Orientador: Aldario Chrestani Bordonalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T17:35:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martin_AndreaAcunha_M.pdf: 1893415 bytes, checksum: bd7917b81e12d9fdade5bda5ff7489cb (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho, apresenta-se um estudo teórico das características de operação do amplificador a fibra dopada com érbio (EDFA ¿ erbium doped fiber amplifier), considerando-se regimes de operação estático e dinâmico, quando este é aplicado a sistemas de multiplexação por divisão em comprimento de onda. Após a introdução dos mecanismos que permitem a amplificação da luz no interior da fibra dopada, com destaque para a aplicação do bombeio em 980 nm, e a definição da topologia de amplificador a ser avaliada, partiu-se para o desenvolvimento das formulações que permitiram a análise do comportamento estático do amplificador. Primeiramente, a abordagem utilizada foi puramente monocanal, baseada na técnica da largura de banda equivalente, que incorporou uma nova proposta de rotina estável para a simulação do EDFA. Na seqüência, esta mesma rotina foi adaptada a um modelo estático reformulado e de aplicação multicanal, que passou a assumir a distribuição espectral da emissão espontânea amplificada. Numa etapa seguinte, uma segunda rotina de simulação multicanal foi desenvolvida a partir das modificações que o estudo do comportamento dinâmico do EDFA exigiu. Com os dados característicos de uma fibra dopada comercial, as diferentes rotinas de simulação foram utilizadas para avaliar parâmetros de operação do EDFA, tais como ganho de sinal, absorção de bombeio e figura de ruído, entre outros. Observou-se que os três métodos apresentaram, em geral e dentro de certos limites para as condições de contorno às quais o amplificador é submetido, concordância de resultados / Abstract: In this work, a theoretical study of the erbium doped fiber amplifier (EDFA) operational characteristics under static and dynamic conditions for application in wavelength division multiplexing systems is presented. After an introductory analysis of the physical properties that allow for light amplification inside the doped fiber, especially if 980 nm pumps are used, and the definition of the amplifier configuration to be considered, a formulation based on the static behavior of the amplifier was developed. The first approach was purely single channel and based on the equivalent bandwidth technique, which incorporated a new routine to guarantee stable solutions during EDFA simulation for different initial conditions. Then, this same convergence routine was used when the amplified spontaneous emission spectral distribution was considered to restructure the static model and to allow a multi-channel analysis. In a following stage, a second multi-channel simulation routine was conceived due to the modifications that the EDFA transient investigation required. By using the parameter of a commercial fiber, different simulation routines were used to evaluate the EDFA operational parameter, such as gain, pump absorption and noise figure. In general, it was observed that the three methods produced similar results within certain initial condition boundaries for the EDFA operation / 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 2018-08-15T14:34:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_UgoSilva_D.pdf: 7207559 bytes, checksum: 799e62195e2d2cf1cf1a42599b611bf6 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Esta tese propõe, investiga e valida estatísticas de primeira e segunda ordens para canais com desvanecimento em ambientes sem fio. A caracterização estatística contempla tanto a obtenção de modelos teóricos quanto investigações práticas através de campanhas de medições de campo. Os modelos probabilísticos analisados aqui, chamados ?-µ e a-µ, foram recentemente propostos com o intuito de prover uma análise mais realista do canal rádio-móvel. Por apresentarem um grau de liberdade a mais do que as distribuições tradicionais, uma maior flexibilidade é alcançada. Mais especificamente, as contribuições desta tese são: a obtenção da distribuição conjunta da envoltória e da fase para canais em desvanecimento ?-µ e a validação do seu modelo de fase. Além disso, e sem menos importância, a distribuição a-µ é validada amplamente. Suas funções de distribuição cumulativa, correlação cruzada, autocorrelação e espectro de potência da envoltória, estas últimas encontradas em formulações fechadas, bem como a taxa de cruzamento de nível, são investigadas na prática através do uso de um sistema de medição de campo construído especialmente para este fim. Comparações entre o modelo de canal a-µ e os modelos tradicionais da literatura são realizadas e um excelente ajuste entre os dados teóricos e experimentais é encontrado / Abstract: This thesis proposes, investigates and validates first and second order statistics of fading channels in wireless environments. The statistical characterization includes both theoretical models and practical investigations through field measurements. The investigated channel models, namely ?