Orientador: Gustavo Sousa Pavani / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciências da Computação, 2013

Orientadores: Edson Moschim, Luiz Henrique Bonani do Nascimento / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T20:14:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galdino_Lidia_D.pdf: 15165913 bytes, checksum: b0a79c7ac69b13cce3baf82b480c99fc (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A exigência crescente de se atingir maiores taxas de bits para satisfazer a demanda por largura de banda na internet tem motivado a investigação de dispositivos totalmente ópticos que viabilizem o desenvolvimento de redes ópticas transparentes (TON). O intuito dessas redes é manter o fluxo de dados sempre no domínio óptico, eliminando o gargalo no processamento das conversões óptico-elétricas e eletro-ópticas existentes nos atuais sistemas de comunicações ópticas. Neste trabalho foram investigadas, por meio de experimentos e simulações computacionais, técnicas de processamento óptico de sinais. Estas técnicas utilizam o fenômeno da mistura de quatro ondas (FWM) para multiplexar as informações de dois sinais em um único sinal. Em especial, foram investigadas duas novas técnicas para codificação e regeneração totalmente óptica do sinal não coerente de multiplexação por divisão de códigos ópticos no acesso (OCDMA). Estas técnicas convertem e regeneram no domínio totalmente óptico o sinal modulado em intensidade on-off keying (OOK) e o sinal modulado pelo chaveamento por desvio de fase diferencial (DPSK) no sinal OCDMA. Os resultados obtidos comprovaram que ambas as técnicas propostas funcionam corretamente. O sinal de saída OCDMA apresentou ganho na potência de regeneração de 1,69 dB em relação ao sinal de entrada OOK ou DPSK. A aplicação das técnicas de conversão e regeneração totalmente ópticas propostas, deu origem ao estudo da tecnologia híbrida de multiplexação por divisão de comprimentos de onda com a multiplexação por divisão de códigos ópticos (WDM/OCDM) na camada de transporte de uma rede TON. Heurísticas para atribuição de códigos ópticos e comprimentos de onda, bem como arquiteturas de conversão de códigos ópticos e comprimentos de onda foram propostas. Dos resultados, comprovou-se que a heurística Random-Random apresenta um melhor desempenho quando analisada a probabilidade de bloqueio. Ainda, a arquitetura de conversão esparsa parcial de códigos ópticos e comprimentos de onda (SPOCC/SPWC) melhora a utilização de recursos de rede, diminuindo o custo de implementação da rede / Abstract: The growing demand to achieve higher bit rates to satisfy the bandwidth in the internet has motivated the investigation of all optical devices that enable the development of transparent optical networks (TON). The idea is that the data stream always remains in the optical domain, eliminating the bottleneck in the processing of electro-optical conversion that existing in current optical communication systems. In this work new all-optical signal processing techniques are investigated through computer simulations and experiments. These techniques utilize the four wave mixing effect to multiplex information of two input signals into a single one. In particular, two new all-optical techniques for coding and regeneration incoherently optical code division multiple access (OCDMA) signals were investigated. These all optical techniques convert and regenerate the optical signal modulated in intensity, on-off keying (OOK) and / or the optical signal modulated in differential phase shift (DPSK) on OCDMA signal. The results showed that both techniques worked properly. The output OCDMA signal presented an improved in the optical power regeneration of 1,69 dB. The application of all optical conversion technique with simultaneous signals regeneration led to the study of hybrid wavelength division multiplexing with optical code division multiplexing (WDM/OCDM) technology at the transport layer in a TON network. Heuristics for assigning optical codes and wavelengths as well as optical codes and wavelengths conversion architectures were proposed. From the results, it was shown that Random-Random heuristic has a better performance when analyzing the blocking probability. Still, the sparse partial optical code and wavelength conversion (SPOCC/SPWC) architecture improves the utilization of network resources, reducing the deployment cost of network / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

