Uma das propriedades fÃsicas mais utilizadas para a implementaÃÃo da tecnologia quÃntica à a polarizaÃÃo da luz. Entretanto, uma vez que a polarizaÃÃo da luz à frÃgil, à essencial que seja utilizado um sistema de correÃÃo de erro quÃntico a fim de tornar a informaÃÃo quÃntica viÃvel na polarizaÃÃo de um fÃton. Um mÃtodo de correÃÃo da polarizaÃÃo proposto para fÃtons isolados divide o canal em subcanais de tal forma que somente a variaÃÃo nesses subcanais destrÃi a informaÃÃo. Para isso, variaÃÃes rÃpidas devem acontecer no momento em que dois pulsos Ãpticos atravessam o subcanal. Neste trabalho analisa-se um modelo estatÃstico que usa o grau de despolarizaÃÃo da luz como uma probabilidade do subcanal sofrer pequenas variaÃÃes no perÃodo de tempo entre a passagem de dois pulsos. Para modelar as variaÃÃes dos parÃmetros do canal, utiliza-se o mÃtodo probabilÃstico de Poisson aplicado a eventos raros. Realiza-se uma estimativa usando mÃtodos numÃricos que mede o grau de polarizaÃÃo da luz para fazer uma previsÃo de como seria o comportamento na prÃtica do sistema de correÃÃo de erro quÃntico estudado. / One of the most used physical properties to implement quantum technology is the polarization of the light. However, since the polarization of the light is fragile, it is essential that a quantum error correction system is used to make quantum information feasible in the polarization of a photon. A method of correction of polarization proposed for isolated photons divides the channel into sub-channels in such a way that only the variation in those sub-channels destroys the information. Therefore, rapid changes must occur in the moment that two optical pulses pass through the sub-channel. This work analyses a statistical model that uses the degree of depolarization of the light as a probability for the sub-channel to undergo minute variations in the time between the passage of two pulses. To model the variations of the parameters of the channel, it is used the probabilistic method of Poisson, applied to rare events. An estimate can be done using numerical methods which measures the degree of polarization of the light to predict how would be the behavior in the practice of the quantum error correction system studied.

In this work, we presented an investigation numerical of the transmission and switching fundamental solitons in nonlinear double couplers, constituted for fibers optics with index decreasing dispersion (DDF). Logic Gates Optical are proposed, based in the use of a asymmetric nonlinear directional double coupler (NLDC) of fiber optic and with one of the guides operating with profile of decreasing dispersion. For such end, we obtained the transmission characteristics and, therefore after, made an analyze of the Extinction Ratio and compression factor. We investigated the acting of the coupler proposed operating in the regime solitonic, using ultra-short pulses with 2 ps of width. With the model proposed for the device, got to implement logic gatesAND, OR, XOR and NOT for several phases. / Nesta pesquisa, apresentamos uma investigaÃÃo numÃrica da transmissÃo e do chaveamento de sÃlitons fundamentais em acopladores duplos nÃo-lineares, constituÃdos por fibras Ãpticas com Ãndice de dispersÃo decrescente (DDF). SÃo propostas portas lÃgicas Ãpticas baseadas na utilizaÃÃo de um acoplador direcional nÃo linear (NLDC) duplo assimÃtrico de fibra Ãptica e com um dos guias operando com um perfil de dispersÃo decrescente. Obtivemos as caracterÃsticas de transmissÃo e, logo apÃs, fizemos uma anÃlise do coeficiente de extinÃÃo e do fator de compressÃo. Investigamos o desempenho do acoplador proposto operando no regime solitÃnico, utilizando pulsos ultra-curtos com 2 ps de largura. Com o modelo proposto para o dispositivo, conseguimos implementar portas lÃgicas AND, OR, XOR e NOT para diversas fases.