-µ and a-µ, have recently been proposed in order to provide a more realistic analysis of the propagated signal. Because these fading models have one more degree of freedom than the traditional distributions, a greater flexibility is achieved. More specifically, the contributions of this thesis are: the ?-µ phase-envelope joint distribution derivation and its phase model validation. Furthermore, the distribution a-µ is fully validated. Its cumulative distribution, cross-correlation, autocorrelation and power spectrum functions of the envelope, these latter obtained in closed-form expressions, and the level crossing rate, are investigated in practice by using a field measurement system, specifically built for this purpose. Comparisons between the a-µ channel model and the traditional distributions are performed and excellent fits between the theoretical and experimental data are found / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Rafael Santos Mendes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T17:09:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalcante_MabiaDaniel_D.pdf: 2715835 bytes, checksum: c50d435fedfc8844d3524aff040c39f0 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Network Calculus (NC) é um conjunto de regras e resultados para calcular parâmetros de desempenho de redes de comunicações. As redes de comunicações são exemplos de Sistemas Dinâmicos a Eventos Discretos (DEDS), ou seja, sistemas cujas mudanças de estado são comandadas por eventos que ocorrem em instantes discretos. As restrições matemáticas de alguns DEDS podem ser descritas mais adequadamente usando a álgebra de dióides. Existe, portanto, uma relação entre NC e álgebra de dióides. No entanto, trabalhar em uma plataforma completamente baseada na álgebra de dióides é uma abordagem nova para o NC. Nesse contexto, as contribuições deste trabalho podem ser consideradas sob dois aspectos. Por um lado, no uso sistemático da álgebra de dióides e na definição de métodos, baseados nessa álgebra, para a modelagem e análise de desempenho de redes de comunicações. Por outro lado, nas análises desenvolvidas e resultados alcançados para alguns sistemas específicos. Como uma forma de ilustrar os métodos propostos, analisam-se componentes comuns a modelo~ de redes de comunicações, tais como: enlaces conservativos, reguladores de tráfegos, buffers de recepção e multiplexadores. Alguns resultados alcançados para esses sistemas são inovadores e menos conservativos do ql1e os encontrados na literatura / Abstract: Network Calculus (NC) is a set of rules and results regarding performance parameters of communication networks. Communication networks are examples of Discrete Event Dynamic Systems (DEDS), i.e., systems whose state transitions are triggered by events that occur at discrete instants. The mathematical constraints of some DEDS can be described more adequately using the dioid algebra. Therefore, there is a relationship between NC and the dioid algebra. However, working on a framework completely based on the dioid algebra is a new approach to the NC. ln this context, the contributions of this work can be considered under two aspects. On one hand, in the systematic use of the dioid algebra and the definition of methods based on this algebra to model and analyze performance of communication networks. On the other hand, in the analysis developed and results achieved for some specific systems. To illustrate the introduced methods, some systems that are commonly faund in models af communication networks were analyzed. Among them: conservative links, traffic regulators, receive buffers (or packetizers) and multiplexers. Some of the results obtained for these systems are new and less conservative than those in the literature / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Yuzo Iano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T08:32:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caetano_DiogoGara_M.pdf: 6545832 bytes, checksum: d1bdaa84e6d542ee7380aadc0423d44b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O objetivo deste trabalbo foi estudar o desempenho de codificadores de canal com decodificação iterativa e diferentes esquemas de concatenação de codificadores para sistemas de TV digital móveis tais como: DVB-H e ISDB- T. Contribui-se com uma proposta de concatenação de codificadores para sistemas COFDM avaliada através de implementação computacional. Os