Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000389988-Texto+Completo-0.pdf: 1628766 bytes, checksum: 0481e3102065480e2e27ff32c794541a (MD5) Previous issue date: 2007 / In this dissertation a study on the application of mobile computation for support of operation and maintenance of electric energy distribution systems is carried out. Aspects that are used to support mobile computation, such as operational systems, programming languages, database and connections are tackled. Special attention is given to the Java Language due to its portability and integration aspects among J2ME (Java Micro Edition), PHP (PHP: Hypertext Preprocessor) and Webservices. Two models of PDA (Personal Digital Assistent) are used to carry out comparative tests of connection, evaluating aspects of singular and concurrent connection with Bluetooth, Wi-Fi (Wireless Fidelity) and USB (Universal Serial Bus) cable, as well as tests of static and dynamic logical connection. Graphical performance and arithmetical operations with integer and real number routines are evaluated. Cases of network equipment description, asset management, support to information management and support to operation and maintenance are presented, describing the advantages of its use. To illustrate the use of mobile computing four applications were developed, which involve the topics of real time, forms, network editor and maintenance. Finally, the conclusions of the dissertation and subjects for future works are presented. / Nesta dissertação é realizado um estudo sobre a aplicação de computação móvel para suporte a ações de operação e manutenção de sistemas elétricos. São abordados aspectos relacionados a sistemas operacionais, linguagens de programação, banco de dados e conexões que são utilizados para suportar a computação móvel. Um maior enfoque é dado para à Linguagem Java, devido a sua característica de portabilidade e aos aspectos de integração entre o J2ME (Java Micro Edition), PHP (PHP: Hypertext Preprocessor) e Web Server (Servidores Web). São realizados testes comparativos de conexão utilizando dois modelos de PDA (Personal Digital Assistent), avaliando aspectos de conexão singular e concorrente com Bluetooth, Wi-Fi (Wireless Fidelity) e cabo USB (Universal Serial Bus), bem como testes de conexão lógica estática e dinâmica. São também avaliados o desempenho gráfico e o desempenho com operações aritméticas através de rotinas de cálculo com número inteiros e reais. São apresentados casos de uso de cadastramento de redes, gestão de ativos, apoio ao gerenciamento de informações e tomada de decisão e suporte à operação e manutenção, descrevendo as vantagens da sua utilização. Para ilustrar a utilização foram desenvolvidas quatro aplicações que envolvem os tópicos de tempo real, formulários, editor de redes e manutenção. Finalmente, são apresentadas as conclusões da dissertação e temas para futuros trabalhos.

Os aplicativos móveis, desenvolvidos originalmente para a área do entretenimento, hoje estão presentes nos mais diversos domínios, sendo comuns inclusive em áreas de alto valor agregado, como: varejista, logística, bancária, médica, entre outras. Portanto, a qualidade e correção dos aplicativos móveis tornam-se obrigatórios e as atividades de teste essenciais. Porém a qualidade das aplicações móveis nem sempre é satisfatória. Isso ocorre devido ao fato dessas aplicações sofrerem com a pressão do mercado e passarem por um processo muito rápido de desenvolvimento, onde geralmente a fase de testes é negligenciada ou realizada de forma superficial, pela própria equipe de desenvolvimento, comprometendo assim a qualidade da aplicação. Este trabalho propõe uma abordagem baseada no Behavior Driven Development para ajudar na definição de testes de sistema para aplicativos nativos do Android. A abordagem proposta utiliza os arquivos de leiaute da aplicação para extrair informações sobre os componentes da interface e sobre os eventos esperados pelo sistema. A partir dessas informações, é possível verificar a cobertura dos cenários existentes em relação aos eventos disponíveis na interface com o usuário. Além disso, é possível identificar elementos do leiaute que não são exercitados pelos cenários existentes. A abordagem proposta é implementada por uma ferramenta chamada Android Behavior Testing Tool que, por meio da interpretação dos cenários do Behavior Driven Development, fornece uma visão geral do fluxo comportamental da aplicação ao testador (visão hoje não disponível), proporcionando assim uma noção de fácil compreensão sobre a cobertura dos testes em relação aos elementos da interface do aplicativo. Desta forma, o testador pode julgar a integridade dos casos de teste disponíveis em relação às funcionalidades implementadas e, se necessário, implementar novos testes. A ferramenta também faz uso dos arquivos de leiaute do aplicativo para identificar os componentes da interface que não foram testados e gera, neste caso, modelos de cenários no formato do BDD, automatizando assim a tarefa de escrita dos mesmos. A abordagem proposta foi utilizada em quatro aplicativos Android e se mostrou útil, uma vez que, em três estudos de caso foram detectados bugs oriundos de inconsistências lógicas nos cenários ou elementos não exercitados pelos cenários. / Mobile applications, originally developed for entertainment, nowadays are present in a wide range of domains, being common even in areas of high value such as retailer, logistics, banking, and medical, among others. However, the quality and correctness of mobile applications become mandatory and testing activities are essential. However, the quality of mobile applications is not always good enough. This is because these applications suffer from market pressure and pass through a very rapid development process where the testing phase usually is neglected or superficially performed by the development team itself, thus compromising the quality of the application. This work proposes an approach based on Behavior Driven