Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas / Made available in DSpace on 2012-10-23T15:53:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 254976.pdf: 3133794 bytes, checksum: 2f6e4e306e3e7ef0f7b23081f5aa7741 (MD5) / Redes de sensores sem fio são redes que possuem severas restrições computacionais. Após a implantação dessas redes no ambiente, ainda existe o problema de auto-configuração e auto-gerenciamento em virtude da necessidade que se tem dessas redes serem autônomas. Conciliar as restrições computacionais bem como a gerência da estrutura dinâmica dessas redes é uma tarefa difícil. O presente trabalho aborda o uso de algoritmo genético para atingir a auto-configuração e auto-otimização em redes de sensores sem fio densas. Duas abordagens de algoritmo genético foram implementadas e simuladas. Essas abordagens atuam em um nodo central, o qual não possui restrições de recursos. Este nodo é responsável por gerenciar os demais nodos da rede. O objetivo final é reduzir as perdas de mensagens, e melhorar a qualidade dos dados coletados. Como conseqüência, consegue-se aumentar a eficiência energética da rede. Os resultados das simulações demonstraram a viabilidade dessa abordagem. There is a considerable computational limitation for running Wireless Sensor network. After its implantation into an environment, those networks still expose problems to be solve, e.g. autonomic self-configuring and self-management issues. Therefore, conciliating computational restrictions and networks structure management is a challenge. The present work concerns the use of genetic algorithm to obtain self-configuring and self-optimization goals in dense wireless networks sensors. Two genetic algorithms approaches were implemented and simulated. Those approaches ran into a non resource-constrained central node. This node was the responsible to manage every other node at the networks. The main objective was to reduce the lost of messages, and also improve the quality of the collected data. As consequence, the energetic efficiency of the network meant to be increased. As results of simulations it was demonstrated that this approach is viable.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T04:15:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255191.pdf: 1188227 bytes, checksum: 92d175fe3570f099dae3b72546a6219a (MD5) / Nesta tese, dois tipos de sistemas de comunicação sem fio com múltiplas antenas (MIMO - multiple-input multiple-output) e realimentação limitada de canal são considerados. No primeiro tipo, as múltiplas antenas transmissoras estão instaladas em um único transmissor (caso MIMO convencional). Neste caso, propõem-se códigos de dispersão linear (LDCs). O esquema proposto seleciona o LDC, de um conjunto de vários LDCs, que minimiza a probabilidade de erro instantânea baseado nas condições instantâneas do canal. A determinação do melhor conjunto de LDCs, ou seja, aquele que minimiza a probabilidade de erro média, é descrita como um problema de otimização. No segundo tipo, as múltiplas antenas transmissoras estão localizadas em diferentes nós de uma rede sem fio, cada nó sendo equipado com uma única antena (caso MIMO distribuído). Assim, propõe-se um esquema de diversidade cooperativa para um sistema de comunicação que consiste em NT nós cooperadores que recebem ?log2(NT)? bits de realimentação do nó destino com informação sobre o estado do canal. Esta informação é usada apropriadamente para se obter ganhos de diversidade cooperativa e de razão sinal-ruído. Um receptor linear simples e um receptor com cancelamento de interferência são propostos. Mostra-se que seus desempenhos de erro são muito próximos do desempenho do receptor de máxima verossimilhança. Um limitante superior para a probabilidade de erro média de bit para a modulação BPSK em canais com desvanecimento é derivado. Para ambos os tipos de sistemas de comunicação sem fio, os esquemas propostos apresentam melhor desempenho de erro do que esquemas já existentes na literatura.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Automação e Sistema, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T09:09:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274246.pdf: 2045834 bytes, checksum: 5eb20a096d3296a9447405c022f46265 (MD5) / Agentes móveis são componentes de softwares autônomos capazes de se mover carregando consigo, além do seu código, o seu estado de execução. Recentemente, vem sendo proposto o uso deste tipo de agentes em Redes de Sensores Sem Fio (RSSF). Além da facilidade da reprogramação dinâmica do código que executa nos nodos, o uso de agentes pode, em determinados cenários, economizar energia e prolongar o tempo de vida da rede. Devido à carência de ferramentas próprias para simulação de aplicações baseadas em agentes móveis em RSSF, este trabalho propõe uma ferramenta com este objetivo denominada de MASiM (Mobile Agents Simulator in Wireless Sensor Network). A ferramenta proposta foi desenvolvida usando linguagem de programação C++ MEX e estende os toolboxes Simulink e TrueTime do MATLAB. A utilização da ferramenta é demonstrada no trabalho através do desenvolvimento de diversos cenários. Além disso, usando essa ferramenta, é realizada uma breve comparação de protocolos baseados em agentes com protocolos baseados em difusão de mensagens.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:21:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221409.pdf: 6577774 bytes, checksum: f256c2c98a330adbce7f63cb5a568720 (MD5) / Neste trabalho, foi desenvolvido um modelo bidimensional baseado na Técnica de Traçado de Raios para a predição de campos eletromagnéticos em ambientes interiores. A Teoria das Imagens foi utilizada para a determinação dos percursos, tendo sido desenvolvido um novo procedimento, compatível com essa teoria, para a determinação dos percursos exatos transmitidos através de obstáculos. Este procedimento torna a Técnica de Traçado de Raios (baseada na Teoria das Imagens) mais precisa em ambientes interiores devido à consideração do desvio no percurso de um raio transmitido. A Ótica Geométrica e a Teoria Uniforme da Difração foram utilizadas para o cálculo dos campos devido às principais interações da onda com o ambiente (raios diretos, refletidos difratados e transmitidos). A validação da ferramenta desenvolvida deu-se por meio de reproduções de resultados obtidos na literatura bem como pela comparação dos resultados obtidos pelo modelo implementado (Traçado de Raios) com o método FDTD. Algumas aplicações do modelo foram feitas em cenários interiores práticos, avaliando-se os canais por meio do levantamento da distribuição de potência e dos parâmetros de dispersão temporal dos canais estudados. O modelo desenvolvido mostrou-se eficiente e preciso, podendo ser usado em um grande número de aplicações no planejamento de sistemas de comunicação sem fio.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T11:38:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 230478.pdf: 722758 bytes, checksum: fe243322b6f5d842451a8533511e44a5 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T12:18:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226903.pdf: 1503579 bytes, checksum: 491afc079b8522f91ffc6ffe09e471e4 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2004 / Inclui bibliografias / Bluetooth é uma tecnologia de comunicação sem fio por ondas de rádio, de baixo custo e baixa potência. Esta tecnologia foi criada para eliminar fios e cabos entre dispositivos móveis e fixos para pequenas distâncias, formando redes pessoais sem fio (WPANs / Bluetooth is a wireless technology that uses radio waves, with low cost and low power. It was designed to eliminate wires and cables between fixed and mobile devices for short distances, forming wireless personal area networks (WPANs). A network with up t

GUERREIRO, I. M. Distributed optimization techniques for 4G and beyond. 2016. 134 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-06-14T15:00:33Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_imguerreiro.pdf: 2003633 bytes, checksum: a1a392147f3f5f0c8946e15f33186715 (MD5) / Rejected by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br), reason: Renato, Favor enviar ao autor as seguintes alterações que ele deve providenciar. Prezado Igor: Existe uma orientação para que normalizemos as dissertações e teses da UFC, em suas paginas pré-textuais e lista de referencias, pelas regras da ABNT. Por esse motivo, sugerimos consultar o modelo de template, para ajudá-lo nesta tarefa, disponível em: http://www.biblioteca.ufc.br/educacao-de-usuarios/1234-templates Vamos agora as correções sempre de acordo com o template: 1. Na capa, a UFC solicitou que nos fizéssemos a opção de colocar a identificação da instituição e sua hierarquia em língua portuguesa. Sendo assim a ordem é: nome da Universidade, Centro, Departamento e nome do Programa em língua portuguesa. Na sua tese faltou o Centro. 2. Na capa e folha de rosto retire o nome do estado e deixe só a cidade da defesa e o ano 3. Na folha de rosto coloque o titulo de sua tese em ingles, 4.No sumário as seções terciárias (com 3 dígitos) ficam em negrito e itálico. As quaternárias (4 dígitos) ficam só em itálico sem negrito. Corrigir em todo o sumário. Atenciosamente, Marlene Rocha 3366-9620 on 2017-06-16T13:10:37Z (GMT) / Submitted by Renato Vasconcelos (ppgeti@ufc.br) on 2017-06-16T14:20:51Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_imguerreiro.pdf: 2004320 bytes, checksum: b65ef686e66a34877a8b00018ddc6449 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-16T14:53:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_imguerreiro.pdf: 2004320 bytes, checksum: b65ef686e66a34877a8b00018ddc6449 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-16T14:53:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_imguerreiro.pdf: 2004320 bytes, checksum: b65ef686e66a34877a8b00018ddc6449 (MD5) Previous issue date: 2016-06-30 / In today’s and future wireless telecommunication systems, the use of multiple antenna elements on the transmitter side, and also on the receiver side, provides users a better experience in terms of data rate, coverage and energy efficiency. In the fourth generation of such systems, precoding emerged as a relevant problem to be optimally solved so that network capacity can be increased by exploiting the characteristics of the channel. In this case, transmitters are equipped with few antenna elements, say up to eight, which means there are a few tens of precoding matrices, assuming a discrete codebook, to be coordinated per transmitter. As the number of antenna elements increases at communication nodes, conditions to keep in providing good experience for users become challenging. That’s one of the challenges of the fifth generation. Every transmitter must deal with narrow beams when a massive number of antenna elements is adopted. The hard part, regarding the narrowness of beams, is to keep the spatial alignment between transmitter and receiver. Any misalignment makes the received signal quality drop significantly so that users no longer experience good coverage. In particular, to provide initial access to unsynchronized devices, transmitters need to find the best beams to send synchronization signals consuming as little power as possible without any knowledge on unsynchronized devices’ channel states. This thesis thus addresses both precoding and beam finding as parameter coordination problems. The goal is to provide methods to solve them in a distributed manner. For this purpose, two types of iterative algorithms are presented for both. The first and simplest method is the greedy solution in which each communication node in the network acts selfishly. The second method and the focus of this work is based on a message-passing algorithm, namely min-sum algorithm, in factor graphs. The precoding problem is modeled as a discrete optimization one whose discrete variables comprise precoding matrix indexes. As for beam finding, a beam sweep procedure is adopted and the total consumed power over the network is optimized. Numerical results show that the graph-based solution outperforms the baseline/greedy one in terms of the following performance metrics: a) system capacity for the precoding problem, and b) power consumption for the beam finding one. Although message-passing demands more signaling load and more iterations to converge compared to baseline method, it usually provides a near-optimal solution in a more efficient way than the centralized solution. / Nos sistemas de telecomunicações sem fio atuais e futuros, o uso de múltiplos elementos de antena no lado do transmissor, e também no do receptor, proporciona aos usuários uma melhor experiência em termos de taxa de dados, cobertura e eficiência energética. Na quarta geração de tais sistemas, precodificação surgiu como um problema relevante a ser solucionado de forma ótima de modo que a capacidade da rede pudesse ser aumentada explorando as características do canal. Neste caso, transmissores são equipados com alguns elementos de antena, por exem- plo, oito, o que resulta em algumas dezenas de matrizes de precodificação, assumindo um con- junto discreto, para serem coordenadas em cada transmissor. Com o crescimento no número de elementos de antena nos nós de comunicação, as condições para continuar provendo boa ex- periência para usuários se tornam desafiantes. Isto é um dos desafios da quinta geração. Cada transmissor deve lidar com feixes estreitos quando é adotado um número massivo de elemen- tos de antena. A parte complicada, considerando a pequena largura dos feixes, é a manutenção do alinhamento espacial entre transmissor e receptor. Qualquer desalinhamento desta natureza faz a qualidade do sinal recebido cair significativamente de tal forma que usuários deixam de perceber boa cobertura. Particularmente, para prover acesso inicial a dispositivos não sincroni- zados, transmissores necessitam achar os melhores feixes, sem nenhum conhecimento do estado de canal de tais dispositivos não sincronizados, para enviar sinais de sincronização consumindo o mínimo de energia possível. Esta tese, portanto, discute ambos os problemas de precodifica- ção e descoberta de feixes como sendo de coordenação de parâmetros. A meta é prover métodos para solucioná-los de maneira distribuída. Para este propósito, dois tipos de algoritmos iterativos são apresentados para ambos os problemas. O primeiro método, e o mais simples, é a solução “gulosa”, na qual cada nó de comunicação na rede atua de forma egoísta. O segundo método, e o foco deste trabalho, é baseado em um algoritmo de troca de mensagens, especificamente o algoritmo min-sum, em grafos fatores. O problema de precodificação é modelado como um de otimização discreta onde as variáveis discretas compreendem índices de matrizes de precodifi- cação. A respeito da descoberta de feixes, é adotado um procedimento de varredura de feixes com a otimização do consumo total de potência na rede. Resultados numéricos mostram que a solução baseada em grafos ganha da egoísta, que é usada como solução base, em termos da mé- trica de desempenho: a) capacidade do sistema para o problema de precodificação, e b) consumo de potência para o caso de descoberta de feixes. Embora a troca de mensagens demande mais carga de sinalização e mais iterações para convergir comparado ao método base, ela geralmente provê uma solução próxima da ótima de forma mais eficiente comparada a solução centralizada.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:26:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332136.pdf: 8571699 bytes, checksum: d32fe46e2a6aa2fb6f814ef3cd7bfda1 (MD5) Previous issue date: 2014 / As Redes de Sensores sem Fio (RSSF) vêm apresentando uma penetração cada vez maior nas mais distintas áreas, dados a sua versatilidade e o seu baixo custo. Mais recentemente foi proposto seu emprego no chão de fábrica, com o surgimento de diversos padrões específicos, com especial destaque ao padrão IEEE 802.15.4. O ambiente industrial possui duas características que o diferenciam dos demais ambientes de aplicação das RSSF: requisitos de tempo real na troca de mensagens e alto índice de ruído eletromagnético que provocam altas taxas de perdas de mensagens. Sendo assim, é determinante para a aplicação das RSSF no ambiente industrial que se maximize a confiabilidade na troca de mensagens com garantias temporais. Neste sentido, esta tese propõe um novo algoritmo de codificação de rede para retransmissão oportunista de mensagens, aplicado a redes de sensores sem fio no padrão IEEE 802.15.4. Essa proposta emprega técnicas de codificação de rede, cooperação e diversidade temporal objetivando aumentar a confiabilidade na troca de mensagens. A codificação de rede é utilizada em nodos retransmissores para, sempre que necessário, agrupar um conjunto de mensagens e retransmiti-las. O coordenador da rede, ao receber o conjunto de mensagens originais e mensagens codificadas, consegue aumentar significativamente a taxa de sucesso das mensagens recebidas e, consequentemente, minimizar o consumo energético e do uso do meio na rede. Para comprovar a eficácia dessa proposta foi realizado um conjunto de ensaios experimentais com várias plataformas de nodos, principalmente o MicaZ, e simulações no OMNeT++, em variadas topologias de rede. Com o comparativo da nova técnica com técnicas tradicionais de retransmissão de mensagens se comprovou o melhor desempenho da nova proposta. Também foram realizados ensaios experimentais que comprovaram a factibilidade da codificação de rede em nodos das RSSF.<br> / Abstract: Wireless Sensor Networks (WSN) based applications have been increased in different applications areas, due to their versatility and low cost. Recently, its adoption has been proposed on factory floor, with the emergence of several specific standards, with special emphasis on the IEEE 802.15.4 standard. The industrial environment has two particular features that differs from traditional WSN application environments:(i) real-time constraints in messaging streams and (ii) high level of electromagnetic noise, which causes high rates of loss messages.Therefore, it is mandatory for industrial WSN application to maximize the reliability in messages exchanging with temporal guarantees. In this sense, this thesis proposes a new network coding algorithm for opportunistic relaying messages, applied to IEEE 802.15.4 WSN. This proposal employs network coding techniques, time diversity and cooperation in order to increase the message reliability. Network coding is adopted at relays nodes to group a set of messages and retransmit them. The network coordinator, upon receiving the set of original messages and coded messages can signicantly increase the success rate of incoming messages and, consequently, minimize the energy consumption through the network. To assess the effectiveness of this proposal several studies have been conducred in diferent sensor nodes platforms, especially the MicaZ and simulations in OMNeT++ considering various network topologies. Simulation results show that the proposed approach outperforms traditional ralaying techniques. Experimental assessment indicates the feasibility of network coding in the WSN nodes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328084.pdf: 3676568 bytes, checksum: 38ad93820259bd187203a2dfdbaa2aa7 (MD5) Previous issue date: 2014 / Essa dissertação descreve uma infraestrutura de comunicação sem fio projetada para uso em um Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) de pequena escala. A mesma tem como objetivo fornecer os links de comunicação entre o VANT e uma estação base (para fins de recebimento de comandos de controle) e entre o VANT e uma Rede de Sensores Sem Fio (RSSF) (para fins de coleta de dados). O desafio é utilizar o mesmo hardware para comunicar-se com dispositivos potencialmente heterogêneos e compartilhar diferentes protocolos e tipos de tráfego. O trabalho detalha a camada de software projetada para prover uma comunicação confiável com a estação de base, além de priorizar a economia de recursos com os nós de uma RSSF. Para ambos os casos, é usado apenas um transceiver IEEE 802.15.4 de longo alcance. Com o intuito de demonstrar a infraestrutura proposta, dois diferentes cenários foram implementados e testados. O primeiro consiste na comunicação do VANT com sensores esparsamente distribuídos sobre o solo. Já o segundo consiste na entrega dos dados coletados para a estação base. Ambos os cenários de comunicação diferem-se em tempo de conexão e outros requisitos. Os resultados obtidos mostram que a solução proposta atende os desafios relacionados.<br> / Abstract : This paper describes a wireless communication infrastructure designed for a small-scale Unmanned Aerial Vehicle (UAV). It aims at providing a communication link between the UAV and a base station and also additional links that may allow collecting data from a remote Wireless Sensor Network (WSN). The challenge here is using the same hardware to communicate with potential heterogeneous devices and using different protocols. The paper details the software layer designed to support a reliable communication with the base station, as well a highly efficient best-effort communication with nodes from a WSN. For both cases, a single IEEE 802.15.4 extended range transceiver is used. To demonstrate the proposed infrastructure, two different utilization scenarios were implemented and tested. The first consists of the UAV node communicating with spatially distributed sensors on the ground. In the second scenario, the UAV node delivers the collected data to the base station. Both communication scenarios are different in terms of connection time and other communication requirements. Obtained results show that the proposed solution meets the related challenges.