Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2013-08-22T12:07:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesignNanodispositivosEletroluminescentes.pdf: 5246060 bytes, checksum: 2bf1897617bc92b57a42217fe5a98d5e (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2013-08-23T14:59:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesignNanodispositivosEletroluminescentes.pdf: 5246060 bytes, checksum: 2bf1897617bc92b57a42217fe5a98d5e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-23T14:59:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_DesignNanodispositivosEletroluminescentes.pdf: 5246060 bytes, checksum: 2bf1897617bc92b57a42217fe5a98d5e (MD5) Previous issue date: 2013 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Governo do Estado do Amapá / Neste trabalho reportamos a investigação teórica da solvatação dos isômeros do tris- (8-idroxiquinolinolato) de alumínio III – Alq3, as propriedades eletroluminescentes na solvatação de Alq3 em líquidos orgânicos como metanol, etanol, dimetilformamida (DMF) e acetonitrila, a fim de se entender a dependência na variação de ambientes do sistema, aperfeiçoando o funcionamento de filmes transportadores em dispositivos eletroluminescentes do tipo OLED (Organic Light-Emitting Diodes) e por fim investigamos o mecanismo do transporte eletrônico no Alq3 aplicando uma baixa corrente elétrica na molécula e evidenciando as curvas corrente-voltagem característica do dispositivo. A simulação consiste na aplicação do método sequencial Monte Carlo / Mecânica quântica (S-MC/MQ), que parte de um tratamento inicial estocástico para separação das estruturas mais prováveis de menor energia e posteriormente com um tratamento quântico para plotar os espectros eletrônicos das camadas de solvatação separadas através do método ZINDOS/S. Nas propriedades elétricas do transporte utilizamos o método da função de Green de não equilíbrio acoplado a teoria do funcional densidade (DFT) inferindo que as ramificações mais externas correspondentes aos anéis no Alq3 seriam terminais para o translado eletrônico. Nossos resultados mostraram que a média dos espectros de absorção para solvatação do Alq3 em soluções sofre um desvio mínimo com a mudança de ambiente, estando em ótimo acordo com os resultados experimentais da literatura; e as curvas I-V confirmaram o comportamento diodo do dispositivo, corroborando com os sentidos mais pertinentes quanto aos terminais no Alq3 para se ter um transporte eletrônico satisfatório. / In this study we investigated theoretically the electronic structure of [tris-(8-hidroxiquinolinolato) aluminum (III) - Alq3, solvation properties of the electroluminescent Alq3 organic liquids such as methanol, ethanol, dimethylformamide (DMF) and acetonitrile in order to understand the dependence the variation of system environments, improving the operation of conveyors films in electroluminescent devices of the type OLED (Organic Light-Emitting Diodes), and finally investigated the mechanism of Alq3 in the electron transport applying a low electrical current in the molecule and current curves showing the –voltage characteristic of the device. The simulation method consists of applying the sequential Monte Carlo / Quantum Mechanics (S-MC/MQ), that part of an initial treatment for separation of stochastic structures most likely to lower energy and subsequently with a quantum treatment to plot the electronic spectra of the layers solvation separated by the ZINDOS/S method. In the electrical properties of transport we use the Green function method coupled nonequilibrium density functional theory (DFT) inferring that the ramifications outer rings corresponding to the Alq3 would terminals for electronic transfer. Our results showed that the average absorption spectra of Alq3 for solvation in solutions undergoes a minimum deviation with changing environment, being in good agreement with the experimental results from the literature, and the IV curves confirmed the behavior of the diode device, corroborating the senses as more relevant to the terminals in Alq3 to have a satisfactory transport electronics.