Orientador: Michel Daoud Yacoub / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T21:02:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rabelo_GuilhermeSilveira_M.pdf: 2232654 bytes, checksum: 5ad1d7c509404a4af175e0cb18c271f9 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Este trabalho avalia o desempenho de enlaces sem fio em condições muito severas de desvanecimento. Para isso, uma nova distribuição de probabilidade, a ?-µ Extrema, é investigada como modelo de desvanecimento para descrever o sinal propagado em tais condições. Ajustes a dados de campos publicados na literatura e coletados em um ambiente confinado e outros dados coletados pelo grupo de pesquisa do autor deste trabalho mostram que a distribuição ?-µ Extrema é flexível e apropriada para modelar ambientes severos. Medidas de desempenho de enlace são então obtidas para esquemas de modulação não-coerente, onde é mostrado que, devido a uma característica particular do canal de desvanecimento ?-µ Extremo, a taxa de erro de bit é limitada inferiormente por um valor assintótico não-nulo. Do mesmo modo, para qualquer uma das três técnicas de combinação por diversidade denominadas combinação por seleção, combinação por razão máxima e combinação por ganho igual, a taxa de erro de bit também é limitada inferiormente, embora o valor mínimo decresça com o aumento do número de ramos de diversidade. Formulações para a distribuição do sinal de saída e relação sinal-ruído média na saída dos combinadores também são obtidas. De forma bastante interessante, é mostrado que em condições extremas de desvanecimento, o desempenho do combinador por seleção pode superar o desempenho do combinador por ganho igual. Além disso, este trabalho também apresenta uma formulação inédita para a distribuição conjunta a-µ, que inclui como casos particulares as distribuições de desvanecimento largamente utilizadas Weibull, Nakagami-m e Rayleigh. Escrita em termos de funções já conhecidas na literatura, a formulação é facilmente computável e muito geral na medida em que permite um esquema de correlação e parâmetros arbitrários. Embora a formulação seja dada na forma de soma infinita, é mostrado que uma versão truncada também é uma distribuição válida. Finalmente, para demonstrar a aplicabilidade das novas formulações, a distribuição da envoltória na saída de um combinador por seleção é avaliada utilizando as abordagens exata e aproximada. Os resultados mostram que um número pequeno de termos na soma já é suficiente para prover um excelente ajuste entre os resultados exatos e aproximados / Abstract: This work evaluates the performance of a wireless link under severe fading conditions. To achieve this, a new probability distribution, the ?-µ Extreme, is investigated as a fading model to describe the propagated signal under such conditions. Adjustments to field data published elsewhere in the literature, collected in an enclosed environment, and other fading data collected by the author's team show that the ?-µ Extreme distribution is flexible and suitable to model these scenarios. Link performance measures are then obtained for non-coherent modulation schemes, where it is shown that, due to an intrinsic characteristic of the ?-µ Extreme fading channel, the bit error rate is lower-bounded by a non-nil minimum value. In the same way, for anyone of the M-branch basic diversity combining techniques, namely selection combining, maximal ratio combining, and equal gain combining, the bit error rate is still lower-bounded, although the minimum achievable value decreases exponentially with the increase in the number of diversity branches. Formulations for the outage probability as well as mean signal-to-noise ratio at the output of the combiners are also derived. Interestingly, it is shown that in extreme fading conditions, the selection combiner may outperform the equal gain combiner. In addition, this works also derives a new closed-form series-type formulation for the multivariate a-µ joint distribution, which includes as particular cases the largely used fading distributions Weibull, Nakagami-m, and Rayleigh. Written in terms of functions already available in literature, the formulation is easily computable and very general for it assumes arbitrary correlation scheme and parameters. Even though the new formulation is given in terms of an infinite series, it is shown that a truncated version is still a valid distribution. Finally, in order to demonstrate the applicability of the new results, the envelope cumulative distribution at the output of the selection combiner is evaluated using the approximate and exact approaches. The results show that that only a few terms is sufficient to provide an excellent fit between approximate and exact results / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Paulo Cardieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T16:22:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_RenataRampimdeFreitas_M.pdf: 1865625 bytes, checksum: 70ea1bddd1636ac34afdff1b6a97bfb1 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: As características intrínsecas de uma rede ad hoc sem fio de múltiplos saltos, tais como a ausência de uma entidade controladora central e de infra-estrutura, a possibilidade de comunicação direta entre as estações, além da degradação imposta pelo canal sem fio, impõem desafios à análise do desempenho de tais redes. Tais desafios são ainda maiores quando se deseja empregar uma formulação analítica. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um modelo analítico para o desempenho de uma rede ad hoc sem fio, estendendo os modelos encontrados na literatura, com a inclusão de parâmetros da camada física. Com base neste modelo, é apresentada a análise de uma rede, avaliando como o atraso e a vazão são afetados por diversos parâmetros da rede. A análise mostra que dependendo do controle da interferência e da robustez do sistema de transmissão, a capacidade da rede pode ser limitada pela interferência ou pelo atraso. Foi mostrada também a possibilidade da rede operar com um sistema de modulação adaptativo, através do qual a robustez da modulação é alterada para controlar a perda de pacotes e garantir a máxima vazão de dados, mas às custas do aumento no atraso / Abstract: The intrinsic characteristics of wireless multi-hop ad-hoc networks, such as the absence of a centralized control entity and infrastructure, the possibility of direct communication between stations and the degradation resultant from the wireless channel, impose challenges to the performance analysis of such networks. These challenges are even grater when analysis is done through analytical formulations. This work presents the development of an analytical model for the performance of wireless ad-hoc networks, which extends models found in the literature by including parameters of the physical channel. Having this model as a basis, a practical network analysis is presented, measuring how delay and throughput are affected by various network parameters. The analysis shows that, depending on the interference control and the robustness of the transmission system, the network capacity can be limited by interference or by delay. The possibility of the network operating with an adaptive modulation system is also shown. In this case, the robustness of the modulation is changed to control the packet loss and guarantee the maximum throughput, having as a cost a increase in delay / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Michel Daoud Yacoub / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T01:33:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_DanielBenevidesda_D.pdf: 3159088 bytes, checksum: 3d5d46070c5516bbaa070eba5e52e8e3 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Recentemente, três novos modelos probabilísticos de canal, modelos a-u, ?-u e ?-u, foram propostos com o intuito de prover uma análise mais realística do sinal propagante. Por apresentarem um grau de liberdade a mais que os demais já existentes na literatura, um melhor ajuste a medidas de campo verificou-se com a utilização dos mesmos. Esta tese provê uma caracterização estatística para estes modelos de desvanecimento generalizados. Tal caracterização engloba tanto estatísticas de primeira como de segunda ordem. Aproximações simples e precisas para a soma de variáveis e processos aleatórios são propostas. Inúmeras métricas de desempenho em ambientes com e sem diversidade na recepção são investigadas de forma exata e aproximada. Dentre estas, podemos citar: probabilidade de outage, taxa de erro de bit, capacidade de canal, taxa de cruzamento de nível, duração média de desvanecimento, dentre outras. Além disso, mostra-se também qual das distribuições generalizadas melhor aproxima a soma de variáveis e processos Nakagami-m, uma vez que todas incluem Nakagami-m como caso especial. Finalmente, expressões exatas e aproximadas para a taxa de cruzamento de nível de canaisWeibull correlacionados e não idênticos em receptores multirramos são apresentadas / Abstract: Recently, three new channel models, a-u, ?-u and ?-u, were proposed with the aim to provide a more realistic analysis of the propagate signal. Due to they have one degree of freedom more than those already existing in the literature, a better adjust to field measurement data was attested with their use. This thesis deals with the statistical characterization of these generalized fading models. Such a characterization includes both first and second order statistics. Simple and precise approximations to the sum of random variables and processes are proposed. Several performance metrics in scenarios with and without diversity are investigated in an exact and approximate manner. Among them, we may cite: outage probability, bit error probability, channel capacity, level crossing rate, average fade duration, such others. Furthermore, it is shown what is the generalized distribution that better approximate the sum of Nakagami-m variates and processes, once that all of them include Nakagami-m as special case. Finally, exact and approximate expressions for the crossing rates of non-identical correlated Weibull channels in multibranch receivers are presented. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Paulo Cardieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T20:35:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nardelli_PedroHenriqueJuliano_M.pdf: 487443 bytes, checksum: d0645b76b7fd0f22601a42712d440da4 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: As características inerentes às redes ad hoc sem fio como, por exemplo, a ausência de uma infraestrutura pré-determinada e a possibilidade de enlaces de múltiplos saltos, exigem medidas de desempenho que capturem as inter-relações entre as camadas física, de acesso ao meio e de enlace. Com base na métrica eficiência de informação agregada e no atraso de pacote, as relações de compromisso entre diversas variáveis da rede são analisadas neste trabalho. É mostrado também que a possibilidade de retransmissão para pacotes recebidos em erro pode melhorar o desempenho da rede. Considerando sistemas em que uma parcela dos enlaces ativos estão em situação de outage, observa-se que os melhores resultados ocorrem para probabilidade de ocorrência de outage na rede entre 50% e 80%. Para enlaces de múltiplos saltos, os resultados mostram que é preferível ter transmissões formadas por um número maior de saltos, com receptores que exijam uma maior potência mínima para a recepção de um pacote. / Abstract: The inherent characteristics of ad hoc networks such as the lack of infrastructure and the possibility of multi-hop links require performance measures that capture the relationships between physical layer, medium access control and link layer. Based on aggregate information efficiency metric and packet delay, trade-offs involving several networks variables are analyzed. It is shown that the possibility of packet retransmission improves the network performance. In networks where part of the active links is in outage, the best results are found for outage probabilities between 50% and 80%. Concerning multi-hop links, the results show that it is preferable having transmissions with a greater number of hops formed by receptor terminals that require higher threshold powers for a packet reception. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Gustavo Fraidenraich / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T15:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guerreiro_AndreSaito_M.pdf: 2368603 bytes, checksum: 297e17dce61316c0a4184fc3db28066c (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho, considera-se a transmissão de mensagem confidencial em um canal sem fio em que transmissor, receptor e escuta possuem múltiplas antenas. O trabalho divide-se em duas partes. Na primeira parte analisamos a capacidade de sigilo ergódica e a probabilidade de indisponibilidade de sigilo para os cenários em que o canal é ergódico e não ergódico respectivamente, ambos na presença de desvanecimento estacionário com distribuição Rayleigh e considerando conhecimento do estado do canal (CSI) no receptor e na escuta. No cenário ergódico, deriva-se uma nova expressão fechada para a capacidade ergódica de sistemas em que há conhecimento do estado do canal no transmissor (CSIT) do canal principal e do canal de escuta, no qual permite-se que matriz covariância varie no tempo. Também deriva-se um limite inferior para capacidade de sigilo com CSIT, no qual a matriz covariância é fixa no período de transmissão. A primeira expressão é restrita ao limite da alta relação sinal ruído (SNR), n_t antenas no transmissor, n_r antenas no receptor (n_r > n_t) e n_e=n_t antenas na escuta (arranjo n_t x n_r x n_t). A segunda expressão é restrita ao arranjo de antenas n_t x n_t x n_t e potência do ruído do canal principal e do canal de escuta iguais. No cenário não ergódico, deriva-se uma nova expressão fechada para a probabilidade de indisponibilidade de sigilo no limite da alta SNR, em um arranjo de antenas 2 nr x 2 com n_r > 2. Também calcula-se um limite superior para a probabilidade de indisponibilidade de sigilo para outros arranjos de antena. Na segunda parte, considera-se uma escuta ativa que é capaz de atacar de forma inteligente o processo de estimação de canal. Focando em sistemas de transmissão baseados na decomposição generalizada em valores singulares (GSVD), diferentes técnicas de ataque são propostas e simulações computacionais são utilizadas para avaliar a eficiência de cada uma delas / Abstract: In this thesis, we consider the transmission of confidential information over a multiple-input multiple-output multiple-eavesdropper (MIMOME) wireless channel. The content is largely divided in two. In the first part we analyse the ergodic secrecy capacity and the secrecy outage probability in the ergodic and non-ergodic scenario respectively, both with stationary Rayleigh distributed fading channels and channel state information (CSI) at the receiver and eavesdropper. For the ergodic scenario we derive a new closed-form expression for the ergodic secrecy capacity with channel state information at the transmitter (CSIT) of the main and the eavesdropper channels, allowing the covariance matrix to be time-varying. A lower bound for the ergodic capacity with CSIT, in which the covariance matrix is fixed for the entire transmission period is also derived. The first expression is restricted to the high-SNR limit, with n_t transmit antennas, n_r receive antennas (n_r >= n_t) and n_e=n_t eavesdropper antennas (n_t x n_r x n_t setup). The second expression is restricted to the n_t x n_t x n_t antenna setup and equal noise power at both channels. For the non-ergodic scenario, we derive a new closed-form expression for the secrecy outage probability in the high-SNR limit, in a 2x n_r x 2 setup with n_r \ge 2. We also calculate an upper-bound for the secrecy outage probability in other antenna setups. In the second part we consider an eavesdropper which is able to attack the channel sounding process through intelligent jamming. We focus on transmission systems based on generalized singular value decomposition (GSVD). We propose and analyze, through computer simulations, the efficiency of several attack techniques that intend to disrupt the secret communication between legitimate users / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T17:13:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_MarianaPiquet_M.pdf: 2697015 bytes, checksum: e75eb77b1ae845a87855964ffc631132 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A demanda por acesso a Internet banda larga tem crescido devido ao aumento da demanda por banda passante pelas aplicações que exigem altas taxas de transmissão de dados como vídeo sobre IP (IPTV) e jogos interativos. Para atender a esta demanda, tecnologias de acesso banda larga vem sendo, rapidamente, desenvolvidas. Tecnologias cabeadas em bra oferecem banda larga a altíssimas taxas, porém são custosas. Por outro lado, tecnologias de rede sem o oferecem mobilidade, porém operam a menores taxas de transmissão a baixo custo de implantação. Apesar destas vantagens, tecnologias sem o operam em espectro limitado, o que limita a banda alocável a cada usuário. A integração de redes WiMAX com redes EPON combina a grande quantidade de banda disponível em redes de acesso óptica com a mobilidade das tecnologias de rede sem o. Nesta integracão, um escalonador de banda WiMAX precisa levar em consider- ação a variabilidade da banda fornecida pelo escalonador EPON. Este trabalho propõe um mecanismo de escalonamento WiMAX chamado Decit Based QoS Uplink Scheduler (DBQUS), compatível com o padrão IEEE 802.16 e desenvolvido para a ONU-BS da rede EPON. Experimentos de simulação foram realizados para avaliação do escalonador DBQUS. Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time) é usado na parte O escalonador proposto é apto a garantir QoS (Quality of service) para O algoritmo IPACT ( EPON da rede. as estações cliente WiMAX mesmo quando a quantidade de banda disponível é insuciente para prover os requisitos de QoS de todas as conexões WiMAX. Resultados mostraram que o escalonador DBQUS é eciente na distribuição de largura de banda entre as estações cliente WiMAX, independentemente do tempo de ciclo da rede EPON / Abstract: The demand for broadband Internet access has grown due to the increasing demand for bandwidth by applications that require high rates such as video over IP (IPTV) and interactive gaming. To meet this demand, broadband access technologies, have been developed. Fiber cabled technologies oers high-speed access but with at high cost. On the other hand, wireless networks support mobility and demands low deployment cost but low rate transmission. Besides these advantages, wireless technologies access a limited spectrum, shared by multiple users which limite the bandwidth allocated to each user on the convergence of network access. The integration of WiMAX and EPON networks combine the large bandwidth avail- able in optical access networks with the mobility of wireless network technologies. In this integration, a WiMAX bandwidth scheduler must consider the variability of bandwidth provided by EPON scheduler. This work proposes WiMAX scheduling mechanism called Decit-Based QoS Uplink Scheduler (DBQUS) which was developed for the ONU-BS in EPON network. Simulations were conducted to evaluate the DBQUS scheduler. The Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time (IPACT) algorithm is used in the EPON network. Results show that the proposed scheduler is able to guarantee QoS (Quality of Service) for WiMAX sta- tions even when the amount of bandwidth available is insucient to provide the WiMAX QoS requirements to all connections. Dierent simulations also showed that the DBQUS scheduler eciently distributes bandwidth between the WiMAX stations, under dierent EPON cycle times / Mestrado / Ciência da Computação / Mestra em Ciência da Computação

Orientador: Paulo Cardieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T00:54:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PortelinhaJunior_FranciscoMartins_M.pdf: 4882382 bytes, checksum: 67d5a95185e69cf6513dec95cddbbb2e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Fabiano Fruett / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HenaoRoa_YullHeilordt_D.pdf: 5648105 bytes, checksum: a3dd3974832587d7000df5c643e2d6d9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os frutos submetidos a grandes impactos sofrem danos irreversíveis, perdem qualidade e nem sempre podem ser aproveitados no final do processo de pós-colheita. Identificar e entender estes eventos críticos pode colaborar na redução do desperdício na produção de alimentos. Já no caso do esporte, o estudo dos impactos do equipamento esportivo levando em consideração características particulares do material pode ser uma ferramenta valiosa durante o desenvolvimento e fabricação de, por exemplo: bolas de futebol. Com o objetivo de fornecer novas ferramentas à análise e ao estudo dos impactos na agricultura e nos esportes desenvolvemos o hardware e o software de dois instrumentos os quais interagem de forma sincronizada com o método da cinemetria para análise de movimento através de câmeras. O primeiro instrumento desenvolvido é um sistema de monitoramento de variáveis biomecânicas chamado Esfera Eletrônica Sem Fio (EESF). Na agricultura, o circuito eletrônico da EESF, é encapsulado dentro de uma esfera, facilitando o monitoramento de frutas e outros produtos perecíveis mediante a aquisição de variáveis que afetam a qualidade do produto. No esporte, o circuito eletrônico pode ser encapsulado, acoplado ou embutido em equipamentos esportivos facilitando o monitoramento do atleta ou do próprio equipamento esportivo. O hardware da EESF possui um diâmetro de 63 mm, massa de 168 g, densidade de 1,1, acelerômetros triaxiais na faixa de ±200 g, comunicação sem fio no padrão ZigbeeTM, alcance de 70 m, taxa de amostragem de 438 Hz e autonomia de 45 minutos. Já o software integra duas Interfaces Gráficas de Usuário (GUI), uma para Análise em Tempo Real (RTA) e outra para Análise e Pós-Processamento (PPA), que inclui uma opção de vídeo sincronização. O segundo instrumento é uma Plataforma de Força (PF) uniaxial, de baixo custo, projetada para trabalhar tanto estática quanto dinamicamente, para uma faixa de ±2,2 kN, taxa de amostragem de até 2,4 kHz, alta Relação Sinal-ruído (SNR), alto ganho e tampo de vidro com a opção de sincronismo com vídeo por baixo da mesma. Com a EESF foram realizados testes de queda livre em laboratório, sincronizados com a PF, para comparar os valores dos impactos obtidos pelos dois instrumentos, e testes em unidades de beneficiamento de maçã e laranja para medir os impactos sofridos pelas frutas no processo de pós-colheita. A PF também foi utilizada durante os testes de repique com diferentes bolas de futebol, em sincronismo com a cinemetria, comparando os resultados obtidos com os dois sistemas e ainda caracterizando cada bola através das variáveis cinemáticas e dinâmicas. A integração de diferentes tecnologias mostrou-se uma ferramenta valiosa na análise do impacto e suas relações com o objeto em estudo. As informações colhidas de diversos instrumentos foram comparadas e cruzadas, favorecendo o entendimento da mecânica do impacto. Estes instrumentos são facilmente adaptáveis a qualquer necessidade específica dentro da análise de problemas que envolvem impacto, tendo aplicações não somente em agricultura e esporte, mas também na área médica e de materiais / Abstract: Fruits submitted to large impacts suffer irreversible damage, lose their quality and, most of the times, and can't be availed at the end of the post-harvest process. Identifying and understanding these critical events may help to reduce food losses. With reference to sports, studying the impacts related to sport equipments by taking into account their particular material characteristics, can be a valuable tool for the development and manufacture of improved sport items like soccer balls. Aiming to provide new tools to analyze and study agriculture and sports impacts, we developed two instruments including hardware and software, which interact synchronously with the kinematic method based on cameras motion analysis. The first instrument developed is a monitoring system of biomechanical variables system called Wireless Electronics Sphere (WES). In focus on agriculture, the WES electronic circuit is encapsulated inside a sphere, facilitating fruit and other perishable products is monitored through the acquisition of product quality variables. In other application focus on sport, the electronic circuit can be encapsulated, attached or embedded into sport equipment, facilitating monitoring the athlete or sports equipment. The WES hardware has a 63 mm diameter, 168 g weight, 1.1 density, triaxial accelerometers in the range of ±200 g wireless communication with ZigbeeTM standard, 70 m range, 438 Hz sampling rate and 45 minutes of battery autonomy. The software integrates two Graphical User Interfaces (GUI), one for Real-Time Analysis (RTA) and the other for Post-Processing Analysis (PPA), which includes a video synchronization option. The second instrument is a low cost uniaxial Force Platform (FP), designed to work both static and dynamically for a ±2.2 kN range, 2.4 kHz sampling rate, high Signal-to-Noise Ratio (SNR), high gain and glass top with video sync option. The WES was used in the laboratory freefall test and synchronized with the FP, to compare the impact values obtained by both instruments. Beside, the WES was tested in apple and orange packing houses to measure the impact suffered by the fruits in the post-harvest process. The FP was also used during the rebounding tests with different soccer balls, synchronized with the kinematics and the results obtained were compared with both systems and each ball was also characterized through the kinematic and dynamic variables. The integration of different technologies proved to be a valuable tool on impact analysis and its relations with the object under study. The information collected from different instruments was compared and crossed, promoting the understanding of the impact mechanic. These instruments are easily adaptable to any specific requirement in the analysis of problems involving impact, with applications not only in agriculture and sports, but also in medical and material areas / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T19:59:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_TiagoPedrosodaCruzde_M.pdf: 5229881 bytes, checksum: 5a29eb81b4efd53a3cab70d6a8032bca (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The complete abstract is available with the full electronic document. / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T00:15:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_PedroHenriqueGomesda_M.pdf: 2438089 bytes, checksum: 1531b4c3213529b3d7064cb49b95e0c8 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A tecnologia de Rádio sobre Fibra (Radio over Fiber - RoF) possibilita o barateamento da instalação e manutenção de redes de acesso sem fio, dado que a distribuição da utilização dos sinais de radiofrequência (RF) pode ser otimizada, bem como emprega-se, nessas redes, antenas mais simples e baratas. Dentre as tecnologias de redes sem fio de acesso banda larga (Broadband Wireless Access - BWA), o padrão IEEE 802.16, conhecido como WiMAX, vem sendo apresentado como uma solução de baixo custo para o acesso última milha à Internet ou como meio de distribuição backhaul. Suas características, muito semelhantes às das redes celulares, tornam interessante o emprego da tecnologia de RoF para a instalação e expansão das redes WiMAX a um baixo custo. Nesta dissertação, apresenta-se um estudo sobre o dimensionamento da tecnologia RoF para redes WiMAX. Apresentam-se medidas de desempenho que levam em consideração os ajustes dos parâmetros de sincronização das camadas física e de controle de acesso ao meio. O objetivo desse estudo é servir de base para o planejamento e instalação dessas redes, levando em consideração restrições devido à degradação de desempenho que a introdução da fibra óptica impõe. Esta dissertação estuda, adicionalmente, o problema de otimização do uso dos recursos de rádio da rede, mais especificamente do posicionamento e alocação das estações base. A proposta considera uma arquitetura de rede sem fio com diversas camadas de antenas, cada camada com células de diferentes raios de cobertura. As células são implantadas através de associações entre as antenas e as estações base disponíveis. Para a otimização da rede, propõe-se um modelo baseado em programação linear inteira que distribui, de maneira ótima, os recursos e encontra a melhor configuração de células para minimizar o número de BSs usadas na rede, para maximizar a receita, ou para obter esses dois critérios simultaneamente. O custo computacional do problema de otimização proposto é bastante alto, o que inviabiliza o seu emprego em redes móveis. Para contornar esse problema, são apresentados também algoritmos rápidos baseados em relaxação linear da programação linear inteira que possibilitam a obtenção de soluções de boa qualidade em tempo reduzido / Abstract: The Radio over Fiber technology allows the reduction of the cost of installation and maintenance of wireless access networks, since it can allow an optimized use of radio frequency (RF). Moreover, it employs simplified and inexpensive antennas. The IEEE 802.16 wireless networks, known as WiMAX, are low cost solutions for the last mile access to the Internet. Its characteristics are very similar to those of cellular networks, which makes attractive the use of RoF technology for the installation and expansion of WiMAX networks at low cost. This dissertation studies the use of RoF technology for WiMAX networks, which considers the parameters of physical layer and medium access synchronization. Results can be used as guideline for planning of these networks. This dissertation also studies the optimization of the use of radio resources of the network, specifically the problem of positioning base stations. The proposed architecture considers a wireless network with several layers of antennas, each layer with cells of different radii of coverage. The cells are deployed dynamically by the association between antennas and the available base stations. It is proposed a network optimization model based on integer linear programming that optimally distributes the radio resources and finds the best configuration to either minimize the number of Base Stations used in the network, or to maximize the operator revenue, as well as ato try to achieve both criteria simultaneously. The computational cost of the proposed optimization problem is quite high, which prevents its use in mobile networks. To circumvent this problem, it is also presented fast algorithms based on linear relaxation of the integer linear programming model, which enable the obtainment of good solutions in short time frames / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação