplinas teóricas de engenharia, estes são necessários que correspondam integralmente as suas expectativas. Os laboratórios de ensino têm uma padronização de sua infraestrutura, sendo determinados pelo layout (dimensão, iluminação, rede elétrica, temperatura, umidade relativa do ar, vibrações, mobiliários, limpeza, etc.) como também de grande importância os equipamentos eletrônicos (osciloscópio digital, gerador de sinal, fonte de alimentação, multímetro digital de bancada) e obedecendo rigorosamente as normas de segurança em um laboratório de ensino. O instrumento de aplicação para a avaliação é baseado na metodologia de pesquisa-ação onde os métodos de coleta de dados dar-se-ão por várias técnicas: diários, entrevistas, questionários, trabalho de memória, validação e ética. Este estudo será realizado no Centro Federal de Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca – RJ, aplicado aos docentes do curso de Engenharia. Como resultados de uma padronização de laboratório, espera-se que os docentes tenham uma interação, facilitando o processo de ensino e aprendizagem dos discentes em um curso de Engenharia do CEFET/RJ. / This research proposes a standardization in the assembly of an Engineering teaching laboratory, where several standards for its installation are verified. Because laboratories are designed for the practical classes of certain types of theoretical engineering disciplines, they are required to fully meet their expectations. The teaching laboratories have a standardization of their infrastructure, being determined by the layout (size, lighting, electrical network, temperature, relative air humidity, vibrations, furniture, cleaning, etc.) as well as of great importance the electronic equipment (digital oscilloscope, signal generator, power supply, digital bench multimeter) and strictly adhering to safety standards in a teaching laboratory. The application tool for evaluation is based on the methodology of action research where the methods of data collection will be given by several techniques: diaries, interviews, questionnaires, memory work, validation and ethics. This study will be carried out at the Celso Suckow Federal Center of Technological Education of Fonseca - RJ, applied to the teachers of the Engineering course. As a result of a laboratory standardization, it is expected that the teachers have an interaction, facilitating the teaching and learning process of students in an Engineering course of CEFET / RJ.

In the history of telecommunications, there has been no single piece of terminal equipment so widely used as the telephone. In many parts of the world, the characteristics of being simple to operate, cheap to purchase and inexpensive to use, and the freedom to access almost any other terminal across the globe, have made the fixed line telephone a basic need in life. As far as the telephone is concerned, there is little personal privacy on telephone conversations; it is easy for an agency or an individual to monitor private telephone lines. If there is a need to protect the telephone communication, there are several steps to be taken and technologies to be employed. In this sense, this thesis concerns the study and implementation of a Secure Communication Development System (SECCODES), so two parts can exchange classified or sensitive information via a telephone line. The analog voice is digitized and encoded by the VC-20 AMBE-MR voice codec into a 4.8 kbps data bit stream; it is processed and encrypted by a Nec V25 processor to be transmitted to a telephone line by a modem. If one has a need or desire to protect his/her telephone communication, SECCODES is suitable to have a secure speech (confidentiality), in this context, the cipher and decipher blocks were designed focusing the easiness to change the parameters and the cryptography algorithm.