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-13T19:19:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_NavegacaoReconhecimentoGestos.pdf: 2944175 bytes, checksum: 79fda19e8f76407196d3a1ae41df6def (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-15T15:48:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_NavegacaoReconhecimentoGestos.pdf: 2944175 bytes, checksum: 79fda19e8f76407196d3a1ae41df6def (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-15T15:48:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_NavegacaoReconhecimentoGestos.pdf: 2944175 bytes, checksum: 79fda19e8f76407196d3a1ae41df6def (MD5) Previous issue date: 2013 / Esta dissertação apresenta a implementação de navegação no ambiente virtual, reconhecimento de gestos e controle de interface, feitos através do dispositivo Kinect, no Sistema ITV: um sistema de treinamento de operadores e mantenedores de usinas hidrelétricas e subestações elétricas. São mostrados, também, determinados aperfeiçoamentos recentes, como conversão em vídeo, telas de alarmes sonoros e visuais, ambientação sonora em três dimensões e narração do processo. Além da apresentação do Sistema ITV, são expostos o dispositivo Kinect e o algoritmo utilizado na comparação dos padrões de movimento, o DTW. Em seguida, são abordados em detalhes o projeto e a implementação da navegação, do reconhecimento de gestos e do controle de interface. Como estudo de caso, é exibida uma Instrução Técnica Virtual (ITV), elaborada especialmente para testar e avaliar a nova interface proposta. Posteriormente, são apresentados os resultados, considerados satisfatórios, obtidos através da análise de questionários qualitativos aplicados a estudantes da Universidade Federal do Pará. Por fim, são realizadas as considerações referentes a este trabalho e expostas idéias de trabalhos futuros. / This work presents the implementation of navigation in the virtual environment, gesture recognition and interface control, able through the Kinect device, in the ITV System: a system for training operators and maintainers of hydroelectrics and electrical substations. In addition, it shows some recent improvements, such as conversion of a ITV on a video file, audio and visual alarms, ambience sound in three dimensions and narration of the process. Besides presenting the ITV System, are exposed to the Kinect device and the algorithm used to compare patterns of movement, the DTW. Then, this work explains in detail the design and the implementation of the navigation, the interface control and the gesture recognition. As a case study, it displays a Virtual Technical Instruction (ITV), designed especially to test and evaluate the new proposed interface. Subsequently, this work presents satisfactory results, obtained through the analysis of qualitative questionnaires applied to the students of the Federal University of Pará. Finally, considerations for this study and ideas for future work are made.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-13T19:10:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ModelamentoTransporteEletronico.pdf: 5981072 bytes, checksum: a92cc604a3178b465d6c18157318b2d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-14T14:54:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ModelamentoTransporteEletronico.pdf: 5981072 bytes, checksum: a92cc604a3178b465d6c18157318b2d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-14T14:54:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ModelamentoTransporteEletronico.pdf: 5981072 bytes, checksum: a92cc604a3178b465d6c18157318b2d0 (MD5) Previous issue date: 2013 / No presente trabalho, simulamos as propriedades de transporte e espectro de absorção do composto orgânico Vermelho de Etila. Este é o primeiro estudo teórico de um indicador específico de pH utilizado como nanodispositivo, com base na teoria quântica e no modelo de transporte não-difuso. A distribuição de carga ao longo da molécula é determinada através da técnica, Ab initio, como uma função de um campo elétrico externo. Baseado em um modelo de multiníveis ressonantes também calculamos a corrente como função da tensão de polarização. O acúmulo de carga e a corrente apresentam comportamento semelhante, como a condução do tipo ressonante e curvas carga-tensão e corrente-tensão assimétricas. Os principais resultados sugerem que o sistema presente poderia funcionar como um transistor molecular bi-direcional. Estendemos esta metodologia de análise para outro dispositivo molecular, mas composto de três terminais. Para este sistema, nossa descoberta principal é a resistência diferencial negativa (RDN) na carga Q como uma função do campo elétrico externo. Para explicar este efeito RDN, aplicamos um modelo capacitivo fenomenológico, também baseado em um sistema de multiníveis localizados (que podem ser os LUMOs – Lowest Unoccupied Molecular Orbital – Orbitais moleculares desocupados mais baixos). A capacitância descreve, por efeito de carregamento, a causa do bloqueio de Coulomb (BC) no transporte. Mostramos que o efeito BC dá origem a uma RDN para um conjunto adequado de parâmetros fenomenológicos como: taxa de tunelamento e energia de carregamento. O perfil da RDN obtida nas duas metodologias, ab initio e fenomenológica, estão em comum acordo. / In the present work we simulate the transport properties and absorption spectra of the organic compound ethyl red. This is the first theoretical study of a specific pH indicator utilized as nano-device, based on quantum theory and a