As redes de telecomunicações se dividem em redes de longa distância, redes metropolitanas e redes de acesso. As redes de longa distância e metropolitana usufruem a alta capacidade de largura de banda da fibra óptica, enquanto nas redes de acesso há um gargalo de largura de banda por causa do uso de pares de fios e cabo coaxial. Para solucionar este problema e oferecer aos usuários acesso banda larga de baixo custo foram propostas as redes ópticas passivas (passive optical network - PON). A PON é formada por dois elementos básicos, a unidade de rede óptica (optical network unit - ONU), localizada perto dos assinantes, e o terminal de linha óptica (optical line terminal - OLT), localizado próximo ao provedor de serviços. Dentre os padrões disponíveis para redes PON, o Ethernet (EPON), padronizado pelo grupo IEEE 802.3ah, é opção atraente porque ele é bastante difundido nas redes locais. O protocolo de controle multiponto (multipoint control protocol - MPCP), já especificado, é responsável pelo controle de acesso ao meio, fornecendo infra-estrutura de sinalização para transmissão entre OLT e ONUs. Entretanto, o algoritmo de alocação de largura de banda, que realiza o controle de acesso ao meio com base no MPCP, foi considerado fora do escopo de trabalho do grupo de trabalho, permitindo que seja desenvolvido pelos fornecedores de equipamentos. Neste trabalho, arquiteturas de rede EPON e o protocolo MPCP são descritos e algoritmos de alocação de largura de banda são avaliados mediante simulação computacional. São abordados os algoritmos de alocação de largura de banda que integram multiplexação estatística e técnicas para o suporte a classes de serviços diferenciados, com base no esquema de multiplexação por divisão no tempo (time division multiplexing - TDM). Algoritmos que integram a multiplexação por divisão em comprimento de onda (wavelength division multiplexing - WDM) à arquitetura EPON TDM são também investigados. Os algoritmos WDM-TDM permitem a atualização progressiva da EPON que emprega o esquema TDM para WDM. / Telecommunication networks are divided into core, metropolitan and access networks. The core and metropolitan networks use high capacity bandwidth optical fibers, while the access networks have bandwidth bottlenecks because of the use of twisted-pair wires and coaxial cable. To solve this problem and to offers the users broadband access at low cost the use of passive optical networks (PON) is proposed. A PON is formed by two basic elements, the optical network unit (ONU), positioned close to the customers and the optical line terminal (OLT), located close to the service provider. Within the available standards for PON networks, the Ethernet (EPON), standardised by the IEEE group 802.3ah, is an attractive option because it is already widely used in local networks. The multipoint control protocol (MPCP), already specified, is responsible for the media access control, providing signaling infrastructure for transmission between OLT and ONUs. However, the bandwidth allocation algorithm, that controls access based on MPCP, was considered outside the scope of the work group, permitting that this be developed by equipment providers. In this work, EPON architectures and the MPCP protocol are described and bandwidth allocation algorithms are evaluated with computational simulation. Bandwidth allocation algorithms which integrate statistical multiplexing and techniques to support for differentiated classes of service, based on time division multiplexing (TDM) scheme are investigated. Algorithms that integrate wavelength division multiplexing (WDM) to the EPON TDM architecture are also investigated. The WDM-TDM algorithms permit the progressive upgrade of EPON based TDM to WDM schemes.

