Orientador: Nelson Luis Sadanha da Fonseca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T04:44:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ostrowsky_LarissaOliveira_M.pdf: 1550430 bytes, checksum: 823c0f45a69f06a55a90d4abbffa7e24 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Uma característica importante do tráfego gerado pelo protocolo Internet Protocol (IP) é a existência de padrões scaling, que impactam significantemente o desempenho dos mecanismos de controle de tráfego e que, por isto vem sendo foco de atenção de diversas pesquisas. A natureza scaling do tráfego IP tem sido alvo de bastante polêmica. Em pequenas escalas de tempo o tráfego IP é altamente variável e a variabilidade difere da natureza fractal encontrada em grandes escalas de tempo, não existindo ainda um consenso em relação a natureza do tráfego IP nestas pequenas escalas de tempo. No presente estudo, foram revisadas as evidências da multifractalidade nas pequenas escalas de tempo, através da análise experimental de diversos traços de tráfego real. Constatou-se que não se pode generalizar a natureza dos fluxos do protocolo IP e do protocolo Transmission Control Protocol (TCP) como monofractal ou como multifractal, enquanto que a natureza do fluxo do protocolo User Datagram Protocol (UDP) é sempre multifractal. O crescente uso do protocolo UDP pelas emergentes aplicações que necessitam requisitos de tempo real altera consideravelmente a natureza scaling do tráfego IP, dado que este tipo de tráfego n¿ao reage a situações de congestionamento. Apesar de existirem diversos modelos para tráfego TCP, pouca atenção tem sido dada a modelagem de tráfego UDP. Outra contribuição desta dissertação é a proposta de um modelo de tráfego para fluxos UDP, desenvolvido a partir da caracterização das distribuições estatísticas de traços reais. Este modelo consegue reproduzir com precisão várias características do tráfego UDP real, inclusive a natureza scaling. O modelo foi validado via simulação e a precisão dos resultados do modelo para avaliar um sistema de filas foi comparada às precisões do Modelo Wavelet Multifractal (MWM) e do Modelo MAP Multifractal. Resultados indicam que o modelo proposto reproduz melhor a ocupação em uma fila para diferentes capacidades de armazenamento e taxas de serviço do que os outros modelos avaliados. A geração de traços sintéticos a partir do modelo adotado pode ser realizada em pequenos intervalos de tempo. Assim, o modelo proposto é adequado para o dimensionamento de recursos da rede e provisionamento de Qualidade de serviço / Abstract: An important characteristic of the traffic generated by IP protocol is the existence of scaling, since it has great impact on the performance of traffic control mechanism. Therefore, it has been the focus of attention in many researches. The scaling nature of IP traffic has generated lots of controversy. At small time scales the traffic is very irregular and the variability is different from that found in fractal nature at larges scales. There is no general agreement in relation to the nature of the traffic at these small time scales. In the present study, the evidences of multifractality at small time scales were revised via experimental analyses of several real traffic traces. It was concluded that is not possible to generalize that the nature of IP and TCP flows is either monofractal or multifractal, while the nature of the UDP flows is always multifractal. The increasing use of the UDP protocol by real time applications is changing substantially the scaling nature of IP traffic, since this type of traffic does not react to congestion situations. Although there are models for TCP traffic, not much attention has been given to the modeling of UDP flows. Another contribution of this dissertation is a proposition of UDP traffic model, developed from the characterization of the statistics distributions of real traces. This model can reproduce with precision several characteristics of UDP real traffic, including the scaling nature. The model was validated via simulation and the precision of results of the model was compared with the precisions of the MWM and MAP models. Results indicate that the proposed model better reproduces the queue occupation for different storage capacities and service rates then the others evaluated models. The generation of synthetic traces using the adopted model can be realized with low execution times. Thus, the proposed model is acceptable to the dimension of network resources measurement and to provide Quality of Service / Mestrado / Redes e Multimidia / Mestre em Ciência da Computação

Made available in DSpace on 2016-12-08T15:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eduardo do Nascimento.pdf: 17308021 bytes, checksum: 2ed27e1acd450db70b3f3070fc023b66 (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work were studied nanodielectric epoxy coatings DGEBA/OTBG reinforced with alumina anoparticles of 10nm and zinc oxide nanopaticles of 90nm. The nanocomposites were processed by twin-screw extrusion with filler fractions of 1%phr, 3%phr, 6%phr and 15%phr. The particle dispersion was investigated with the FIB/FESEM method. Then, the images collected were treated for quantitative analysis of the dispersion. Two methods were used to quantify the dispersion. First, the index for nearest neighbor distance NND showed that nanocomposites reinforced with alumina have a greater state of agglomeration NND=0.45 compared to ZnO-nanocomposites reinforced with NND=0.65. This occured due to the higher surface area of the nanoparticles alumina. Second, a multifractal analysis of the particles-agglomerated distribution was performed. In this ase, the thesis presented suggests that the interphase percolation threshold should occur when the fractal imension of the agglomerations is similar to fractal dimension of the individual particles distribution. From the critical percolation threshold estimated by the dielectric behavior was possible to calculate the interphase thickness, correlating the state of dispersion and the dielectric breakdown of the nanocomposites. Was found a nterphase with 61nm for nanocomposites reinforced with ZnO and 12nm for nanocomposites reinforced with alumina. The dielectric spectra showed a quasi-DC conductivity behavior in nanocomposites with lower filler fraction due to the trapping of additional water molecules in the electrical diffuse double-layer in interfaces. As the filler loading is increased, the interfacial polarization is less pronunciated because the larger overlapping of interphase. When the percolation threshold is reached in nanocomposites with higher fraction of particles, the material exhibits conductivity-DC. The dielectric behavior corroborates the measured value of the dielectric breakdown. The nanocomposites reinforced with 1%phr of ZnO and alumina are increased by 50% and 34% the dielectric breakdown as compared to DGEBA/OTBG pristine matrix. Whereas in nanocomposites reinforced with 15%phr at interphase percolation threshold, the variation in dielectric breakdown was deleterious. It is shown that the addition of nanoparticles does not cause change in free volume of the polymer matrix, thus the free volume changes did not corroborate the nanodielectrics performance. The calorimetric aspects of the curing reaction and mechanical properties were also investigated. It was observed that the zinc oxide catalyzes the crosslinking reaction by decreasing the activation energy of 65kJ/mol in the neat epoxy matrix to 53kJ/mol in the nanocomposite. Thus, its mechanical behavior is unlike modified due to variation in crosslink density of the matrix. While the use of nanoparticles of Al2O3 leads to mechanical toughness of nanocomposite, the addition of ZnO nanoparticles leads to embrittlement, as seen through cracks induced by scratch test. The glass transition temperature and hardness were increased to 95°C and 177MPa the neat epoxy matrix to 104°C and 198MPa in the ZnO-nanocomposite, showing a direct relationship with the effect of adding the nanoparticles in the crosslinking reaction. / Neste trabalho estudou-se revestimentos epoxídicos nanodielétricos DGEBA/OTBG reforçado com nanopartículas de alumina 10nm e oxido de zinco 90nm. Os nanocompósitos foram processados por extrusão dupla-rosca com frações de reforços de 1%phr, 3%phr, 6%phr e 15%phr. A dispersão das partículas foi investigada com o método FIB/FESEM. Então, as imagens coletadas foram tratadas para as analises quantitativas da dispersão. Dois métodos foram empregados na quantificação da dispersão. Primeiro, o índice para o vizinho mais próximo NND mostrou que os nanocompósitos reforçados com alumina apresentam um maior estado de aglomeração NND=0,45 em comparação aos nanocompósitos reforçados com ZnO NND=0,65. Isto ocorreu devido a superior área superficial das nanopartículas de alumina. Segundo, foi realizada uma analise multifractal da distribuição de partículas-aglomerados. Neste caso, a tese apresentada propõe que o limiar de percolação da interfase deve ocorrer quando a dimensão fractal das aglomerações for da mesma ordem da dimensão fractal da distribuição de partículas individuais. A partir do limiar critico de percolação estimado pelo comportamento dielétrico foi possível calcular a espessura da interfase correlacionando o estado de dispersão e a rigidez dielétrica dos nanocompósitos. Encontrou-se uma interfase com 61nm para os nanocompósitos reforçados com ZnO e com 12nm para os nanocompósitos reforçados com alumina. Os espectros dielétricos mostram um comportamento de condutividade quasi-DC nos nanocompósitos com pequena fração de reforços devido ao aprisionamento das adicionais moléculas de aguas nas duplascamadas elétricas nas interfaces. A medida que a fração e aumentada ocorrer uma polarização interfacial menos intensa dada a maior sobreposição das regiões de interfase. Quando o limiar de percolação e atingido nos nanocompósitos com grande fração de partículas, o material apresenta condutividade-DC. O comportamento dielétrico corrobora com o valor medido da rigidez dielétrica. Os nanocompósitos reforçados com 1%phr de alumina e ZnO aumentaram respectivamente em 50% e 34% o valor da rigidez dielétrica em comparação com a matriz DGEBA/OTBG não reforçada. Ao passo que, nos nanocompósitos com a interfase percolada reforçados com 15%phr a variação da rigidez dielétrica foi deletéria. Mostrou-se que a adição de nanopartículas não causa variação no volume livre da matriz polimérica, portanto, alterações do volume livre não corroboram para o desempenho de nanodielétricos. Os aspectos calorimétricos da reação de cura e as propriedades mecânicas também foram investigados. Observou-se que, o oxido de zinco catalisa a reação de reticulação diminuindo a energia de ativação de 65kJ/mol na matriz epoxídica não reforçada para 53kJ/mol no nanocompósito. Assim, o seu comportamento mecânico e diferentemente alterado devido a variação na densidade de reticulação da matriz. Enquanto, a utilização de nanopartículas de Al2O3 leva a tenacificação mecânica do nanocompósito, a adição de ZnO leva a fragilização, como verificado através de trincas induzidas com teste por risco realizado com um nanoindentador. A dureza e a temperatura de transição vítrea foram aumentadas de 177MPa e 95°C na matriz não reforçada para 198MPa e 104°C nos nanocompósitos, mostrando direta relação com o efeito da adição das nanopartículas na reação de reticulação.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarceloGP.pdf: 817916 bytes, checksum: e6c2bd456547cdc5605c7372ebd841db (MD5) Previous issue date: 2006-09-06 / In this thesis we study some problems related to petroleum reservoirs using methods and concepts of Statistical Physics. The thesis could be divided percolation problem in random multifractal support motivated by its potential application in modelling oil reservoirs. We develped an heterogeneous and anisotropic grid that followin two parts. The first one introduce a study of the percolations a random multifractal distribution of its sites. After, we determine the percolation threshold for this grid, the fractal dimension of the percolating cluster and the critical exponents ? and v. In the second part, we propose an alternative systematic of modelling and simulating oil reservoirs. We introduce a statistical model based in a stochastic formulation do Darcy Law. In this model, the distribution of permeabilities is localy equivalent to the basic model of bond percolation / Nesta tese estudamos alguns problemas relacionados a reservat?rios de petr?leo usando m?todos e conceitos da F?sica Estat?stica. A tese pode ser dividida em duas partes. A primeira apresenta um estudo do problema de percola??o em um suporte multifractal aleat?rio motivado por sua potencial aplica??o na modelagem de reservat?rios de petr?leo. Desenvolvemos uma rede heterog?nea e anisotr?pica que segue uma distribui??o multifractal aleat?ria das ?reas de seus s?tios. Em seguida, determinamos o limiar de percola??o nessa rede, a dimens?o fractal do aglomerado percolante e os expoentes cr?ticos ? e v. Na segunda parte, propomos uma sistem?tica alternativa de modelagem e simula??o de reservat?rios de petr?leo. Introduzimos um modelamento estat?stico baseado em uma formula??o estoc?stica da Lei de Darcy. Nele a distribui??o de permeabilidades no reservat?rio equivale localmente ao modelo b?sico de percola??o por liga??es

Orientadores: Lee Luan Ling, Fábio Violaro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T05:40:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GonzalezGonzalez_DianaCristina_M.pdf: 2589944 bytes, checksum: ddbbbef6076eb402f4abe638ebcd232b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Esta dissertação apresenta a implementação de um sistema de Reconhecimento Automático de Locutor (ASR). Este sistema emprega um novo parâmetro de características de locutor baseado no modelo multifractal "VVGM" (Variable Variance Gaussian Multiplier). A metodologia adotada para o desenvolvimento deste sistema foi formulada em duas etapas. Inicialmente foi implementado um sistema ASR tradicional, usando como vetor de características os MFCCs (Mel-Frequency Cepstral Coefficients) e modelo de mistura gaussiana (GMM) como classificador, uma vez que é uma configuração clássica, adotada como referência na literatura. Este procedimento permite ter um conhecimento amplo sobre a produção de sinais de voz, além de um sistema de referência para comparar o desempenho do novo parâmetro VVGM. A segunda etapa foi dedicada ao estudo de processos multifractais em sinais de fala, já que eles enfatizam-se na análise das informações contidas nas partes não estacionárias do sinal avaliado. Aproveitando essa característica, sinais de fala são modelados usando o modelo VVGM. Este modelo é baseado no processo de cascata multiplicativa binomial, e usa as variâncias dos multiplicadores de cada estágio como um novo vetor de característica. As informações obtidas pelos dois métodos são diferentes e complementares. Portanto, é interessante combinar os parâmetros clássicos com os parâmetros multifractais, a fim de melhorar o desempenho dos sistemas de reconhecimento de locutor. Os sistemas propostos foram avaliados por meio de três bases de dados de fala com diferentes configurações, tais como taxas de amostragem, número de falantes e frases e duração do treinamento e teste. Estas diferentes configurações permitem determinar as características do sinal de fala requeridas pelo sistema. Do resultado dos experimentos foi observado que o sistema de identificação de locutor usando os parâmetros VVGM alcançou taxas de acerto significativas, o que mostra que este modelo multifractal contém informações relevantes sobre a identidade de cada locutor. Por exemplo, a segunda base de dados é composta de sinais de fala de 71 locutores (50 homens e 21 mulheres) digitalizados a 22,05 kHz com 16 bits/amostra. O treinamento foi feito com 20 frases para cada locutor, com uma duração total de cerca de 70 s. Avaliando o sistema ASR baseado em VVGM, com locuções de teste de 3 s de comprimento, foi obtida uma taxa de reconhecimento de 91,30%. Usando estas mesmas condições, o sistema ASR baseado em MFCCs atingiu uma taxa de reconhecimento de 98,76%. No entanto, quando os dois parâmetros foram combinados, a taxa de reconhecimento aumentou para 99,43%, mostrando que a nova característica acrescenta informações importantes para o sistema de reconhecimento de locutor / Abstract: This dissertation presents an Automatic Speaker Recognition (ASR) system, which employs a new parameter based on the ¿VVGM? (Variable Variance Gaussian Multiplier) multifractal model. The methodology adopted for the development of this system is formulated in two stages. Initially, a traditional ASR system was implemented, based on the use of Mel-Frequency Cepstral Coefficients (MFCCs) and the Gaussian mixture models (GMMs) as the classifier, since it is the method with the best results in the literature. This procedure allows having a broad knowledge about the production of speech signals and a reference system to compare the performance of the new VVGM parameter. The second stage was dedicated to the study of the multifractal processes for speech signals, given that with them, it is possible to analyze information contained in non-stationary parts of the evaluated signal. Taking advantage of this characteristic, speech signals are modeled using the VVGM model, which is based on the binomial multiplicative cascade process, and uses the variances of multipliers for each state as a new speech feature. The information obtained by the two methods is different and complementary. Therefore, it is interesting to combine the classic parameters with the multifractal parameters in order to improve the performance of speaker recognition systems. The proposed systems were evaluated using three databases with different settings, such as sampling rates, number of speakers and phrases, duration of training and testing. These different configurations allow the determination of characteristics of the speech signal required by the system. With the experiments, the speaker identification system based on the VVGM parameters achieved significant success rates, which shows that this multifractal model contains relevant information of the identity of each speaker. For example, the second database is composed of speech signals of 71 speakers (50 men and 21 women) digitized at 22.05 kHz with 16 bits/sample. The training was done with 20 phrases for each speaker, with an approximately total duration of 70 s. Evaluating the ASR system based on VVGM, with this database and using test locutions with 3s of duration, it was obtained a recognition rate of 91.3%. Using these same conditions, the ASR system based on MFCCs reached a recognition rate of 98.76%. However, when the two parameters are combined, the recognition rate increased to 99.43%, showing that the new feature adds substantial information to the speaker recognition system / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2015-03-03T15:16:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EdemersonSBM.pdf: 812078 bytes, checksum: 167690407a20b9462083f00be2b0a159 (MD5) Previous issue date: 2007-12-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / In this work, the study of some complex systems is done with use of two distinct procedures. In the first part, we have studied the usage of Wavelet transform on analysis and characterization of (multi)fractal time series. We have test the reliability of Wavelet Transform Modulus Maxima method (WTMM) in respect to the multifractal formalism, trough the calculation of the singularity spectrum of time series whose fractality is well known a priori. Next, we have use the Wavelet Transform Modulus Maxima method to study the fractality of lungs crackles sounds, a biological time series. Since the crackles sounds are due to the opening of a pulmonary airway bronchi, bronchioles and alveoli which was initially closed, we can get information on the phenomenon of the airway opening cascade of the whole lung. Once this phenomenon is associated with the pulmonar tree architecture, which displays fractal geometry, the analysis and fractal characterization of this noise may provide us with important parameters for comparison between healthy lungs and those affected by disorders that affect the geometry of the tree lung, such as the obstructive and parenchymal degenerative diseases, which occurs, for example, in pulmonary emphysema. In the second part, we study a site percolation model for square lattices, where the percolating cluster grows governed by a control rule, corresponding to a method of automatic search. In this model of percolation, which have characteristics of self-organized criticality, the method does not use the automated search on Leaths algorithm. It uses the following control rule: pt+1 = pt + k(Rc ? Rt), where p is the probability of percolation, k is a kinetic parameter where 0 < k < 1 and R is the fraction of percolating finite square lattices with side L, LxL. This rule provides a time series corresponding to the dynamical evolution of the system, in particular the likelihood of percolation p. We proceed an analysis of scaling of the signal obtained in this way. The model used here enables the study of the automatic search method used for site percolation in square lattices, evaluating the dynamics of their parameters when the system goes to the critical point. It shows that the scaling of , the time elapsed until the system reaches the critical point, and tcor, the time required for the system loses its correlations, are both inversely proportional to k, the kinetic parameter of the control rule. We verify yet that the system has two different time scales after: one in which the system shows noise of type 1 f , indicating to be strongly correlated. Another in which it shows white noise, indicating that the correlation is lost. For large intervals of time the dynamics of the system shows ergodicity / Neste trabalho, o estudo de alguns sistemas complexos ? feito com a utiliza??o de dois procedimentos distintos. Na primeira parte, estudamos a utiliza??o da transformada Wavelet na an?lise e caracteriza??o (multi)fractal de s?ries temporais. Testamos a confiabilidade do M?todo do M?ximo do M?dulo da Transformada Wavelet (MMTW) com rela??o ao formalismo multifractal, por meio da obten??o do espectro de singularidade de s?ries temporais cuja fractalidade ? bem conhecida a priori. A seguir, usamos o m?todo do m?ximo do m?dulo da transformada wavelet para estudar a fractalidade dos ru?dos de crepita??o pulmonar, uma s?rie temporal biol?gica. Uma vez que a crepita??o pulmonar se d? no momento da abertura de uma via a?rea ? br?nquios, bronqu?olos e alv?olos ? que estava inicialmente fechada, podemos obter informa??es sobre o fen?meno de abertura em cascata das vias a?reas de todo o pulm?o. Como este fen?meno est? associado ? arquitetura da ?rvore pulmonar, a qual apresenta geometria fractal, a an?lise e caracteriza??o da fractalidade desse ru?do pode nos fornecer importantes par?metros de compara??o entre pulm?es sadios e aqueles acometidos por patologias que alteram a geometria da ?rvore pulmonar, tais como as doen?as obstrutivas e as de degenera??o parenquimatosa, que ocorre, por exemplo, no enfisema pulmonar. Na segunda parte, estudamos um modelo de percola??o por s?tios em rede quadrada, onde o aglomerado de percola??o cresce governado por uma regra de controle, correspondendo a um m?todo de busca autom?tica. Neste modelo de percola??o, que apresenta caracter?sticas de criticalidade auto-organizada, o m?todo de busca autom?tica n?o usa o algoritmo de Leath. Usa-se a seguinte regra de controle: pt+1 = pt +k(Rc ?Rt), onde p ? a probabilidade de percola??o, k ? um par?metro cin?tico onde 0 < k < 1 e R ? a fra??o de redes quadradas finitas de lado L, LxL, percolantes. Esta regra fornece uma s?rie temporal correspondente ? evolu??o din?mica do sistema, em especial da probabilidade de percola??o p. ? feita uma an?lise de escalas do sinal assim obtido. O modelo aqui utilizado permite que o m?todo de busca autom?tica para a percola??o por s?tios em rede quadrada seja, per si, estudado, avaliando-se a din?mica dos seus par?metros quando o sistema se aproxima do ponto cr?tico. Verifica-se que os escalonamentos de ?, o tempo decorrido at? que o sistema chegue ao ponto cr?tico, e de tcor, o tempo necess?rio para que o sistema perca suas correla??es, s?o, ambos, inversamente proporcionais a k, o par?metro cin?tico da regra de controle. Verifica-se ainda que o sistema apresenta duas escalas temporais distintas depois de ? : uma em que o sistema mostra ru?do do tipo 1 f? , indicando ser fortemente correlacionado; outra em que aparece um ru?do branco, indicando que se perdeu a correla??o. Para grandes intervalos de tempo a din?mica do sistema mostra que ele se comporta como um sistema erg?dico

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Flavio Geraldo Coelho Rocha.pdf: 3399518 bytes, checksum: feb6250bd7ead671989ce282786ce64e (MD5) Previous issue date: 2011-03-29 / In this dissertation, the multifractal analysis is used in the context of traffic modeling of communications networks by proposing algorithms and techniques for improving the performance of these networks. Thus, in order to better describe traffic networks, a model based on multifractal multiplicative cascade that uses autoregressive processes for multipliers modeling is proposed, the model is called CMAM (Multifractal Cascade with Multipliers Autoregressive Modeling). Simulations are carried out to evaluate the model performance on describing real video traffic traces and wired and wireless real network traffic traces. In addition, considering data loss probability as an important quality of service measure, a mathematical expression for estimating loss probability that takes into account wavelet coefficients associated to the traffic process is proposed. The expression is evaluated, among other ways, through simulations in a wireless network scenario based on OFDM / TDMA technologies. Then, an admission control scheme for network flows which is based on the proposed loss probability estimation is presented and applied to the scenario considered. Simulations show efficiency of the proposed scheme in comparison to other approaches found in the literature. In addition, an adaptive transmission rate allocation scheme that considers the characteristics of multifractal network traffic is proposed, which one is compared to an approach that considers the monofractal traffic properties. Finally, using CMAM for video traffic modeling, a rate control algorithm for video traffic in the source is presented based on exponential modeling of the scale function associated with the quantization parameter Q of the video encoder. / Nesta dissertação, a análise multifractal é utilizada no contexto de modelagem do tráfego de redes de comunicações, propondo algoritmos e técnicas para a melhoria do desempenho destas redes. Assim, com o propósito de descrever melhor o tráfego de redes, propõe-se um modelo multifractal baseado em cascata multiplicativa que utiliza processos autorregressivos para modelagem dos multiplicadores da cascata, o modelo é chamado de CMAM (Cascata Multifractal com Modelagem Autorregressiva para os Multiplicadores). Simulações utilizando o CMAM são conduzidas para avaliar o desempenho deste modelo em descrever séries reais de tráfego de vídeo, de redes com fio, e de redes sem fio. Adicionalmente, considerando a probabilidade de perda de dados como uma importante métrica de qualidade de serviço, uma expressão matemática para estimação de probabilidade de perda, que leva em consideração coeficientes wavelets associados ao processo de tráfego, é proposta. Os resultados da expressão proposta são analisados, dentre outras formas, por meio de simulações realizadas em um cenário de rede sem fio baseado no OFDM/TDMA. Em seguida, é apresentado um esquema de controle de admissão de fluxos baseado na expressão para estimação de probabilidade de perda proposta e aplicado ao cenário considerado. Simulações comprovam a eficiência do esquema proposto em comparação com outras abordagens presentes na literatura. Além disso, um esquema de alocação adaptativa de taxa de transmissão que considera as características multifractais do tráfego de redes é proposto, o qual é comparado com uma abordagem existente na literatura que considera as propriedades monofractais do tráfego. Por fim, utilizando o CMAM para modelagem multifractal do tráfego de vídeo, um algoritmo de controle de taxa de tráfego de vídeo na fonte é apresentado com base na modelagem exponencial da função de escala associada ao parâmetro de quantização Q do codificador de vídeo.

Orientador: Lee Luan Ling / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T04:07:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stenico_JefersonWiliandeGodoy_D.pdf: 40438128 bytes, checksum: 1647243082abcfd8d16256d5f6027e53 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Esta tese apresenta uma nova abordagem de construção de cascata multiplicativa, fundamentada na expressão do Binômio de Newton. Com base nessa nova cascata, é elaborado, um modelo de tráfego multifractal, denominado Modelo Multifractal baseado no Binômio de Newton - (MMBN). Esse modelo é capaz capturar com eficiência algumas das principais características multifractais observadas nas séries reais de tráfego estudadas via sua função escala e fator de momento. Expressões analíticas para a média e a variância do correspondente processo, foram derivadas, com a finalidade de obter uma modelagem mais precisa e robusta dos fluxos de tráfego de rede. Além disso, através da respectiva função autocorreção, foi demonstrado as características de dependência de longa duração (LDR). A avaliação de desempenho do novo modelo proposto foi avaliado utilizando as séries de tráfego reais provenientes de redes fixas e móveis wireless. Os resultados do desempenho foram comparados com outras abordagens multifractais bem conhecidas na literatura. Através dessa da análise, foi possível mostrar que o modelo de tráfego proposto é simples e capaz de representar com precisão as séries de tráfego com características multifractais. Baseado nessa nova abordagem de modelagem de tráfego, um parâmetro de escala global foi determinado e usado em conjunto com os parâmetros do modelo multifractal proposto, o que tornou possível a derivação de uma equação para a estimação de banda efetiva. O principal objetivo dessa expressão está em oferecer melhor alocação de recursos no planejamento e projetos de redes, especialmente para tráfegos com características multifractais. Outra novidade desta tese está na obtenção de uma expressão analítica geral para a estimação de probabilidade de perda para séries de tráfego com características multifractais, em um enlace com um único servidor e buffer finito. Para isso, foi utilizado o método de misturas de gaussianas para expressar a distribuição de cauda pesada do tráfego multifractal. A eficiência da modelagem estatística e a precisão da estimativa de probabilidade de perda foram validadas experimentalmente, assim como os resultados foram comparados com outros métodos multifractais, amplamente utilizados e conhecidos na literatura / Abstract: This thesis presents a novel construction scheme of multiplicative cascade, based on Newton Binomial expression. Based on this new cascade is established, also in an innovative way, a multifractal traffic model, called Multifractal Model based on Newton Binomial (MMNB). This model is able to faithfully capture some main characteristics of the multifractal processes, scaling function and moment factor. In order to get a more accurate and robust modeling of the networks traffic flows, we also derive analytical expressions for the mean and variance of the corresponding network traffic process and show that its autocorrelation function exhibits long-range dependent characteristics (LRD). The performance evaluation of our model has been evaluated using real traffic traces from fixed and mobile networks. The results were compared with those provided by other well-known traffic models reported in the literature. We show that the proposed model is simple and capable of accurately representing network traffic traces with multifractal characteristics. Based on a new approach for traffic modeling and the corresponding multifractal traffic parameters, a global scaling parameter is determined and used together with the multifractal traffic model parameters for the effective bandwidth computation in order to offer better resource allocation in network planning and design, especially for network traffic with multifractal characteristics. Another novel contribution of this thesis is the derivation of a general analytical expression for the loss probability for traffic traces with multifractal characteristics in queuing systems with a simple server and finite buffer. For this, we used Gaussian mixture model to express the heavy tail distribution, one of the most important properties of multifractal traffic. The efficiency of this statistical model and the accuracy of the estimated loss probabilities are experimentally validated by a comparison with other multifractal approaches widely used and well-known in the literature / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study