Este trabalho examina o desempenho alcançado pela combinação do cancelador não-coerente subtrativo de interferência de múltiplo acesso (MAI) com os algoritmos de detecção diferencial multisímbolos em canais AWGN e em canais com desvanecimento Rayleigh plano em sistemas DS/SS CDMA com modulação DBPSK e DQPSK. As comparações de desempenho mostram que os canceladores de interferência em paralelo proporcionam aumento de capacidade e aceitável resistência "near-far" aos sistemas. Além disso, esta técnica tem implementação simples e robusta se comparada com outras técnicas de receptores de multiusuários. Portanto, foi selecionado o cancelamento paralelo de interferência em sua forma não-coerente para este estudo. Esta pesquisa é uma comparação deste receptor de multiusuário empregando as seguintes técnicas de detecção diferencial: a detecção tradicional de dois símbolos, a detecção com múltiplos símbolos, a detecção com decodificador de Viterbi e a detecção diferencial com múltiplos deslocamentos de fase. Em canais AWGN, observam-se sucessivas melhorias de desempenho com o aumento do número de símbolos na janela de processamento e também com o uso de detecção de seqüência de símbolos transmitidos analisando-se o sinal estatístico de decisão na saída do detector "soft" de multiusuários. No entanto, em canais com desvanecimento Rayleigh plano, devido à possibilidade de variações rápidas de fase entre símbolos consecutivos, a melhora de desempenho obtida não é tão atraente se for considerado o aumento necessário em complexidade devido aos detectores seqüenciais. Mas, eles ainda são melhores que o detector diferencial padrão.

Diante do atual crescimento da utilização da Internet especialmente com relação às aplicações de multimídia, existe uma grande necessidade da rede ser capaz de oferecer QoS. Isso significa oferecer diferentes tratamentos para diferentes consumidores e ser capaz de garantir certos níveis de qualidade de serviço de acordo com as necessidades dos usuários. Estão em discussão, vários mecanismos que se propõem a oferecer QoS. Um desses mecanismos é o modelo de Serviços Diferenciados (DiffServ).Os Serviços Diferenciados (DiffServ) formam um modelo novo de serviço proposto pela Internet Engineering Task Force (IETF) que se propõem a implementar a Qualidade de Serviço (QoS) à Internet, em particular nos pontos de maior agregação de tráfego. O DiffServ se destina a obter a escalabilidade com da manipulação de agregados do tráfego em vez de fluxos individuais. O QoS na Internet pode ser implementado através da combinação de várias técnicas tais como Condicionamento de Tráfego, Disciplina de Atendimento de Filas, Gerenciamento de Filas, etc.. Neste trabalho nós apresentamos a avaliação de desempenho de um cenário da Internet onde existem três classes de serviços com diferentes características de encaminhamento. Uma classe se destina a atender o tráfego proveniente de aplicações multimídia que são sensíveis a atrasos. A segunda classe se destina ao tráfego de dados que necessitam de um serviço garantido mas com certa tolerância aos atrasos. A última classe é destinada ao tráfego de menor prioridade e não oferece nenhuma garantia de QoS. A combinação desses serviços resulta em um ambiente propício a integração de voz, vídeo e dados na Internet. Esta avaliação foi realizada utilizando o simulador OPNET v7.0.

Nesse trabalho é apresentado um estudo detalhado de técnicas aplicadas à antena de microfita que possibilitam a sua utilização em comunicações móveis, especificamente como antenas internas em telefones celulares e em antenas para Estações Rádio-Base (ERBs). As faixas de freqüências de interesse compreendem as bandas D e E (1,71 a 1,85 GHz) da telefonia celular brasileira e a faixa de PCS (Personal Communications System) americano (1,85 a 1,99 GHz). Para atender aos requisitos de faixa de passagem, são estudadas diversas soluções para antenas de microfita em operação multibanda. Desta forma, diferentes técnicas utilizadas para se obter este tipo de desempenho são discutidas, sendo diversas estruturas detalhadamente analisadas. Dentro do conjunto dessas estruturas, quatro geometrias que se mostraram mais adequadas às aplicações em apreço foram construídas e os resultados experimentais (tais como VSWR e diagramas de irradiação) mostraram estar em boa concordância com as expectativas teóricas. Dessas, a antena constituída por um elemento irradiador quadrado com dupla camada e um elemento parasita curto-circuitado, apresentou desempenho que se aproximou dos requisitos para a operação em um telefone celular. Uma outra antena, de geometria retangular com duas fendas paralelas, apresentou desempenho compatível com a aplicação em uma ERB de seis setores. Uma vez que esse último irradiador possui uma faixa de passagem relativamente grande, tentativas de miniaturização, através do aumento da permissividade do substrato e do emprego de duas fendas adicionais, foram realizadas. Como conseqüência, foi obtida uma antena de geometria também retangular com dois pares de fendas paralelas, cuja faixa de passagem é adequada à utilização em telefones celulares, porém com dimensões um pouco acima das adequadas para tal aplicação. Além dessas, a análise da antena com elemento irradiador de geometria retangular com canto truncado apresentou resultados similares aos da antena com dois pares de fendas paralelas. Em seguida, foi projetada uma rede linear utilizando como elemento irradiador a antena retangular com duas fendas paralelas, visando justamente a aplicação em uma ERB com seis setores. Esta rede possui, ao todo, seis elementos. Em um estudo inicial, uma sub-rede com apenas dois elementos foi analisada, construída e medida, e os resultados experimentais mostraram-se em boa concordância com a previsão teórica. Finalmente, a rede completa foi simulada e os resultados obtidos atenderam aos requisitos da referida ERB.

O efeito de multitrajeto é quase inevitável na maioria dos sistemas de comunicação, como por exemplo no GPS, o que ocasiona erros na determinação da pseudodistância. São analisados os erros de atraso de rastreamento de código (valores: médio, rms, máximo e mínimo absoluto) para canal especular, para receptores coerente e não-coerente, confirmando os resultados da literatura. Como contribuições são apresentados e analisados os erros de atraso de rastreamento para canal difuso (distribuição de probabilidade de amplitudes Rice), utilizando-se receptor não-coerente com desvanecimento lento e rápido. O modelo de canal especular simulado consiste de dois trajetos, um direto e outro refletido por um obstáculo fixo ou móvel. Para a simulação do canal difuso tem-se a presença de diversos trajetos refletidos obedecendo a uma distribuição de probabilidade de amplitudes Rayleigh ou Rice, esta última, quando se considera o trajeto direto. Foram analisados, modelados e simulados circuito de rastreamento coerente e não-coerente, e os canais com desvanecimento lento e rápido.

É desenvolvido um receptor por software para GPS, fundamentada na análise do ambiente de operação de cada um de seus segmentos e que pode utilizar dados digitalizados ou simulados para testar todos os processos que podem vir a ser utilizados nos receptores implementados por firmware e hardware. O receptor desenvolvido, pela facilidade computacional existente e o atual estado da arte, pode ser programado em um computador convencional.No sistema desenvolvido, o sinal é condicionado e processado antes da entrada no receptor GPS por software. É mostrado que o sistema desenvolvido é uma ferramenta util na análise de sistemas de aumentação ou melhoramento baseados em técnicas de minimização ou eliminação de ruídos e interferências, especialmente os de multitrajetos.Foram simulados vários tipos de sinais em visada direta em diferentes ambientes de ruído (SNR) e usados para avaliar os processos de aquisição e rastreamento do receptor por software. Os resultados são apresentados e analisados. Os algoritmos sugeridos na literatura se amostram vulneráveis na presença de ruído e foram modificados e avaliados sob as mesmas condições e mostraram-se mais robustos e eficientes na presença de ruído.Pelos resultados conclui-se que o receptor por software é também uma ferramenta didática útil para formação de recursos humanos nas áreas de Telecomunicações e GNSS.

É apresentado nesse trabalho o desenvolvimento, implementação e teste de uma técnica envolvendo a rede neural de Hopfield modificada, para detectar e estimar o vetor movimento utilizado na codificação da diferença entre dois quadros consecutivos de um sinal de vídeo digitalizado, como o utilizado no padrão MPEG (Moving Picture Expert Group). A detecção e estimação do vetor movimento em um sinal de vídeo digital é um problema muito importante a ser resolvido, uma vez que é uma etapa crucial para a técnica de compressão de sinais de vídeo. Apresentam-se inicialmente duas topologias de redes neurais de Hopfield modificadas, a uni e a bi-dimensional, e como os seus parâmetros são obtidos a partir da luminância dos pixels de dois quadros consecutivos. Em seguida é mostrado que a detecção e estimação do vetor movimento pode ser obtida dinamicamente, quando as redes neurais iterativamente minimizam um certo problema de otimização. A técnica proposta nesse trabalho foi testada em duas seqüências de quadros não coloridos, onde a primeira seqüência é a sintética e a segunda é uma seqüência real. Os pixels que compõem os quadros de ambas as seqüências são representados por 256 níveis de cinza.Simulações da técnica proposta e da técnica da busca exaustiva mostram que os vetores movimento detectados e estimados para ambas as seqüências testadas foram corretos.

Este trabalho apresenta a análise e simulação de Sistemas de Aquisição Serial com Filtro Casado, com detecção não coerente e varredura uniforme, para aquisição de seqüências pseudo-aleatórias em Sistemas de Comunicação por Espalhamento Espectral. A análise teórica é realizada em termos de probabilidade de falso alarme, probabilidade de detecção e tempo médio de aquisição para implementação de correlação analógica e digital. A análise teórica considera os seguintes efeitos: a) ruído gaussiano branco aditivo; b) seqüência pseudo-aleatória com forma de onda quadrada; c) fase da portadora desconhecida e d) diferença de freqüência entre os osciladores de transmissão e recepção. Para cálculo das estatísticas (falso alarme e detecção) para o caso de implementação da correlação analógica são usados resultados disponíveis na literatura. Para o caso de implementação da correlação digital desenvolve-se uma nova teoria. Para cômputo do tempo médio de aquisição utiliza-se uma teoria unificada que é aplicada ao caso particular do sitema de aquisição com filtro casado com estado de falso alarme não sorvedouro. As simulações são realizadas considerando as características do Sistema de Comunicação de Mensagem do SCD3. Além dos efeitos contemplados na análise teórica a simulação verifica os efeitos da limitação da banda passante da seqüência pseudo-aleatória e a interferência presente em ambiente de acesso múltiplo por divisão de códigos.

Neste trabalho, é proposta a avaliação de desempenho de um sistema de comunicação operando em um enlace de dados entre aeronave e uma estação em solo. Ele é baseado no padrão DVB-H (Digital Video Broadcasting - Handheld) com adaptações. O enlace deve permitir alta taxa de transmissão, oferecendo confiabilidade e robustez. Aplica-se ao sistema uma técnica de FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum ou espalhamento espectral por saltos em frequência) para proteção contra interferência intencional e recepção indevida. Diversas configurações de espalhamento espectral, modulação e codificação de canal são modeladas e testadas. O sistema é testado sob canal AWGN (Additive White Gaussian Noise ou ruído branco gaussiano aditivo), interferência de banda estreita, interferência tonal e interferência pulsada. O desempenho do sistema, em valores de BER (Bit Error Rate, taxa de erro de bit), simulado em diferentes cenários, é usado para avaliar a proteção contra as interferências. Os resultados da simulação, de um modo geral, concordam com os efeitos esperados. O sistema DVB-H em si já possui boa proteção contra interferência tonal e a aplicação da técnica de espalhamento espectral usada consegue fornecer uma boa proteção contra interferência pulsada. A interferência de banda estreita é capaz de degradar mais severamente o desempenho e o ganho conseguido pelas medidas de proteção é menor neste caso, porém com ganhos ainda bastante significativos. As melhorias são propostas baseadas nas fraquezas do sistema sob os cenários de interferência simulados.

Esta dissertação realiza um estudo acerca dos efeitos decorrentes da não-linearidade da curva característica de moduladores eletro-ópticos Mach-Zehnder em enlaces fotônicos empregados em sistemas radar, visando duas aplicações: transmissão de formas de onda de sinais radar com modulação intrapulso; e geração de portadoras para sinais radar na faixa de micro-ondas e de ondas milimétricas por meio de sistemas multiplicadores de frequência. A promissora área de RF em Fotônica tem possibilitado a expansão das capacidades de sistemas de telecomunicações e sistemas de processamento de sinais em caráter dual, isto é, tanto em aplicações comerciais quanto em projetos de Defesa. Sendo o radar um sistema essencial utilizado no âmbito civil e militar, suas funcionalidades podem ser aprimoradas por meio da implantação de subsistemas baseados em técnicas fotônicas. O comportamento de diferentes formas de onda empregadas em sinais radar, quando transmitidos por um enlace fotônico, pode influenciar no desempenho do sistema. São analisados os efeitos provocadas pela transmissão de pulsos com modulação linear e não-linear de frequência (LFM e NLFM) por um enlace fotônico, em que a não-linearidade do modulador, polarizado no ponto de quadratura, resulta em uma função de transferência de terceira ordem. Adicionalmente, a geração de portadoras para pulsos radar com frequências nas faixas de micro-ondas e de ondas milimétricas, que apresentem alta estabilidade e baixo ruído de fase, é um desafio para a eletrônica convencional e compõe um requisito crítico para a operação do radar. Sistemas multiplicadores de frequências baseados em moduladores Mach-Zehnder, polarizados na região não-linear de sua curva, realizam essa função a partir de um sinal de referência com frequência mais baixa. É descrito um método analítico para inferir expressões exatas para a potência óptica e a corrente elétrica na saída do enlace fotônico com moduladores dual drive e moduladores dual parallel, permitindo especificar com precisão a intensidade dos harmônicos e a relação entre eles. Estas expressões são comparadas com resultados aproximados presentes na literatura e não requerem limitação de operação em regime de pequenos sinais. Simulações computacionais e resultados experimentais comprovam a eficiência do método e identificam a criticidade que os parâmetros dos dispositivos utilizados têm no espectro óptico e elétrico do sinal resultante.

Este trabalho de pesquisa propõe um Método de Gerenciamento de Energia para Nós de Redes de Sensores sem Fio denominado MGERSF. Diante deste contexto, concebeu-se o MGERSF, como uma possível solução para algumas dificuldades existentes e inerentes ao gerenciamento de energia em redes de sensores sem fio. Durante o desenvolvimento desta pesquisa, verificou-se que a aplicação do MGERSF não se tratava apenas de um conjunto de boas práticas, mas sim de um método definido e caracterizado em sete passos por um conjunto de aplicações de conceitos técnicos e/ou científicos. A verificação da aplicação do método proposto foi realizada por meio de um estudo de caso. Ela envolveu a implementação, sem completeza, de três experimentos que possibilitaram a aquisição de dados de alguns sensores. Neles, aplicou-se, paulatinamente, o método MGERSF. Os resultados obtidos, a partir da realização destes experimentos, se mostraram satisfatórios.