Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-05-16T23:56:29Z No. of bitstreams: 1 EDMAR JOSÉ DO NASCIMENTO – TESE (PPGEE) 2017.pdf: 1146136 bytes, checksum: 66fa0c285fd895d4aa000dd5ad1d1eef (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-16T23:56:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EDMAR JOSÉ DO NASCIMENTO – TESE (PPGEE) 2017.pdf: 1146136 bytes, checksum: 66fa0c285fd895d4aa000dd5ad1d1eef (MD5) Previous issue date: 2018-04-18 / Protocolos para a distribuição quântica de chaves (DQC) permitem que duas partes (Alice e Bob) compartilhem uma chave secreta que pode ser usada para fins criptográficos. A segurança do protocolo é baseada em propriedades da mecânica quântica, ao invés de hipóteses computacionais. Na distribuição quântica de chaves com variáveis contínuas (DQCVC), a informação é codificada nas amplitudes de quadratura do campo eletromagnético quantizado. Quando implementado com variáveis contínuas, o aparato usado na DQC é consideravelmente mais simples que nas implementações convencionais com variáveis discretas, já que se pode utilizar a medição do tipo homódina, ao invés da detecção de fótons. Uma vez realizada a medida, ainda se faz necessária uma etapa de processamento clássico, denominada de reconciliação da informação, a fim de que Alice e Bob possam compartilhar uma cadeia comum de bits. Para que a DQCVC possa ser realizada em distâncias razoáveis (superiores a 30 km), o processo de reconciliação precisa ser feito com eficiências elevadas (superiores a 90%). Entretanto, eficiências dessa ordem para baixas SNRs (signal-to-noise ratio - razão sinal ruído) requerem o uso de códigos clássicos de comprimento bastante elevado e, assim, são difíceis de serem alcançadas. Nesta tese, se propõe o uso dos mapas de Shannon-Kotel’nikov na preparação dos estados quânticos que são usados na DQCVC. Com a utilização desses mapas, é possível aumentar a SNR entre Alice e Bob sem aumentar a variância da modulação de Alice. Dessa forma, o processo de reconciliação se torna mais simples, pois eficiências de reconciliação mais altas são mais facilmente alcançadas em SNRs maiores. Como contribuições desta tese têm-se: a proposição de um protocolo; a definição de um cenário de simulação e a análise do protocolo para dois tipos de mapas (a espiral uniforme de Arquimedes e as curvas geodésicas em um toro planar). / Quantum key distribution (QKD) protocols allow two parties, Alice and Bob, to share a secret key that may be used for cryptographic purposes. The security of QKD is based on quantum mechanics properties instead of computational assumptions. In continuous-variable quantum key distribution (CVQKD), the information is encoded in the quadrature amplitudes of the quantized electromagnetic field. When QKD is implemented with continuous variables, hardware components are much simpler than their discrete variables equivalents. This is mainly due to homodyne detection instead of photon detection. After measuring the transmitted states, it is still necessary to carry out a classical processing stage known as information reconciliation. This stage allows Alice and Bob to share a common sequence of bits. In order to deploy CVQKD over reasonable distances (over 30 km), reconciliation must be done at high efficiencies (over 90%). However, such high efficiencies for low SNRs (signal-to-noise ratio) require long length classical codes and are difficult to be reached. In this thesis, we propose to use Shannon-Kotel’nikov maps for preparing quantum states in CVQKD. By using these maps, it is possible to increase the SNR between Alice and Bob, without increasing Alice’s variance. Thus, reconciliation becomes easier because higher reconciliation efficiencies are more easily reached for higher SNRs. The contributions of this theses are: the proposal of a CVQKD protocol; the statement of a simulation scenario; the analysis of the proposed protocol for two kinds of maps (uniform Archimedes’ spiral and geodesic curves on a flat torus).

This diploma thesis deals with optimization of transmitter amplifier parameters for LoRaWAN network. The issue of optimization is first based on the conditions of ETSI EN 300 220, which takes into account the eventuality of interference the adjacent channels in the band. The optimizations are designed specifically for the Qorvo RF5110g integrated circuit, so that the amplifier meets the requirements of the above standard at the limit of the maximum allowed output power and also with respect to radio ecology.

Předkládaná práce se soustředí na problematiku využívání úzkopásmového rádiového kanálu rádiovými modemy, které jsou určené pro průmyslové aplikace pozemní pohyblivé rádiové služby, specifikované v dominantní míře Evropským standardem ETSI EN 300 113. Tato rádiová zařízení se používají v kmitočtových pásmech od 30 MHz do 1 GHz s nejčastěji přidělovanou šířkou pásma 25 kHz a ve většině svých instalací jsou využívána ve fixních nebo mobilních bezdrátových sítích. Mezi typické oblasti použití patří zejména datová telemetrie, aplikace typu SCADA, nebo monitorování transportu strategických surovin. Za hlavní znaky popisovaného systému lze označit komunikační pokrytí značných vzdáleností, dané především vysokou výkonovou účinnosti datového přenosu a využívaní efektivních přístupových technik na rádiový kanál se semiduplexním komunikačním režimem. Striktní požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu umožňují těmto zařízením využívat spektrum i v oblastech kmitočtově blízkým jiným komunikačním systémům bez nutnosti vkládání dodatečných ochranných frekvenčních pásem. Úzkopásmové rádiové komunikační systémy, v současnosti používají převážně exponenciální digitální modulace s konstantní modulační obálkou zejména z důvodů velice striktních omezení pro velikost výkonu vyzářeného do sousedního kanálu. Dosahují tak pouze kompromisních hodnot komunikační účinnosti. Úpravy limitů příslušných rádiových parametrů a rychlý rozvoj prostředků číslicového zpracování signálu v nedávné době, dnes umožňují ekonomicky přijatelné využití spektrálně efektivnějších modulačních technik i v těch oblastech, kde je prioritní využívání úzkých rádiových kanálů. Cílem předkládané disertační práce je proto výzkum postupů směřující ke sjednocení výhodných vlastností lineárních a nelineárních modulací v moderní konstrukci úzkopásmového rádiového modemu. Účelem tohoto výzkumu je efektivní a „ekologické“ využívání přidělené části frekvenčního spektra. Mezi hlavní dílčí problémy, jimiž se předkládaná práce zabývá, lze zařadit zejména tyto: Nyquistova modulační filtrace, navrhovaná s ohledem na minimalizaci nežádoucích elektromagnetických interferencí, efektivní číslicové algoritmy frekvenční demodulace a rychlé rámcové a symbolové synchronizace. Součástí práce je dále analýza navrhovaného řešení z pohledu celkové konstrukce programově definovaného rádiového modemu v rovině simulací při vyšetřování robustnosti datového přenosu rádiovým kanálem s bílým Gaussovským šumem nebo kanálem s únikem v důsledku mnohacestného šíření signálu. Závěr práce je pak zaměřen na prezentování výsledků praktické části projektu, v níž byly testovány, měřeny a analyzovány dvě prototypové konstrukce rádiového zařízení. Tato finální část práce obsahuje i praktická doporučení, vedoucí k vyššímu stupni využitelnosti spektrálně efektivnějších komunikačních režimů v oblasti budoucí generace úzkopásmových zařízení pozemní pohyblivé rádiové služby.