Development to help to define system tests for native Android applications. The proposed approach uses the application's layout files to extract information about the interface components and the events expected by the system. From this information, it is possible to check out the coverage of existing test scenarios against events available in the user interface. In addition, it is possible to identify unexercised usage scenarios from the existing test scenarios. The proposed approach is implemented by a tool called Android Behavior Testing Tool which, through the interpretation of the BDD usage scenarios, provides to the tester an overview of the behavioral flow of the application (otherwise unavailable), thus providing a notion of easy understanding of test coverage in relation to the application interface elements. In this way, the tester can judge the integrity of the available test cases in relation to the functionalities implemented and, if necessary, implement new tests. The tool also makes use of the application's layout files to identify untested interface components and in this case generates test scenario models in the BDD format, thus automating the writing task of the scenarios. The proposed approach was used in four Android applications and proved to be useful, since in three case studies bugs were detected. Detected bugs originated from logical inconsistencies in the test scenarios or elements that were not exercised by the scenarios.

Localização e Mapeamento Simultâneos (SLAM), fundamental para robôs dotados de verdadeira autonomia, é um dos problemas mais difíceis na Robótica e consiste em estimar a posição de um robô que está se movendo em um ambiente desconhecido, enquanto incrementalmente constrói-se o mapa de tal ambiente. Provavelmente o requisito mais importante para localização e mapeamento adequados seja um preciso reconhecimento de local, isto é, determinar se um robô estava no mesmo lugar em diferentes ocasiões apenas analizando as observações feitas pelo robô em cada ocasião. A maioria das abordagens da literatura são boas quando se utilizam sensores altamente expressivos, como câmeras, ou quando o robô está situado em ambientes com pouco ambiguidade. No entanto, este não é o caso, por exemplo, quando o robô equipado apenas com sensores de alcance está em ambientes internos estruturados altamente ambíguos. Uma boa estratégia deve ser capaz de lidar com tais ambientes, lidar com ruídos e erros nas observações e, especialmente, ser capaz de modelar o ambiente e estimar o estado do robô de forma eficiente. Nossa proposta consiste em traduzir sequências de medições de laser em uma representação de texto eficiente e compacta, para então lidar com o problema de reconhecimento de local usando técnicas de processamento lingüísticos. Nós traduzimos as medições dos sensores em valores simples computados através de um novo modelo de observação baseado em estimativas de densidade de kernel chamado de Densidade de Espaço Livre (FSD). Estes valores são quantificados permitindo a divisão do ambiente em regiões contíguas de densidade homogênea, como corredores e cantos. Regiões são representadas de forma compacta por simples palavras descrevendo o valor de densidade espacial, o tamanho e a variação da orientação daquela região. No final, as cadeias de palavras compõem um texto, no qual se buscam casamentos de n-gramas (isto é, sequências de palavras). Nossa técnica também é aplicada com sucesso em alguns cenários de operação de longo-prazo, onde devemos lidar com objetos semi-estáticos (i.e. que se movem ocasionalmente, como portas e mobílias). Todas as abordagens foram avaliadas em cenários simulados e reais obtendo-se bons resultados. / Simultaneous Localization and Mapping (SLAM), fundamental for building robots with true autonomy, is one of the most difficult problems in Robotics and consists of estimating the position of a robot that is moving in an unknown environment while incrementally building the map of such environment. Arguably the most crucial requirement to obtain proper localization and mapping is precise place recognition, that is, determining if the robot is at the same place in different occasions just by looking at the observations taken by the robot. Most approaches in literature are good when using highly expressive sensors such as cameras or when the robot is situated in low ambiguous environments. However this is not the case, for instance, using robots equipped only with range-finder sensors in highly ambiguous indoor structured environments. A good SLAM strategy must be able to handle these scenarios, deal with noise and observation errors, and, especially, model the environment and estimate the robot state in an efficient way. Our proposal in this work is to translate sequences of raw laser measurements into an efficient and compact text representation and deal with the place recognition problem using linguistic processing techniques. First, we translate raw sensor measurements into simple observation values computed through a novel observation model based on kernel-density estimation called Free-Space Density (FSD). These values are quantized into significant classes allowing the division of the environment into contiguous regions of homogeneous spatial density, such as corridors and corners. Regions are represented in a compact form by simple words composed of three syllables – the value of spatial density, the size and the variation of orientation of that region. At the end, the chains of words associated to all observations made by the robot compose a text, in which we search for matches of n-grams (i.e. sequences of words), which is a popular technique from shallow linguistic processing. The technique is also successfully applied in some scenarios of long-term operation, where we must deal with semi-static objects (i.e. that can move occasionally, such as doors and furniture). All approaches were evaluated in simulated and real scenarios obtaining good results.

Esta pesquisa envolve uma das tecnologias de informação e comunicação mais recentes lançadas no mercado e desejadas pelas pessoas, que é o tablet. Além disso, o contexto em que esta tecnologia será estudada é o dos concursos públicos, que é a porta de entrada para um dos setores de trabalho mais almejados pelas pessoas, o setor público. Neste cenário, será abordada a utilização do tablet pelos estudantes de concurso durante o seu processo de estudos e aprendizagem, englobado dentro do contexto de aprendizagem móvel ou mobile learning. Como as tecnologias fazem parte da vida cotidiana das pessoas e para que a experiência no uso desta tecnologia seja positiva e gratificante, sem entraves que possam atrapalhar o usuário, é importante que haja uma harmonia na sua interação com a tecnologia. Assim, será aplicado na pesquisa um modelo genérico de análise da experiência com produto, neste caso da experiência na interação usuário-tecnologia, abordando as experiências estética, de significado e emocional. Apresenta o objetivo de analisar as experiências do produto, na relação e interação concursando-tablet, e que podem contribuir para o processo de estudos e aprendizagem do concursando. Esta pesquisa está fundamentada em um estudo qualitativo exploratório, com a aplicação de nove entrevistas semi-estruturadas com estudantes de concurso público, identificando a forma como os entrevistados utilizam o tablet no seu processo de ensino e aprendizagem, bem como as principais características e atributos do tablet. Também são identificadas as experiências do produto envolvidas na relação e interação entre o concursando com a utilização da tecnologia. Por fim, os resultados apresentam como o tablet e as experiências envolvidas na sua utilização contribuem para os estudos e para a aprendizagem dos concursandos, indicando os principais benefícios e as vantagens de se utilizar o tablet como ferramenta de apoio aos estudos. Em termos teóricos, a pesquisa contribui com novos subsídios para o tema mobile learning, com uma pesquisa empírica sobre o uso do tablet na aprendizagem e também, apresenta informações e traz conteúdo sobre a experiência do uso de tecnologia no processo de ensino. Em termos práticos, o estudo contribui para despertar o interesse e guiar estudantes de concurso e organizações de ensino para aproveitar o potencial da tecnologia móvel. / This Study envolves the latest information and communication technology launched in the market and desired by people, that is the tablet. Moreover, the context in which this technology will be studied is the Public Contest, which is the gateway to one of the job sectors most desired by people, the public sector. In this scenario, the tablet use by students of Public Contest will be addressed during their studies and learning process, encompassed within the context of mobile learning. As technologies are part of everyday life of people and for the experience in using this technology to be positive and rewarding without barriers, which may hinder the user, it is important that there is a harmony in their interaction with technology. Thus, the research applied a generic analysis model of product experience, in this case the experience with the user-technology interaction, addressing the experiences; aesthetic, of meaning and emotional. Presents the objetive to analyze the product experience, in the tabletstudent relationship and interaction, that contribute to the student process of studies and learning. This research is based upon an exploratory qualitative study, with the application of nine semi-structured interviews with Public Contest students, identifying how respondents use the tablet in their process of education and learning as well as the main features and attributes of tablet. Also are identified the product experiences involved in the relationship and interaction between the student use of technology. Finally, the results show how the tablet and the experiences involved in its use contribute to the students education and learning, indicating the main benefits and advantages of using the tablet as a support tool for studies. In theoretical terms the research contributes with new subsidies for mobile learning theme, with an empirical research about the use of tablet in learning and also provides information and content about the experience of using technology in the education process. In practical ways the study contributes to arouse interest and guide Public Contest students and educational organizations to take advantage of the potential of mobile technology.

Esta dissertação apresenta o framework DynamicML para o desenvolvimento de aplicações (sistemas supervisórios) dinâmicas para telefones celulares. A proposta é que o aplicativo seja criado usando a linguagem DynamicML; assim, através deste arquivo, que é enviado ao dispositivo móvel (com o framework previamente instalado), este é então interpretado e, finalmente, a aplicação gerada. Além disso, a qualquer momento o arquivo de configuração pode ser alterado e isso se refletirá imediatamente na aplicação. Assim, torna-se possível a adaptação/evolução de aplicações na plataforma Java ME em tempo de execução, além de proporcionar uma maneira de desenvolver aplicações de forma rápida, e com qualidade; abstraindo do desenvolvedor a maior parte da complexidade de programação. A fim de permitir maior portabilidade nos celulares atuais, a proposta é implementada usando Java ME (Java Micro Edition) tendo como principal alvo a configuração CLDC (a mais difundida nos aparelhos atuais), mas que também é suportada na configuração CDC. Existem vários esforços para permitir o carregamento de componentes em tempo de execução na plataforma Java ME: alguns têm como alvo a configuração CDC, e consequentemente exigem hardware avançado e/ou específico; outros têm propostas que exigem um enorme esforço de desenvolvimento, exigindo uma implementação para cada plataforma alvo. A principal vantagem deste trabalho está no uso da DynamicML como uma metalinguagem para a descrição de aplicações, o que torna possível gerar a aplicação dinamicamente. Dessa forma, não é necessária nenhuma biblioteca extra (indisponível na maioria dos aparelhos) e nem o desenvolvimento de uma solução para cada plataforma alvo. A validação da proposta foi realizada através do desenvolvimento de um protótipo aplicado a três casos de uso nas áreas de automação residencial e supervisão industrial. O protótipo consiste num sistema para celulares usando o framework, e uma arquitetura web para interagir com os sistemas supervisionados e simular o funcionamento do conjunto para demonstração. / This dissertation presents the DynamicML, a framework for developing dynamic applications (supervisory systems) for mobile phones. The proposal is that the application is created using the DynamicML language, so through this file, which is sent to the mobile device (pre-installed with the framework), is then interpreted and, finally, the application is generated. Also, the configuration file may be changed at any time and this will immediately reflect on the application. Thus, it becomes possible adaptation/evolution of applications at runtime on the Java ME platform, while providing a way to quickly develop applications, with quality; and abstracting most of the complexity of programming from the developer. In order to allow greater portability in the today cell phones, the proposal is implemented using the Java ME (Java Micro Edition) having as the primary target the CLDC configuration (the most widespread in the current devices), but that is also supported in the CDC configuration. There are several efforts to allow the loading of components at runtime in Java ME platform: some are targeted to the CDC configuration, and consequently require advanced and/or specific hardware, others have proposals requiring a huge development effort, requiring one implementation for each target platform. The main advantage of this research is the use of DynamicML as a metalanguage for describing applications, which makes it possible to dynamically build the application. Thus, there is no need for extra library (not available on most devices) and even the development of a solution for each target platform. The validation of the proposal was done by developing a prototype applied to three use cases in the fields of residential automation and industrial supervision. The prototype consists of a system for mobile phones using the framework, and a web architecture to interact with the supervised systems and simulate the operation of the set for demonstration.

Diante das possibilidades que são oferecidas pelas tecnologias móveis, das intenções de uso que os indivíduos idealizam nas mesmas, e das realidades organizacionais peculiares, no momento das práticas e experiências de uso, podem surgir conflitos entre usuário e tecnologia. Ou seja, ao mesmo tempo em que a evolução das tecnologias traz o progresso elas criam paradoxos sociais que desafiam as pessoas nas esferas pessoal e social. Esta tese busca responder ao seguinte problema de pesquisa: Como os paradoxos de uso da tecnologia móvel se manifestam nas práticas sócio-materiais dos gestores de uma Instituição de Ensino Superior? Como objetivos específicos busca-se: a) Identificar o perfil de uso de tecnologia móvel dos gestores; b) Investigar os diferentes contextos móveis criados pelos usuários de tecnologia móvel advindos das práticas sócio-materiais de uso; c) Descrever as manifestações dos paradoxos de uso da tecnologia móvel vivenciadas pelos usuários; d) Identificar as estratégias criadas pelos usuários para gerenciar os paradoxos de uso da tecnologia móvel. Por meio de uma pesquisa qualitativa realizou-se um estudo de caso na Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA), uma Instituição de Ensino Superior (IES). Foram realizadas 28 entrevistas em duas etapas com 19 gestores, Diretores e Coordenadores Acadêmicos, da Instituição. Complementou-se a coleta de dados com observações diretas realizadas em reunião dos gestores. Foi possível identificar na Unipampa uma cultura de uso da tecnologia móvel, mais especificamente com relação ao notebook, parecendo haver uma regra implícita de que este deve ser carregado para todas as reuniões de trabalho, principalmente para aquelas que envolvem o deslocamento de uma cidade para outra. Aliado a isto, verifica-se um intenso uso do e-mail, indicando que a Unipampa é uma organização “dirigida” pelo e-mail. Os relatos indicam que o ritmo do trabalho se dá pelo fluxo de e-mails trocados entre as equipes, em que a condução dos tempos das demandas, acaba por vezes sobrecarregando os gestores. Os variados contextos móveis que emergiram neste estudo revelam que os gestores criam e recriam estes contextos de acordo com seus ritmos e preferências, os quais vão guiar as práticas de uso da tecnologia móvel. Os contextos móveis criados pelos gestores evidenciam que aqueles acontecem, principalmente, em função da intenção do usuário em “encurtar” ou “alongar” o tempo, dado o envolvimento do usuário nas tarefas. Constatou-se que grande parte dos paradoxos são sentidos independentemente do uso da tecnologia móvel ser o notebook ou o smartphone, mas sim em função do e-mail. Este passa a ser então o determinante para a formação de contextos móveis a partir das diferentes práticas sóciomateriais de uso, revelando assim que, os paradoxos não são somente característicos da tecnologia móvel em si, mas sim da ferramenta de comunicação e-mail. A maioria das estratégias busca lidar com o paradoxo Liberdade X Escravidão, em que o conflito entre estar livre, porém, sempre disponível e conectável para as pessoas parece ser o mais combatido. Este conflito é gerenciado por meio de estratégias de resistência como distanciamento, ignorar, suspensão, negligência, ou refutar a tecnologia móvel. / Given the possibilities that are offered by mobile technologies, the intentions of individuals who use the same idealize, and organizational realities at the time of the practices and experiences of use, conflicts may arise between users and technology. That is, while the evolution of technology brings progress they create social paradoxes that challenge people in personal and social spheres. This thesis aims to answer the following research problem: How the paradoxical use of mobile technology is manifested in the sociomaterial practices of managers in a Higher Education Institution? Specific objectives aims to: a) identify the usage profile of mobile technology managers; b) Investigate the different mobile contexts created by users of mobile technology arising from sociomaterial practices of use; c) Describe the manifestations paradoxes of the use of mobile technology experienced by users; d) Identify the strategies created by users to manage the paradoxes of use of mobile technology. Using a qualitative study we performed a case study at the Federal University of Pampa (UNIPAMPA), a Higher Education Institution (HEI). Twenty eight interviews were conducted in two stages with 19 managers, Directors and Academic Coordinators, of the Institution. We complemented the collection of data with direct observations made at a meeting of managers. It was possible to identify a mobile technology use culture in the Unipampa, specifically to notebook, there seems to be an unwritten rule that it must be loaded for all meetings, especially for those involving the displacement from one city to another. Also, there is an intensive use of e-mail, indicating that Unipampa an organization is “directed” by e-mail. Reports indicate that the pace of work is given by the flow of e-mails exchanged between the teams, in which the driving demands of the times, just sometimes overloading managers. The various mobile contexts that emerged in this study reveal that managers create and recreate these settings according to your preferences and rhythms, which will guide the practices of use of mobile technology. The mobile contexts created by managers show that those happen, mainly as a function of user intent to “shorten” or “lengthen” the time given user involvement in tasks. It was found that most of the paradoxes are felt regardless of the use of mobile technology to be the notebook or smartphone, but according to the email. This then becomes the determining factor for the formation of mobile contexts from different sociomaterial practices of use, thus revealing that the paradoxes are not only characteristic of mobile technology itself but the communication tool email. Most search strategies to deal with the paradox Freedom X Slavement in the conflict between being free, however, always available and connectable to the people seems to be the most fought. This conflict is managed through strategies of resistance as distance, ignore, suspension, neglect, or refute mobile technology.

