Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Dissertação [mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T23:35:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 239120.pdf: 3259262 bytes, checksum: 71f298c8c4ecd72fd54f438ddd7ca1c5 (MD5) / Esta dissertação apresenta um novo método para a simulação do espectro Doppler característico dos modelos de canais sem-fio com parâmetros fixos, conhecidos como Canais SUI (Stanford University Interim). Este novo método facilita a implementação computacional destes modelos. Os modelos de canais SUI são utilizados nas simulações de uma transmissão de dados de banda larga sem fio conhecida como WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) e definida pelo padrão IEEE 802.16a. Apresentam-se, também, modelos destes canais implementados em SIMULINK. Adicionalmente, técnicas de equalização adaptativas, para a compensação dos efeitos distorcivos dos canais SUI, foram implementadas em uma placa de FPGA-Virtex-4 da Xilinx, utilizando-se, para isso, um aplicativo chamado de Xilinx System Generator. Finalmente, são apresentados e discutidos diversos resultados das implementações.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:16:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 261987.pdf: 3045931 bytes, checksum: 94c481ef1cd01387bff69a0a1ab3918e (MD5) / A Nova Geração de Redes de Sensores Sem Fios irá integrar sistemas de comunicação além terceira geração. Como resultado desta integração, estes novos sistemas de comunicação serão alimentados pelas Redes de Sensores com informação colhida do ambiente, tornando-se cientes do contexto. Para alcançar a necessária conectividade entre redes IP e Redes de Sensores, o grupo de trabalho 6LoWPAN da Internet Engineering Task Force projetou uma camada de adaptação IPv6 para dispositivos de capacidades restritas. Esta pilha protocolar provê aos nós sensores interoperabilidade IPv6, evitando sobrecarga protocolar tanto quanto possível. Nesta dissertação, foram analisados e avaliados os possíveis cenários de comunicação IPv6 em Redes de Sensores sem Fios. Estas analises levaram a conclusão que, mesmo o 6LoWPAN sendo uma solução IPv6 leve o suficiente para ser executado em nós sensores, em cenários de comunicação global, isto é, quando há necessidade de utilização de endereçamento IPv6 globais e únicos, a sobrecarga protocolar é significativa e novas abordagens devem ser propostas. A fim de evitar sobrecarga de comunicação em Redes de Sensores Sem Fios quando há necessidade de comunicação com diferentes redes, foi proposta uma arquitetura que explora as técnicas do 6LoWPAN para supressão de cabeçalhos através de mecanismos de tradução transparente de endereços, alcançando maior eficiência energética. The next generation of wireless sensor networks will integrate communication systems beyond third generation paradigm. As a result of this integration, the new communication systems will be feed by the sensor networks with information gathered from the environment, achieving context awareness. To reach the necessary end-to-end connectivity between all-IP networks and sensor networks, the IETF 6LoWPAN working group designed an IPv6 adaptation layer for low power, low cost, low bit rate and short range devices. This protocol stack provides to the sensor networks IPv6 interoperability, avoiding overhead as much as possible. This document analyses and evaluates the associated IP overhead in different 6LoWPAN scenarios, from intra to inter network communication. We conclude that, even the 6LoWPAN being a light weight IP solution for link local sensor network communication, when data flows between different networks the overhead is too high and new approaches must be proposed. In order to avoid communication overhead when global IPv6 addressing is necessary in resource constrained networks, we propose an architecture to exploit 6LoWPAN crosslayering techniques to relief constrained networks from IP unnecessary headers through transparent address translation mechanisms.

