Made available in DSpace on 2015-05-14T12:14:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2344020 bytes, checksum: 1d77972a45b8beef7c3fe6631dfddaa2 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this dissertation we consider the influence of gravitational fields due to the black holes of Kerr-Newman and Kerr-Newman-de Sitter, on a massive scalar field, with and without charge. We obtain the exact solutions of the radial Klein-Gordon equation in the spacetime of Kerr-Newman which are given in terms of the confluent Heun functions. In the particular case of a extreme Kerr-Newman black hole, the solution is given in terms of double confluent Heun functions. We also investigate the solutions close to the exterior event horizon and very far from the black hole. For a charged scalar field, we obtain exact solutions corresponding to the angular Klein-Gordon equation in the Kerr-Newman-de Sitter spacetime which are given in terms of the Heun functions. Using a method due to Damour and Ruffini, we study the Hawking radiation of massive scalar particles. In the Kerr-Newman black hole, we obtain the exact solutions for both the angular and radial Klein-Gordon equations, which are given in terms of the confluent Heun functions. From the radial solution, we obtain the exact wave solutions near to the exterior horizon of the black hole, and discuss the Hawking radiation of charged massive scalar particles. / Nesta dissertação tratamos da influência do campo gravitacional produzido pelos buracos negros de Kerr-Newman e Kerr-Newman-de Sitter sobre um campo escalar massivo com e sem carga. Obtemos as soluções exatas da parte radial da equação de Klein-Gordon em um espaço-tempo de Kerr-Newman, que são dadas em termos das funções confluentes de Heun. No caso particular correspondente ao buraco negro de Kerr-Newman extremo, a solução é dada em termos das funções duplamente confluentes de Heun. Investigamos, também, as soluções nas proximidades do horizonte de evento exterior e longe do buraco negro. Para um campo escalar massivo carregado, obtemos as soluções exatas para a parte angular da equação de Klein-Gordon em um espaço-tempo de Kerr-Newman-de Sitter, que são dadas em temos das funções de Heun. Utilizando o método de Damour & Ruffini, estudamos a radiação Hawking para partículas escalares massivas. No buraco negro de Kerr-Newman, obtemos as soluções exatas de ambas as partes radial e angular da equação de Klein-Gordon, que são dadas em termos das funções confluentes de Heun. A partir da solução radial, obtemos as soluções de ondas exatas próximas ao horizonte exterior do buraco negro e discutimos a radiação Hawking para partículas escalares massivas carregadas.

[pt] As redes multi-input multi-output massivas livres de células (CFmMIMO) são uma evolução promissora nas comunicações sem fio, oferecendo melhorias notáveis na experiência do usuário e no desempenho da rede ao eliminar as fronteiras tradicionais das células. Essas redes empregam um grande número de pontos de acesso (APs) distribuídos para servir um número menor de equipamentos de usuário (UEs), formando uma arquitetura de rede sem fio única que garante uma cobertura sólida e entrega de serviço. Uma preocupação primária no contexto das redes CF-mMIMO é a alocação eficiente de recursos, particularmente o agendamento de usuários e a alocação de potência. O objetivo desta dissertação é investigar essas tarefas na transmissão downlink de uma rede CF-mMIMO, considerando tanto a informação perfeita quanto a imperfeita do estado do canal (CSI). No agendamento de usuários, o objetivo é selecionar um subconjunto de UEs para serem atendidos em um determinado momento. Esse processo é inerentemente complexo, pois deve levar em consideração diversos fatores, como a prioridade dos UEs, as condições variáveis do canal e as localizações físicas dos UEs. O agendamento eficaz de usuários é fundamental para otimizar a utilização dos recursos da rede, melhorar a satisfação dos UEs e gerenciar o tráfego da rede de forma eficiente. A alocação de potência também desempenha um papel crucial na distribuição da potência de transmissão entre os APs e os UEs selecionados. Nos sistemas CF-mMIMO, uma estratégia eficaz de alocação de potência pode ajudar a mitigar a interferência entre usuários e otimizar a eficiência energética, enquanto impõe as restrições de potência total disponível e de hardware. Esta dissertação também considera o contexto das redes livres de células agrupadas (CLCF), como o agrupamento de rede não sobreposto e também o livres de células centrado no usuário (UCCF). Essas redes apresentam seus próprios desafios e oportunidades únicos em termos de agendamento de usuários e alocação de potência. Uma exploração e comparação aprofundada de diferentes técnicas dentro desses contextos poderia oferecer insights valiosos para o desenvolvimento de estratégias de alocação de recursos mais eficientes. A dissertação visa fornecer um estudo abrangente da alocação de recursos, focando no agendamento de usuários e na alocação de potência na transmissão downlink de redes CF-mMIMO, levando em consideração tanto a CSI perfeita quanto a imperfeita e explorando as implicações dessas técncas nos contextos das redes CLCF e UCCF, além de indicar alguns tópicos para investigação futura. / [en] Cell-Free Massive Multiple-Input Multiple-Output (CF-mMIMO) networks are a promising evolution in wireless communications, offering notable improvements in user experience and network performance by eliminating traditional cell boundaries. These networks employ a large number of distributed access points (APs) to serve a smaller number of user equipments (UEs), forming a unique wireless network architecture that ensures solid coverage and service delivery. A primary concern in the context of CF-mMIMO networks is the efficient allocation of resources, particularly user scheduling and power allocation. The aim of this thesis is to investigate these tasks in the downlink of a CF-mMIMO network, considering both perfect and imperfect channel state information (CSI). In user scheduling, the objective is to select a subset of UEs to be served at any given time. This process is inherently complex as it must cater for numerous factors such as the priority of UEs, varying channel conditions, and physical UE locations. Effective user scheduling is instrumental in optimizing the utilization of network resources, enhancing UE satisfaction, and managing network traffic efficiently. Power allocation also plays a key role in the distribution of transmission power among APs and the selected UEs. In CF-mMIMO systems, an effective power allocation strategy can help mitigate inter-user interference and optimize energy efficiency, while enforcing the total available power and hardware constraints. This thesis further considers the context of clustered cell-free (CLCF) networks, as non-overlapping network clustering and also usec-centric cell-free (UCCF). These networks present their own unique challenges and opportunities in terms of user scheduling and power allocation. An in-depth exploration and comparison of different techniques within this settings could offer valuable insights into the development of more efficient resource allocation strategies. The thesis aims to provide a comprehensive study of resource allocation, focusing on user scheduling and power allocation in the downlink of CF-mMIMO networks, taking into account both perfect and imperfect CSI and exploring the implications of these techniques in CLCF and UCCF network contexts, and indicate some topics for further investigation in the future works.