presents a review of the statistical theory for the inertial range of welldeveloped turbulent flows. The main focus of the study is on the experimental estimation of the so called intermittency exponent through recently developed statistical methods and its possible dependence on large scale mechanisms. The analysis employed allows to observe that even in very high Reynolds number, as those occurring in atmospheric boundary layer flows, clear scaling laws (power laws) are never observed in the inertial range. Comparing the non-scaling invariant models proposed in the literature, it is observed that the logarithmic scaling (SREENIVASAN; BERSHADSKII, 2006b) is suitable for all turbulence scenarios analyzed. Likewise, the classic isotropicincompressibility relation S⊥ 2 (r)/Sk 2(r), which relates longitudinal and transversal second rank tensors (structure functions), it is not constant but slightly dependent on the scale r in the inertial range. A recently developedmethodology for estimation of the intermittency coefficient (BASU et al., 2007) was modified according to the logarithmic scaling model in order to include the non-scaling invariance behavior. The new methodology allows obtaining more accurate estimations of the intermittency coefficient, even for short and noisy time series, as typically observed in sonic anemometry. The efficiency of the method is assessed by analysis of synthetic multifractal series and compared to wavelet-based multifractal formalism. Finally, the proposed methodology is applied to an atmospheric surface layer dataset and the variability of the estimations are assessed by employing a multifractal bootstrap method (PALU , 2008). Intermittency coefficients for velocity components and temperature are found to present large variability but no clear dependence on stability condition. It suggests that atmospheric stability does not directly affect the small-scale intermittency, therefore, other mechanisms may be responsible for the large variability found in the estimations. / O presente estudo apresenta uma revisão da teoria estatística aplicada ao intervalo inercial de um escoamento turbulento bem desenvolvido. A investigação principal é centrada nas estimativas experimentais do chamado coeficiente de intermitência através de métodos estatísticos recentemente desenvolvidos e sua possível dependência nos mecanismos de grande escalas. A análise empregada permite observar que mesmo em escoamentos com número de Reynolds muito alto, como em camadas limite atmosféricas, não são observadas leis de escalas (leis de potência) no intervalo inercial de turbulência. Considerando-se as proposições de modelos não invariantes de escala sugeridos na literatura e empregando-se dados turbulentos tanto de túnel de vento como de camada limite atmosférica, verifica-se que a lei de escala tipo logarítmica (SREENIVASAN; BERSHADSKII, 2006b) descreve adequadamente o intervalo inercial em todos os cenários de turbulência analisados. Da mesma forma, a relação de isotropia e incompressibilidade clássica S⊥ 2 (r)/Sk 2(r), a qual relaciona tensores de segunda ordem (funções estrutura) longitudinais e transversais, não é constante e sim levemente dependente em r no intervalos inercial. Se observa que uma expressão baseada na lei de escala logarítmica descreve razoavelmente bem esta dependência em r. Uma metodologia de estimativa do coeficiente de intermitência recentemente desenvolvida (BASU et al., 2007) foi modificada para incluir o efeito de não invariância de escala de acordo com o modelo de lei de escala logarítmica. Esta nova metodologia permite se obter estimativas mais precisas de parâmetros de intermitência mesmo em séries de dados curtas e ruidosas, como as tipicamente obtidas por anemometria sônica na camada limite atmosférica. A eficiência do método é testada em séries multifractais sintéticas e comparada com resultados obtidos através de um formalismo multifractal baseado em ondaletas. Finalmente, dados de camada limite atmosférica superficial são analisados através da metodologia sugerida e variabilidade das estimativas são avaliadas com o emprego de uma ferramenta de reamostragem multifractal (PALU , 2008). Os parâmetros de intermitência para as três componentes de velocidade e temperatura apresentaram grande variabilidade em relação ao parâmetro de estabilidade atmosférica, entretanto não foi observado um padrão de dependência definido. Isto sugere que a estabilidade atmosférica não tem um papel significativo nas estatísticas do intervalo inercial, assim outros mecanismos devem ser os responsáveis pela grande variabilidade das estimativas.