CALDAS, F. M. C. Transceptores MIMO em sistemas de comunicações móveis sem fio com multipontos coordenados. 2012. 90 f. Dissertação (Mestrado em Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-10-31T17:02:41Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_fmccaldas.pdf: 919215 bytes, checksum: 1875f2038e0cc2c49dabe0671382e4d1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-11-01T17:05:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_fmccaldas.pdf: 919215 bytes, checksum: 1875f2038e0cc2c49dabe0671382e4d1 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-01T17:05:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_fmccaldas.pdf: 919215 bytes, checksum: 1875f2038e0cc2c49dabe0671382e4d1 (MD5) Previous issue date: 2012-06-29 / In this work, we evaluated the performance of MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output) transceivers on a new architecture proposed to mobile wireless communications systems of next generation XG (Next Generation), denoted by CoMP (Coordinate Mult-Point), which is compared with a co-located architecture, whose user equipments utilize the resources uniquely of the radio base station, which is located. In order to obtain spatial multiplexing gains, diversity and intermediate gains (between the two possible gains), adopts MIMO transceivers, which are submitted to different scenarios: Scenario 1, is composed of a co-located cell, whose coverage area is equivalent to three cooperative cells and Scenario 2, where the co-located cell has the same cooperative cell sizes. In both cases, CoMP architectures and co-located are addressed and evaluates the comparative performance between these scenarios, related to the two architecture. The current analysis is divided into two parts: a systemic character, where observes the SINR (Signal to Interference plus Noise Ratio) behavior with the use of VBLAST (Vertical-Bell Labs Space-Time) and STBC (Space-Time Block Codes) transceivers, the another one, of link character, which uses a hybridMIMO transceiver G2+1, in oder to provide an analysis of the bit error rate. The results show that by means of cooperation, a performance similar to the scenario co-located can be obtained with a smaller number of antennas at base stations, representing a saving in terms of capital expenditure CAPEX (Capital Expenditure) and operational OPEX (Operational Expenditure) network, as well as, a reduction in the error rate. / Neste trabalho, avaliou-se o desempenho de transceptores MIMO (do inglês, Multiple-Input-Multiple-Output) em uma nova arquitetura proposta para os sistemas de comunicações móveis sem fio de próxima geração XG (do inglês, Next Generation) denotada como CoMP (do inglês, Coordinated Multi-Point), em comparação com uma arquitetura co-localizada, em que, os equipamentos de usuários utilizam os recursos unicamente da estação rádio base a qual está localizado. Com o objetivo de se obter ganhos de multiplexação espacial, diversidade e ganhos intermediários (entre os dois possíveis ganhos), adota-se transceptores MIMO, os quais são submetidos a dois cenários distintos: Cenário 1, composto por uma célula co-localizada que tem uma cobertura equivalente a das três células cooperativas e um cenário 2, em que a célula co-localizada tem o mesmo tamanho das células cooperativas. Em ambos os casos, as arquiteturas CoMP e co-localizada são abordadas e avalia-se o desempenho comparativo entre os cenários relacionado com as duas arquiteturas. A análise realizada neste trabalho é dividida em duas partes, sendo uma de caráter sistêmico, em que se observa o comportamento da SINR (do inglês, Signal to Interference plus Noise Ratio) utilizando os transceptores VBLAST (do inglês, Vertical Bell-Labs Space-Time) e STBC (do inglês, Space-Time Block Codes), e a outra de caráter de enlace, na qual se utiliza um transceptor MIMO híbrido, de modo a fornecer uma análise da taxa de erro de bit. Os resultados mostram que por meio da cooperação, um desempenho semelhante ao cenário Co-localizado pode ser obtido com um menor número de antenas nas estações rádio base, representando uma economia do ponto de vista de dispêndio de capital CAPEX (do inglês, Capital Expenditure) e operacional OPEX (do inglês, Operational Expenditure) da rede, bem como redução na taxa de erro.

LIMA, F. R. M. Maximizing spectral efficiency under minimum satisfaction constraints on multiservice wireless networks. 2012. 124 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-06-17T13:18:17Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_frmlima.pdf: 2443426 bytes, checksum: 15428eca4947de06979660cd40fdc53d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-06-17T16:25:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_frmlima.pdf: 2443426 bytes, checksum: 15428eca4947de06979660cd40fdc53d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-17T16:25:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_frmlima.pdf: 2443426 bytes, checksum: 15428eca4947de06979660cd40fdc53d (MD5) Previous issue date: 2012 / Cellular networks are now a new player in the competitive market of data service provision mainly due to the technological advances of 3rd Generation (3G) and the upcoming 4th Generation (4G). Long Term Evolution (LTE) and LTE-Advanced are examples of systems that are capable of providing high data rates to the end user. The need of being connected anytime and anywhere and the appealing mobile devices/applications are strong indications that the mobile broadband market has potential for further worldwide increasing. This new scenario with sophisticated mobile terminals enables the quick popularization of new appealing data mobile applications. As a consequence, it is expected that the traffic on mobile networks will have a considerable increase in the next years. Therefore, the sustainable Quality of Service (QoS) provision of heterogeneous services appears as a challenging scenario for mobile network operators and industry in the near future. In order to deal with this challenging scenario, improvements in the core network have been done by means of an Internet Protocol (IP)-based packet-switched architecture. In the radio access network, the use of Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) and Single Carrier - Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) as the multiple access schemes of downlink and uplink of LTE system, respectively, and the addition of multiple antennas techniques have boosted the achieved data rates in the radio part of the networks. Another relevant functionality that is useful to deal with the challenges of next generation cellular networks is efficient Radio Resource Allocation (RRA). RRA algorithms interact with multiple access schemes and multiple antenna schemes and are responsible for the management of the scarce radio resources such as power, time slots, spatial channels and frequency chunks. In this context, we study in this thesis the use of RRA in cellular networks in order to improve the resource usage efficiency and guarantee the sustainable provision of multiple services. More specifically, we model this RRA problem as the optimization problem of maximizing the overall data rate subject to minimum satisfaction constraints per service. Along this thesis, we study this problem in different scenarios with different multiple access strategies and multiple antennas schemes. As main contributions we provide the characterization of optimal solutions, proposal of low-complexity heuristic solutions, performance evaluation by means of computational simulations and computational complexity analysis of the involved algorithms. / Redes celulares entraram recentemente no competitivo mercado de provimento de serviços de dados devido principalmente aos avanços tecnológicos da terceira geração (3G) e da iminente quarta geração (4G). Os sistemas Long Term Evolution (LTE) e LTE-Advanced são exemplos de redes celulares que proporcionam altas taxas de dados a seus usuários. A necessidade de estar conectado de forma permanente e os novos e poderosos dispositivos móveis são fortes indicadores que o mercado de banda larga móvel ainda possui potencial de crescimento em nível global. Este novo cenário com sofisticados dispositivos móveis permite a rápida popularização de novas aplicações de dados móveis. Como consequência, esperamos que o tráfego nas redes móveis tenham um aumento considerável nos próximos anos. Portanto, o provimento de Qualidade de Serviço (do inglês, Quality of Service (QoS)) para serviços heterogêneos consiste em um cenário desafiador para os operadores dos sistemas e indústria em um futuro próximo. De forma a enfrentar esses desafios, algumas melhorias foram realizadas no núcleo da rede por meio do advento da arquitetura por chaveamento por pacotes baseado em protocolo da internet (do inglês, Internet Protocol (IP)). Na rede de acesso de rádio, tivemos como avanços o uso de múltiplas antenas nos nós da rede e a adoção dos esquemas de múltiplo acesso por divisão de frequências ortogonais (do inglês, Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA)) e múltiplo acesso por divisão de frequências com portadora única (do inglês, Single Carrier - Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA)) nos enlaces direto e reverso do sistema LTE, respectivamente. Outra funcionalidade que destacamos como relevante para enfrentar os desafios das próximas gerações de redes celulares consiste no uso de alocação de recursos de rádio (do inglês, Radio Resource Allocation (RRA)). Algoritmos de RRA são responsáveis pelo gerenciamento dos recursos de rádio tais como intervalos de tempo (do inglês, time slots), canais espaciais e grupos de frequências que em geral são escassos. Neste contexto, nós estudamos nesta tese o uso de RRA em redes celulares de forma a melhorar a eficiência no uso dos recursos e garantir um provimento sustentável de múltiplos serviços. Especificamente, modelamos RRA como o problema de otimização de maximização da taxa total de transmissão sujeito a restrições de satisfação mínimas por serviço. Este problema é estudado ao longo da tese em diferentes cenários resultantes da combinação de diferentes esquemas de múltiplo acesso e múltiplas antenas. Como principais contribuições temos a caracterização de soluções ótimas, propostas de heurísticas de baixa complexidade, avaliação de desempenho por meio de simulações computacionais e por fim a análise da complexidade dos algoritmos envolvidos.

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 2015-02-05T21:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327790.pdf: 2450469 bytes, checksum: cecb6e5aa5a2f7d42da1904e1906c6b9 (MD5) Previous issue date: 2014 / O sensoriamento de condições ambientais é frequentemente empregado nas áreas de Agricultura de Precisão e Engenharia Ambiental, como para o monitoramento climático, na detecção de pragas, na irrigação e análise do solo, nos mapas de produtividade e no monitoramento de áreas florestais e de rios urbanos. As Redes de Sensores sem Fio (RSSF) vêm sendo propostas como infraestruturas para essas aplicações. As referidas redes produzem um grande volume de dados. Contudo, como são comumente compostas por sensores de baixo custo e com baixa confiabilidade, eventualmente dados anômalos (outliers) são gerados, afetando a qualidade final do monitoramento. Essas condições implicam na necessidade da utilização de métodos de fusão de informações que viabilizem o funcionamento da rede e aumentem a confiança nos dados monitorados. Tendo em vista tais características, o presente trabalho propõe uma arquitetura para a fusão de informação voltada a sensores de baixo custo. A arquitetura foi validada através de um estudo de caso envolvendo sensores de pressão atmosférica, compatíveis com a plataforma Arduino, cujos dados produzidos foram tratados por técnicas de fusão de informação. Na avaliação dos resultados obtidos, dois sensores de alto custo foram utilizados para fornecerem valores de referência. Os resultados obtidos mostram que alguns dos métodos de fusão de baixo nível e técnicas para a detecção de outliers estudados neste trabalho, quando combinados e organizados segundo a arquitetura proposta, conseguem substituir um único sensor centralizado e de alto custo, mantendo a confiabilidade obtida nos dados monitorados.<br> / Abstract : Detection of environmental conditions is frequently employed in the fields of precision agriculture and environmental engineering, being also used in irrigation and soil testing, productivity maps, and the moni-toring of forest areas and urban rivers. Wireless Sensor Networks (WSN) have been proposed as an infrastructure for these applications. These networks produce a large volume of data. However, as they are often comprised of sensors of low cost and reliability, anomalous data (outliers) is occasionally produced, affecting the final quality of the monitoring. These conditions require using information fusion methods that make it possible for the network to function while increasing the reliability of monitored data. Considering these characteristics, this work proposes an architecture for information fusion aimed at low-cost sensors. The architecture was validated through a case study involving atmospheric pressure sensors compatible with the Arduino platform. The data they produced was processed with information fusion techniques. In the evaluation of the obtained results, two high-cost sensors were used to provide reference values. The obtained results show that, when combined and organized according to the proposed architecture, some of the low-level fusion methods and the outlier detection techniques studied in this work are able to replace a single centralized, high-cost sensor while maintaining reliability of the monitored data.

RODRIGUES, H. O. Estudo das propriedades estruturais, dielétricas e magnéticas do compósito cerâmico (BaFe12O19)x – (BiFeO3)1-x e sua aplicação em dispositivos de radiofrequência e microondas. 2014. 169 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-10T15:59:23Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_horodrigues.pdf: 16440787 bytes, checksum: dedcd41a4bff937d7265be4daf2eb61f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-10T16:01:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_horodrigues.pdf: 16440787 bytes, checksum: dedcd41a4bff937d7265be4daf2eb61f (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-10T16:01:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_horodrigues.pdf: 16440787 bytes, checksum: dedcd41a4bff937d7265be4daf2eb61f (MD5) Previous issue date: 2014-11-10 / The demand for ceramic composite materials for the development of telecommunications systems has been a strong motivator for academic research. Existing technologies can be improved from these researches, and subsequently absorbed by industry and the consumer market. The magnetic and dielectric ceramics have been used in many electronic devices due to the possibility of being designed taking into account certain physical characteristics and its low production cost. The aim of this work consists on the development and characterization of a ceramic composite based on the BiFeO3 (BFO) perovskite and on the BaFe12O19 barium hexaferrite (BaM). The first one is known for its multiferroics properties, while the second is a M-type hexaferrite widely used in various applications. The composite material [(BaFe12O19)x − (BiFeO3)1-x] was produced by the solid state reaction with the use of highenergy mechanical milling and heat treatment. In the synthesis process, it was considered some mole percentages of BFO and BaM. Structural characterization was performed by X-ray Diffraction and Rietveld refinement. Experiments to evaluate the magnetic and dielectric behavior of the samples in the range of Radio Frequency and Microwave as well as simulations of resonators cylindrical antennas by HFSS® software were performed. Studies of the temperature coefficient of capacitance (TCC) and temperature coefficient of resonant frequency (tf) were realized. The composition with x ~ 0.45 showed the best thermal stability (tf ~ 0). The composite material has potential for application in wireless communication systems. / A demanda por materiais cerâmicos compósitos para o desenvolvimento dos sistemas de telecomunicações tem sido um forte motivador para a pesquisa acadêmica. Tecnologias já existentes podem ser aprimoradas a partir destas pesquisas, sendo posteriormente absorvidas pela indústria e pelo mercado consumidor. As cerâmicas magnéticas e dielétricas têm sido empregadas em diversos dispositivos eletrônicos, devido à possibilidade de serem projetadas atendendo a determinadas características físicas e pelo seu baixo custo de produção. Este trabalho consiste no desenvolvimento e caracterização de um compósito cerâmico tendo como base a perovskita BiFeO3 (BFO) e a hexaferrita de bário BaFe12O19 (BaM). O primeiro material é conhecido por suas propriedades multiferróicas, enquanto o segundo é uma hexaferrita tipo-M largamente utilizada em diversas aplicações. O material compósito [(BaFe12O19)x − (BiFeO3)1-x] foi produzido a partir de reação de estado sólido com a utilização de moagem mecânica de alta energia e tratamento térmico. No processo de síntese, foram consideradas algumas porcentagens em mol das matrizes BFO e BaM. A caracterização estrutural foi realizada por meio de Difração de Raios-X com Refinamento de Rietveld. Foram realizados experimentos para avaliação do comportamento magnético e dielétrico das amostras, na faixa de Radiofrequência e Microondas, bem como simulação das antenas ressoadoras cilíndricas em software HFSS®. Foram realizados estudos do coeficiente de variação da capacitância com a temperatura (TCC) e medidas do coeficiente de variação da frequência de ressonância em microondas com a temperatura (tf). A composição com x ~ 0,45 apresentou a melhor estabilidade térmica (tf ~ 0). O compósito investigado tem potencial para aplicação em sistemas de comunicação sem fio.