Até 2020 espera-se que as redes celulares aumentam em dez vezes a área de cobertura, suporte cem vezes mais equipamentos de usuários e eleve a capacidade da taxa de dados em mil vezes, comparada as redes celulares atuais. A densa implantação de pequenas células é considerada uma solução promissora para alcançar essas melhorias, uma vez que aproximar as antenas dos usuários proporciona maiores taxas de dados, devido à qualidade do sinal em curtas distâncias. No entanto, operar um grande número de antenas pode aumentar significativamente o consumo de energia da infraestrutura de rede. Além disso, a grande inserção de novos rádios pode ocasionar maior interferência espectral entre as células. Nesse cenário, a gestão dos recursos de rádio é essencial devido ao impacto na qualidade do serviço prestado aos usuários. Por exemplo, baixas potências de transmissão podem deixar usuários sem conexão, enquanto altas potências elevam a possibilidade de ocorrência de interferência. Além disso, a reutilização não planejada dos recursos de rádio causa a ocorrência de interferência, resultando em baixa capacidade de transmissão, enquanto a subutilização de recursos limita a capacidade total de transmissão de dados. Uma solução para controlar a potência de transmissão, atribuir os recursos de rádio e garantir o serviço aos usuários é essencial. Nesta dissertação, é proposto um algoritmo adaptativo de Monte Carlo para realizar alocação global de recursos de forma eficiente em termos de energia, para arquiteturas Heterogeneous Cloud Radio Access Network (H-CRAN), projetadas como futuras redes de quinta geração (5G). Uma solução eficiente para a alocação de recursos em cenários de alta e baixa densidade é proposta. Nossas contribuições são triplas: (i) proposta de uma abordagem global para o problema de atribuição de recursos de rádio na arquitetura HCRAN, cujo caráter estocástico garante uma amostragem geral de espaço de solução; (ii) uma comparação crítica entre nossa solução global e um modelo local; (iii) a demonstração de que, para cenários de alta densidade, a Eficiência Energética não é uma medida adequada para alocação eficiente, considerando a capacidade de transmissão, justiça e total de usuários atendidos. Além disso, a proposta é comparada em relação a três algoritmos de alocação de recursos de última geração para redes 5G. / Up until 2020 it is expected that cellular networks must raise the coverage area in 10-fold, support a 100-fold more user equipments, and increase the data rate capacity by a 1000-fold in comparison with current cellular networks. The dense deployment of small cells is considered a promising solution to reach such aggressive improvements, once it moves the antennas closer to the users, achieving higher data rates due to the signal quality at short distances. However, operating a massive number of antennas can significantly increase the energy consumption of the network infrastructure. Furthermore, the large insertion of new radios brings greater spectral interference between the cells. In this scenery, the optimal management of radio resources turn an exaction due to the impact on the quality of service provided to the users. For example, low transmission powers can leave users without connection, while high transmission powers can contribute to inter radios interference. Furthermore, the interference can be raised on the unplanned reuse of the radio resources, resulting in low data transmission per radio resource, as the under-reuse of radio resources limits the overall data transmission capacity. A solution to control the transmission power, assign the spectral radio resources, and ensure the service to the users is essential. In this thesis, we propose an Adaptive Monte Carlo algorithm to perform global energy efficient resource allocation for Heterogeneous Cloud Radio Access Network (HCRAN) architectures, which are forecast as future fifth-generation (5G) networks. We argue that our global proposal offers an efficient solution to the resource allocation for both high and low density scenarios. Our contributions are threefold: (i) the proposal of a global approach to the radio resource assignment problem in H-CRAN architecture, whose stochastic character ensures an overall solution space sampling; (ii) a critical comparison between our global solution and a local model; (iii) the demonstration that, for high density scenarios, Energy Efficiency is not a well suited metric for efficient allocation, considering data rate capacity, fairness, and served users. Moreover, we compare our proposal against three state-of-the-art resource allocation algorithms for 5G networks.

O problema de lidar com a mobilidade dos usuários existe desde que os dispositivos móveis se tornaram capazes de lidar com conteúdo multimídia e ainda é um dos desafios mais relevantes na área de redes de computadores. A arquitetura de Internet convencional é inadequada em lidar com um número cada vez maior de dispositivos móveis que estão tanto consumindo quanto produzindo conteúdo. Named Data Networking (NDN) é uma arquitetura de rede que pode potencialmente superar este desafio de mobilidade. Ela suporta a mobilidade do consumidor nativamente, mas não oferece o mesmo nível de suporte para a mobilidade de conteúdo. A mobilidade de conteúdo exige garantir que os consumidores consigam encontrar e recuperar o conteúdo desejado mesmo quando o produtor correspondente (ou o hospedeiro principal) não estiver disponível. Nesta tese, propomos o PDRM (Proactive Data Replication Mechanism), um mecanismo de replicação de dados proativo e consciente de localização, que aumenta a disponibilidade de conteúdo através da redundância de dados no contexto da arquitetura NDN. Ele explora os recursos disponíveis dos usuários finais na vizinhança para melhorar a disponibilidade de conteúdo, mesmo no caso da mobilidade do produtor. Ao longo da tese, discutimos o projeto do PDRM, avaliamos o impacto do número de provedores disponíveis na vizinhança e a capacidade de cache na rede em sua operação e comparamos seu desempenho com NDN padrão e duas propostas do estado-da-arte. A avaliação indica que o PDRM melhora o suporte à mobilidade de conteúdo devido ao uso de informações de popularidade dos objetos e recursos extras na vizinhança para ajudar a replicação pró-ativa. Os resultados mostram que o PDRM pode reduzir os tempos de download até 53,55%, o carregamento do produtor até 71,6%, o tráfego entre domínios até 46,5% e a sobrecarga gerada até 25% em comparação com NDN padrão e os demais mecanismos avaliados. / The problem of handling user mobility has been around since mobile devices became capable of handling multimedia content and is still one of the most relevant challenges in networking. The conventional Internet architecture is inadequate in dealing with an ever-growing number of mobile devices that are both consuming and producing content. Named Data Networking (NDN) is a network architecture that can potentially overcome this mobility challenge. It supports consumer mobility by design but fails to offer the same level of support for content mobility. Content mobility requires guaranteeing that consumers manage to find and retrieve desired content even when the corresponding producer (or primary host) is not available. In this thesis, we propose PDRM, a Proactive and locality-aware Data Replication Mechanism that increases content availability through data redundancy in the context of the NDN architecture. It explores available resources from end-users in the vicinity to improve content availability even in the case of producer mobility. Throughout the thesis, we discuss the design of PDRM, evaluate the impact of the number of available providers in the vicinity and in-network cache capacity on its operation, and compare its performance to Vanilla NDN and two state-of-the-art proposals. The evaluation indicates that PDRM improves content mobility support due to using object popularity information and spare resources in the vicinity to help the proactive replication. Results show that PDRM can reduce the download times up to 53.55%, producer load up to 71.6%, inter-domain traffic up to 46.5%, and generated overhead up to 25% compared to Vanilla NDN and other evaluated mechanisms.

Redes Definidas por Software ajudam a simplificar a programabilidade da rede ao desacoplar o plano de controle dos dispositivos de encaminhamento, e implementá-lo em um controlador logicamente centralizado. Apesar de permitir uma separação de conceitos mais clara, essa característica cria também uma relação de dependência entre controlador e dispositivos. Falhas no plano de controle prejudicam a visibilidade do estado da rede no controlador e podem tornar a rede inutilizável caso os dispositivos de encaminhamento sejam isolados. A relevância deste problema motivou uma série de propostas, incluindo a distribuição física de instâncias de controle e a delegação de tarefas aos dispositivos de encaminhamento. Esta dissertação contém a proposta e a avaliação de uma arquitetura que usa redes celulares de dados (4G) como enlaces reservas para o plano de controle. Nenhum trabalho anterior explorou esta ideia, apesar da pesquisa recente envolvendo Redes Definidas por Software e redes sem fio. A avaliação experimental permite uma melhor compreensão ao responder três perguntas: (i) Como o comportamento do tráfego do plano de controle é afetado pelas características de enlaces celulares, (ii) quão rapidamente o plano de controle é migrado para o enlace reserva quando uma falha ocorre e (iii) como funções de rede que dependem do estado da rede em um instante se comportam em tal arquitetura. Apesar da já esperada maior latência dos enlaces celulares, esta arquitetura mantém o funcionamento parcial de tarefas que dependem de visão global da rede quando falhas ocorrem nos enlaces primários, de maneira simples e com custo acessível. O grau de manutenção de tais tarefas é diretamente relacionado com sua dependência da rapidez de reação do plano de controle a eventos de rede. O principal benefício de prevenir a partição do plano de controle é a manutenção de uma visão global consistente da rede. / Software Defined Networks simplify network programmability by detaching the control plane from forwarding devices and deploying it into a logically centralized controller. While this allows a clearer separation of concerns, it also creates a dependency between them. Failures in the control plane break the controller view of the network state and could render the network unusable if forwarding devices cannot be reached. The relevance of this problem has led to a range of proposals, including physical distribution of controller instances and delegation of concerns to forwarding devices. This dissertation features the proposal and evaluation of an architecture that leverages cellular data networks (4G) as control plane backup links. No previous work has explored this idea, despite the recent research intersecting SDN and wireless networks. The experimental evaluation provides insights towards answering three research questions: (i) How is the behavior of control plane traffic affected by the characteristics of cellular links, (ii) how quickly is the control plane handed over to the backup link when a failure occurs and (iii) how well do network functions that rely on a snapshot of the network state behave on such an architecture. Despite the expected higher latency of cellular links, this architecture maintains partial functionality of tasks that depend on global network awareness when failures occur in primary control links in a simple, affordable fashion. The degree to which the functionality of these tasks is maintained is directly related to its dependency on the timeliness of control plane reaction to network events. The main benefit of preventing control plane partition is to maintain a consistent global view of the network.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2006. / Submitted by Kathryn Cardim Araujo (kathryn.cardim@gmail.com) on 2009-11-03T10:44:09Z No. of bitstreams: 1 2006_André Gustavo Monteiro Lima.pdf: 7471697 bytes, checksum: a8f0a60850ae30531e2ef95ebbe349a4 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-10-25T12:23:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_André Gustavo Monteiro Lima.pdf: 7471697 bytes, checksum: a8f0a60850ae30531e2ef95ebbe349a4 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-10-25T12:23:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_André Gustavo Monteiro Lima.pdf: 7471697 bytes, checksum: a8f0a60850ae30531e2ef95ebbe349a4 (MD5) Previous issue date: 2006-03-17 / Recentemente o cenário das telecomunicações tem envidado esforços no sentido de se criar uma convergência de serviços e redes. Já se percebe resultados no que diz respeito a serviços, os quais são facilitados pela atuação na camada de aplicação. A convergência de redes, entretanto, ainda tem um longo caminho a ser percorrido, sendo o Rádio Definido por Software um forte candidato a fornecer soluções de interoperabilidade nesse nível. Considerando a possibilidade de ir além, fornecendo aos futuros sistemas, além da convergência, uma inteligência, define-se o que tem sido chamado de Rádio Cognitivo, que nada mais é do que um Rádio Definido por Software dotado de uma inteligência que permita, entre outras coisas, tomar decisões quanto à Interface Aérea Instantânea a ser adotada, considerando as condições do canal e as necessidades de serviço do usuário. Portanto, para se alcançar esse objetivo é necessário que se criem formas de se ler as condições instantâneas do canal e verificar os serviços disponíveis, de tal forma que, combinados com as necessidades do usuário, se possa decidir, baseado em regras pré-definidas, que reconfiguração executar. Esta tese pretende propor soluções para a obtenção das condições do canal instantâneo para a verificação das redes existentes, fornecendo ao terminal definido por software informações básicas a serem utilizadas na decisão da reconfiguração. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Recently the telecommunications scenarios have been accomplishing efforts to create a convergence of services and networks. Nowadays it is possible to verify results in the service areas, which is facilitated by the performance of the application layer. The convergence of networks, however, still possesses several challenges, being the Software Defined Radio a good possibility to supply interoperability solutions in this level. Considering the possibility to go beyond, supplying to the future systems, besides the convergence, an intelligence, one defines the so called Cognitive Radio. This radio is a Software Defined Radio with an intelligence that allow, to make decisions about the Instantaneous Air Interface to be adopted, considering the conditions of the channel and the needs of the user's service. Therefore, to reach this objective it is necessary to develop a way to read the conditions of the instantaneous channel and to verify the available services. This information, combined with the user's needs, can decide the reconfiguration that must be instantiated based on predefined rules. This thesis intends to propose solutions for the obtaining of the instantaneous channel conditions and verification of the existent networks, supplying to the software defined terminal with basic information to be used in the decision about the reconfiguration.