non-diffusive transport model. The charge distribution along the molecule is calculated via Ab initio technique as a function of an external electric field. Based on a resonant multilevel model we also calculate the current against bias voltage. Both the charge accumulation and the current present similar behavior, like resonant type conduction and asymmetric charge–voltage and current–voltage curves. Our main results suggest that the present system could operate as a bidirectional molecular transistor. We spread this methodology to another molecular device however, with three-terminal. For this system, our main finding is a negative differential resistance (NDR) in the charge Q as a function of an external electric field. To explain this NDR effect we apply a phenomenological capacitive model based on a quite general system composed of many localized levels (that can be LUMOs of a molecule). The capacitance accounts for charging effects that can result in Coulomb blockade (CB) in the transport. We show that this CB effect gives rise to a NDR for a suitable set of phenomenological parameters, like tunneling rates and charging energies. The NDR profile obtained in both Ab initio and phenomenological methodologies are in close agreement.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2012-04-12T17:07:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseEficienciaBlindagem.pdf: 1762969 bytes, checksum: d769d4abcbef653e97f5791c6b49f516 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos(edisangela@ufpa.br) on 2012-04-12T17:20:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseEficienciaBlindagem.pdf: 1762969 bytes, checksum: d769d4abcbef653e97f5791c6b49f516 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-12T17:20:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseEficienciaBlindagem.pdf: 1762969 bytes, checksum: d769d4abcbef653e97f5791c6b49f516 (MD5) Previous issue date: 2009 / Este trabalho apresenta os resultados para a análise da Eficiência de Blindagem utilizando estruturas indoor construídas com lâminas “finas” condutoras elétricas. As simulações foram realizadas utilizando o método das diferenças finitas no domínio do tempo, FDTD, no qual foi implementada uma formulação de sub-célula para o modelamento de estruturas finas. A simulação foi validada comparando-se os resultados obtidos com os disponíveis na literatura. Assim, várias geometrias foram testadas, modificando-se aberturas e o espaçamento entre paredes duplas blindadas. Por fim, um laboratório de alta-tensão foi construído virtualmente, com dimensões reais, e foram analisados os valores da Eficiência de Blindagem considerando a estrutura completamente fechada e com aberturas. / This work presents results regarding electromagnetic shielding structures using thin conductive sheets. The simulations were performed by using the finite difference time domain method (FDTD), in which a sub-cellular formulation has been implemented for modeling thin steel walls. The implementation was validated via comparison of the obtained results to those available in the literature. Then, several geometries were tested, including apertures on the structures and by changing the space between double shielding walls. Finally, a complete high-voltage laboratory was simulated (by analyzing the shielding efficiency) considering a closed structure and apertures.

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-05-03T14:17:21Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_HandoffdeEspectro.pdf: 2861742 bytes, checksum: b6e6c84ea0921c2f630904978c243255 (MD5) license_rdf: 23599 bytes, checksum: 9e2b7f6edbd693264102b96ece20428a (MD5) / Approved for entry into archive by Samira Prince(prince@ufpa.br) on 2012-05-04T13:14:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_HandoffdeEspectro.pdf: 2861742 bytes, checksum: b6e6c84ea0921c2f630904978c243255 (MD5) license_rdf: 23599 bytes, checksum: 9e2b7f6edbd693264102b96ece20428a (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-04T13:14:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_HandoffdeEspectro.pdf: 2861742 bytes, checksum: b6e6c84ea0921c2f630904978c243255 (MD5) license_rdf: 23599 bytes, checksum: 9e2b7f6edbd693264102b96ece20428a (MD5) Previous issue date: 2011 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Hoje, o espectro de rádio é um dos mais importantes recursos naturais no mundo. Segundo relatórios da FCC (do inglês, Federal Communications Commission), as bandas licenciadas, apesar de abundantes, são pobremente utilizadas. A tecnologia de rádio cognitivo visa melhorar a eficiência espectral através do acesso oportunista ao espectro. Permite que novas aplicações baseadas em comunicação sem fio sejam suportadas, sem interferir na comunicação licenciada e buscando garantir a qualidade de serviço das