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Information security in grid computing involves requirements that go beyond the traditional networks. Concerning specifically Integrity, most of existing solutions deal with it only during data transmission, ensuring non-violation of data in the communication between machines. Nevertheless, it is also necessary to guarantee data integrity during its processing, so that jobs results must not suffering any improper handling. Otherwise, the results manipulation compromises the application as a whole, also causing a high processing overhead. In order to avoid that grid users obtain uncorrected results due to malicious elements, this work proposes a diagnosis model for tolerating security faults in largescale computational grids, considering the integrity verification during job processing. In this way, it is possible to exclude those misbehaving processing units (nodes) interested in damaging the execution of processes, providing thus a high performance computing environment only formed by reliable nodes. The usage of system-level diagnosis as a strategy against jobs results manipulation attacks reveals itself an efficient solution, since it does not depend on the hardware platform and it is interoperable with security local solutions. This feature allows the employment of the proposed model at the majority of grid computing middlewares. Furthermore, the proposed diagnosis model organizes the nodes into logical clusters, establishing a hierarchy among them, in accordance to the role of each node (executor, tester or ultra-reliable), assigned through its historical behavior in the environment. This approach enables diagnosis to be made in a distributed way with the participation of nodes that provide an expected degree of confidence. To validate this strategy, a new security layer was implemented in a grid simulator in order to introduce the assertions and the behaviors described in the proposed model. The results testify the effectiveness of the model at scenarios with different quotas of malicious nodes, providing a rate of detection of 100% and accuracy of 99,7% of processed jobs, with 12,3% of overhead. / A seguranÃa da informaÃÃo em grades computacionais envolve requisitos que vÃo alÃm dos estabelecidos para as redes convencionais. Tratando-se especificamente de Integridade, a maioria das soluÃÃes existentes resolve essa questÃo apenas no escopo de transmissÃo, garantindo a nao-violaÃÃo dos dados durante a comunicaÃÃo entre as maquinas. Todavia, e preciso tambÃm garantir a integridade dos dados durante o seu processamento, de modo que os resultados das tarefas (jobs) processados em uma grade nÃo sofram qualquer alteraÃÃo indevida. De outra forma, a manipulaÃÃo de resultados compromete a aplicaÃÃo como um todo, incidindo num alto custo em termos de desempenho. Para evitar que usuÃrios obtenham resultados incorretos em virtude de elementos maliciosos, esta dissertaÃÃo propÃe um modelo de diagnostico para tolerÃncia a falhas de seguranÃa em grades computacionais de larga escala, abordando a verificaÃÃo de integridade na execuÃÃo dos jobs. Desta forma, e possÃvel excluir as unidades de processamento (nÃs) de mà conduta interessadas em comprometer as aplicaÃÃes, oferecendo, portanto, um ambiente de computaÃÃo de alto desempenho formado apenas por nos confiÃveis. A utilizaÃÃo de diagnostico em nÃvel de sistema como estratÃgia contra ataques de manipulaÃÃo de resultados de jobs mostra-se uma soluÃÃo eficaz, visto que independe das plataformas de hardware utilizadas e à interoperavel com soluÃÃes de seguranÃa locais, o que viabiliza seu emprego na maioria das middlewares de grades computacionais. AlÃm disso, o modelo de diagnostico aqui apresentado organiza os nÃs em clusters lÃgicos, estabelecendo assim uma hierarquia entre os mesmos, de acordo com o papel de cada nà (executor, testador ou ultra-confiÃvel), atribuÃdo segundo seu histÃrico comportamental no ambiente. Essa abordagem permite que o diagnÃstico seja feito de forma distribuÃda com a participaÃÃo dos nÃs que possuem um nÃvel mÃnimo de confiabilidade. Para validar esta estratÃgia, uma nova camada de seguranÃa foi implementada em um simulador de grades, a fim de introduzir as asserÃÃes e os comportamentos descritos no modelo proposto. Os resultados obtidos atestam a sua eficÃcia em cenÃrios com diferentes taxas de nÃs mal intencionados, oferecendo um Ãndice de detecÃÃo de 100% e acurÃcia de 99,7% dos jobs processados, com 12,3% de custo de processamento.

