[pt] Esta dissertação propõe algoritmos para codificações de voz a taxas médias em torno de 1,2 Kb/s. Um esquema de quantização vetorial preditiva chaveada com desempenho superior aos esquemas previamente descritos na literatura é proposto e avaliado em canal com ou sem ruído. Detectores eficientes de período fundamental e de sons oclusivos e fricativos são examinados e adaptados ao codificador proposto. Técnicas de exitação a baixas taxas de bits são investigadas a fim de reproduzir uma boa qualidade de voz decodificada. O modelo de exitação mista em multi-bandas com três sub-bandas é adotado para codificar os quadros sonoros. Para os quadros surdos são empregadas técnicas de modelagem e síntese de sinais fricativos e oclusivos, capazes de oferecer qualidade de voz satisfatória, reduzindo a taxa de bits destes quadros para apenas 0,4 Kb/s. Técnicas de pós-filtragem para reduzir o ruído de codificação e melhorar a qualidade de voz reconstruída são também examinadas e comparadas em uma mesma plataforma. Para reduzir o nível de ruído ambiente são ainda analisados métodos de supressão de ruído. Finalmente, o codificador proposto é comparado ao padrão norte-americano Mixed Excitation Linear Prediction (MELP), por meios de teste de comparação do tipo A/B. Os testes realizados indicam que o sistema proposto, operando a 1,2 Kb/s, apresenta qualidade de voz ligeiramente superior ao MELP, operando a 2,4 Kb/s. Para situações de transcodificação, o codificador proposto também apresenta desempenho superior ao MELP. / [en] This dissertation presents algorithms to encode at an avarage bit rate of 1.2 Kb/s. A novel switched-predictive vector quantiser technique that outperforms previously reported schemes is proposed and assessed under noise-free and noisy channels. Efficient detectors for the pitch period and fricative and stop sounds are examined and adapted to the proposed coder. Low bit rate excitation methods are investigated in order to reproduce rather high quality speech. A mixed multiband excitation approach with three sub-bands is employed to encode voiced frames. For unvoiced frames, fricatives and stops modelling and synthesis techniques are used. This approach has shown to provide high quality synthesised speech, whilts it reduces the bit rate to only 0.4 Kb/s for unvoiced frames. To reduce coding noise and improve decoded speech, post- filtering techniques are analysed and compared on the same plataform. To reduce background noise, noise suppression methods are also examined. Finally, the propose coder is evaluated against the North American Mixed Prediction (MELP) coder, through A/B comparison tests. Assessment results have shown that the proposed system, operating at 1.2 Kb/s, slightly outperformed the MELP coder, operating at 2.4 Kb/s. For tandem connection situations, the proposed algorithm has presented a superior performance than the MELP coder. / [es] Esta disertación propone algoritmos para codificaciones de voz a tasas medias en torno de 1,2 Kb/s. Se propone un esquema de cuantización vectorial predictiva, con desempeño superior a los esquemas previamente descritos en la literatura. Este esquema se evalúa en canal con o sin ruido. Se examinan detectores eficientes de período fundamental y de sueños oclusivos y fricativos se adaptan al codificador propuesto. Técnicas de exitación a bajas tasas de bits son investigadas a fin de reproducir una boa calidad de voz decodificada. Se adopta el modelo de exitación mixta en multi-bandas con tres sub-bandas para codificar los cuadros sonoros. Para los cuadros surdos se emplean técnicas de modelación y síntesis de señales fricativos y oclusivos, capaces de ofrecer calidad de voz satisfactoria, reduciendo la tasa de bits de estos cuadros para apenas 0,4 Kb/s. También se examinan y se comparan las técnicas de pós-filtragen para reducir el ruido de codificación y mejorar la calidad de voz reconstruída. Para reducir el nível de ruído ambiente se analizan métodos de supresión de ruido. Finalmente, el codificador propuesto se compara al padrón norteamericano Mixed Excitation Lineal Prediction (MELP), por medio de pruebas de comparación del tipo LA/B. Las pruebas realizadas indican que el sistema propuesto, operando a 1,2 Kb/s, presenta calidad de voz ligeramente superior al MELP, operando a 2,4 Kb/s. Para situaciones de transcodificación, el codificador propuesto también presenta desempeño superior al MELP.

[pt] Com o rápido crescimento da Internet das Coisas (IoT), surgiram novas tecnologias de comunicação sem fio para atender aos requisitos de longo alcance, baixo custo e baixo consumo de energia exigidos pelos aplicativos de IoT. Nesse contexto, surgiram as redes de longa distância de baixa potência (LPWANs), as quais oferecem diferentes soluções que atendem aos requisitos dos aplicativos de IoT mencionados anteriormente. Entre as soluções LPWAN existentes, o LoRaWAN tem-se destacado por receber atenção significativa da indústria e da academia nos últimos anos. Embora o LoRaWAN ofereça uma combinação atraente de transmissões de dados de longo alcance e baixo consumo de energia, ele ainda enfrenta vários desafios em termos de confiabilidade e escalabilidade. No entanto, devido a sua natureza de código aberto e à flexibilidade do esquema de modulação no qual ele se baseia (Long Range (LoRa) permite o ajuste de fatores de espalhamento e a potência de transmissão), o LoRaWAN também oferece importantes possibilidades de melhorias. Esta dissertação aproveita a adequação dos algoritmos de Aprendizagem por Reforço (RL) para resolver tarefas de tomada de decisão e os utiliza para ajustar dinamicamente os parâmetros de transmissão dos dispositivos finais LoRaWAN. O sistema proposto, chamado RL-LoRa, mostra melhorias significativas em termos de confiabilidade e escalabilidade quando comparado ao LoRaWAN. Especificamente, diminui a taxa de erro de pacote (PER) média do LoRaWAN em 15 porcento, o que pode aumentar ainda mais a escalabilidade da rede. / [en] With the massive growth of the Internet of Things (IoT), novel wireless communication technologies have emerged to address the long-range, lowcost, and low-power consumption requirements of the IoT applications. In this context, the Low Power Wide Area Networks (LPWANs) have appeared, offering different solutions that meet the IoT applications requirements mentioned before. Among the existing LPWAN solutions, LoRaWAN has stood out for receiving significant attention from both industry and academia in recent years. Although LoRaWAN offers a compelling combination of long-range and low-power consumption data transmissions, it still faces several challenges in terms of reliability and scalability. However, due to its open-source nature and the flexibility of the modulation scheme it is based on (Long Range (LoRa) modulation allows the adjustment of spreading factors and transmit power), LoRaWAN also offers important possibilities for improvements. This thesis takes advantage of the appropriateness of the Reinforcement Learning (RL) algorithms for solving decision-making tasks, and use them to dynamically adjust the transmission parameters of LoRaWAN end devices. The proposed system, called RL-LoRa, shows significant improvements in terms of reliability and scalability when compared with LoRaWAN. Specifically, it decreases the average Packet Error Ratio (PER) of LoRaWAN by 15 percent, which can further increase the network scalability.

[pt] A probabilidade de alarme falso, alfa, dos gráficos de controle de processos depende dos seus limites de controle, que, por sua vez, dependem de estimativas dos parâmetros do processo. Esta tese apresenta inicialmente uma revisão dos principais trabalhos sobre o efeito dos erros de estimação dos parâmetros do processo sobre alfa quando se utiliza o gráfico de X e S individualmente e em conjunto. O desempenho dos gráficos é medido através de medidas de desempenho (número médio de amostras até o sinal, taxa de alarme falso, distribuição do número de amostras até o sinal, que, em geral, são variáveis aleatórias, função dos erros de estimação. Pesquisas recentes têm focado nas propriedades da distribuição condicional do número de amostras até o sinal, ou ainda, nas propriedades da distribuição da taxa de alarme-falso condicional. Esta tese adota esta abordagem condicional e analisa o efeito da estimação dos parâmetros do processo no desempenho conjunto dos gráficos de X e S em dois casos: Caso KU (Média conhecida – Variância desconhecida) e Caso UU (Média desconhecida – Variância desconhecida). A quase totalidade dos trabalhos anteriores considerou apenas um gráfico, isoladamente; sobre efeito da estimação dos parâmetros sobre o desempenho conjunto conhecemos apenas um trabalho, sobre gráficos de X e R, mas nenhum sobre gráficos de X e S. Os resultados da análise mostram que o desempenho dos gráficos pode ser muito afetado pela estimação de parâmetros e que o número de amostras iniciais requerido para garantir um desempenho desejado é muito maior que os números tradicionalmente recomendados na literatura normativa de controle estatístico de processo (livros texto e manuais). Esse número é, porém, menor que o máximo entre os números requeridos para os gráficos de X e de S individualmente. Questões a serem investigadas como desdobramento dessa pesquisa são também indicadas nas Considerações Finais e Recomendações. / [en] The false-alarm rate of control charts, alpha, depends on the control limits calculated, which depend, in turn, on the estimated process parameters. This dissertation initially presents a review of the main research articles about the effect of the estimation errors of the process parameters upon alpha when X and S charts are used separately and together. The charts performance is evaluated through performance measures (average run-length, false-alarm rate, run-length distribution, etc), which are, in general, random variables, function of the estimation errors. Recent researches focused on the properties of the conditional run-length, or still (in the case of Shewhart charts) on the properties of the conditional false-alarm rate distribution. This dissertation adopts this conditional approach and investigates the effect of parameter estimation on the joint behavior of X and S charts in two cases: KU Case (Known mean – Unknown variance) and UU Case (Unknown mean - Unknown variance). Almost all previous works considered just only one chart separately – just only one joint performance work is known by the author, one about the effect of the estimation errors of the process parameters upon X e R joint performance. The results show that the charts performance can be severely affected by the parameter estimation and the number of initial samples required to ensure the desirable performance is greater than the numbers of initial samples recommended by traditional statistical process control reference texts (books and manuals). This number is, however, smaller than the maximum between the numbers of samples required by the X and the S charts separately. Additional issues for follow-up research are recommended in the concluding section.

[pt] Este trabalho descreve uma ferramenta de simulação esenvolvida para analisar o gerenciamento dos recursos de rádio e parâmetros de QoS (Quality of Service) dos sistemas móveis celulares. Pela natureza de um sistema real de telefonia celular, é extremamente difícil que as variáveis de saída de um simulador sejam derivadas de um conjunto real de funções. Isso se deve à grande quantidade de parâmetros que devem ser considerados no comportamento da mobilidade, nas condições de tráfego, nas características geográficas e morfológicas da região, na modelagem complexa do canal rádio propagação móvel, entre outras. Visando a desenvolver uma ferramenta de simulação próxima da realidade, adotam-se modelos de propagação, de mobilidade e de tráfego que sejam satisfatoriamente adequados ao caso real. A contribuição deste trabalho é oferecer uma ferramenta de simulação flexível, aqui adequada ao sistema norte-americano TDMA (IS-136), que possibilite ao usuário, além de analisar a capacidade do sistema,também avaliar novos algoritmos de controle de potência, novas estratégias de handoff, novos esquemas de alocação de canal e modelos de propagação. A ferramenta será validada seguindo o processo de um projeto real de telefonia celular e ao final, será aplicada a um sistema celular com sobreposição macro-células/micro-células, analisando-se algumas estratégias de handoff dedicadas a esses sistemas. / [en] This work describes a simulation tool, which was developed to analyze the radio resources and QoS (Quality of Service) parameters in mobile systems. Because of the complex characteristics of an actual cellular network, it is extremely difficult having the outputs of the simulator being derived from a real set of functions, due to the large amount of parameters that have to be considered such as the mobility behavior, the traffic conditions, the geographic and morphologic characteristics of the region, the complex modeling of mobile radio propagation channel, and so on. In order to develop a simulation tool as near as possible to the reality, models that are satisfactorily adequate to the real case have been considered. So, propagation, mobility and traffic models were adapted from the IS-136 American system. The contribution of this work is to offer a flexible simulation tool that allows the user, in addition to analyzing the capacity of the system, to evaluate new algorithms of power control, handoff strategies, channel allocation schemes and propagation models. The tool will be validated following the process of a real project of cellular telephony and at the end, it will be applied to a cellular system with overlapped macro- cells/micro-cells, and some handoff strategies dedicated to those systems will be analyzed.

[EN] The present work aimed to study Sustainable Development. It was studied the topic, its significance, why its appearance and its current state. A timeline was elaborated with key events and historical milestones of the theme. The theme was analyzed in its main aspects. It was questioned the various problems that have arisen and that hinder the success of its appliance. It was investigated what was being done and what can be improved. New hypotheses and perspectives were thrown up to address the issue and to implement more successfully and effectively trying to overcome the main problems that have been encountered in its implementation. Parameters for implementation of Sustainable Development were established. It was concluded that there is much work to be done in this area, that more tools can be created, that it may be a greater sharing of information and that are missing more open discussions of the problems that are being placed. The parameters that were developed are useless if they are not known and shared and applied in everybody's daily life. This poses a challenge to each and every one of the inhabitants of our blue planet. To this end it was developed an online platform for sharing of these parameters, as well as an application that helps and advises on the best ways to successfully implement Sustainable Development. / [ES] El presente trabajo tiene como objeto de estudio el desarrollo sostenible. Se ha estudiado el tema, su significado, el porqué de la aparición del concepto de desarrollo sostenible y su estado actual. Para ello se ha elaborado un cronograma con los principales eventos e hitos históricos del tema, que ha sido analizado en sus principales vertientes. Se han cuestionado también los diversos problemas que surgen y dificultan el éxito de su aplicación, investigando lo que se está haciendo en el área y lo que se puede mejorar, planteando nuevas hipótesis y perspectivas para abordar la temática y para implementarla con más éxito y eficacia, e intentando solventar los principales problemas que han aparecido durante su implementación. Por otra parte se han establecido parámetros para la aplicación del desarrollo sostenible. Las primeras conclusiones a las que se ha llegado es que existe mucho trabajo por llevar a cabo en esta área, que se pueden crear más herramientas al efecto, que la información puede estar más compartida y que podría y debería haber más discusiones abiertas sobre los problemas que se nos plantean. Los parámetros que han sido elaborados de nada sirven si no se comparten y divulgan, así como si no se aplican en nuestro día a día. El desafío está lanzado para todos y cada uno de los habitantes de este nuestro planeta azul. Con este propósito se ha desarrollado una plataforma on-line desde donde se pueden compartir estos parámetros, así como una aplicación que ayuda e informa sobre las mejores prácticas para implementar con éxito el desarrollo sostenible. / [CA] El present treball té com a objecte d'estudi el desenvolupament sostenible. S'ha estudiat el tema, el seu significat, el perquè de l'aparició del concepte de desenvolupament sostenible i el seu estat actual. Per a açò s'ha elaborat un cronograma amb els principals esdeveniments i fites històriques del tema, que ha sigut analitzat en els seus principals vessants. S'han qüestionat també els diversos problemes que sorgeixen i dificulten l'èxit de la seua aplicació, investigant el que s'està fent en l'àrea i el que es pot millorar, plantejant noves hipòtesis i perspectives per a abordar la temàtica i per a implementar-la amb més èxit i eficàcia, i intentant solucionar els principals problemes que han aparegut durant la seua implementació. D'altra banda s'han establit paràmetres per a l'aplicació del desenvolupament sostenible. Les primeres conclusions a les quals s'ha arribat és que existeix molt treball per dur a terme en aquesta àrea, que es poden crear més eines a aquest efecte, que la informació pot estar més compartida i que podria i deuria haver-hi més discussions obertes sobre els problemes que se'ns plantegen. Els paràmetres que han sigut elaborats de gens serveixen si no es comparteixen i divulguen, així com si no s'apliquen en el nostre dia a dia. El desafiament està llançat per a tots i cadascun dels habitants d'aquest nostre planeta blau. Amb aquest propòsit s'ha desenvolupat una plataforma on-line des d'on es poden compartir aquests paràmetres, així com una aplicació que ajuda i informa sobre les millors pràctiques per a implementar amb èxit el desenvolupament sostenible. / Alves De Menezes Quintela, EJ. (2015). DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL PASSADO O SÉCULO XX: ESTABLECIMENTO DE PARÂMETROS DE APLICAÇÃO [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54115

[pt] Esta tese investiga a estimação de curvas de juros sob o ponto de vista de métodos não-paramétricos. O texto está dividido em dois blocos. O primeiro investiga a questão do critério utilizado para selecionar o método de melhor desempenho na tarefa de interpolar a curva de juros brasileira em uma dada amostra. Foi proposto um critério de seleção de método baseado em estratégias de re-amostragem do tipo leave-k-out cross validation, onde K k £ £ 1 e K é função do número de contratos observados a cada curva da amostra. Especificidades do problema reduzem o esforço computacional requerido, tornando o critério factível. A amostra tem freqüência diária: janeiro de 1997 a fevereiro de 2001. O critério proposto apontou o spline cúbico natural -utilizado com método de ajuste perfeito aos dados - como o método de melhor desempenho. Considerando a precisão de negociação, este spline mostrou-se não viesado. A análise quantitativa de seu desempenho identificou, contudo, heterocedasticidades nos erros simulados. A partir da especificação da variância condicional destes erros e de algumas hipóteses, foi proposto um esquema de intervalo de segurança para a estimação de taxas de juros pelo spline cúbico natural, empregado como método de ajuste perfeito aos dados. O backtest sugere que o esquema proposto é consistente, acomodando bem as hipóteses e aproximações envolvidas. O segundo bloco investiga a estimação da curva de juros norte-americana construída a partir dos contratos de swaps de taxas de juros dólar-Libor pela Máquina de Vetores Suporte (MVS), parte do corpo da Teoria do Aprendizado Estatístico. A pesquisa em MVS tem obtido importantes avanços teóricos, embora ainda sejam escassas as implementações em problemas reais de regressão. A MVS possui características atrativas para a modelagem de curva de juros: é capaz de introduzir já na estimação informações a priori sobre o formato da curva e sobre aspectos da formação das taxas e liquidez de cada um dos contratos a partir dos quais ela é construída. Estas últimas são quantificadas pelo bid-ask spread (BAS) de cada contrato. A formulação básica da MVS é alterada para assimilar diferentes valores do BAS sem que as propriedades dela sejam perdidas. É dada especial atenção ao levantamento de informação a priori para seleção dos parâmetros da MVS a partir do formato típico da curva. A amostra tem freqüência diária: março de 1997 a abril de 2001. Os desempenhos fora da amostra de diversas especificações da MVS foram confrontados com aqueles de outros métodos de estimação. A MVS foi o método que melhor controlou o trade- off entre viés e variância dos erros. / [en] This thesis investigates interest rates curve estimation under non-parametric approach. The text is divided into two parts. The first one focus on which criterion to use to select the best performance method in the task of interpolating Brazilian interest rate curve. A selection criterion is proposed to measure out-of-sample performance by combining resample strategies leave-k-out cross validation applied upon the whole sample curves, where K k £ £ 1 and K is function of observed contract number in each curve. Some particularities reduce substantially the required computational effort, making the proposed criterion feasible. The data sample range is daily, from January 1997 to February 2001. The proposed criterion selected natural cubic spline, used as data perfect-fitting estimation method. Considering the trade rate precision, the spline is non-biased. However, quantitative analysis of performance determinant factors showed the existence of out-of-sample error heteroskedasticities. From a conditional variance specification of these errors, a security interval scheme is proposed for interest rate generated by perfect-fitting natural cubic spline. A backtest showed that the proposed security interval is consistent, accommodating the evolved assumptions and approximations. The second part estimate US free-for-floating interest rate swap contract curve by using Support Vector Machine (SVM), a method derived from Statistical Learning Theory. The SVM research has got important theoretical results, however the number of implementation on real regression problems is low. SVM has some attractive characteristics for interest rates curves modeling: it has the ability to introduce already in its estimation process a priori information about curve shape and about liquidity and price formation aspects of the contracts that generate the curve. The last information set is quantified by the bid-ask spread. The basic SVM formulation is changed in order to be able to incorporate the different values for bid-ask spreads, without losing its properties. Great attention is given to the question of how to extract a priori information from swap curve typical shape to be used in MVS parameter selection. The data sample range is daily, from March 1997 to April 2001. The out-of-sample performances of different SVM specifications are faced with others method performances. SVM got the better control of trade- off between bias and variance of out-of-sample errors.

[pt] Com o advento dos sistemas celulares de segunda e terceira gerações é esperado que as operadoras se vejam obrigadas a enfrentar um aumento dramático na carga de sinalização que trafega sobre a parte fixa da rede móvel. Apesar disso, são raros os provedores de serviços de comunicações móveis que possuem atualmente a capacidade de prever com relativa precisão o montante desse aumento. Este trabalho apresenta as etapas do desenvolvimento de uma ferramenta de simulação para análise de desempenho de redes de comunicação móvel celular com base na carga de sinalização gerada pelos procedimentos que a mantém em operação. A plataforma de simulação inclui um modelo de mobilidade e teletráfego para caracterizar o processo de geração dos cenários típicos de uma rede móvel celular e um modelo de retardos para representação da rede de sinalização. Ao final do estudo,são apresentados exemplos de aplicação da ferramenta na obtenção de resultados sobre gerência de status, gerência de localização, avaliação da carga de sinalização,dimensionamento da rede de sinalização e análise de desempenho para diferentes configurações de rede. / [en] The advent of second and third generation cellular systems make cellular operators face dramatic increase in the signaling traffic over the fixed part of the mobile network. In spite of this, rare mobile communications service providers are able to forecast the above mention increase and quantify it with reasonable precision. This work describes the development process of a simulation tool for performance analysis of cellular mobile network based on the signaling load generated by the procedures that keeps it working. The simulation platform inlcudes a mobility and teletraffic model to describe the generation process of cellular mobile networks tipical scenarios and a delay model to represent the signaling network. At the end, examples showing the application of the simulation tool to obtain results about status and location management, signaling load evaluation, signaling network planning and performance analysis for different network configurations are presented.