resultados gerados nesta pesquisa demonstram ganhos de codificação em relação a sistemas padronizados de TV digital. Estes ganhos de codificação são referentes à utilização de codificadores BCH concatenados com codificadores Turbo e LDPC. As simulações ocorreram em canais com multipercurso, distribuição Rayleigh, ruído gaussiano branco e outros canais típicos de radiodifusão utilizados no Brasil para testes de TV digital / Abstract: The aim of this work is to study the performance of channel encoders with iterative decoder: and also different encoders concatenation schemes to mobile digital television standards ;; DVB-H and ISDB-T. The contribution of this work is a proposal of encoder concatenatic scheme for COFDM systems evaluated through software implementation. The final results I this work presents overall coding gain with respect to digital TV standards. The gain presenb in this work is regarded to the concatenation of BCH encoders with Turbo and LDPC encodel The simulations were performed over multipath, Rayleigh, A WGN and typical Brazili: broadcast channels used for digital TV trials / 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 2018-08-19T00:15:10Z (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

Orientador: Fabio Violaro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T23:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Morais_EdmilsondaSilva_D.pdf: 5597078 bytes, checksum: 4dec4fc5a56d9d1ff2204a3c1d7dd86b (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Esta Tese apresenta dois novos algoritmos denominados OPWI (Optimized Prototype Waveform Interpolation) e LDM-GA (Linguistic Data Mining Using Genetic Algorithm). Estes algoritmos são formulados no contexto de sistemas CTF-SCAUS (sistemas de Conversão Texto-Fala empregando a tecnologia de Seleção e Concatenação Automática de Unidades de Síntese). O algoritmo OPWI é apresentado como uma nova alternativa para o módulo de Back-End de sistemas CTF-SCAUS, permitindo modificações prosódicas e suavizações espectrais de alta qualidade. O algoritmo LDM-GA foi desenvolvido com o objetivo de minimizar problemas de treinamento, em sistemas CTF-SCAUS, relacionados a distribuições de probabilidade com características LNRE (Large Number of Rare Events). Resultados da avaliação dos algoritmos OPWI e LDM-GA são apresentados e discutidos detalhadamente. Além destes dois algoritmos, esta Tese apresenta uma ampla revisão bibliográfica sobre os principais módulos de um sistema CTF-SCAUS, módulos de Front-End (Módulo lingüístico), módulo prasódico, módulo de seleção de unidades de síntese e módulo de Back-End (Módulo de síntese) / Abstract: This Thesis presents two new algorithms for Unit Selection Based Text-to-Speech systems (USBTTS). The first algorithm is the OPWI (Optimized Prototype Waveform Interpolation), which was designed to be used as a Back-End module for USB-TTS. The second algorithm is the LDM-GA (Linguistic Data Mining Using Genetic AIgorithm), which was designed to minimize training problems related to LNRE (Large Number of Rare Events) distributions. Experimental results and analysis of the OPWI and LDM-GA algorithms are presented in detail. The OPWI algorithm is evaluated under operations af analysisjre-synthesis and pr~sodic modifications, TSM (Time Scale Modifications) and PSM (Pitch Scale Modifications). The LDM-GA is evaluated in the context of phaneme segmental duration prediction based on linear regression mo de!. In addition to these two new algorithms (OPWI and LDM-GA), this Thesis presents a large review of the main modules of a USB-TTS system,Front-End Module (Linguistic module), prosodic module, unit-selection module and Back-End module (Synthesis module) / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2011-03-23T21:19:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Item created via OAI harvest from source: http://www.bdtd.ufpa.br/tde_oai/oai2.php on 2011-03-23T21:19:12Z (GMT). Item's OAI Record identifier: oai:bdtd.ufpa.br:51 / This work proposes a new methodology for fails location in transmission lines. This methodology consists in using harmonic decomposition of the leakage current and in the application of an Artificial Neural Network (ANN), this is able to recognize patterns of normal and fails conditions of a transmission line. It was developed a Pi model capable to use real data of voltage and current of the three phases. In this model values of capacitance, inductance and resistance can be modified in agreement of weather conditions. Fails were generated in all the towers with different values of capacitance. The input/output data were used to train the neural network. The real voltage and current data acquisition were done by instruments installed in the two terminals of the Guamá-Utinga transmission line belonging to Centrais Elétricas do Norte - ELETRONORTE. The computation of the parameters was made by the well known matricial method and was improved by Finite Element Method. An ANN was developed with Matlab software. For training the ANN it was used the backpropagation resilient algorithm, which presented good performance, been fast and accurate. The ANN was trained by two different sets to analyze differences between outputs. In the two cases results were satisfactory. / Este trabalho propõe a utilização de uma nova metodologia para a localização de falhas em linhas de transmissão (LT). Esta metodologia consiste na utilização da decomposição harmônica da corrente de fuga de uma linha e na aplicação de uma Rede Neural Artificial (RNA) capaz de distinguir padrões da condição normal de funcionamento e padrões de situações de falhas de uma LT. Foi utilizado um modelo Pi capaz de absorver dados reais de tensão e corrente de três fases e de alterar valores de R, L e C segundo modificações ambientais. Neste modelo foram geradas falhas em todas as torres com diferentes valores de capacitância. A saída fornecida pelo modelo é a decomposição da corrente de fuga do trecho considerado. Os dados de entrada e saída do modelo foram utilizados no treinamento da RNA desenvolvida. A aquisição de dados reais de tensão e corrente foi feita através de analisadores de parâmetros de qualidade de energia elétrica instalados nas extremidades de um trecho de LT, Guamá-Utinga, pertencente à Centrais Elétricas do Norte do Brasil ELETRONORTE. O cálculo dos parâmetros construtivos foi feito através do método matricial e melhorado através da utilização do Método de Elementos Finitos (MEF). A RNA foi desenvolvida com o auxílio do software Matlab. Para treinamento da RNA foi utilizado o algoritmo de Retropropagação Resiliente que apresentou um bom desempenho. A RNA foi treinada com dois conjuntos de dados de treinamento para analisar possíveis diferenças entre as saídas fornecidas pelos dois grupos. Nos dois casos apresentou resultados satisfatórios, possibilitando a localização de falhas no trecho considerado.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2012-04-12T22:14:07Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_ModeloMatematicoLinhas.pdf: 6725984 bytes, checksum: de77866964b3c311d58dc81a960e5a0f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos(edisangela@ufpa.br) on 2012-04-12T22:14:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_ModeloMatematicoLinhas.pdf: 6725984 bytes, checksum: de77866964b3c311d58dc81a960e5a0f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-12T22:14:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_ModeloMatematicoLinhas.pdf: 6725984 bytes, checksum: de77866964b3c311d58dc81a960e5a0f (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2009 / Eletronorte - Centrais Elétricas do Norte do Brasil S/A / Teoricamente, a predição de falha em cadeia de isoladores pode ser observada pela verificação do comportamento harmônico da corrente através dos isoladores, chamada de corrente de fuga. Isto porque a capacitância de uma cadeia de isoladores permite a passagem das componentes harmônicas de maior ordem da corrente na linha. No entanto os projetos e planejamento de linhas de transmissão só levam em consideração as dimensões e geometrias da linha; esquecendo ou ignorando os efeitos ambientais em uma linha de transmissão. A omissão de tais efeitos, podem confundir um diagnóstico de falha no sistema de isolação da linha, de forma que foi necessário desenvolver uma metodologia para determinação dos valores dos parâmetros elétricos, resistência elétrica e capacitância em função de variáveis ambientais como: temperatura ambiente, radiação solar, umidade relativa do ar, velocidade do vento e direção do vento, particularmente a determinação do comportamento da capacitância, em função dessas variáveis ambientais se deu de maneira inovadora e experimental, tendo em vista obter um modelo matemático de linha de transmissão mais realista e dinâmico, que possa identificar de maneira precisa os parâmetros elétricos, sob a influência das variáveis ambientais. Nesse trabalho é desenvolvido esse modelo, que, além de ser alimentado com dados elétricos e ambientais reais, é feito o estudo da decomposição harmônica da corrente de fuga; além da comparação com resultados de outros modelos já existentes. São realizadas ainda, simulações de falhas virtuais, que compravam a eficiência e limitações do modelo, além de sugerir uma forma de monitoração em tempo real e a baixos custos. / Theoretically, the prediction of failure in the chain of insulators can be found by checking the behavior, of the harmonic current through the insulators, called leakage current. This is because the capacitance of a chain of insulators allows the passage of components of higher order harmonics of the current line, however the design and planning of transmission lines, only take into account the size and geometry of the line, forgetting or ignoring the effects environment in a line of transmission, the omission of such effects can confuse the diagnosis of failure in the system of isolation of the line, so it was necessary to develop a methodology for determining the values of electrical parameters, electrical resistance and capacitance as a function of environmental variables as: temperature, solar radiation, relative humidity, wind speed and wind direction, particularly the determination of the behavior of capacitance as a function of environmental variables was so innovative and experimental, in order to obtain a mathematical model of line transmission of more realistic and dynamic, that can more precisely identify the electrical parameters under the influence of environmental variables, such work is developed this model, which will be fed with real environmental and electrical data, it made the study of the harmonic decomposition of current leakage, and the comparison with results of other existing models, are still held, virtual simulations of failures, which bought the efficiency and limitations of the model, and suggest a way of monitoring in real time and low cost.

Fundação Araucária / O gerenciamento do tráfego na Internet tornou-se essencial devido à grande utilização de serviços em rede nos últimos anos. Assim, para executar alguns serviços que demandam um certo grau de qualidade é necessário otimizar o uso de recursos existentes. Organizações mantenedoras de backbones são responsáveis por rotear o tráfego, utilizando protocolos que encaminham dados da origem ao destino. Um dos protocolos de roteamento mais utilizados mundialmente é o Open Shortest Path First (OSPF). A qualidade das rotas oferecidas pelo protocolo OSPF depende dos pesos atribuídos pelo operador de rede às ligações (enlaces). A determinação destes pesos depende dos critérios técnicos ou econômicos considerados necessários por parte da empresa provedora de serviços telemáticos. Nesta dissertação aborda-se o problema de rotear a demanda de tráfego na rede com o objetivo de oferecer uma qualidade de serviço satisfatória por meio de uma atribuição inteligente de pesos aos enlaces. O problema de atribuição de pesos (WSP), consiste em encontrar um conjunto de pesos OSPF que otimiza o desempenho da rede. Para solução deste problema, a literatura científica apresenta algoritmos que, na sua maioria, buscam equilibrar o tráfego na rede pelo ajuste correto da carga de cada enlace. Essa dissertação visa solucionar o WSP propondo uma nova abordagem que leva em consideração a perda de pacotes em caminhos origem-destino e a sobrecarga gerada em cada enlace. Também uma formulação estendida é proposta, permitindo a obtenção de um conjunto de pesos operacionais em ambientes normais e em ambientes onde ocorrem falhas de nós. A aplicação de duas heurísticas conhecidas, Simulated Annealing e Harmony Search, a este problema permite encontrar soluções satisfatórias para os critérios de desempenho especificados. / Internet traffic management becomes essential due the large use of the Internet the past decades. Balancing the use of existing IP resources improves the performance of services. Backbone manteiners are responsible for routing data that are sent along the network links from a source to a destination host. A routing protocol is used to perform this task. One of the most commonly used internal routing protocol is OSPF (Open Shortest Path First). The quality of the routes offered by the OSPF protocol mainly depends on weights that are assigned by the network operator to the links. The determination of these weights depends on technical or economic criteria deemed necessary by the ISPs. This master dissertation addresses the routing problem aiming at providing network quality of service by optimizing the weights assigned to links. The weight setting problem (WSP) corresponds to find a set of OSPF weights that optimize network performance. To solve this problem, the literature shows algorithms that mostly seek to balance the network traffic by correctly setting link loads. This work aims at solving WSP proposing a new approach that takes into account packet losses over origin-destination paths and link overhead. Also an extended formulation is proposed, to obtain a set of operating weights in normal environments and in environments where node failures can occur. The application of two well known heuristics, Simulated Annealing and Harmony Search, to this problem allows to find satisfactory solutions to the performance criteria specified.

Técnicas de gerenciamento de filas e descarte de pacotes são empregadas pelos escalonadores de pacotes presentes nos roteadores internos de uma rede de telecomunicações. Devido às características auto-similares do tráfego presente nas redes, o desenvolvimento de modelos para análise de desempenho de protocolos e de elementos de rede é enormemente dificultado. Tais características auto-similares são oriundas da ação dos protocolos predominantes nas redes em questão, e dos mecanismos fim-a-fim de controle de congestionamento existentes, determinantes no comportamento do fluxo de informações entre diferentes camadas na hierarquia de protocolos TCP/IP. Esta tese tem como objetivo principal propor modelos analíticos de baixo esforço computacional que permitam fazer uma análise de desempenho de um nó de rede (podendo este nó ser do tipo: DiffServ, IntServ, IP, Multi Protocol Label Switching, entre outros) com o escalonador WFQ. O tráfego considerado é do tipo TCP, devido ao fato que este protocolo é o mais utilizado na Internet atualmente, apresentando, portanto, características auto-similares. Foram desenvolvidos modelos para o escalonador WFQ quando o mesmo é alimentado com tráfego Poissoniano e tráfego do tipo auto-similar. O primeiro modelo está baseado em uma cadeia de Markov bidimensional para representar o comportamento do escalonador WFQ alimentado por dois fluxos de prioridades diferentes. O segundo modelo faz uso de duas filas separadas com taxas de serviço ajustadas de modo a simular o comportamento do escalonador WFQ. As filas são do tipo M[X]/M/1/B para levar em conta o comportamento auto-similar do tráfego. Como resultado, mostra-se que o segundo modelo é capaz de estimar as métricas de desempenho, com erro aceitável, dentro de uma faixa adequada de valores dos parâmetros do sistema, conforme demonstra a validação de resultados conduzido com uso do software NS-2. / Internal routers of telecommunication networks employ a variety of queue management and packet discarding techniques. The development of models for analyzing performance of different protocols and devices is made difficult by the self-similar nature of network traffic. Traffic self-similarity stems from the action of predominant protocols and end-to-end congestion control systems, which are key factors in determining the behavior of data flow between layers of the TCP/IP protocol stack. This thesis proposes analytical models that allow for the evaluation of a (DiffServ, IntServ, IP, Multi Protocol Label Switching etc.) network node's performance at a low computational cost. Only TCP traffic is considered, since it accounts for most of current Internet traffic and therefore exhibits self-similar characteristics. Models were developed for the WFQ scheduler with Poisson and self-similar traffic inputs. The former is based on a bi-dimensional Markov chain representing the behavior of the WFQ scheduler with two input flows with different priorities. The latter consists in two separate queues whose service rates are tuned so as to simulate the behavior of a WFQ scheduler. M[X]/M/1/B queues are used to account for the self-similar nature of traffic. As a result, it is shown that the second model accurately estimates performance metrics for certain ranges of parameter values, as confirmed by NS-2 simulations.