Orientador: Nobuo Oki / Banca: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: Tércio Alberto dos Santos Filho / Resumo: As demandas por soluções de comunicações de redes sem fio (tecnologia wireless) estão integradas ao cotidiano e cada dia mais inseridas e valorizadas em nosso meio. Neste trabalho realizou-se o estudo da viabilidade de utilização da rede sem fioWPAN (padrão IEEE 802.15.4) na transmissão de imagens e vídeo utilizando o padrão ZigBee. Utilizou-se neste trabalho, linguagens de programação JAVA e C, o software livre Atube Catcher para compressão de vídeos, módulos de conexão, placas e transceptor da Atmel. A comunicação e configuração dos módulos para a transmissão de dados pelo padrão ZigBee são realizadas através da porta serial. Testes efetuados com imagens e vídeo MPEG-4 mostraram a viabilidade desta transmissão, tendo sido feitas medições com compressão de arquivos com imagens e vídeo, das perdas de pacotes com distância e da latência de transmissão dos dados / Abstract: The demand for wireless network communications solutions technology wireless are integrated into the everyday and each day more embedded and valued in our midst. In this work the study of the feasibility of using wireless networkWPAN (IEEE 802.15.4) for video transmission with the Zigbee standard was done. For improve the capability of transmission of images and video compression techniques were used. For accomplish of this work the following tools are used: JAVA and C programming languages, aTube Catcher free software for video compression, connection modules, Atmel boards and transceiver. Tests were performed with images and MPEG-4 video and the results showed the feasibility of transmission. Besides, measurements with file compression with images and video, packet loss ratio with distance and data transmission latency were made / Mestre

Made available in DSpace on 2014-05-03T02:01:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000457558-Texto+Completo-0.pdf: 3774876 bytes, checksum: 2e292891c7a84495b7410724b3e2926e (MD5) Previous issue date: 2014 / The growing demand for wireless equipment for use in industrial automation communication networks has motivated the development of this dissertation. The emergence of new wireless technologies such as Wireless Hart, ISA 100. 11a and Zigbee, all based on the IEEE 802. 15. 4 protocol, as well as the involvement of the author in the development of two wireless products for use in industrial automation, has grounded the area to be searched. This research was restricted in the implementation and evaluation of a wireless network architecture based on tree network topology. This architecture will be exploited for use in industry, in which will be researched and developed based on the IEEE 802. 15. 4 protocol, today considered the most suitable for industrial automation. This dissertation will look at the research conducted in wireless sensor networks for use in industrial automation systems, as well as the development of a hybrid solution that encompasses one of the most widespread protocols of communication networks in industrial automation, the Modbus RTU protocol, and the IEEE 802. 15. 4 protocol. This solution involves gateways devices that interface between protocols and create a wireless network with tree network topology as well as end devices that operate with battery and have temperature and humidity sensors. The work covers everything from research and development of the solution, until the final test to validate the developed solution. / A crescente demanda de equipamentos sem fio para uso em redes de automação industrial motivou o desenvolvimento dessa dissertação. O surgimento de novas tecnologias sem fio, tais como Wireless Hart, ISA 100. 11a e Zigbee, todas baseadas no protocolo IEEE 802. 15. 4, bem como o envolvimento do autor no desenvolvimento de dois produtos sem fio para uso na automação industrial, fundamentou a área a ser pesquisada. Essa pesquisa restringiu-se na implementação e avaliação de uma arquitetura de rede sem fio com topologia baseada em rede do tipo árvore. Essa arquitetura, por consequência de ser explorada para uso na indústria, é pesquisada e desenvolvida tendo como base o protocolo IEEE 802. 15. 4, hoje considerado o mais adequado para automação industrial. Nesta dissertação será abordada a pesquisa realizada em redes de sensores sem fio para uso em automação industrial, bem como o desenvolvimento de uma solução híbrida que engloba o protocolo Modbus RTU (um dos protocolos de comunicação mais difundidos em redes de automação industrial) e o protocolo IEEE 802. 15. 4. Essa solução envolve dispositivos gateways que criam uma interface entre os dois protocolos e criam uma rede sem fio com topologia árvore, bem como dispositivos finais que operam a bateria e possuem sensores de umidade e temperatura. O trabalho aborda desde a pesquisa e desenvolvimento da solução, até a realização de testes finais que validam a solução desenvolvida.

Made available in DSpace on 2014-05-06T02:02:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000457597-Texto+Completo-0.pdf: 3990726 bytes, checksum: 94b05b4e17141dcac3ac568f5c299a53 (MD5) Previous issue date: 2013 / Wireless technology is present nowadays in several applications from simple systems as residential automations to complex implementations such as nuclear plants. Networks intended to work with wireless sensors are denominated wireless network sensors as in the case of this work, which uses analog and meteorological data. With the proposal of efficiency with low energy consumption, this work presents the development of a system which accomplishes the acquisition and storage of data collected from a meteorological station using a wireless sensors network open platform. The main objective of this monitoring system is the pursuit of energy efficiency (ie, the best possible performance with low power consumption) and the reduced cost of acquisition, installation and maintenance of the system in the field. With this purposed, the module nRF24L is conceptually presented, focusing on the communication protocol among modules, where the same device performs the function of receiver and transmitter. This system was developed for application on the Cryosphere, because this is an environment that offers unique features such as low temperature, unobstructed views and difficult to access for maintainability / collection of monitored data. Practical results measured in laboratory are compared to a standard commercial weather station, which serves as a benchmark to validate the proposed system. / A tecnologia de redes de sensores sem fio (RSSFs) está presente atualmente em diversas aplicações, desde simples sistemas como automatizações residenciais até complexas implementações como, por exemplo, usinas nucleares. As redes destinadas a trabalharem com sensores são denominadas de redes de sensores sem fio como o caso do trabalho em questão que utiliza dados analógicos e meteorológicos. O trabalho proposto teve como objetivo o desenvolvimento de um sistema que realiza a aquisição e o armazenamento de dados de grandezas meteorológico-climáticos utilizando uma rede de sensores sem fio de plataforma aberta.O objetivo principal deste sistema de monitoramento é a busca da eficiência energética (isto é, o melhor desempenho possível com baixo consumo de energia) e o reduzido custo de aquisição, montagem e manutenção do sistema em campo. Para tanto, o módulo nRF24 é apresentado conceitualmente, focando na forma de comunicação entre os módulos, onde um único dispositivo nRF24 assume a função de receptor e transmissor. Este sistema foi desenvolvido para aplicação na Criosfera, por ser este um ambiente que apresenta características peculiares como baixa temperatura, vistas sem obstáculos e de difícil acesso para manuteção/coleta dos dados monitorados. Os resultados práticos medidos em laboratório são comparados aos de uma estação meteorológica comercial padrão, a qual serve como referência para validar o sistema proposto.

Made available in DSpace on 2014-06-25T02:02:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000458791-Texto+Completo-0.pdf: 3669979 bytes, checksum: ae987aef3866993412581decd95a00df (MD5) Previous issue date: 2013 / The development of a measurement system for the measurement of ground reaction forces can provide important information about human physical performance and the health of the locomotor system, as well as the magnitude and form of application of these forces on different surfaces. However, the majority of commercially available force plates have major limitations in respect of their lack of portability and ability to send data for interpretation and analysis using wireless technology. The purpose of this work is to develop a Measurement System with Reaction Forces Ground (SMFRS) portable that uses wireless communication allowing data transmission in real time. The methodology of work includes a development phase and a test phase components.The developed platform combined structure rigidity and low weight, being composed of the following systems: signal conditioner, for amplification and filtering of signals; data acquisition device USB6009, for analog-to-digital conversion of the signals collected by the data acquisition card; communication module operated through Bluetooth connection. Preliminary testing demonstrated adequate connectivity of the force plate. Further testing is required to assess its sensitivity and accuracy. It is believed that this system is capable of the remote measurement of ground reaction forces, whilst still retaining portability. This system has potential for application in the areas of aerospace, clinical and sports biomechanics, allowing, for example, the evaluation of ground reaction forces during human gait studies in simulated hypogravity. / O desenvolvimento de um sistema de medição das forças verticais de reação com o solo pode trazer informações importantes sobre o desempenho físico humano, a saúde do aparelho locomotor, bem como a magnitude e a forma de aplicação dessas forças em diferentes superfícies. Há, porém, uma grande limitação da maioria das plataformas de força comercialmente disponíveis no que diz respeito à sua portabilidade e ao envio de dados por tecnologia sem fio para interpretação e análise. A proposta deste trabalho é desenvolver um Sistema de Medição das Forças de Reação com o Solo (SMFRS) portátil que utilize comunicação sem fio permitindo o envio dos dados em tempo real. A metodologia do trabalho compreende uma fase de desenvolvimento e uma fase de teste dos componentes.A plataforma desenvolvida combina rigidez da estrutura e baixo peso, sendo composta pelos seguintes sistemas: condicionador de sinais, para amplificação e filtragem dos sinais; dispositivo de aquisição de dados USB6009, para conversão analógico-digital dos sinais coletados pela placa de aquisição; e módulo de comunicação por meio de conexão Bluetooth. Os testes preliminares mostraram que a Plataforma apresenta conectividade adequada, sendo que testes posteriores avaliarão sua sensibilidade e precisão. Acredita-se que esse sistema é capaz de medir as forças de reação com o solo de forma remota, permitindo ainda sua portabilidade. As aplicações desse sistema envolvem as áreas da biomecânica esportiva, clínica e aeroespacial, possibilitando, por exemplo, a avaliação das forças de reação com o solo durante estudos da marcha humana em simulações de hipogravidade.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000392289-Texto+Completo-0.pdf: 3017753 bytes, checksum: 0ca27d271856789bdc545e8b325b7d56 (MD5) Previous issue date: 2007 / Receivers for wireless Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) systems usually perform the channel estimation based on pilot carriers in known positions of the channel spectrum. Interpolation between pilot carriers is applied to determine the channel transfer function in all carrier frequencies. Channel variations along time are compensated by means of interpolation between successive channel estimates on the same carrier frequency. However, not rarely, the fast channel variations exceed the time interpolator capability, as is the case for mobile operation. In this dissertation we present a new channel compensation technique based on the concurrent operation of two stochastic gradient time-domain algorithms, one which minimizes a cost function that measures the received signal energy dispersion and other which minimizes the Euclidean distance between the received digital modulation symbols and the ones in the reference constellation assigned to each OFDM sub-channel. Results show that the new technique advantageously improves the system robustness to fast channel variations since, with a low computational cost, it dramatically reduces the demodulator symbol error rate even when the receiver is operating in an intense dynamic multipath scenario. / Receptores para sistemas wireless OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) usualmente realizam a estimação e compensação do canal através de símbolos piloto inseridos em portadoras cujas posições ao longo do espectro do canal são conhecidas. As funções de transferência calculadas a partir dos sinais piloto são interpoladas para determinar as funções de transferência em todas as portadoras que compreendem o espectro do canal. Variações do canal ao longo do tempo são compensadas através de interpolação entre as sucessivas estimações do canal numa mesma portadora. No entanto, não raramente, a ocorrência de variações bruscas limita a capacidade de atuação dos interpoladores temporais – este é o caso dos receptores móveis. Nesta dissertação apresentaremos uma nova técnica de compensação de canal utilizando a operação concorrente entre dois algoritmos baseados no gradiente estocástico: um que minimiza a função de custo através da dispersão de energia do sinal recebido e outro que minimiza a distância euclidiana entre os símbolos da modulação digital recebidos e aqueles na constelação de referência atribuída a cada subcanal OFDM. Os resultados mostram uma significativa melhora na performance da etapa de estimação e compensação do canal quando esta é submetida a rápidas variações, permitindo uma considerável redução na taxa de erro do demodulador mesmo quando este opera em um cenário sujeito a intenso multipercurso dinâmico.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciências da Computação, 2014 / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-10-29T19:27:06Z No. of bitstreams: 1 2014_ThiagoFernandesNeves.pdf: 2706762 bytes, checksum: 5d8863d6f2c3cb249a566646d589bed3 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2014-10-30T14:57:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_ThiagoFernandesNeves.pdf: 2706762 bytes, checksum: 5d8863d6f2c3cb249a566646d589bed3 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-30T14:57:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_ThiagoFernandesNeves.pdf: 2706762 bytes, checksum: 5d8863d6f2c3cb249a566646d589bed3 (MD5) / A popularização de tecnologias sem fio, aliado com aplicações que exigem conexão contínua e altas taxas de transmissão, impulsionam o desenvolvimento de protocolos de Controle de Acesso ao Meio (do Inglês, Medium Access Control - MAC) eficientes em energia. Mecanismos que permitem melhorar o desempenho da rede utilizando a disponibilidade de múltiplos canais de comunicação têm sido explorados na literatura. No entanto, desenvolver protocolos eficientes em energia que permitam realizar a atribuição de canais e agendamento de comunicação, melhorando o desempenho da rede, tem sido uma tarefa desafiadora. Neste contexto, a primeira parte dessa dissertação propõe um protocolo de alocação de canais e de agendamento de comunicação para redes sem fio, chamado EEMC-MAC, que permite reduzir o consumo de energia e o tempo de comunicação. A segunda parte dessa dissertação possui seu foco em mecanismos para melhorar a conectividade em redes ad hoc. Nesse contexto, Comunicação Cooperativa (CC) é utilizada para explorar a diversidade espacial na camada física e permitir que múltiplos nós cooperem na transmissão de um sinal para um mesmo receptor. Uma vez que CC pode reduzir a potência de transmissão e estender o raio de transmissão, a técnica tem sido combinada com protocolos de controle de topologia em redes ad hoc. Os primeiros trabalhos de controle de topologia em redes ad hoc cooperativas buscam aumentar a conectividade da rede, enquanto o consumo de energia é minimizado em cada nó. Trabalhos posteriores focam na eficiência das rotas criadas na topologia final. No entanto, a nosso conhecimento, nenhum trabalho até então explorou CC para aumentar a conectividade com o sorvedouro em redes ad hoc. Na segunda parte dessa dissertação, é proposta uma nova técnica, chamada CoopSink, que utiliza CC e controle de topologia em redes ad hoc para aumentar a conectividade com um nó sorvedouro, além de garantir a eficiência das rotas para o sorvedouro. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The popularization of wireless technology allied with high throughput and continuousInternet access applications has boosted the development of energy efficient Medium AccessControl (MAC) protocols. Mechanisms to improve network performance using theavailability of multiple communication channels have been explored in the literature. However,the development of energy efficient protocols to perform channel allocation and datascheduling to improve the network performance is a challenging task. In this context, thefirst part of this dissertation proposes a protocol, named EEMC-MAC, for multi-channelallocation and data scheduling for wireless networks that allows the reduction of energyconsumption and communication time. The second part of this dissertation focuses ontechniques to improve connectivity in ad hoc networks. In this context, CooperativeCommunication (CC) is employed to explore spatial diversity in the physical layer, allowingmultiple nodes to cooperatively relay signals to the receiver so that it can combinethe received signals to obtain the original message. Once CC can be used to reduce thepower of the transmission node and extend the transmission range, the technique hasbeen combined with topology control protocols in wireless ad hoc networks. Early worksin topology control in cooperative ad hoc networks aimed to increase network connectivitywhile minimizing energy consumption in each node. Later works focused in routeefficiency in the final topology. Nevertheless, to the best of our knowledge, no work sofar explored CC to increase connectivity to a sink node in wireless networks. As a secondcontribution of this work, a new technique named CoopSink is proposed, that uses CCand topology control in ad hoc networks to increase connectivity to a sink node, whileensuring efficient routes.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2013. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-10-31T15:36:45Z No. of bitstreams: 1 2014_AlexYuzoMoroguma.pdf: 1600794 bytes, checksum: ab86f2dd5113052e628c14e73aca6d39 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-11-19T10:54:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_AlexYuzoMoroguma.pdf: 1600794 bytes, checksum: ab86f2dd5113052e628c14e73aca6d39 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-19T10:54:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_AlexYuzoMoroguma.pdf: 1600794 bytes, checksum: ab86f2dd5113052e628c14e73aca6d39 (MD5) / Neste projeto foram desenvolvidos e simulados circuitos `a base de nano tubos de carbono(CNT) de efeito de campo (FET). Esses circuitos tiveram como propósito analisar a viabilidade da substituição da tecnologia CMOS pela tecnologia CNTFET para o padrão Bluetooth em 2,4 GHz . As simulações dos circuitos foram realizadas com um modelo compacto para CNTFETs, denominado TCAM. Os elementos passivos dos circuitos foram selecionados da biblioteca da tecnologia CMOS 0,35 μm. A plataforma profissional Cadence, que possui um módulo destinado a simulações chamado de Spectre, foi utilizada para o projeto e para a simulação dos circuitos.Para a realização desse estudo, foram projetados os principais componentes/blocos do padrão Bluetooth: o amplificador fonte comum, o oscilador LC tanque e o misturador Célula de Gilbert. Para cada circuito projetado, os seguintes parâmetros característicos do CNTFET foram analisados: i) densidade de tubos, ii) número de dedos em paralelo,iii) porcentagem de nano tubos metálicos e iv) largura da porta. O impacto da presença de nano tubos metálicos no canal dos CNTFETs, que degrada o sinal e limita o uso dessa tecnologia no desempenho de circuitos analógicos, foi estudado com maior detalhe. Pode-se concluir que a complexidade do circuito está diretamente relacionada à tolerância a presença de nano tubos metálicos.A influência do layout do CNTFET multi-tubos e multi-dedos na performance do circuito pode ser demonstrada mais claramente pelo amplificador fonte comum. A largura da porta altera o número de tubos paralelos que conectam a fonte com o dreno e portanto, muda o ponto de operação DC. O aumento do número de dedos do transistor e benéfico para desempenho AC em altas freqüências, pois a impedância da porta é reduzida. Os parâmetros do layout e da tecnologia precisam ser selecionados com cuidado para o sucesso de projetos de circuitos mais complexos. A parte ativa do oscilador investigada gera uma resistência negativa, na qual e essencial para manter um sinal não atenuado. O número de dedos do transistor mostrou ser o parâmetro essencial para obter a magnitude requerida da resistência negativa. Para o projeto do misturado, todos os parâmetros tiveram que ser otimizados para atingir o ganho necessário para funcionamento. Depois da otimização dos parâmetros, todos os componentes Bluetooth aqui investigados puderam ser projetados com sucesso empregando a plataforma da tecnologia CNTFET. No entanto, os circuitos complexos requerem uma tecnologia CNTFET quase-ideal e não disponível atualmente. Uma possível solução a este problema seria odesing de novas arquiteturas dos circuitos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This project presents the development and simulation of integrated circuits based oncarbon nanotube (CNT) field-effect transistors (FETs). These circuits were aimed toanalyze the feasibility of replacing CMOS by CNTFET technology for devices fulfillingthe Bluetooth standard at 2.4 GHz. The circuit simulations were performed witha compact model for CNTFETs, called TCAM. The passive circuit elements wereselected from the CMOS 0.35 μm library. The professional platform Cadence, whichhas a simulation module called Spectre, was used for circuit design and simulation.To perform this study, we designed some Bluetooth standard main components/blocks:a common-source amplifier, an LC tank oscillator and a Gilbert cell mixer. For eachdesigned circuit, the following CNTFET parameters were analyzed: density of tubes,number of fingers in parallel, the percentage of metallic nanotubes and gate width. Itcan be concluded that the complexity of the circuit is directly related to the toleranceto the presence of metallic nanotubes.The influence of the layout of a multi-tube multi-finger CNTFET on circuit performancecould be most clearly demonstrated for the common-source amplifier. The gatewidth alters the number of parallel tubes connecting source and drain and thereforeshifts the DC bias point. An increasing number of transistor fingers is beneficial forthe high frequency AC performance since the gate impedance is reduced.The layout and technology parameters had to be chosen with care for the successfuldesign of more complex circuits. The active part of the investigated oscillator createsa negative resistance which is essential for maintaining a non-attenuated signal. Thenumber of transistor fingers proved to be the essential parameter to obtain the requiredmagnitude of the negative resistance. For the mixer design all parameters had to beoptimised to achieve the necessary gain.After parameter optimisation, all Bluetooth components investigated here could be designed successfully employing a CNTFET technology platform. However, complexcircuits require a quasi-ideal CNTFET technology not available today. A possibleresort would be the invention of new system architectures.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-27T18:23:10Z No. of bitstreams: 1 2014_ViníciusGalvaoGuimaraes.pdf: 8615402 bytes, checksum: c2e2c09de27a9a106c552afb6c904ad5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-11-27T18:50:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_ViníciusGalvaoGuimaraes.pdf: 8615402 bytes, checksum: c2e2c09de27a9a106c552afb6c904ad5 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-27T18:50:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_ViníciusGalvaoGuimaraes.pdf: 8615402 bytes, checksum: c2e2c09de27a9a106c552afb6c904ad5 (MD5) / Este trabalho propõe e desenvolve o DyTEE (do inglês Dynamic Timed Energy Efficient), um novo protocolo de controle de acesso ao meio (MAC) livre de colisões de dados para redes de sensores sem fio, apropriado principalmente a ambientes de automação predial e rural. Este foi baseado em Múltiplo Acesso por Divisão do Tempo (TDMA) com ciclos de ativação e períodos de transmissão dinâmicas, empregando somente a utilização de um canal e sensoriamento da portadora.O novo protocolo foi implementado em módulos reais na plataforma Zigbit da Atmel, utilizando o pacote _IEEE 802.15.4 MAC_ fornecido pelo fabricante. Foi também implementado em simulação, utilizando parâmetros fornecidos pelo autor do S-MAC (plataforma MICA e sistema operacional TinyOS) e os parâmetros obtidos da implementação em Zigbit. Dessa forma, o DyTEEfoi comparado com o S-MAC e o IEEE 802.15.4, onde foram aferidas métricas de vazão, latência,consumo energético e outras.Os resultados dos experimentos sob diferentes parâmetros e topologias mostraram que a nova proposta supera ambos os protocolos comparados. Isto é, em relação ao S-MAC, apresentou aproximadamente um quinto do consumo de energia, bem como melhor latência e vazão aproximadamente até 80% maior. Enquanto que em relação ao IEEE 802.15.4, apresentou também melhores resultados,principalmente em relação ao tempo de vida estimado do módulo real realizando uma tarefa de sensoriamento de temperatura, no qual o DyTEE obteve um ganho de aproximadamente 25,6%a mais de duração do que o IEEE 802.15.4.Concluiu-se que o novo protocolo possui uma boa economia de energia, mantendo bons resultados de latência e vazão, bem como este foi implementado em módulos de baixo poder computacional e restrita memória, ou seja, um protocolo compacto e eficiente. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This paper proposes develops the DyTEE (Dynamic Energy Efficient Timed), a new protocol for medium access control (MAC) collision-free data for wireless sensor networks, designed for building automation and rural automation environments. It was based on Time Division Multiple Access(TDMA) with activation cycles and dynamics transmission slots, employing the use of only one channel and carrier sensing. The new protocol has been implemented in real modules Zigbit Atmel platform, using the "IEEE 802.15.4 MAC" package provided by the manufacturer. Was also implemented in simulation using parameters provided by the author of the S-MAC (MICA platform and TinyOS operating system) and the parameters obtained in the implementation with Zigbit. Thus, DyTEE wascompared with S-MAC and IEEE 802.15.4, which were measured metrics of throughput, latency,energy consumption and other. The results of experiments under di_erent topologies and parameters have shown that the newproposal outperforms both protocols compared. That is, relative to the S-MAC, DyTEE showedabout one _fths of the energy consumption as well as improved latency and throughput withapproximately 80% greater. While compared to the IEEE 802.15.4, DyTEE also showed better results, especially regarding the estimated life time of the actual module performing a task of sensing temperature, in which the Dy TEE obtained a gain of approximately 25.6% more duration than the IEEE 802.15.4.It was concluded that the new protocol has a good energy saving, while maintaining good throughput and latency results, as well it was implemented in low computational power and limited memory modules, that means, Dy TEE is a compact and efficient protocol.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-11-29T13:37:00Z No. of bitstreams: 1 2012_RafaelRabeloNunes.pdf: 1530035 bytes, checksum: a87d7203a4cb1eb9428f380f532f18e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-12-04T11:29:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_RafaelRabeloNunes.pdf: 1530035 bytes, checksum: a87d7203a4cb1eb9428f380f532f18e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-04T11:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_RafaelRabeloNunes.pdf: 1530035 bytes, checksum: a87d7203a4cb1eb9428f380f532f18e1 (MD5) / Devido ao expressivo crescimento dos sistemas de comunicações sem fio, diversos trabalhos vêm sendo apresentado com o intuito de aproveitar melhor o espectro de frequências. Esse trabalho propõe uma nova forma de se projetar antenas onde se leva em consideração não apenas o seu desempenho elétrico individual, mas também parâmetros do sistema de comunicação frequentemente desconsiderados em sistemas de comunicação no qual a antena está inserida. É mostrado que em ambientes com diversos enlaces, os tipos de modulações utilizados afetam o projeto de antenas. A técnica utilizada no projeto é baseada em otimização por Algoritmos Genéticos e visa obter níveis de lóbulos predeterminados em direções desejadas. A plataforma computacional que permite o projeto das antenas foi desenvolvida parte em linguagem Java e parte em linguagem MATLAB. Sua arquitetura é dividida em três partes: um módulo que realiza a análise de antenas; um módulo que realiza a análise de sistemas de comunicação; e um módulo que realiza integração entre os dois primeiros por uma camada de otimização por Algoritmos Genéticos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The explosive growth of wireless communication systems lead to several investigations aiming a more efficient usage of the frequency spectrum. The present work introduces a new way to design antennas, considering not only their individual electrical performance, but also other system parameters not usually considered. Scenarios are discussed and analyzed in detail in which several links and antenna lobes are taken into account, assessing the influence of the digital modulation schemes in the design of antennas. An optimization layer is employed based on the Genetic Algorithms and optimizes the sidelobe levels and directions according to the desired scenario. The computational platform was developed in Java and Matlab and can be divided in three parts: antenna analysis; communication systems; and the integrating optimization layer based on the Genetic Algorithm.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Ciências da Computação, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-07-15T15:32:49Z No. of bitstreams: 1 2013_LucasMeloGuimaraes.pdf: 842242 bytes, checksum: 1878125d309ff66d3aa411b06cb421fd (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-15T17:13:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LucasMeloGuimaraes.pdf: 842242 bytes, checksum: 1878125d309ff66d3aa411b06cb421fd (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-15T17:13:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LucasMeloGuimaraes.pdf: 842242 bytes, checksum: 1878125d309ff66d3aa411b06cb421fd (MD5) / O uso de antenas direcionais acopladas a dispositivos que permitam a comunicação sem o tem sido considerada uma alternativa para melhorar a utilização do espaço aéreo, a vazão e a redução de interferência. Apesar de prover um melhor uso do espaço aéreo, a utilização de antenas direcionais possui algumas limitações. Tais limitações decorrem das próprias características das comunicações direcionais, assim como do fato de que a mai- oria dos protocolos de controle de acesso ao meio (MAC) projetados para comunicações direcionais serem baseados no padrão IEEE 802.11. Apesar do padrão em questão ser am- plamente adotado na literatura correlata, ele foi projetado para suporte a comunicações omnidirecionais. Dessa forma, os protocolos MAC direcionais baseados no padrão IEEE 802.11 acabam herdando características do padrão que limitam o desempenho quando se considera o uso de comunicações direcionais. Este trabalho realiza um estudo e propõe melhorias para as técnicas relativas às comunicações direcionais. A principal contribuição deste trabalho é a proposta de uma técnica de reserva de canal otimizada para comunica- ções direcionais. A técnica proposta permite a realização da reserva de canal em menos tempo do que o gasto com o uso dos mecanismos tradicionais. Utilizando sinais pulse e tone, a técnica proposta (DPTCR) é avaliada tanto de maneira analítica como empírica. O DPTCR foi capaz de prover uma vazão até 40% maior do que as técnicas existentes. A segunda contribuição deste trabalho está na proposta de integração do DPTCR com técnicas direcionais já existentes, permitindo assim um melhor aproveitamento das ca- racterísticas das comunicações direcionais. A referida integração foi avaliada, indicando ganhos no que diz respeito à quantidade de transmissões simultâneas. Embora provenha diversos ganhos, a utilização de comunicações direcionais incorre em problemas ainda em estudo pela literatura correlata. Neste sentido, pode-se destacar o problema de surdez de antenas que pode acarretar situações de injustiça na distribuição dos recursos da rede. A terceira contribuição deste trabalho reside na proposta de um mecanismo (DPTCR-DA) que visa mitigar o problema de surdez em antenas direcionais. Este mecanismo de atenuação de surdez utiliza como base o DPTCR aliado à estimativa da ocorrência de surdez a partir de informações de uxos de tráfego. Nas avaliações apresentadas, o DPTCR-DA revela o seu potencial tanto no que tange à justiça na distribuição dos recursos da rede, quanto no que diz respeito à vazão de comunicações iniciadas pelo receptor. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The use of directional antennas attached to devices that enable wireless communi- cations has been considered an alternative to improve spatial reuse and throughput. Although the use of directional antennas provides better spatial reuse, it also imposes constraints on network performance. These constraints are inherited from directional communications characteristics, as well as the fact that most medium access control (MAC) protocols designed for directional communications are based on the IEEE 802.11 standard. Although the IEEE 802.11 standard is widely used, it was designed for omnidirectional communications. Thus, the directional MAC protocols based on the IEEE 802.11 standard inherit characteristics that limit the performance when considering the use of directional communications. This work aims to perform a study and propose improvements to techniques related to directional communications. The main contribution of this work is to propose a channel reservation technique which is designed for directional communications. The proposed technique performs channel reservation in less time than traditional schemes. Based on pulse and tone signals, the proposed technique (DPTCR)is evaluated from empirical and analytical perspectives. The results show that DPTCR is able to provide a throughput up to 40% higher than traditional schemes. Another contribution of this work is to incorporate packet scheduling techniques in order to better explore directional communications characteristics. The referred integration was eval- uated, improving the amount of simultaneous transmissions. Despite of its advantages, directional communications also impose severe constraints which are commonly addressed in related works. One of these shortcomings is the deafness problem, which may lead to an unfair assignment of network resources. The third contribution of this work is to propose a deafness mitigation technique (DPTCR-DA) that aims to minimize the deafness prob- lem. This technique is based on DPTCR coupled with the use of tra c ow information to estimate deafness occurrence. Performance evaluations reveal DPTCR-DA's potential in terms of fairness and throughput.