Amplificadores Ãticos amplificam a luz incidente atravÃs de emissÃo estimulada, o mesmo mecanismo que à usado pelos lasers. Com certeza, um amplificador Ãtico, nÃo à nada mais do que um laser sem realimentaÃÃo. Seu principal ingrediente à o ganho Ãtico que à percebido quando o amplificador à sujeito a um bombeio (oticamente ou eletricamente) para conseguir a inversÃo de populaÃÃo nos subniveis. O ganho Ãtico, em geral, depende nÃo somente da freqÃÃncia (ou comprimento de onda) do sinal incidente, mas tambÃm da intensidade do feixe local em qualquer ponto dentro do amplificador. Esse trabalho foi motivado por uma procura contÃnua do conhecimento e entendimento das caracterÃsticas e dos fenÃmenos envolvidos na amplificaÃÃo de regime de pulso curto que seriam relevantes como aplicaÃÃes para processos nos quais tais fenÃmenos nÃo podem ser negligenciados. Sem perda de generalidade, evitamos sistemas de vÃrios canais, consideramos aqui um Ãnico canal com relaÃÃo a outro, pelo fato de que o ganho e o Ãndice de refraÃÃo ambos dependem do nÃmero de canais envolvidos. Neste trabalho foi simulada inicialmente a amplificaÃÃo Ãptica onde o ganho era constante de modo a comparar com um novo modelo proposto aqui, aonde o ganho à periÃdico. Neste caso modelamos as parcelas de transferÃncia de energia do bombeio e do sinal em funÃÃes periÃdicas de onde foi simulado com diferentes parÃmetros das funÃÃes periÃdicas escolhidas. AlÃm do mais, os efeitos de dispersÃo, automodulaÃÃo de fase, pulso walkoff, efeito Raman e depleÃÃo de pulso foram considerados como fatores importantes para amplificaÃÃo Raman de pulsos curtos. Com relaÃÃo à forma dos pulsos de bombeio e a semente Raman para as simulaÃÃes toma um pulso Gaussiano e um sinal CW fraco respectivamente. O pulso de bombeio transfere energia para o sinal CW ao longo da fibra. Todas as simulaÃÃes foram realizadas usando um mÃtodo numÃrico espectral bem conhecido como Split-Step Fourier Method resolvendo as equaÃÃes acopladas nÃo lineares de SchrÃdinger. / Optical Amplifiers amplify incident light through stimulated emission, the same mechanism which is used by lasers. Indeed, an optical amplifier, it is not but a laser without feedback. Its main ingredient is optical gain which is realized when the amplifier is under pumping process (optically or electrically) in order to cause population inversion at electronic sublevels. In a long run, the optical gain will not only depend on frequency (wavelength) of incident signal, but it also depends on the local beam intensity of the optical gain that is entailed to the amplifier medium. This thesis was stimulated by the continuous pursue of knowledge and understanding of characteristics and phenomena involved in the Raman amplification process in the regime of short pulses which would be relevant as the appliance for processes in which such phenomena can not be neglected. Without loss of generality, we considered the case of where there is an only one channel to another one by the fact that the gain and the refractive index both depend on the number of channels. In this thesis, it has also been simulated the optical amplification where the gain was constant in order to comparing to the periodic gain presented in this thesis. In addition, the effects of dispersion, self phase modulation, pulse walk-off, Raman effects and pulse depletion were considered as important factors for Raman amplification of short pulses. That was also considered for our simulations a weak CW signal or a Raman seed to be amplified by an intense pump Gaussian pulse. All the simulations were achieved using a well-known spectral numerical method namely Split-Step Fourier Method for solving the coupled Nonlinear SchrÃdinger Equations.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Esta tese à dividida em trÃs partes. A primeira parte apresenta uma revisÃo dos conceitos bÃsicos de entrelaÃamento de estados quÃnticos com dois e mÃltiplos qubits, incluindo os monÃtonos de entrelaÃamento e a medida do entrelaÃamento Groveriano, que à calculada atravÃs de um algoritmo genÃtico. A segunda parte foca na proposta de uma medida de entrelaÃamento para estados de quatro qubits que mensura apenas estados com entrelaÃamento genuÃno. Exemplos do cÃlculo do entrelaÃamento de estados de quatro qubits, usando a medida proposta, quando estes sÃo processados por circuitos quÃnticos, sÃo apresentados. Na terceira parte, a medida proposta à estendida, para calcular o entrelaÃamento genuÃno de estados quÃnticos de seis qubits. SimulaÃÃes numÃricas foram realizadas para mostrar a variaÃÃo, criaÃÃo e destruiÃÃo do entrelaÃamento de estados puros de seis qubits.

Nesta dissertaÃÃo e proposto um sistema de correÃÃo de erro quÃntico para estados coerentes de luz e um sistema Ãptico completo para a teleportaÃÃo probabilÃstica de qubits codificados na polarizaÃÃo de um fÃton. O trabalho se inicia com a analise de correÃÃo de erro quÃntico com a utilizaÃÃo de redundÃncias. Depois, e apresentada uma forma de correÃÃo de erros utilizando qubits do tipo time-bin e sem acrÃscimo de redundÃncias. Com base nesta abordagem, foi proposto um sistema de correÃÃo de erro quÃntico passivo, isto e, que nao precisa de controle externo de sincronizaÃÃo, para sistemas de comunicaÃÃes quÃnticas que utilizam estados coerentes de luz, utilizando apenas dispositivos opticos lineares. E mostrado, tambÃm, que o sistema de correÃÃo de qubits individuais pode ser usado para corrigirem estados bipartes de qubits. Em seguida, e analisada a teleportaÃÃo de estados quÃnticos e proposto um sistema probabilÃstico de teleportacao de estados quÃnticos de polarizaÃÃo de fÃtons isolados utilizando dispositivos Ãpticos lineares. Por fim, os tÃpicos de correÃÃo de erro e teleportacao sÃo unidos na proposiÃÃo de um sistema probabilÃstico de teleportacao empregando um sistema de correÃÃo de erros na distribuiÃÃo do par de fÃtons entrelaÃados. / In this dissertation it is considered a quantum error correction system for coherent states of light and a complete optical system for probabilistic teleportation of single-photon polarization encoded qubit. Initially, the quantum error correction with the use of redundancy is analyzed. After that, it is presented a form of error correction using time-bin qubit without redundancies. Based on this last approach, a passive quantum error correction system, that is, without external control and synchronization, for quantum communication system employing coherent states, using only linear optical devices, is proposed. It is shown that the quantum error correction system also works for bipartite states of qubits. Following, the teleportation of quantum states is analyzed and an optical system for probabilistic teleportation of single-photon polarization encoded qubit, using only linear optical devices, is proposed. Finally, the error correction and teleportation topics are put together in the proposal of a probabilistic teleportation system using an error correction system for distribution of the entangled pair of photons

nÃo hà / This dissertation describes a system for analysis of heart rate variability through metrics on time and frequency domain and by non-linear methodology, which is initiated by the process of segmentation of the QRS complex of the electrocardiogram signal. The motivation for this work is the analysis of the influence from the algorithms of beat segmentation and selection of valid cardiac cycles for the variability analysis, which were developed in the research process, over the computation of the metrics. After determining the intervals between QRS complexes (RR), the cardiac cycles with ectopic beats, resultant of arrhythmic events or detection fails (false-positive or false negative) are excluded. Then, the available metrics of heart rate variability found on literature are computed over the time series of intervals between normal beats (NN): on time domain (statistical and geometrical methods), on frequency domain (VLF - Very Low Frequency, LF - Low Frequency and HF â High Frequency) and by non-linear methodology (Poincarà plot). The QRS detection and segmentation results are validated through simulation tests over exams from Arrhythmia Database and QT database of the MIT-BIH database. The manual annotations of the QRS fiducial points and QRS onset and offset are compared with the automatic detections. The results related to heart rate variability metrics are validated through the manual selection of beats, and consequently of the intervals between them, pertaining to exams selected from Arrhythmia Database and the computation of the referred metrics over them, comparing with those ones automatically generated by the proposed method. The system, which provides averages of positive predictivity as 99.35% and sensitivity as 99.02%, and averages of deviations between automatic and manual analysis of heart rate variability metrics varying from 0.05% to 5.24%, can be carried into several platforms, making possible its production in commercial scale. / Esta dissertaÃÃo descreve um sistema de analise da variabilidade da frequÃcia cardÃaca atravÃs de mÃtricas no domÃnio do tempo, da freqÃÃncia e por mÃtodo nÃo-linear a partir do processo de segmentaÃÃo do complexo QRS do sinal eletrocardiograma. O trabalho à motivado pela influÃncia dos algoritmos de segmentaÃÃo de batimentos e de seleÃÃo dos ciclos cardÃacos vÃlidos para anÃlise da variabilidade, esenvolvidos para este fim, na determinaÃÃo das mÃtricas de interesse. ApÃs a determinaÃÃo dos intervalos entre os complexos QRS (RR), sÃo excluÃdos os ciclos cardÃacos com batimentos ectÃpicos, resultantes de arritmia ou de falhas de detecÃÃo (falso-positivo ou falso-negativo). Em seguida, sobre a sÃrie temporal de intervalos entre batimentos normais NN sÃo calculadas as mÃtricas de variabilidade da freqÃÃncia cardÃaca disponÃveis na literatura: no domÃnio do tempo (mÃtodos estatÃsticos e geomÃtricos), no domÃnio da freqÃÃncia (componentes VLF - Very Low Frequency, LF - Low Frequency e HF - High Frequency) e por mÃtodo nÃo-linear (mapa de PoincarÃ). Os resultados de deteccÃo e segmentacÃo do QRS sÃo validados atravÃs de testes experimentais sobre exames das bases Arrhythmia Database e QT database do MIT-BIH, em que as marcaÃÃes manuais dos picos e das bordas dos batimentos sÃo comparadas com as detecÃÃes automÃticas. Os resultados obtidos quanto as mÃtricas de variabilidade sÃo validados atravÃs da seleÃÃo manual de batimentos e, por conseguinte, dos intervalos entre os mesmos, a partir de exames selecionados da base Arrhythmia Database por cardiologistas do Hospital UniversitÃrio Walter Cantidio (HUWC), e do cÃlculo das referidas mÃtricas, comparando-se com aquelas geradas automaticamente pelo mÃtodo proposto. O sistema, que apresenta taxas mÃdias de99,35% de preditividade positiva e 99,02% de sensibilidade, para detecÃÃo do QRS, e mÃdias de erros entre a anÃlise automÃtica e a anÃlise manual das mÃtricas de variabilidade variando entre 0,05% e 5,24%, pode ser embutido em diversas plataformas, viabilizando sua producÃo em escala comercial.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Sistemas de navegaÃÃo autÃnomos devem ser capazes de definir uma seqÃÃncia de aÃÃes a serem tomadas por robÃs mÃveis, dotados de um conjunto limitado de sensores, quando expostos a um ambiente externo suposto desconhecido e tendo que atender simultaneamente a um elenco de objetivos previamente especificados. O interesse cientÃfico no estudo de sistemas de navegaÃÃo em ambientes desconhecidos e sujeitos ao atendimento de mÃltiplos objetivos à motivado basicamente pelo seu evidente potencial em aplicaÃÃes industriais e pelo fato de demandarem a implementaÃÃo de estratÃgias de soluÃÃes complexas. Este trabalho apresenta a modelagem de um sistema de navegaÃÃo para robÃs moveis por meio de Redes de Petri Coloridas. O modelo apresentado consegue simular vÃrias situaÃÃes, tais como a representaÃÃo do mundo em volta do robÃ, interaÃÃo com o ambiente, planejamento de trajetÃria, localizaÃÃo do robà e anÃlise das baterias, bem como servir de base para implementaÃÃo em um robà mÃvel real e otimizaÃÃo do sistema. / Systems of autonomous navigation must be able to define a sequence of actions to be taken bymobile robots endowed with a set of limited sensors, while exposed to an unknown environment and having to serve simultaneously a set of objectives previously specified. The scientific interest in the study of systems of navigation in unknown environment which are subject of serving to several objectives is motivated basically by its evident potential in industrial applications and by the fact of demanding the implementation of complex solutions strategies. This research presents the modeling of a navigation system for mobile robots through coloured Petri nets. The model presented here can simulate several situations, such as: the representation of the world around the robot, interaction with the environment, trajectory planning, robot location, battery analysis, as well as how to serve as a basis for implementation in a real mobile robot and optimization of the system.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Atualmente a internet à uma ferramenta largamente utilizada e o grande desenvolvimentoe popularidade de tecnologias de acesso sem-fio (wireless) nos levam a um futuro no qual uma conexÃo caracterizada por estar disponÃvel âanytime, anywhereâ, ou seja, a qualquer hora e em qualquer lugar, serà essencial. Tal caracterÃstica à considerada obrigatÃria em sistemas4G (quarta geraÃÃo), mas para uma experiÃncia satisfatÃria para o usuÃrio à necessÃrio que uma conexÃo segura e eficiente esteja disponÃvel. A fim de obter tal eficiÃncia, a comunidade de pesquisa tem gerado algumas soluÃÃes promissoras que obtÃm ganhos significativos no desempenho do sistema, tais como modulaÃÃo e codificaÃÃo adaptativas, codificaÃÃo espaÃo-temporal, mÃltiplas antenas e canais MIMO (Multiple Input Multiple Output ), modulaÃÃo multiportadora, detecÃÃo multiusuÃrio, etc. [1]. Dentre essas soluÃÃes, destaca-se a adaptaÃÃo do sistema, ou seja, o sistema deve estar em constante adaptaÃÃo para obter sempre o melhor desempenho possÃvel para cada situaÃÃo em que se encontra. No entanto, uma importante premissa para a adaptaÃÃo do sistema consiste em conhecer o estado atual em que o sistema se encontra (informaÃÃo sobre o canal de comunicaÃÃo). Para isso diversas tÃcnicas de estimaÃÃo de canal sÃo propostas na literatura, cada uma possuindo vantagens e desvantagens. Nesse trabalho o impacto da estimaÃÃo de canal na adaptaÃÃo de enlace à analisado atravÃs de simulaÃÃes computacionais1. Em particular, duas tÃcnicas de estimaÃÃo de canal com caracterÃsticas diferentes sÃo analisadas, para alguns cenÃrios especÃficos em um sistema MIMO-OFDM (Multiple Input Multiple Output - Orthogonal Frequency Division Multiplexing ), atravÃs de uma mÃtrica que considera tanto a redundÃncia introduzida para estimar o canal quanto o erro de estimaÃÃo de canal de cada tÃcnica. Os resultados encontrados constituem curvas que podem ser utilizadas para efetuar a adaptaÃÃo de enlace do sistema de maneira mais realista, ou seja, considerando o efeito da estimaÃÃo de canal, alÃm de incluir a prÃpria tÃcnica de estimaÃÃo de canal como um parÃmetro a ser adaptado. / Atualmente a internet à uma ferramenta largamente utilizada e o grande desenvolvimentoe popularidade de tecnologias de acesso sem-fio (wireless) nos levam a um futuro no qual uma conexÃo caracterizada por estar disponÃvel âanytime, anywhereâ, ou seja, a qualquer hora e em qualquer lugar, serà essencial. Tal caracterÃstica à considerada obrigatÃria em sistemas4G (quarta geraÃÃo), mas para uma experiÃncia satisfatÃria para o usuÃrio à necessÃrio que uma conexÃo segura e eficiente esteja disponÃvel. A fim de obter tal eficiÃncia, a comunidade de pesquisa tem gerado algumas soluÃÃes promissoras que obtÃm ganhos significativos no desempenho do sistema, tais como modulaÃÃo e codificaÃÃo adaptativas, codificaÃÃo espaÃo-temporal, mÃltiplas antenas e canais MIMO (Multiple Input Multiple Output ), modulaÃÃo multiportadora, detecÃÃo multiusuÃrio, etc. [1]. Dentre essas soluÃÃes, destaca-se a adaptaÃÃo do sistema, ou seja, o sistema deve estar em constante adaptaÃÃo para obter sempre o melhor desempenho possÃvel para cada situaÃÃo em que se encontra. No entanto, uma importante premissa para a adaptaÃÃo do sistema consiste em conhecer o estado atual em que o sistema se encontra (informaÃÃo sobre o canal de comunicaÃÃo). Para isso diversas tÃcnicas de estimaÃÃo de canal sÃo propostas na literatura, cada uma possuindo vantagens e desvantagens. Nesse trabalho o impacto da estimaÃÃo de canal na adaptaÃÃo de enlace à analisado atravÃs de simulaÃÃes computacionais1. Em particular, duas tÃcnicas de estimaÃÃo de canal com caracterÃsticas diferentes sÃo analisadas, para alguns cenÃrios especÃficos em um sistema MIMO-OFDM (Multiple Input Multiple Output - Orthogonal Frequency Division Multiplexing ), atravÃs de uma mÃtrica que considera tanto a redundÃncia introduzida para estimar o canal quanto o erro de estimaÃÃo de canal de cada tÃcnica. Os resultados encontrados constituem curvas que podem ser utilizadas para efetuar a adaptaÃÃo de enlace do sistema de maneira mais realista, ou seja, considerando o efeito da estimaÃÃo de canal, alÃm de incluir a prÃpria tÃcnica de estimaÃÃo de canal como um parÃmetro a ser adaptado. / Nowadays the internet is a widely used tool and the great development and popularity of wireless technologies leads us to a future where the connectivity will be characterized as âanywhere, anytimeâ. Such characteristic is considered essential in 4G systems. However, for a satisfactory user experience a secure and efficient connectivity has to be always available. To obtain such efficiency, the research community has generated a number of promising solutions that achieve significative improvements in system performance, such as adaptive modulation and coding, space-time coding, multiple antennas and MIMO (Multiple Input Multiple Output ) channels, multicarrier modulation, multiuser detection, etc. [1]. Among these solutions, the system adaptation is a particularly interesting one, there is, the system must constantly adapt itself to achieve the best performance for each situation. However, one important premise for the system adaptation is the knowledge of the channel state information (CSI). To obtain this knowledge, several channel estimation strategies were proposed in the literature, each one with advantages and disadvantages. In this work we analyze the impact of channel estimation in the link adaptation through computer simulations1. Two channel estimation techniques with different characteristics were analyzed for some specific scenarios in a MIMO-OFDM (Multiple Input Multiple Output - Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) system. To perform the analysis it was used a metric that consider the redundancy introduced to estimate the channel and the channel estimation error of each technique. The obtained results constitute curves that can be used to perform link adaptation in a more realistic way, that is, considering the effect of channel estimation. Besides, it is shown that even the choice of the channel estimation strategy can be an adaptable parameter so that the most adequate channel estimation strategy for each system state is used. / Nowadays the internet is a widely used tool and the great development and popularity of wireless technologies leads us to a future where the connectivity will be characterized as âanywhere, anytimeâ. Such characteristic is considered essential in 4G systems. However, for a satisfactory user experience a secure and efficient connectivity has to be always available. To obtain such efficiency, the research community has generated a number of promising solutions that achieve significative improvements in system performance, such as adaptive modulation and coding, space-time coding, multiple antennas and MIMO (Multiple Input Multiple Output ) channels, multicarrier modulation, multiuser detection, etc. [1]. Among these solutions, the system adaptation is a particularly interesting one, there is, the system must constantly adapt itself to achieve the best performance for each situation. However, one important premise for the system adaptation is the knowledge of the channel state information (CSI). To obtain this knowledge, several channel estimation strategies were proposed in the literature, each one with advantages and disadvantages. In this work we analyze the impact of channel estimation in the link adaptation through computer simulations1. Two channel estimation techniques with different characteristics were analyzed for some specific scenarios in a MIMO-OFDM (Multiple Input Multiple Output - Orthogonal Frequency Division Multiplexing ) system. To perform the analysis it was used a metric that consider the redundancy introduced to estimate the channel and the channel estimation error of each technique. The obtained results constitute curves that can be used to perform link adaptation in a more realistic way, that is, considering the effect of channel estimation. Besides, it is shown that even the choice of the channel estimation strategy can be an adaptable parameter so that the most adequate channel estimation strategy for each system state is used.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A diminuiÃÃo dos custos de hardware associado ao aumento da capacidade de processamento dos dispositivos portÃteis tem causado um crescimento muito acelerado do mercado consumidor no Brasil e no mundo, de maneira que estes dispositivos tornaram-se uma parte indispensÃvel no nosso cotidiano. Contudo, o crescente fator de miniaturizaÃÃo de componentes gerou problemas em relaÃÃo à interaÃÃo eficiente com perifÃricos de entrada e saÃda tradicionais, como os cursores e o teclado. Assim, para evitar custos adicionais, uma alternativa à utilizar componentes jà existentes no dispositivo, como sua cÃmera integrada. Neste contexto, o objetivo geral desta tese à o desenvolvimento de um novo algoritmo para a interaÃÃo humano-dispositivo portÃtil multiplataforma baseado em fluxo Ãptico. Embora o fluxo Ãptico de Horn (1981) ser conhecido por ser um algoritmo de extrema complexidade computacional, nesta tese à proposto um conjunto de adaptaÃÃes neste algoritmo para tornar possÃvel seu processamento em tempo real em dispositivos portÃteis. O algoritmo proposto à desenvolvido em C ANSI e embarcado em dispositivos com sistemas operacionais Qualcomm REX, Symbian e Android. O algoritmo implementado à comparado com mÃtodos presentes na literatura especializada para detecÃÃo de movimentos atravÃs de simulaÃÃes computacionais e testes de usabilidade. Os resultados mostram que o algoritmo proposto possui um baixo esforÃo computacional associado a uma efetiva detecÃÃo de movimentos, mostrando que à possÃvel o uso do mÃtodo de Fluxo Ãptico como sensor para interaÃÃo em sistemas embarcados. AlÃm disto, atravÃs da metodologia de implementaÃÃo proposta nesta tese, à possÃvel utilizar as funcionalidades desenvolvidas em diversos tipos de sistemas operacionais. / The decrease in hardware costs associated with improvement of processing power of embedded devices has caused a rapid growth of the consumer market, which make these devices an indispensable part of our daily life. However, the miniaturization of these components leads to problems in the usability of mobile devices, especially with traditional input interfaces, such as the cursors and keyboard. One solution to avoid this kind of problem without increase production cost of these devices is use resources available, like the embedded camera. Following this idea, the objective of this thesis is the development of a new multi-platform human-handheld interaction algorithm based in optical flow. Although the traditional optical flow algorithms have high computational effort, in this thesis, adaptations and optimizations of this algorithm are proposed to overcome hardware limitations of embedded systems. The proposed algorithm is implemented in ANSI C and is embedded at devices with Android, Rex and Symbian OS. The implemented algorithm is compared with traditional motion detection algorithm through computational simulations and usability tests. The results shown that the proposed algorithm associates a low computational effort associated with effective motion detection. So it is possible to use the optical flow as sensor to interact with handheld devices. Furthermore, through the implementation methodology of this thesis, is possible use the developed functionalities in various operational systems.