Os sistemas ópticos atuais, baseados em fibras monomodo, operam próximos ao limite teórico da capacidade. Sistemas ópticos baseados em multiplexação modal (Mode Division Multiplexing – MDM) possibilitam o aumento da capacidade do sistema por meio do uso de fibras de poucos modos. Nestes sistemas, a propriedade de ortogonalidade entre os modos propagantes permite que cada modo espacial carregue um sinal óptico específico. O amplificador à fibra dopada com érbio (Erbium-Doped Fiber Amplifier – EDFA) segue fundamental para assegurar a transmissão em longas distâncias. No entanto, devido às distintas distribuições de intensidade dos modos que compõem o sinal de entrada, cada modo experimenta diferentes valores de ganho. Desta forma, o objetivo principal no projeto de EDFAs de poucos modos (Few-Mode Erbium-Doped Fiber Amplifier – FM-EDFA) é determinar os melhores parâmetros opto-geométricos da fibra para produzir uma amplificação eficiente. A metodologia normalmente empregada é baseada na resolução das equações de taxa e de propagação. Nesta tese, é proposta uma metodologia alternativa de projeto de FM-EDFA, baseada em uma nova figura de mérito. Este parâmetro quantifica o nível de inversão da população dos íons na fibra a partir da integral de superposição (overlap integral), considerando tanto o perfil de dopagem da fibra dopada com érbio para poucos modos (Few-Mode Erbium-Doped Fiber – FM-EDF) quanto as distribuições de intensidade dos sinais de entrada e de bombeio. A aplicação desta metodologia permite reduzir, em cerca de 25-40 vezes, o número de resoluções das equações de taxa e de propagação e, consequentemente, diminuir o tempo de processamento e reduzir o esforço computacional. Como consequência da maior velocidade de processamento, torna-se possível a aplicação de métodos de otimização mais rigorosos, permitindo uma busca em um espaço irrestrito de soluções. Especificamente, a partir de uma metodologia baseada em algoritmos genéticos, obteve-se um perfil de dopagem otimizado. É também demonstrado que os perfis com geometria circular exibem melhores características, como excelente desempenho do FM-EDFA e maior facilidade de fabricação. Por meio da análise da figura de mérito, é mostrado que o desempenho do FM-EDFA é afetado pelas características do modo de bombeio. Finalmente, o desempenho de um sistema óptico MDM é avaliado, simulado por meio da integração entre as ferramentas MatLab® e VPItransmissionMakerTM, comprovando a necessidade do projeto de um amplificador específico para sistemas MDM. / Modern optical systems based on single-mode fiber, operate close to the theoretical capacity limit. By using few-mode fibers, optical systems based on modal division multiplexing (MDM) allows increased system capacity. In these systems, orthogonality between the propagating modes allows each spatial mode to carry a specific optical signal. The erbium doped fiber amplifier (EDFA) remains essential to ensure long distance transmission. However, due to the distinct intensity profile distributions of the modes which comprise the input signal, each mode experiences a different value of optical gain. Thus, the main objective in the few-mode EDFA design (FM-EDFA) is to determine the best opto-geometrical fiber parameters in order to produce an efficient amplification. The methodology normally used is based on the simultaneous resolution of the rate and propagation equations. In this thesis, we propose an alternative methodology for the FM-EDFA design, based on a new figure of merit which quantifies the level of population inversion for the Er ions in the fiber, by means of a overlap integral considering both the doping profile of the few-mode erbium doped fiber (FM-EDF) as well as the intensity distributions of the optical signals and pump beams. This methodology reduces, by a factor of 25-40, the number of resolutions of the rate and propagation equations, thereby decreasing processing time and computational effort. As a consequence of the improved processing speed, it becomes possible to apply more rigorous optimization methods in an unrestricted solution space. Specifically, by using a genetic algorithm technique, we obtained an optimized doping profile. It is also shown that profiles with circular geometry exhibit improved features, such as excellent FM-EDFA performance and ease of manufacturing. By analyzing the figure of merit, it is shown that the FM-EDFA performance is affected by the characteristics of the pump mode. Finally, the performance of an MDM optical system is evaluated, by integrating Matlab and VPI simulation tools, to demonstrate the need for specific amplifier designs in MDM systems.

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-06-06T16:35:15Z No. of bitstreams: 2 Tese_SupressaoInterferenciaSistemas.pdf: 1297160 bytes, checksum: 19220edc3a368d605f2ca61a67060d44 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Samira Prince(prince@ufpa.br) on 2012-06-06T16:35:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese_SupressaoInterferenciaSistemas.pdf: 1297160 bytes, checksum: 19220edc3a368d605f2ca61a67060d44 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-06-06T16:35:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_SupressaoInterferenciaSistemas.pdf: 1297160 bytes, checksum: 19220edc3a368d605f2ca61a67060d44 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2010 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta tese apresenta duas contribuições distintas na área de sistemas de comunicações sem fi o. Primeiro, é apresentada uma formulação analítica para a análise de desempenho de sistemas utilizando multiplexação multibanda por divisão ortogonal na frequência (MB-OFDM, do inglês Multi-Band Orthogonal Frequency-Division Multiplexing ) com um ltro notch para mitigar a interferência em banda estreita causada por outros sistemas que operam dentro da faixa de frequências alocada para sistemas UWB. Em seguida, um novo front end para classificação automática de modulações com o uso de aprendizado discriminativo é proposto. Esse front end pode ser utilizado por qualquer classi cador discriminativo e consiste em ordenar magnitude e fase do símbolos recebidos. Os resultados obtidos pelo classi cador proposto mostraram-se competitivos com outros algoritmos já existentes na literatura. / This thesis presents two distinct contributions in the eld of wireless communication systems. First, an analytical formulation for performance analysis of systems using Multi-Band Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (MB-OFDM) with a notch lter to mitigate narrowband interference caused by other systems operating within the same frequency band allocated to UWB systems. Then, a new front end for automatic modulation classi cation with the use of discriminative learning is proposed. This front end can be used by any discriminative classifier. Its basic idea is to sort the magnitude and phase of received symbols. The results obtained by the proposed classi er are competitive with other existing algorithms in the literature.

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-05-07T12:07:13Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_PropostaAlgoritmoHibrido.pdf: 1801063 bytes, checksum: 167b8e78f83d8e1af0dcd10bf16b0445 (MD5) / Approved for entry into archive by Samira Prince(prince@ufpa.br) on 2012-05-07T12:09:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_PropostaAlgoritmoHibrido.pdf: 1801063 bytes, checksum: 167b8e78f83d8e1af0dcd10bf16b0445 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-07T12:09:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_PropostaAlgoritmoHibrido.pdf: 1801063 bytes, checksum: 167b8e78f83d8e1af0dcd10bf16b0445 (MD5) Previous issue date: 2011 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As Redes Ópticas Passivas (Passive Optical Networks - PONs) vêm experimentando um sólido crescimento nas últimas décadas por terem sido concebidas como uma excelente alternativa para a solução de um dos maiores problemas para as redes de telecomunicações: o gargalo nas redes de acesso. A próxima geração desta tecnologia, as chamadas Next Genaration PONs (NG-PON), surgem como consequência da evolução das tecnologias ópticas e oferecem suporte aos serviços de próxima geração, melhorando os parâmetros de desempenho das TDM-PONs e inclusive aumentando a área de cobertura destas redes. Esta expansão geográfica beneficia as empresas de telecomunicações que passam a focar seus esforços na simplificação de suas infra-estruturas através da unificação das redes metropolitanas, de acesso e de backhaul, reduzindo a quantidade de nós e, consequentemente, de custos operacionais e financeiros. Trata-se de uma significativa mudança no cenário das redes de acesso que passam a ter grandes distâncias entre as Optical Network Units (ONUs) e o Central Office (CO) e uma imensa variedade de serviços, tornando fundamental a presença de algoritmos de agendamento capazes de gerenciar todos os recursos compartilhados de forma eficiente, ao mesmo tempo que garantem controle e justeza na alocação dinâmica dos tráfegos upstream e downstream. É a partir deste contexto que esta dissertação tem como objetivo geral apresentar a proposta de um algoritmo híbrido de agendamento de grants baseado na priorização de filas (Hybrid Grant Scheduler based on Priority Queuing – HGSPQ), que além de gerenciar todos os recursos em WDM-PONs, busca oferecer eficiência e controle ao Optical Line Terminal (OLT) no agendamento dinâmico dos tráfegos. Os resultados apresentados foram extraídos de cenários desenvolvidos em ambiente de simulação computacional e se baseiam nas métricas de atraso e vazão para avaliação de seu desempenho. Também será avaliado como a quantidade de recursos no OLT interfere nestas métricas. / Passive Optical Networks (PONs) have been experiencing solid growth in the last few decades because were designed as an excellent alternative to solve the