Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work is presented the hydrothermal synthesis, the structural studies and spectroscopic properties of three coordination polymers based on lanthanides ions (Eu3+, Tb3+ and Gd3+) and DPA as ligand (DPA= 2,6- dipicolinate). Structural study of [Eu(DPA)(HDPA)(H2O)2.4H2O] displayed the presence of self-assembled dimeric and hexameric water clusters fit in the linear chains and the respective role on the stabilization of supramolecular strucuture. The spectroscopic investigations show the low quantum efficiency (η = 12.7%) caused by large contribution of non-radiative decay rates governing the relaxation process due to vibronic coupling with water molecules. The coordination polymers [Tb(DPA)(HDPA)] and [Gd(DPA)(HDPA)] are isostructurals and allowed the investigation about energy transfers processes. In the case of [Tb(DPA)(HDPA)] compound, the photoluminescence data shown the high quantum yield of emission (≈ 50%) due tho the DPA ligand to be a good sensitizer and the lack of water molecules coordinated directly to metal. / Nesse trabalho é apresentado a síntese hidrotermal, estudo estrutural e as propriedades espectroscópicas de três polímeros de coordenação baseados nos lantanídeos (Eu3+, Tb3+ e Gd3+) e o DPA como ligante (DPA= 2,6- dipicolinato). A determinação estrutural do [Eu(DPA)(HDPA)(H2O)2.4H2O] evidencia a presença de clusters de água auto organizados com dímeros e hexâmeros intercalando as diferentes cadeias e o respectivo papel na estabilização da estrutura supramolecular tridimensional. Através dos estudos espectroscópicos foi evidenciado a baixa eficiência quântica (η = 12.7%) como reflexo da larga contribuição das taxas não-radiativas que controlam o processo de relaxação, devido ao acoplamento vibrônico com as moléculas de água. Os polímeros de coordenação [Tb(DPA)(HDPA)] e [Gd(DPA)(HDPA)] são iso-estruturais e permitiram a investigação do processo de transferência de energia. No caso do composto [Tb(DPA)(HDPA)], os dados de luminescência mostraram elevado rendimento quântico da emissão (≈ 50%) devido ao ligante DPA se um bom sensibilizador e a ausência de moléculas de água coordenadas ao metal.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6187.pdf: 10612563 bytes, checksum: a862a5af5f2efd3cad4a6dabde238766 (MD5) Previous issue date: 2014-06-24 / Universidade Federal de Sao Carlos / It deduces, nowadays, that one of the biggest challenges to be overcome by planning and urban management is the condition between the conservation of natural resources committed by the process of urbanization and the urban development. This lead to be necessity of developing strategies that provides control conditions and reverse the effects of the socio environmental degradation, as in the case of urban flooding and irregular settlements in conservation areas. From this context stands out the green infrastructure, a system based in environmental urban planning, which offers the perspective of upgrading the urban environment through the development of hybrid networks, that links green spaces and surface water areas. Through analyses of urban landscapes they are identified the socio environmental conditions and they establish strategies using specific planning to guarantee the existence, the recovering and expansion of natural resources in urban spaces. Thus the concept of green infrastructure comes from the idea that natural spaces fulfill infrastructure function, consolidating a landscape of high performance while offering environment benefits. To that situation, it uses several types that enable the conservation of natural ecosystem and their functions: climate regulations, soil permeability, aquifer supply, filtering the storm water, controlling the air and noisy pollution, increased by biodiversity and recreational areas, promotion of nom motorizing mobility, among others. Therefore, this study aims to define the real methods to introduce the system of green infrastructure in a geographic division in urban area of Ribeirão Preto SP, so that it is possible to establish to this area a model of occupation to mitigate negative environmental impacts caused by urban expansion. It will be useful as an example for other cities to get success when they consider this important aspect in their planning to urban space. / Constata-se, atualmente, que um dos grandes desafios a ser superado pelo planejamento e gestão urbana refere-se à conciliação entre a conservação dos recursos naturais, comprometidos pelo processo de urbanização, e o desenvolvimento urbano. Isso leva à necessidade de desenvolver estratégias que ofereçam condições de controle e reversão dos efeitos da degradação socioambiental, como no caso das inundações urbanas e das ocupações irregulares em áreas de preservação. A partir deste contexto destaca-se a infraestrutura verde, um sistema fundamentado no planejamento urbano ambiental, que oferece a perspectiva de requalificação do ambiente urbano por meio do desenvolvimento de redes hibridas, que articulam áreas verdes e corpos hídricos superficiais. Por meio de análises sobre a paisagem urbana, são identificadas as condições socioambientais do meio e estabelecidas estratégias, mediante planejamento específico, para garantir a existência, a recuperação e a ampliação dos recursos naturais existentes no espaço urbano. Desse modo, a concepção da infraestrutura verde parte da ideia de que espaços naturais cumpram funções infraestruturais, consolidando uma paisagem com elevado desempenho que oferece benefícios socioambientais. Para isso, faz-se uso de diversas tipologias que permitem a conservação dos ecossistemas naturais e de suas funções: regulação climática, permeabilidade do solo, abastecimento de aquíferos, filtragem das águas pluviais, controle da poluição atmosférica e sonora, aumento da biodiversidade e de áreas de lazer, promoção de mobilidade não motorizada, dentre outras. Logo, este trabalho visa definir as diretrizes necessárias à implantação de sistema de infraestrutura verde em um recorte geográfico sobre a área urbana de Ribeirão Preto SP, de forma que o espaço em questão possa estabelecer um modelo de ocupação que atenue os impactos ambientais negativos (ocasionados pela expansão urbana), além de servir como exemplo para que outras cidades tenham êxito ao considerar a infraestrutura verde como um importante aspecto no planejamento do espaço urbano.

[ES] El estándar de quinta generación (5G) es la clave potencial para satisfacer el aumento exponencial en la demanda de nuevas aplicaciones, servicios y usuarios. La tecnología 5G ofrecerá una latencia extremadamente baja de 1 ms, una velocidad máxima de datos de 10 Gbit/s, una alta densidad de conexión de hasta 106 dispositivos/km2 y permitirá una alta movilidad de los dispositivos de hasta 500 km/h. En esta Tesis se proponen varias soluciones basadas en tecnologías habilitadoras para el despliegue de redes 5G. La arquitectura de la red de acceso de radio en la nube (C-RAN) se emplea junto con las técnicas de Fotónica de Microondas como una solución prometedora para generar y transmitir señales de ondas milimétricas (mmW) en la próxima generación de comunicaciones móviles. La tecnología radio sobre fibra (RoF) ha demostrado ser una buena opción para enfrentarse al desafío de la distribución inalámbrica mmW debido a la gran distancia de transmisión, el gran ancho de banda y la inmunidad a las interferencias electromagnéticas, entre algunas de las principales ventajas. Además, esta tecnología se puede ampliar con comunicaciones ópticas de espacio libre (FSO) en sistemas de radio sobre FSO (RoFSO) en las redes inalámbricas. En esta Tesis, las señales mmW se generan fotónicamente mediante modulación externa de doble banda lateral con supresión de portadora (CS-DSB) y se distribuyen a través de enlaces fronthaul híbridos RoF/FSO. Además, la generación múltiple de señales permite la distribución reconfigurable en canales multiplexados por división de longitud de onda (WDM) desde una oficina central hasta las estaciones base, y se ha evaluado el impacto de las turbulencias producidas en los canales FSO sobre las señales mmW generadas fotónicamente en términos de fluctuaciones de potencia y ruido de fase de la señal. Se propone la técnica de modulación directa de un láser (DML) como solución principal para la transmisión de datos a través de enlaces ópticos híbridos que emplean un esquema de multiplicación de frecuencias ópticas, es decir, CS-DSB, para la generación de señales de mmW. En concreto, se evalúan teórica y experimentalmente los esquemas de generación fotónica local y remoto de señales mmW y se comparan para su implementación práctica en la red frontal de la C-RAN y, además, se estudia experimentalmente el impacto de la distorsión armónica y de la intermodulación en la transmisión de datos. Igualmente, con el fin de obtener la capacidad que ofrece el DML en términos de ancho de banda, también se presenta una evaluación teórica y experimental del efecto de la dispersión de la fibra y el chirp sobre diferentes anchos de banda de señales de M-modulación de amplitud en cuadratura (QAM). No obstante, la Tesis también incluye otro enfoque para la transmisión de datos basado en el uso de otro modulador externo. En este caso, la demostración experimental de la generación de señales ópticas empleando CS-DSB y la transmisión de señales a través de fibra híbrida y red frontal FSO se completa con un enlace de antena que permite transmitir señales 5G 64/256-QAM. La investigación realizada con los sistemas CS-DSB y DSB también permiten comparar la robustez frente al desvanecimiento inducido por la dispersión cromática de la fibra. Además, se ha realizado una evaluación experimental impacto las turbulencias producidas en los canales FSO sobre las señales mmW generadas fotónicamente con diferentes distribuciones térmicas y se ha cuantificado la degradación de la señal de datos de acuerdo con las condiciones de la turbulencia. Como demostradores finales, esta Tesis incluye un sistema de transmisión full-dúplex que emplea señales 5G en enlace descendente (DL) a 39 GHz y en enlace ascendente (UL) a 37 GHz; y la transmisión de señales OFDM LTE de 60 GHz (DL) y 25 GHz (UL) sobre una infraestructura heterogénea de frontal óptico que consiste en fibra óptica de 10 km, un canal FSO de 100 m y un enlace de radio inalámbrico de 2 m. / [CA] L'estàndard de quinta generació (5G) és la clau potencial per a satisfer l'augment exponencial en la demanda de noves aplicacions, serveis i usuaris. La tecnologia 5G oferirà una latència extremadament baixa d'1 ms, una velocitat màxima de dades de 10 Gbit/s, una alta densitat de connexió de fins a 106 dispositius/km2 i permetrà una alta mobilitat dels dispositius de fins a 500 km/h. En aquesta tesi es proposen diverses solucions basades en tecnologies habilitadores per al desplegament de xarxes 5G. L'arquitectura de la xarxa d'accés de ràdio en el núvol (CRAN) s'empra junt amb les tècniques de Fotònica de Microones com una solució prometedora per a generar i transmetre senyals d'ones mil·limètriques (mmW) en la pròxima generació de comunicacions mòbils. La tecnologia ràdio sobre fibra ( RoF) ha demostrat ser una bona opció per a enfrontar-se al desafiament de la distribució sense fil mmW a causa de la gran distància de transmissió, el gran ample de banda i la immunitat a les interferències electromagnètiques, entre alguns dels principals avantatges. A més, aquesta tecnologia es pot ampliar amb comunicacions òptiques d'espai lliure (FSO) en sistemes de ràdio sobre FSO (RoFSO) en les xarxes sense fil. En aquesta Tesi, els senyals mmW es generen fotònicament per mitjà de modulació externa de doble banda lateral amb supressió de portadora (CS-DSB) i es distribueixen a través d'enllaços frontals híbrids RoF/FSO.. A més, la generació múltiple de senyals permet la distribució reconfigurable en canals multiplexats per divisió de longitud d'ona ( WDM) des d'una oficina central fins a les estacions base, i s'ha avaluat l'impacte de les turbulències produïdes en els canals FSO sobre els senyals mmW generades fotònicament en termes de fluctuacions de potència i soroll de fase del senyal. Aquest treball proposa la tècnica de modulació directa d'un làser (DML) com solució principal per a la transmissió de dades a través d'enllaços òptics híbrids que fan servir un esquema de multiplicació de freqüències òptiques, és a dir, CS-DSB, per a la generació de senyals de mmW. En concret, s'avalua teòric i experimentalment els esquemes de generació fotònica local i remota de senyals mmW i es comparen per a la seua implementació pràctica a la xarxa frontal de la C-RAN i a més, s'estudia experimentalment l'impacte de la distorsió harmònica i de la intermodulació en la transmissió de dades. Igualment, amb el fi d'obtindre la capacitat que ofereix el DML en termes d'amplada de banda, també es presenta una avaluació teòrica i experimental de l'efecte de la dispersió de la fibra i el chirp sobre diferents amples de banda de senyals de M-modulació d'amplitud en quadratura (QAM). No obstant això, la Tesis també inclou altre enfocament per a la transmissió de dades basat amb l¿ús d'altre modulador extern. En aquest cas, la demostració experimental de la generació de senyals òptics emprant CS-DSB i la transmissió de senyals a través de fibra híbrida i xarxa frontal FSO es completa com un enllaç d'antena que permet transmetre senyals 5G 64/256-QAM. La investigació realitzada amb els sistemes CS-DSB i DSB també permet comparar la seua robustesa davant l¿esvaïment induït per la dispersió cromàtica. A més, s'ha avaluat experimentalment l'impacte de les turbulències produïdes en els canals FSO sobre els senyals mmW generades fotònicament amb diferents distribucions tèrmiques i s'ha quantificat la degradació del senyal de dades d'acord amb les condicions de la turbulència. Com a demostradors finals, aquesta Tesi inclou un sistema de transmissió full-dúplex que empra senyals 5G en enllaç descendent (DL) a 39 GHz i en enllaç ascendent (UL) a 37 GHz; i la transmissió de senyals OFDM LTE de 60 GHz (DL) i 25 GHz (UL) sobre una infraestructura heterogènia de frontal òptic que consisteix en fibra òptica de 10 km, un canal FSO de 100 m i un enllaç de ràdio sense fil de 2 m. / [EN] The fifth generation (5G) standard is the potential key to meet the exponentially increasing demand of the emerging applications, services and mobile end users. 5G technology will offer an extremely low latency of 1 ms, peak data rate of 10 Gbit/s, high contention density up to 106 devices/km2 and enable high mobility up to 500 km/h. This Thesis proposes several solutions based on enabling technologies for deploying 5G networks. Cloud-radio access network (C-RAN) architecture is employed in conjunction with microwave photonics techniques as a promising solution to generate and transmit millimeter wave (mmW) signals in the next generation of mobile communications. Radio over fiber (RoF) has been demonstrated as a good option to face the challenge of mmW wireless distribution, due to long transmission distance, large bandwidth and immunity to electromagnetic interference, as some of the main advantages. Moreover, this technology can be extended with free-space optical (FSO) communications in Radio over FSO systems (RoFSO) as wireless networks. In this Thesis, mmW signals are photonically generated by carrier suppressed double sideband (CS-DSB) external modulation and distributed over hybrid RoF/FSO fronthaul links. Moreover, multiple generated signals allow reconfigurable distribution in wavelength-division multiplexed (WDM) channels from a central office to the base stations, and the impact of turbulent FSO channels on photonically generated mmW signals has been evaluated in terms of power signal fluctuations and phase noise. A directly modulated laser (DML) is proposed as a major solution for signal transmission over hybrid optical links employing optical frequency multiplication scheme, i.e. CS-DSB, for mmW signal generation. Moreover, local and remote photonic mmW signal generation schemes are theoretically and experimentally evaluated and compared for practical deployment in C-RAN fronthaul network while the impact of harmonic and intermodulation distortion on data transmission is also experimentally studied. Furthermore, for the sake of obtaining the DML usability in terms of bandwidth, theoretical and experimental evaluation of the effect of fiber dispersion and chirp over different M-quadrature amplitude modulation (QAM) signals bandwidth is also presented. Another data transmission approach based on the cascade of two external modulators is also employed in the Thesis. In this case, the experimental demonstration of optical signal generation employing CS-DSB and signal transmission over hybrid fiber and FSO fronthaul network is completed with a seamless antenna link leading to successful transmission of 64/256-QAM 5G signals. The CS-DSB and DSB schemes are also investigated for the sake of comparison in terms of robustness against fiber chromatic dispersion-induced fading. Furthermore, experimental evaluation of the impact of turbulent FSO links on photonically generated mmW signals with different thermal distributions has been performed and data signal degradation has been quantified according to the turbulence conditions. As final demonstrators, the Thesis includes a full-duplex transmission system employing 39 GHz downlink (DL) and 37 GHz uplink (UL) 5G signals over hybrid links; and 60 GHz (DL) and 25 GHz (UL) OFDM LTE signal transmission over an heterogeneous optical fronthaul infrastructure consisting of 10 km optical fiber, 100 m FSO channel and 2 m wireless radio link. / I would like to acknowledge the financial support given by Research Excellence Award Programme GVA PROMETEO 2017/103 Future Microwave Photonics and European Network for High Performance Integrated Microwave Photonics (EUIMWP) CA16220. / Vallejo Castro, L. (2022). Photonic Millimeter Wave Signal Generation and Transmission Over Hybrid Links in 5G Communication Networks [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/190253