aplicações que a utilizam. Neste âmbito, o handoff de espectro é um dos requisitos essenciais e críticos na adoção desta tecnologia. Este trabalho realiza uma discussão da tecnologia de rádio cognitivo, propõe e avalia uma estratégia proativa para handoff de espectro em redes baseadas em rádio cognitivo utilizando Redes Neurais Artificiais. O desempenho da proposta em termos de nível de interferência ao usuário primário, número de handoffs de espectro realizado pelo usuário secundário e utilização espectral, é comparado com o obtido por um esquema reativo. Diferentemente de outras propostas que se baseiam em modelos estocásticos pré-definidos, utilizaram-se medidas reais de sensoriamento disponibilizados pelo IEEE Dyspan 2008 para avaliar a proposta. Resultados numéricos mostram a superioridade do esquema proposto. / Nowadays, the radio spectrum is one of the most important natural resources in the world. According to the FCC (Federal Communications Commission) report, the licensed bands are abundant but poorly utilized. The Cognitive Radio (CR) technology aims improving the spectral efficiency through the opportunistic access to the electromagnetic spectrum. It enables that new applications based on wireless communications are supported, without causing interference at the licensed communication and trying to ensure the quality of service to the applications. Thus, the efficient spectrum handoff is a critical requirement to be taken into account for the success of CR systems. This work outlines concepts about the cognitive radio technology. It proposes and evaluates a proactive strategy based on Artificial Neural Networks for spectrum handoff in CR networks. The performance of the proposal regarding the inference level to the primary user, spectrum handoff number triggered by secondary user and spectral utilization is compared with that one obtained by a reactive scheme. Differently from previous works, this study considers measured traces made available by IEEE Dyspan 2008 in order to evaluate our proposal. Numerical results show the superiority of the proposed scheme.

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-05-08T14:15:29Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_MetodoClassificacaoImagens.pdf: 13052431 bytes, checksum: 51a118acf51b5f06f7addd4a180c4111 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Samira Prince(prince@ufpa.br) on 2012-05-08T14:26:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_MetodoClassificacaoImagens.pdf: 13052431 bytes, checksum: 51a118acf51b5f06f7addd4a180c4111 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-08T14:26:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_MetodoClassificacaoImagens.pdf: 13052431 bytes, checksum: 51a118acf51b5f06f7addd4a180c4111 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2011 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / CVRD - Companhia Vale do Rio Doce / Apresenta-se nesta dissertação a proposta de um algoritmo supervisionado de classificação de imagens de sensoreamento remoto, composto de três etapas: remoção ou suavização de nuvens, segmentação e classificação.O método de remoção de nuvens usa filtragem homomórfica para tratar as obstruções causadas pela presença de nuvens suaves e o método Inpainting para remover ou suavizar a preseça de sombras e nuvens densas. Para as etapas de segmentação e classificação é proposto um método baseado na energia AC dos coeficientes da Transformada Cosseno Discreta (DCT). O modo de classificação adotado é do tipo supervisionado. Para avaliar o algioritmo foi usado um banco de 14 imagens captadas por vários sensores, das quais 12 possuem algum tipo de obstrução. Para avaliar a etapa de remoção ou suavização de nuvens e sombras são usados a razão sinal-ruído de pico (PSNR) e o coeficiente Kappa. Nessa fase, vários filtros passa-altas foram comparados para a escolha do mais eficiente. A segmentação das imagens é avaliada pelo método da coincidência entre bordas (EBC) e a classificação é avaliada pela medida da entropia relativa e do erro médio quadrático (MSE). Tão importante quanto as métricas, as imagens resultantes são apresentadas de forma a permitir a avaliação subjetiva por comparação visual. Os resultados mostram a eficiência do algoritmo proposto, principalmente quando comparado ao software Spring, distribuído pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (NPE). / This work proposes a supervised algorithm for classi cation of remote sensing images. It is composed by three stages: removal or smoothing of clouds, segmentation and classi cation. The removing clouds method uses homomorphic ltering to deal with obstructions caused by the presence of clouds and the Inpainting method to remove or soften the presence of dense clouds and shadows. The proposed segmentation and classi cation approaches are based on AC power coe cients of the Discrete Cosine Transform (DCT). Classi cation is used in the supervised mode. An image database is used to evaluate the implemented algorithm. This database is composed by 14 images obtained from various sensors, which 12 have some kind of obstruction. The Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR) and Kappa coe cient metrics are used to evaluate the removal or smoothing of clouds and shadows method. In this stage, several high-pass lters were compared to choose the most e cient. The image segmentation task is evaluated by the Edge Border Con dence (EBC) and the classi cation task is evaluated by the measure of the relative entropy and by the mean squared error (MSE). The resulting images are presented to allow the subjective evaluation by visual comparison. The experimental results show the e ciency of the proposed algorithm, especially when compared to the Spring software, distributed by the Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Devido ao rÃpido crescimento e os agressivos requisitos de vazÃo nas atuais redes sem fio, como os sistemas celulares de 4 a GeraÃÃo, a interferÃncia se tornou um problema que nÃo pode mais ser negligenciado. Neste contexto, o Alinhamento de InterferÃncia (IA) tem surgido como uma tÃcnica promissora que possibilita transmissÃes livres de interferÃncia com elevada eficiÃncia espectral. No entanto, trabalhos recentes tÃm focado principalmente nos ganhos teÃricos que esta tÃcnica pode prover, enquanto esta dissertaÃÃo visa dar um passo na direÃÃo de esclarecer alguns dos problemas prÃticos de implementaÃÃo da tÃcnica em redes celulares, bem como comparÃ-la com outras tÃcnicas bem estabelecidas. Uma rede composta por trÃs cÃlulas foi escolhida como cenÃrio inicial de avaliaÃÃo, para o qual diversos fatores realistas foram considerados de modo a realizar diferentes anÃlises. A primeira anÃlise foi baseada em imperfeiÃÃes de canal, cujos resultados mostraram que o IA à mais robusto aos erros de estimaÃÃo de canal que o BD (do inglÃs, Block Diagonalization), enquanto as duas abordagens sÃo igualmente afetadas pela correlaÃÃo entre as antenas. O impacto de uma interferÃncia externa nÃo-coordenada, que foi modelada por diferentes matrizes de covariÃncia de modo a emular vÃrios cenÃrios, tambÃm foi avaliado. Os resultados mostraram que as modificaÃÃes feitas nos algoritmos de IA podem melhorar bastante seus desempenho, com uma vantagem para o algoritmo que suprime um Ãnico fluxo de dados, quando sÃo comparadas as taxas de erro de bit alcanÃadas por cada um. Para combinar os fatores das anÃlises anteriores, as variaÃÃes temporais de canal foram consideradas. Neste conjunto de simulaÃÃes, alÃm da presenÃa da interferÃncia externa, os prÃ-codificadores sÃo calculados atravÃs de medidas atrasadas de canal, levando a resultados que corroboraram com as anÃlises anteriores. Um fato recorrente percebido em todas as anÃlises anteriores à o dilema entre aplicar os algoritmos baseados em BD, para que se consiga alcanÃar maiores capacidades, ou enviar a informaÃÃo atravÃs de um enlace mais confiÃvel utilizando o IA. Uma maneira de esclarecer este dilema à efetivamente realizar simulaÃÃes a nÃvel sistÃmico, para isto foi aplicado um simulador sistÃmico composto por um grande nÃmero de setores. Como resultado, todas as anÃlises realizadas neste simulador mostraram que a tÃcnica de IA atinge desempenhos intermediÃrios entre a nÃo cooperaÃÃo e os algoritmos baseados na prÃ-codificaÃÃo conjunta. Uma das principais contribuiÃÃes deste trabalho foi mostrar alguns cenÃrios em que a tÃcnica do IA pode ser aplicada. Por exemplo, quando as estimaÃÃes dos canais nÃo sÃo tÃo confiÃveis à melhor aplicar o IA do que os esquemas baseados no processamento conjunto. TambÃm mostrou-se que as modificaÃÃes nos algoritmos de IA, que levam em consideraÃÃo a interferÃncia externa, podem melhorar consideravelmente o desempenho dos algoritmos. Finalmente, o IA se mostrou uma tÃcnica adequada para ser aplicada em cenÃrios em que a interferÃncia à alta e nÃo à possÃvel ter um alto grau de cooperaÃÃo entre os setores vizinhos. / Due to the rapid growth and the aggressive throughput requirements of current wireless networks, such as the 4th Generation (4G) cellular systems, the interference has become an issue that cannot be neglected anymore. In this context, the Interference Alignment (IA) arises as a promising technique that enables transmissions free of interference with high-spectral efficiency. However, while recent works have focused mainly on the theoretical gains that the technique could provide, this dissertation aims to go a step further and clarify some of the practical issues on the implementation of this technique in a cellular network, as well as compare it to other well-established techniques. As an initial evaluation scenario, a 3-cell network was considered, for which several realistic factors were taken into account in order to perform different analyses. The first analysis was based on channel imperfections, for which the results showed that IA is more robust than Block Diagonalization (BD) regarding the Channel State Information (CSI) errors, but both are similarly affected by the correlation among transmit antennas. The impact of uncoordinated interference was also evaluated, by modeling this interference with different covariance matrices in order to mimic several scenarios. The results showed that modifications on the IA algorithms can boost their performance, with an advantage to the approach that suppresses one stream, when the Bit Error Rate (BER) is compared. To combine both factors, the temporal channel variations were taken into account. At these set of simulations, besides the presence of an external interference, the precoders were calculated using a delayed CSI, leading to results that corroborate with the previous analyses. A recurring fact on the herein considered analyses was the dilemma of weather to apply the Joint Processing (JP)-based algorithms in order to achieve higher sum capacities or to send the information through a more reliable link by using IA. A reasonable step towards solving this dilemma is to actually perform the packet transmissions, which was accomplished by employing a system-level simulator composed by a large number of Transmission Points (TPs). As a result, all analyses conducted with this simulator showed that the IA technique can provide an intermediate performance between the non-cooperation and the full cooperation scheme. Concluding, one of the main contributions of this work has been to show some scenarios/cases where the IA technique can be applied. For instance, when the CSI is not reliable it can be better to use IA than a JP-based scheme. Also, the modifications on the algorithms to take into account the external interference can boost their performance. Finally, the IA technique finds itself in-between the conventional transmissions and Coordinated Multi-Point (CoMP). IA achieves an intermediate performance, while requiring a certain degree of cooperation among the neighboring sectors, but demanding less infrastructure than the JP-based schemes.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Atualmente, a tecnologia celular està presente em todos os aspectos da vida cotidiana: lares, escritÃrios, indÃstrias, etc. Tal tecnologia teve um rÃpido crescimento durante as duas Ãltimas dÃcadas tentando acompanhar o aumento do volume de trÃfego nas redes de comunicaÃÃo sem-fio. Naturalmente, ao propor modelos mais realistas possÃveis, com o propÃsito de caracterizar fenÃmenos que afetam a qualidade do sinal ou o desempenho do sistema, novas ideias, concepÃÃes e outras ferramentas surgem para descrever tais situaÃÃes. Este à o caso da Geometria EstocÃstica ou, particularmente, o processo pontual de Poisson, o qual vem sendo frequentemente utilizado como um modelo de rede celular, a partir da localizaÃÃo aleatÃria dos nÃs na rede. Diante desta ferramenta matemÃtica, à possÃvel implantar estaÃÃes rÃdio base na rede externa celular, bem como pontos de acesso baseados em picocÃlulas, femtocÃlulas, etc. AlÃm disso, permite-se quantificar a interferÃncia, Ãrea de cobertura, probabilidade de outage, dentre outros. Estes resultados tambÃm levam em consideraÃÃo o impacto de mobilidade no desempenho de tais redes. Nesse contexto, este trabalho analisarà redes ad-hoc sem-fio propondo expressÃes analÃticas para as seguintes mÃtricas de caracterizaÃÃo de desempenho: interferÃncia e conectividade de transmissÃo. Essas mÃtricas levam em consideraÃÃo tanto a razÃo sinal-ruÃdo mais interferÃncia (signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR)) como a razÃo sinal-interferÃnca (signal-to-interference ratio (SIR)), em que neste caso, a potÃncia de ruÃdo à considerada nula. Especificamente, o fenÃmeno interferÃncia serà caracterizado via modelo shot-noise segundo um processo pontual chamado de processo pontual marcado (marked point process (MPP)), sendo este mais realista do que o tradicional modelo de Poisson. AlÃm disso, este tipo de modelo incorpora os efeitos de propagaÃÃo de rÃdio de pequena e larga escala e sobretudo as diferentes tecnologias de detecÃÃo e tratamento de sinal. Paralelamente, adotaremos um canal de rÃdio com desvanecimento Nakagami-m. Por fim, o tratamento matemÃtico para o modelo proposto torna-se um fator desafiador deste trabalho, visto que, tais resultados generalizam alguns jà publicados na literatura, os quais adotam alguns parÃmetros menos realistas. / Currently, cellular technology is present in all aspects of everyday life: homes, offices, industries, etc. Such technology had grown rapidly over the last two decades trying to follow up with the increased traffic volume on the networks of wireless communication. Naturally, to propose possible more realistic models, with the purpose of characterizing phenomena that affect the signal quality or performance system, new ideas, concepts and other tools to describe such situations arise. This is the case of Stochastic Geometry or, particularly, the point process Poisson, which has been often used as a model for cellular network from the random node locations in the network. Faced with this mathematical tool, it is possible deploy base stations in cellular external network and access points based picocells, femtocells, etc. Moreover, it allows to quantify the interference, coverage area, outage probability, among others. These results also consider the impact of mobility on the performance of such networks. In this context, this thesis will analyze ad-hoc wireless networks offering analytical expressions for the following metrics of performance characterization: interference and transmission connections. These metrics take into account both signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) and signal-to-interference ratio (SIR), in which case, the noise power is considered null. Specifically, the interference phenomena will be characterized via shot-noise model according to a point process called marked point process (MPP), this being more realistic than the traditional Poisson model. Furthermore, this type of model incorporates effects of radio propagation small and large scale, mainly the different technologies for the detection and signal processing. In parallel, we will adopt a radio channel with Nakagami-m fading. Finally, the mathematical treatment for the proposed model becomes a challenging factor in this work, since such results generalize some already published in the literature, which adopt some less realistic parameters.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2017-01-30T12:31:14Z No. of bitstreams: 1 PEDRO RINALDO CHAVES.pdf: 3607910 bytes, checksum: e6c9f208a2f52773a6226da6c4212ab9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T12:31:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PEDRO RINALDO CHAVES.pdf: 3607910 bytes, checksum: e6c9f208a2f52773a6226da6c4212ab9 (MD5) Previous issue date: 2016-12-05 / The demand for wireless sensor networks (WSN) applied to industrial process monitoring and control should increase as the forth industrial revolution (Industry 4.0) gathers pace, since one if its main caracteristics is about flexible plant set-up. Flexibility and low cost make the WSN the perfect choice for the modern 21st century manufacturing plants. Small and medium enterprises (SMEs) have an important role in the development of the Latin America economies. This paper first describes the tests done in two industrial environments, analyses the results and examines the behaviour of a low cost, centralized WSN in industrial environments to ascertain the impact of the processes and environment (topology, distances, barriers, machines and people) in the radio signal and discuss the reliability and applicability of WSNs in process monitoring and control. The results obtained with the tests indicated a relationship between the received signal strength indicator (RSSI), the packet error rate (PER), the environment and the processes generating subsidies to the network management system. Subsequently, a new management strategy is presented, it includes two RSSI tracking indexes that guarantee an early warning in case the radio signal deteriorates. With the knowledge gathered, a set of best practices is presented; it covers the planning, installation and commissioning of centralized low cost WSNs for SMEs. / A demanda por redes de sensores sem fio (RSSF) aplicadas ? monitora??o e controle de processos em ambientes industriais de todos os tamanhos tende a aumentar ? medida que a quarta revolu??o industrial (Industry 4.0) avan?a, sendo que uma das suas caracter?sticas ? a flexibiliza??o da disposi??o dos equipamentos (plant set-up). A flexibilidade e baixo custo das RSSF as tornam a escolha perfeita para estas novas instala??es manufatureiras do s?culo 21. As pequenas e m?dias manufaturas (SMEs) tem um papel importante no desenvolvimento das economias da Am?rica Latina. Neste trabalho, primeiro descrevem-se os testes e analisa-se o comportamento de uma rede centralizada de sensores sem fio (RCSSF) de baixo custo, em dois ambientes industriais de m?dio porte de forma a se determinar como o ambiente (topologia, dist?ncias, barreiras, maquin?rio e pessoas) e os processos impactam o sinal de r?dio. Pondera-se tamb?m sobre a confiabilidade e aplicabilidade das RCSSF na monitora??o e controle de processos industriais que, por vezes, podem ser cr?ticos. Os resultados mostram uma rela??o entre par?metros como o indicador da intensidade do sinal recebido (RSSI), a taxa de erros do pacote (PER), o ambiente e os processos fornecendo assim subs?dios para a ger?ncia da rede. Posteriormente, apresenta-se uma nova estrat?gia de ger?ncia que consiste em dois ?ndices que rastreiam e monitoram o n?vel do RSSI garantindo um alerta precoce caso o sinal de r?dio apresente deteriora??o. Com os conhecimentos adquiridos, conclui-se o trabalho com a apresenta??o de um conjunto de melhores pr?ticas para auxiliar no planejamento, implanta??o e comissionamento de RCSSF de baixo custo voltadas ?s SMEs.

Submitted by SBI Biblioteca Digital (sbi.bibliotecadigital@puc-campinas.edu.br) on 2017-01-30T16:36:42Z No. of bitstreams: 1 CESAR RENNO GONCALVES.pdf: 3578389 bytes, checksum: b967557c9eb24711b29a5cab98281d4b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-30T16:36:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CESAR RENNO GONCALVES.pdf: 3578389 bytes, checksum: b967557c9eb24711b29a5cab98281d4b (MD5) Previous issue date: 2016-12-16 / Brazil is one of the countries with the largest territorial extension in the world. Not only because of this characteristic, but also because of the favorable climate, agriculture is developed in much areas of the country. It is very important that this activity be conducted in a sustainable manner and with the least possible waste, optimizing the use of water resources. In view of this scenario, the objective of this work was to develop a control and automation unit for application in irrigation systems interconnected to a network of wireless sensors in order to minimize the waste of water resources and electric energy. In this context, it was also proposed the use of solar energy as the power supply of the proposed system. This led to the construction of a control unit with two differentials, using the energy provided by the sun as a source of power and water saving as a function of each crop to be irrigated. The prototype uses solar panels for the generation of electrical energy that is stored in a battery feeding a water pump when necessary. The system is controlled by an "open source" platform coupled to ground moisture sensors, air humidity, temperature and battery voltage. All this data collected by the sensor network is made available via Wi-Fi in real time and also in a retroactive database. With this base it was possible to observe weather trends and check if the system is functioning correctly as stipulated in the installation, besides measuring the battery life. The motivation of the work came from the need to save water resources that was minimized with the use of a soil moisture sensor, thus indicating when the system will be on or off. Another very important point of the work is the exploration of solar energy as a power source. / O Brasil ? um dos pa?ses com maior extens?o territorial do mundo. N?o somente por esta caracter?stica, mas tamb?m em fun??o do clima prop?cio, desenvolve-se em grande parte do pa?s a agricultura. ? de suma import?ncia que essa atividade seja conduzida de forma sustent?vel e com menores desperd?cios poss?veis, otimizando a utiliza??o dos recursos h?dricos. Em vista desse cen?rio, o objetivo desse trabalho foi desenvolver uma unidade de controle e automa??o para aplica??o em sistemas de irriga??o interligado a uma rede de sensores sem fio com o intuito de minimizar o desperd?cio de recursos h?dricos e de energia el?trica. Nesse contexto, tamb?m foi proposta a utiliza??o de energia solar como fonte de alimenta??o do sistema proposto. Com isso foi constru?do uma unidade de controle com dois diferenciais, utiliza??o da energia provida pelo sol como fonte de alimenta??o e economia de ?gua em fun??o de cada cultura ? ser irrigada. O prot?tipo utiliza pain?is solares para a gera??o de energia el?trica que por sua vez ? armazenada em uma bateria alimentando uma bomba d??gua quando necess?rio. O acionamento do sistema ? controlado por uma plataforma ?open source? acoplada a sensores de umidade de terra, umidade do ar, temperatura e tens?o da bateria. Todos esses dados coletados pela rede de sensores s?o disponibilizados via Wi-Fi em tempo real e tamb?m em uma base de dados retroativa. Com essa base foi poss?vel observar tend?ncias meteorol?gicas e checar se o sistema est? funcionado de maneira correta como foi estipulado na instala??o, al?m de mensurar a vida ?til da bateria. A motiva??o do trabalho veio da necessidade de economia de recursos h?dricos que foi minimizada com a utiliza??o de um sensor de umidade de terra, indicando assim quando o sistema ser? ligado ou desligado. Outro ponto muito importante do trabalho ? a explora??o da energia solar como fonte de alimenta??o.