major problem for telecommunications networks: the bottleneck in access networks. The next generation of this technology, called Next-Generation PON (NG-PON), is the consequence of developments in optical technologies and provides support to the next generation services, improving TDMPONs performance parameters and expanding the coverage area of these networks. This geographical expansion benefits telecom companies that focus their efforts to simplify the network infrastructure by the unification of metropolitan, access and backhaul networks, decreasing the amount of local exchanges and even the number of nodes and, as a consequence, operational and financial costs. It means significant changes in the access networks scenario that tend to have large distances between ONUs and OLT, and a wide variety of services, making essential the presence of scheduling algorithms that are able to manage all shared resources efficiently, while ensuring fairness and the control in the upstream and downstream traffics dynamic allocation. It is through this context that this dissertation aims to present a hybrid grant scheduling algorithm based on priority queues, which gives efficiency and control to the OLT in the dynamic traffics scheduling. The results presented were obtained by the scenarios developed in a computational simulation environment and were based on the delay and throughput metrics for evaluating the algorithm performance. It will be also evaluated how the amount of resources in the OLT interferes in these metrics.

As redes de telecomunicações se dividem em redes de longa distância, redes metropolitanas e redes de acesso. As redes de longa distância e metropolitana usufruem a alta capacidade de largura de banda da fibra óptica, enquanto nas redes de acesso há um gargalo de largura de banda por causa do uso de pares de fios e cabo coaxial. Para solucionar este problema e oferecer aos usuários acesso banda larga de baixo custo foram propostas as redes ópticas passivas (passive optical network - PON). A PON é formada por dois elementos básicos, a unidade de rede óptica (optical network unit - ONU), localizada perto dos assinantes, e o terminal de linha óptica (optical line terminal - OLT), localizado próximo ao provedor de serviços. Dentre os padrões disponíveis para redes PON, o Ethernet (EPON), padronizado pelo grupo IEEE 802.3ah, é opção atraente porque ele é bastante difundido nas redes locais. O protocolo de controle multiponto (multipoint control protocol - MPCP), já especificado, é responsável pelo controle de acesso ao meio, fornecendo infra-estrutura de sinalização para transmissão entre OLT e ONUs. Entretanto, o algoritmo de alocação de largura de banda, que realiza o controle de acesso ao meio com base no MPCP, foi considerado fora do escopo de trabalho do grupo de trabalho, permitindo que seja desenvolvido pelos fornecedores de equipamentos. Neste trabalho, arquiteturas de rede EPON e o protocolo MPCP são descritos e algoritmos de alocação de largura de banda são avaliados mediante simulação computacional. São abordados os algoritmos de alocação de largura de banda que integram multiplexação estatística e técnicas para o suporte a classes de serviços diferenciados, com base no esquema de multiplexação por divisão no tempo (time division multiplexing - TDM). Algoritmos que integram a multiplexação por divisão em comprimento de onda (wavelength division multiplexing - WDM) à arquitetura EPON TDM são também investigados. Os algoritmos WDM-TDM permitem a atualização progressiva da EPON que emprega o esquema TDM para WDM. / Telecommunication networks are divided into core, metropolitan and access networks. The core and metropolitan networks use high capacity bandwidth optical fibers, while the access networks have bandwidth bottlenecks because of the use of twisted-pair wires and coaxial cable. To solve this problem and to offers the users broadband access at low cost the use of passive optical networks (PON) is proposed. A PON is formed by two basic elements, the optical network unit (ONU), positioned close to the customers and the optical line terminal (OLT), located close to the service provider. Within the available standards for PON networks, the Ethernet (EPON), standardised by the IEEE group 802.3ah, is an attractive option because it is already widely used in local networks. The multipoint control protocol (MPCP), already specified, is responsible for the media access control, providing signaling infrastructure for transmission between OLT and ONUs. However, the bandwidth allocation algorithm, that controls access based on MPCP, was considered outside the scope of the work group, permitting that this be developed by equipment providers. In this work, EPON architectures and the MPCP protocol are described and bandwidth allocation algorithms are evaluated with computational simulation. Bandwidth allocation algorithms which integrate statistical multiplexing and techniques to support for differentiated classes of service, based on time division multiplexing (TDM) scheme are investigated. Algorithms that integrate wavelength division multiplexing (WDM) to the EPON TDM architecture are also investigated. The WDM-TDM algorithms permit the progressive upgrade of EPON based TDM to WDM schemes.

Orientador: Helio Waldman / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T02:56:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campelo_DivanilsonRodrigodeSousa_D.pdf: 945421 bytes, checksum: 52541c616bcfcfd8ae2d0a50c597fcc3 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Investigamos o problema de estimar valores de probabilidades de bloqueio em redes de caminhos ópticos com topologias lineares. Apresentamos um melhor substituto para a suposição de independência de enlaces em redes de topologia linear: a suposição de independência de objetos. Apresentamos a prova assintótica desta suposição para redes lineares infinitas com um único canal, e mostramos que a expressão assintótica é uma aproximação muito boa para anéis finitos de qualquer tamanho. Para o caso de múltiplos comprimentos de onda, apresentamos novas aproximações de carga reduzida para anéis WDM com restrição de continuidade de comprimento de onda. Para anéis com conversão plena de comprimentos de onda, propomos um método matricial inovador que permite cálculos exatos de probabilidades de bloqueio e taxa de ocupação nestas redes. Um método "escalável" para a obtenção da constante de normalização do modelo clássico de Erlang também é apresentado. Por fim, analisamos o desempenho de meios lineares bloqueantes. Apresentamos expressões exatas para o throughput em meios compartimentalizados e não-compartimentalizados, e quantificamos os ganhos de compartimentalização em meios lineares / Abstract: We address the problem of estimating blocking probabilities in optical path networks with linear topologies. We present a better substitute for the link independence assumption in networks with linear topology: the object independence assumption. We present an asymptotic proof of this assumption for in?nite single-channel networks, and we show that the asymptotic expression is a very good approximation for ?nite rings with any size. In the case of multiple wavelengths, we present new reduced load approximations for WDM rings with wavelength continuity constraint. For rings with full wavelength conversion, we propose an innovative matrix-based method for calculating exact values of blocking probabilities and occupancy rates in such networks. A scalable method for deriving the normalization constant of the Erlang¿s classical model is also presented. Finally, we analyze the performance of linear blocking media. We present exact expressions for the throughput in slotted and unslotted media, and we quantify the slotting gains in linear media / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Alberto Luiz Serpa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T08:29:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SarraciniJunior_Fernando_M.pdf: 6793847 bytes, checksum: effab2db853f18298e45c0a677c2ee50 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A implementação de controladores de ordem reduzida (fixa) demanda um menor esforço de processamento e consequentemente recursos de hardware menos sofisticados em relação à implementação de controladores de ordem completa. Este trabalho mostra que a implementação prática de controladores H 00 de ordem fixa voltados para o controle de estruturas flexíveis é factível. A obtenção de tais controladores é um problema considerado difícil por ser nãoconvexo. Para contornar as dificuldades numéricas de obtenção dos controladores de ordem fixa, uma combinação do método Lagrangiano Aumentado com Desigualdades Matriciais Lineares (LMls) é utilizada. Uma estrutura de viga com engaste em uma de suas extremidades é modelada através do método de Elementos Finitos. Controladores Hoc de ordem fixa e de ordem completa são projetados com base em um modelo matemático truncado. Incertezas de modelagem e a presença de modos próximos na região de frequência de interesse dificultam a obtenção de controladores que garantam a estabilidade e um desempenho satisfatório. Para contornar estas dificuldades, usa-se a técnica de controle robusto Hoo e filtros de ponderação. Dessa forma, procura-se minimizar o efeito das incertezas e evitar que modos que não foram considerados durante a fase de projeto dos controladores não sejam excitados, garantido assim a não ocorrência do fenômeno denominado spillover. Controladores Hoo de ordem completa e ordem fixa são implementados na prática e os resultados experimentais são comparados com resultados simulados / Abstract: The implementation of reduced (fixed ) order controllers requires a smaller computational effort and. consequently, less advanced hardware resources in relation to the implementation of full order controllers. This work shows that the practical implementation of fixed order Hoo controllers directed toward the control of flexible structures is viable. Obtaining such controllers is considered a difficult task for being a non-convex problem. To overcome the numerical difficulties of attainment of fixed order controllers, a combination of the Lagrangian method increased with Linear Matrix Inequalities (LMIs) is used. A cantilever beam is modelled with the Finite Element Method. Fixed and full order controllers are designed based on a truncated mathematical model. Modelling uncertainties and the existence of near modes in the frequency range of interest make difficult the attainment of controllers that assure the stability and the performance of the system. To overcome this difficulty, the robust Hoo control and weighing filters are used. In this way, it is desired to minimize the effect of uncertainties and avoid the excitement of non-modelled modes, assuring that the spillover phenomenon does not occur. Full order and fixed order H x controllers are implemented in the practice and the experimental results are compared with the simulated results / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Renato Baldini Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_LucianoLeonel_D.pdf: 19765188 bytes, checksum: 2fb7017335865378997ffcdbbf6a3b93 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O objetivo deste trabalho é apresentar uma análise detalhada do desempenho de sistemas OFDM, considerando a ação do ruído, seletividade na resposta em freqüência do canal, mobilidade do receptor, uso de esquemas de diversidade e ceifamento do sinal por parte do amplificador de potência. O procedimento de realização desta análise consiste em determinar expressões analíticas para estimar a probabilidade de erro de símbolo, comparando as expressões teóricas com resultados obtidos por simulações computacionais. O efeito do erro de estimação de canal no desempenho do sistema, considerando os diferentes cenários mencionados, também foi considerado, uma vez que empregou-se diversos algoritmos de estimação de canal nas simulações implementadas. Existe na literatura diversas expressões para estimar a probabilidade de erro de símbolo nas diferentes situações analisadas neste trabalho. No entanto, essas expressões são válidas para as modulações M QAM quadradas. Neste trabalho, expressões válidas para as modulações não quadradas são apresentadas para todos os cenários analisados. Além disso, algumas considerações utilizadas no desenvolvimento da expressão para estimar a probabilidade de erro de símbolo devido ao ceifamento são revistas, o que resulta em uma expressão mais realista. Este trabalho também apresenta uma breve descrição sobre as principais técnicas de controle de potência de pico para sinais OFDM, descrevendo detalhadamente o uso da transformada de Walsh-Hadamard para este fim. A integração desta transformada com todos os esquemas empregados ao longo do trabalho também é apresentada e o desempenho dos esquemas resultantes é comparado com o desempenho dos esquemas convencionais / Abstract: The aim of this work is to present a detailed analysis about the performance of OFDM systems considering noise, frequency selective fading, moving receiver, diversity and signal c1ipping by the high power amplifier. The approach used in the development of this analysis consists on determining analytical equations to estimate the symbol error probability and compare the theoretical results with the ones obtained by computational simulation. The effect of the channel estimation error is also considered in this analysis, once different channel estimation algorithms is employed to estimate the channel frequency response in the developed simulations. In the literature there are several expressions to estimate the symbol error probability in the different situations 'mentioned above. However, these expressions have been developed for square M QAM constellations. This work presents expressions that are also valid for nonsquare M QAM constellations. Also, the expression to estimate the symbol error probability due the c1ipping is rewritten, resulting in a new expression that is more accurate than the original one. This work also presents a short description of the main techniques used to control the peak to average power ratio in OFDM signals. The Walsh-Hadamard Transform technique is detailed described and its integration with all the schemes used in this work is presented. The performance of the resulting integration is compared with the performance of the conventional systems / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica