CAPES / Neste trabalho é realizada a análise da eficiência energética para algumas redes sem fio de curto alcance, como as redes de sensores sem fio, e algumas redes sem fio de longo alcance, como as redes de telefonia celular. Na análise de sensores sem fio são empregados esquemas de transmissão cooperativos e não-cooperativos, considerando que um canal de retorno pode estar disponível ou não. Para a análise de redes celulares, considera-se o uso de técnicas de transmissão com múltiplas antenas, modelos realistas de consumo de potência, além de um modelo de custos para a análise financeira de diferentes projetos de redes. São consideradas nas análises do desempenho de eficiência energética restrições como uma probabilidade de outage e uma vazão fim-a-fim alvos ao sistema. Os resultados obtidos indicam os esquemas de transmissão e projetos de redes mais eficientes para diferentes condições. Além disso, o planejamento dos direcionamentos para os trabalhos futuros é apresentado. / The energy efficiency analysis for some short-range wireless networks, such as wireless sensor networks, and for some long-range wireless networks, such as cellular networks is performed in this work. For the wireless sensor networks analysis, non-cooperative and cooperative transmission schemes (considering that a return channel is available or not) are employed. Multiple antennas transmission schemes, realistic power consumption models, and a cost model for different system designs are considered for the cellular networks analysis. We consider that the system is under constraints such as a target end-to-end outage probability and a target end-to-throughput. The results show the most efficient transmission schemes and network designs under different system conditions. The future works plans are also detailed.

Investiga-se uma forma de energy harvesting que consiste em recuperar a energia do sinal eletromagnético de rádio frequência (RF), processo que também é conhecido como transferência de energia sem fio. Aplica-se o protocolo time switching (TS) para coordenar o processo de energy harvesting, o qual divide o período de envio de um pacote em dois blocos, o primeiro é dedicado à transferência de energia e o segundo ao envio de informação. A fração do tempo dedicada a cada tarefa, dada pelo parâmetro TS, tem grande impacto no desempenho do sistema. Esta dissertação mostra a investigação do uso do protocolo TS em conjunto com esquemas de retransmissão (HARQ) para o envio da informação. Os resultados mostram que os esquemas HARQ melhoram o desempenho do sistema para a alta relação sinal-ruído (SNR). Essa melhoria é ainda maior quando o destino aplica combinação de Chase entre as diversas cópias do quadro recebido. / We investigate a form of energy harvesting consisting of gathering energy from the radio frequency (RF) electromagnetic waves, also known as wireless power transfer. We employ a time switching (TS) protocol to coordinate the harvesting process, which separates a time slot into two parts, one devoted to wireless energy transfer and the other to wireless information transmission. The fraction of time devoted to each task, the TS parameter, has great impact on the overall performance. This thesis presents an investigation on the usage of the TS protocol, including the numerical optimization of the TS parameter, when hybrid automatic repeat request (HARQ) schemes are used for information transmission. Our results demonstrate that HARQ schemes can improve the system performance for high SNR. This improvement is even better if the destination applies Chase combining among the previously received copies of a frame.

Orientador: Michel Daoud Yacoub / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T01:21:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CaceresZuniga_YusefRafael_D.pdf: 1196886 bytes, checksum: b589961266e398a3fd22bfd7b30719e4 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Nesta tese, estuda-se o problema da alocação de potência através de duas abordagens: estocástica e robusta, sendo os ganhos do canal, que descrevem o estado do sistema de comunicações sem fio, parcialmente observados pelo decisor. Na abordagem estocástica, considera-se que os ganhos do canal são variáveis aleatórias, que representam a variação rápida do sinal de rádio. Nesse contexto, reformula-se o índice de desempenho do sistema através do CVaR (Conditional. Value-at-Risk). Na abordagem robusta, considera-se que os ganhos do canal e o ruído pertencem a um determinado conjunto convexo. Em ambas as abordagens, a solução ótima é obtida em termos de um problema de otimização convexa. Adicionalmente, na abordagem estocástica, apresenta-se um algoritmo recursivo e distribuído, que converge para uma solução subótima, quando o ruído é nulo e a potência transmitida é limitada tanto superior como inferiormente. Também mostra-se que, em um sistema onde os ganhos do canal coincidem com o seu valor esperado, esse algoritmo converge para a soluçãã ótima quando a qualidade do enlace é muito maior que a mínima requerida / Abstract: This thesis deals with the power allocation problem under the stochastic and robust approaches, where the channel gains describe the wireless communication system state and are partially known by the controller. The stochastic approach considers the channel gains as random variables which represent the fast fading of the radio signal. Under these settings, the system performance index is reformulated using CVaR (Conditional Value-at-Risk). The robust approach considers that the channels gains and noise belong to a determined convex set. ln both approaches, the optimal solution is determined in terms of a convex optimization problem. Additionally, under the stochastic approach, a recursive and distributed algorithm is presented which converges to its suboptimal solution when noise is null and the transmitted power is upper and lower bounded. It is also show that this algorithm converges to its optimal solution when the link quality is much greater than the minimum required quality in a system where the channels gains match its expected value / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor 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 2018-08-10T09:17:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medeiros_AlvaroAugustoMachadode_D.pdf: 910419 bytes, checksum: 8fee720ee964b6908659ff1ab27c754e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: As redes ad hoc são redes sem um controle centralizado, cujos nós se comunicam através de um canal sem fio diretamente ou através de múltiplos saltos. Uma questão complexa referente a redes ad hoc é o cálculo da capacidade. Estimar quantas transmissões a rede permite, garantindo qualidade de serviço aos usuarios é uma tarefa difícil em virtude de duas características da rede: o canal sem fio e as transmissões em múltiplos saltos. Este trabalho propõe um novo método para cálculo da capacidade através da probabilidade de outage que considera ambos os aspectos. Este método apresenta vantagens como fácil implantação, baixo esforço computacional e resultados praticamente indistinguíveis daqueles obtidos atraves de simulação. O metodo pode ser aplicado aos mais variados ambientes de propagação e qualquer topologia de rede. Modelos de interferência mais realistas, bem como a questão do roteamento são também abordados ao longo do trabalho / Abstract: Ad hoc networks are networks that operate without centralized control, whose nodes communicate through wireless links in a single or multihop way. A complex issue about ad hoc networks is the capacity estimation. The computation of how many transmissions the network can support ensuring a quality of service for its users is a difficult task due to two central aspects: the wireless medium and the multihop nature of transmissions. An analytical method to calculate the capacity through the computation of the outage probability considering both aspects is proposed in this work. This method presents advantages such as simple implementation, low computational efforts and practically indistinguishable results from those obtained through simulation. This method can be applied to many propagation environments and to any network topology. More realistic interference models and the routing issue are also described along this work / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Shusaburo Motoyama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T03:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_LeandroBentoSena_M.pdf: 2511927 bytes, checksum: 046043b18faff2ea54b0ccb236d8ae9b (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Neste trabalho é apresentado um estudo do desempenho do enlace direto do sistema 1xEV-DO. O estudo enfatiza o impacto da adoção de modelos de tráfegos reais tais como HTTP, FTP e WAP e de diferentes escalonadores. Através de simulação são analisados: o atraso médio dos pacotes, a vazão e percentual de perda de cada tipo de tráfego em função da carga de tráfego. É adotado neste estudo o escalonamento FIFO, com prioridade, WFQ e DRR. Os resultados mostram que o sistema 1xEV-DO padronizado permite transmissões de dados a altas taxas de bits. É mostrado, também, que a introdução de outros escalonadores podem melhorar ainda mais o desempenho do sistema / Abstract: The forward link performance study of the 1xEV- DO system is presented in this work. The study emphasizes the impact of the adoption of the real traf c mode1s such as HTTP, FTP and WAP and several different schedulers. The average packet delay, the throughput and each traf c loss percentage are analyzed through simulation in function of traf c load. It is adopted in this study schedulers FIFO, with priority, WFQ and DRR. The results show that standardized 1xEV-DO system allows data transmission at high bits rates. It is also shown that the system performance can still enhanced by introducing others schedulers / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Michel Daoud Yacoub / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T06:51:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_DanielBenevidesda_M.pdf: 1293492 bytes, checksum: 3aa8e540fd57db56b2ee4469c60307be (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Esta dissertação provê uma análise das estatísticas de ordem superior para canais de desvanecimento WeibuII e Nakagami-m. Considerando canais de desvanecimento WeibulI, devido à ausência de um modelo físico para tais canais, estatísticas conjuntas de duas variáveis WeibuII correlacionadas foram obtidas em forma fechada e em função de parâmetros físicos bem conhecidos. Outra estatística encontrada foi a taxa de cruzamento de nível e a duração média de desvanecimento usando diversidade com dois ramos para canais WeibuII correlacionados, desbalanceados e não-idênticos. Além disso, uma caracterização do comportamento do processo de fase e de sua derivada temporal para sinais WeibuII foi realizada. Analisando canais de desvanecimento Nakagami-m, uma expressão simples e em forma fechada para a taxa de cruzamento de fase generalizada foi obtida. Resultados de simulação completamente validaram a formulação proposta. Além disso, novas estatísticas em forma fechada para a envoltória, para as componentes em fase e em quadratura, para a fase e para suas respectivas derivadas temporais foram obtidas / Abstract: This dissertation provides an analysis of the higher order statistics for WeibuII and Nakagami-m fading channels. Conceming WeibuII fading channels, due to the absence of a fading model related of such channels, joint statistics for two correlated WeibuII variates were obtained in cIosed-form and in terms of welI-known physical parameters. Other statistics found were the levei crossing rate and the average fade duration for unbalanced, non-identical, correlated WeibuII channels operating over two branches of diversity. Furthermore, a characterization of the behaviour of the phase process and its time derivative for WeibuII signals was accomplish. Conceming Nakagami-m fading channeIs, a simple and cIosed-form expression for the generalized phase crossing rate was obtained. Results of simulation thoroughly validated the formulation proposed. Moreover, new cIosed-form statistics for the envelope, for the in-phase and quadrature components, for the phase and its respective time derivative were derived. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-12-12T17:31:05Z No. of bitstreams: 1 Dissertação-Victor Hugo Teles Costa-2013.pdf: 20678399 bytes, checksum: a39c778934ebe127bd74f506467fe0a3 (MD5) / Rejected by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com), reason: on 2014-12-12T17:31:57Z (GMT) / Submitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-12-12T19:42:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação-Victor Hugo Teles Costa-2013.pdf: 20678399 bytes, checksum: a39c778934ebe127bd74f506467fe0a3 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-12-16T09:25:22Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação-Victor Hugo Teles Costa-2013.pdf: 20678399 bytes, checksum: a39c778934ebe127bd74f506467fe0a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-16T09:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação-Victor Hugo Teles Costa-2013.pdf: 20678399 bytes, checksum: a39c778934ebe127bd74f506467fe0a3 (MD5) Previous issue date: 2013-12-06 / This paper presents a model based on Markov Chains and enhanced with the use of Kernel Density Estimation and of MMFM (Markov Modulated Fluid Model) in order to evaluate the performance of the transmission link in OFDMTDMA systems. For that purpose, traffic models based on the Kernel method and the MMFM with adjusted autocorrelation function are proposed. From the model implemented for the OFDM-TDMA system, it was derived equations for estimation of QoS parameters such as delay and average queue size in the buffer. The obtained results confirm that the proposed model is efficient in describing the link performance indicators. The use of MMFM to model the arrival process improves the QoS parameter estimates of the queueing model making their values very close to those of the simulation results. It was also developed an equation to the OFDMTDMA system’s service curve. Through this equation and the concept of Envelope Process, it was proposed an equation to estimate the probability of buffer overflow in OFDM-TDMA systems. The results show that the estimates of the overflow probability based on the system’s service curve are very close to the ones obtained by simulations and that the computational complexity to obtain them is significantly reduced compared to the model based on Markov Chains due to the absence of matrix computation. / Este trabalho apresenta um modelo baseado em Cadeias de Markov e aprimorado com o uso do método de Kernel de estimação não-paramétrica e de MMFM (Markov Modulated Fluid Model) com o objetivo de avaliar e descrever o desempenho do enlace de transmissão em sistemas OFDM-TDMA. Para tal, modelos de tráfego baseados no Método de Kernel e em MMFM com ajuste da função de autocorrelação são propostos. A partir do modelo implementado para o sistema OFDM-TDMA, foram obtidas equações para estimação de parâmetros de QoS como retardo e tamanho médio da fila no buffer. Os resultados obtidos confirmam que o modelo proposto é bastante eficiente ao descrever os indicadores de desempenho do sistema. O uso de MMFM para modelar o processo de chegada de pacotes aprimora os estimadores de parâmetros de QoS tornando as estimativas bem próximas dos valores obtidos com as simulações. Também deduziu-se uma equação para a curva de serviço de Sistemas OFDM-TDMA. Em seguida, utilizando-se desta curva de serviço e do conceito de Processo Envelope foi proposta uma equação para estimação de probabilidade de transbordo do buffer em sistemas OFDM-TDMA. Os resultados obtidos mostram que as estimativas de probabilidade de transbordo baseadas na curva de serviço do sistema se aproximam bem dos resultados da simulação e a complexidade computacional do cálculo necessário para obtê-los é significativamente reduzida em relação ao modelo definido utilizando Cadeias de Markov.

Orientadores: Hugo Enrique Hernández Figueroa, Arismar Cerqueira Sodré Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T11:51:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lona_DanielGrandin_M.pdf: 5547359 bytes, checksum: 1dfde15018aecd3aee7c7be413e9c669 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O objetivo deste trabalho é avaliar a aplicabilidade da tecnologia Radio sobre Fibra (Radio over Fiber - RoF) em redes de sensores sem-fio (Wireless Sensor Networks - WSNs) e Wi-Fi. Inicialmente, realizou-se uma detalhada análise analítica de desempenho dos sistemas em função dos parâmetros típicos de equipamentos RoF, tais como: freqüência de operação, figura de ruído, ruído de intensidade relativa do laser, ruído shot do fotodetector, ruído térmico e modulação óptica. Os sistemas analisados foram então implementados em laboratório nas faixas de freqüência de 915 MHz e 2,4 GHz para WSN e Wi-Fi, respectivamente. Os parâmetros de desempenho medidos foram a indicação de intensidade de sinal recebida (Received Signal Strength Indication - RSSI), taxa de perda de pacotes (Packet Error Rate - PER) e vazão (Throughput) / Abstract: This works aims to evaluate the applicability of Radio over Fiber (RoF) technology in Wireless Sensor Networks (WSNs) and Wi-Fi networks. Initially, the system performance has been analytically evaluated as a function of diverse parameters from RoF pieces of equipment, such as: operation frequency, noise figure, relative intensity noise, shot noise of photodetector, thermal noise and optical modulation. Furthermore, the proposed RoF systems were experimentally implemented in laboratory at 915 MHz and 2.4 GHz bands for WSN and Wi-Fi, respectively. The performance metrics were Received Signal Strength Indication (RSSI), Packet Error Rate (PER) and throughput / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jacobus Willibrordus Swart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T12:44:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yamamoto_SilasDemmy_M.pdf: 5306597 bytes, checksum: 9dd3930c43415f31bf913b4d374c25eb (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O trabalho intitulado Integração de Sistema Transceptor de 60 GHz para Aplicações Sem Fio de Interface Multimídia de Alta Definição (Wireless HDMI) foi realizado na empresa STMicroelectronics (França), no departamento de P&D de Tecnologia / CAD Central e Soluções, como requisito para a obtenção do título de mestre. O objetivo deste trabalho foi de pesquisar e propor uma integração de sistema do tipo Sistema no Empacotamento (SiP ou System in Package) a nível industrial, com o desenvolvimento de um Módulo de Múltiplos Chips (MCM ou Multi-Chip Module) de camadas cerâmicas com tecnologia Cerâmica Cossinterizada sob Alta Temperatura (HTCC), integrando componentes de diferentes tecnologias - um circuito integrado CMOS 65 nm, um circuito integrado monolítico de micro-ondas (MMIC) de Arseneto de Gálio (GaAs) comercial e antenas IPD (Dispositivo de Integração Passiva) de vidro. Além disso foram desenvolvidas técnicas de projeto de integração na tecnologia HTCC, atendendo-se às regras para fabricação e montagem industrial. Utilizaram-se no projeto ferramentas software de projeto de simulação elétrica e eletromagnética, resultando no módulo com área de 13 x 8 mm2 e 1,12 mm de espessura incluindo os componentes. Nas linhas de transmissão do sinal a 60 GHz e de banda base foram medidas perdas de inserção de 1,0 dB/mm e 0,6 dB respectivamente. A antena integrada no módulo apresentou um ganho mínimo de 6 dBi (de 53,5 a 59,5 GHz), com perda de retorno maior que 10 dB (de 51 a 63 GHz) e um pequeno deslocamento em relação à banda especificada. Os resultados de medição de algumas amostras demonstraram que a tecnologia HTCC, para integração do sistema, é viável tanto em termos de desempenho, quanto nos aspectos industrial e comercial, mesmo antes da análise da montagem e desempenho do MMIC HPA e do sistema / Abstract: This Master's degree work, entitled System-in-Package (SiP) Integration of 60 GHz Transceiver for Wireless High Definition Multimedia Interface Application, was executed at STMicroelectronics Company (France), Minatec site in the department of Research and Technological Development/Central CAD and Solutions Department, under the guidance of PhD. Andreia Cathelin. The objective was to research and propose a SiP integration for industrial production. The Multi-Chip Module with ceramic materials (MCM-C) of High Temperature Cofired Ceramic technology (HTCC) was developed. Components and devices of different technologies - an RF 65 nm CMOS Integrated Circuit (IC), a commercial Gallium Arsenide (GaAs) monolithic microwave IC (MMIC), and IPD (Integrated Passive Device) antennas with glass substrate - were integrated into the same module. Further design techniques were developed complying with techniques for industrial assembly and the design rules of Kyocera, the company which provides HTCC technology and module manufacturing. The complete system integration was designed with electronic design automation (EDA) software tools with electrical and electromagnetic simulation resulting in a 13 x 8 mm2 area and 1.12 mm thickness module including its components. The 60 GHz and the base band transmission lines presented an insertion loss of 1.0 dB/mm and 0.6 dB respectively. The IPD antenna integrated in the module presented a 6 dBi minimum gain (53.5 to 59.5 GHz band) with return loss above 10 dB (51 to 63 GHz band) and a small shift of the frequency band. The measurement results of some assembled samples showed that HTCC technology is viable in terms of performance and industrial production for the 60 GHz application, even before the analysis of MMIC HPA and the system evaluation / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Varese Salvador Timóteo, Francisco José Arnold / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T09:10:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CesarioJunior_JoseMaria_M.pdf: 2596300 bytes, checksum: 6b11eb547957a0632bbc647946da04ce (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A crescente evolução mundial dos sistemas de medição inteligentes, a liberação de regulamentações Brasileiras, incentivando a adoção de sistemas de medição de energia elétrica inteligentes, direcionaram a presente dissertação a propor um sistema composto de um equipamento eletrônico para medição, em tempo real, das grandezas de corrente, tensão e calcular a energia consumida e terá canais de comunicação com as tecnologias Wi-Fi, GSM/GPRS e GPS. As informações sobre consumo serão disponibilizadas para os usuários finais com o objetivo de mudar o padrão de consumo de energia elétrica, ou até reduzi-lo, através da conscientização e disponibilização das informações de consumo em tempo real / Abstract: The growing worldwide trend of smart metering systems, the release of Brazilian regulations, encouraging the adoption of smart electricity metering systems, guided this dissertation to propose a system composed of an electronic device for measuring, in real time, the magnitudes of current, voltage and calculate the consumed power and will have communication channels based on Wi-Fi, GSM /GPRS and GPS technologies. The consumption information will be made available to end users with the goal of changing the electricity consumption pattern, or even reduce it, through awareness and provision of consumer information in real time / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia