ROCHA, H. H. B. Ressoadores e guias dielétricos cilíndricos operando em micro-ondas e óptica: antenas dielétricas e acopladores refletores de Bragg a fibra. 2010. 150 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-02-23T18:54:52Z No. of bitstreams: 1 2010_tese_hhbrocha.pdf: 6137433 bytes, checksum: 34dd4b64aa7390d6d58c2239bc3afd99 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-02-23T18:56:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_tese_hhbrocha.pdf: 6137433 bytes, checksum: 34dd4b64aa7390d6d58c2239bc3afd99 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-23T18:56:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_tese_hhbrocha.pdf: 6137433 bytes, checksum: 34dd4b64aa7390d6d58c2239bc3afd99 (MD5) Previous issue date: 2010 / Two heterogeneous contributions to modern communication systems – although fully possible to be correlated – are presented. The first one deals with resonant antennas consisting of new dielectric ceramics based on Fe2O3. These materials characterized at microwave frequency range possess low relative permittivity, low loss tangent and, concerned with the monophasic samples, negative temperature coefficient of resonant frequency. Subsequently, the cylindrical dielectric resonator antennas (CDRAs) supported on rectangular ground plane and fed by monopole are analyzed according to the following radiation performance criteria: resonant frequency, input impedance, bandwidth and radiation patterns. Besides experimentation, the study involved computational procedure, so that the results of both can be compared. A commercial software based on the finite element method was employed to examine the CDRAs. It follows that as higher is the permittivity of a material, the lower are the frequency at which it resonates as well as its bandwidth. Satisfactory impedance matching and broadside radiation patterns are observed, what enables the materials investigated to this relevant application. Additionally, the stacking of the monophasic CDRAs prototypes resulted in bandwidth enhancement, presumably due to their excited high order modes. The second contribution focuses on dielectric waveguides operating at optical frequencies, being fiber Bragg grating couplers (FBGCs) investigated in this scenario. Indeed, they result from a combination of two versatile and widely applied devices: fiber Bragg gratings and directional couplers. Two numerical case studies related to the interaction between optical signals and structures were performed. The theoretical model observed is based on the coupled mode theory since it provides a satisfactorily accurate description of the devices optical properties. By the way, the theoretical model is coded in FORTRAN programming language according to a predictor-corrector algorithm. In terms of operational power levels, analyses are carried out in frequency and (mainly) time domains. Under specific conditions, the capability of the extraction, reshaping and switching of pulses – examples of essential functions for all-optical processing – reinforces the importance of such hybrid structures. / Duas contribuições caracteristicamente distintas, não obstante correlacionáveis num mesmo sistema de telecomunicação, são apresentadas. A primeira versa sobre antenas ressoadoras constituídas por novas cerâmicas dielétricas à base de Fe2O3. Os materiais desenvolvidos foram caracterizados na faixa de micro-ondas. Tratam-se de dielétricos com baixa permissividade relativa, baixa tangente de perda, e, no caso das amostras monofásicas, com coeficiente de temperatura na frequência de ressonância negativo. Posteriormente, as antenas ressoadoras dielétricas de geometria cilíndrica (CDRAs) suportadas em plano de terra retangular e alimentadas por sonda monopolar são analisadas segundo critérios de desempenho de irradiação, quais sejam: frequência de ressonância, impedância de entrada, largura de banda e padrões de irradiação. Além de experimentação, o seu estudo envolveu procedimento computacional, no que foi promovida a comparação de resultados. O método dos elementos finitos, no qual está baseado o programa comercial empregado, foi utilizado para análise destas antenas. Resulta que para maiores valores de permissividade relativa de uma amostra, menores são a frequência em que a mesma ressoa e a sua largura de banda. Ainda, foi observado satisfatório casamento de impedância e padrões de irradiação broadside, o que candidata os novos materiais desenvolvidos a esta importante aplicação. Adicionalmente, mediante empilhamento dos protótipos monofásicos examinados, foi verificada a remodelagem da largura de banda em relação às contrapartidas individuais, provavelmente devido à excitação de modos de ordem elevada das CDRAs. A segunda contribuição está enfocada no contexto dos guias de ondas dielétricos operando em frequências ópticas. Neste cenário, são investigados acopladores refletores de Bragg a fibra (FBGCs), estruturas resultantes da combinação de dois dispositivos reconhecidamente versáteis e de ampla aplicação: redes de Bragg e acopladores direcionais. Foram apreciados dois estudos de caso numéricos nos quais se fez promover a interação de sinais ópticos com as estruturas propostas. Na medida em que descreve com satisfatória precisão as propriedades ópticas dos dispositivos de interesse, o modelo matemático empregado é baseado na teoria dos modos acoplados. O tratamento numérico é realizado mediante codificação, em linguagem de programação FORTRAN, de um algoritmo preditivo-corretor. Considerando regimes pulsados em termos da potência operacional, o problema foi analisado no domínio da frequência e, sobretudo, no domínio do tempo. Em condições específicas, a possibilidade de realização da extração, reconfiguração e comutação de pulsos, exemplos de funções essenciais ao processamento totalmente óptico, reforçam a importância de tais estruturas híbridas.

LOPES, M. V. P. Acopladores de cristais fotônicos e acesso múltiplo por divisão de código óptico (OCDMA) com pulsos ultracurtos em fibras de Bragg. 2012. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-03-21T17:42:41Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_mvplopes.pdf: 4057872 bytes, checksum: 38f0a283931f5970846141a4a5fd696e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-03-21T17:43:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_mvplopes.pdf: 4057872 bytes, checksum: 38f0a283931f5970846141a4a5fd696e (MD5) / Made available in DSpace on 2012-03-21T17:43:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_mvplopes.pdf: 4057872 bytes, checksum: 38f0a283931f5970846141a4a5fd696e (MD5) Previous issue date: 2012 / This paper presents numerical simulation studies of propagation/switching of ultra-short pulses in photonic crystal couplers and Optical Code Division Multiple Access (OCDMA) using Fiber Bragg Grating (FBG). For coding were obtained analytically Gold codes. In the analysis of photonic crystal couplers (microstructured) investigated the properties of the propagation of light pulses as Sólitons. Ultra-short pulses of minimum duration of 100 femtoseconds (fs) were used. For this type of propagation in couplers, must be solved numerically the Equation nonlinear Schrödinger Generalized (ENLSG) of the coupled modes in accordance with the addition of third order dispersion, intrapulse Raman scattering, self-steepening and the dispersion of coupling coefficient. A coupler with coupling length of 1.8 cm and length 33 cm was simulated. Using this device length, the high-order effects (dispersion, self-steepening, raman, dispersion of the coupling) were important factors to consider. But, for small devices, with up to two coupling lengths, these effects may be ignored. In the second analysis, we studied the coding range of 5 Gold codes using an FBG encoder/decoder of length 41.58 mm. For the grid used, the encoding amplitude and interference between users of this device have been investigated. There was an increase of interference by adding values of users starting from 6 dB to about 10.5 dB for this device. Using photonic couplers with the FBG linear switching pulses between the channels of the coupler could be visualized to high gains (from 50 decibels). / Neste trabalho são apresentados estudos de simulação numérica de propagação/chaveamento de pulsos ultracurtos em acopladores de cristais fotônicos e de Acesso Múltiplo por Divisão de Código Óptico (OCDMA) utilizando Fibras de Grade de Bragg (FBG). Para a codificação foram obtidos analiticamente códigos de Gold. Na análise de acopladores de cristais fotônicos (microestruturados) foram investigadas as propriedades da propagação de pulsos de luz na forma de sólitons. Foram utilizados pulsos ultracurtos, de duração mínima de 100 femtossegundos (fs). Para este tipo de propagação em acopladores deve ser resolvida numericamente a Equação Não linear de Schrödinger Generalizada (ENLSG) dos modos acoplados com o acréscimo de termos de dispersão de terceira ordem, espalhamento Raman intrapulso, auto inclinação e dispersão do coeficiente de acoplamento. Um acoplador com comprimento de acoplamento de 1,8 centímetros e comprimento de 33 centímetros foi simulado. Utilizando este comprimento de dispositivo os efeitos de alta ordem (dispersões, auto inclinação, Raman, dispersão do acoplamento) foram fatores importantes a serem considerados. Porém, para dispositivos pequenos, com até 2 comprimentos de acoplamento, estes efeitos podem ser desconsiderados. Na segunda análise, foi estudada a codificação em amplitude de 5 códigos de Gold utilizando uma FBG codificadora/decodificadora de comprimento 41,58 milímetros. Para a grade utilizada, a codificação em amplitude e a interferência entre usuários neste dispositivo foram investigadas. Houve um aumento da interferência ao se acrescentar usuários partindo de valores de 6 decibéis até cerca de 10,5 decibéis para este dispositivo. Utilizando acopladores fotônicos com a FBG linear, o chaveamento de pulsos entre os canais do acoplador pôde ser visualizado para ganhos altos (a partir de 50 decibéis).

SOUZA, L. G. M. Modelos lineares locais para identificação de sistemas dinâmicos usando redes neurais competitivas. 2012. 138 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-04-11T19:03:35Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_lgmsouza.pdf: 4806820 bytes, checksum: 0c0cdad9e64203a1d6f81577c868485e (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-04-11T19:05:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_lgmsouza.pdf: 4806820 bytes, checksum: 0c0cdad9e64203a1d6f81577c868485e (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-11T19:05:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_lgmsouza.pdf: 4806820 bytes, checksum: 0c0cdad9e64203a1d6f81577c868485e (MD5) Previous issue date: 2012-02 / In this thesis the problem of nonlinear system identifi cation is approached from the viewpoint of local models. The input space is partitioned into smaller operational regions with lower complexity models (usually linear) built for each one. This type of model is an alternative to global models, for which the system dynamics is identifi ed using a single structure (usually nonlinear ones) that covers the whole input space. The aim of this thesis is to design of local linear models whose input space is partitioned by means of vector quantization algorithms, special those based on competitive learning neural networks. For this purpose, three novel local linear modeling methods based on the SOM (self-organizing map) are introduced and evaluated on the identi fication of the inverse model of four dynamical systems commonly used in the literature for performance benchmarking. The proposed models are also compared with global models based on the MLP (multilayer perceptron) and ELM (extreme learning machines), as well as with alternative local linear models, such as the Takagi-Sugeno fuzzy model and the LLM(local linear mapping) neural model. A comprehensive study is carried out to compare the performances of all the aforementioned models according to three evaluation criteria, namely: (i) normalized mean squared error, (ii) residual analysis, and (iii) Kolmogorov-Smirnov test. Of particular interest to this thesis is the evaluation of the robustness of the proposed local models with respect to the vector quantization algorithm used to train the model. The obtained results indicates that the performance of the proposed local models are superior to those achieved by the MLP-based global models and equivalent to those achieved by ELM-based global models. / Nesta tese aborda-se o problema de identi ficação de sistemas dinâmicos sobre a ótica dos modelos locais, em que o espaço de entrada é particionado em regiões de operação menores sobre as quais são construídos modelos de menor complexidade (em geral, lineares). Este tipo de modelo é uma alternativa aos chamados modelos globais em que a dinâmica do sistema é identifi cada usando-se uma única estrutura (em geral, não-linear) que cobre todo o espaço de entrada. Assim, o tema alvo desta tese é o projeto de modelos lineares locais cujo espaço de entrada é particionado por meio do uso de algoritmos de quantização vetorial, principalmente aqueles baseados em redes neurais competitivas. Para este fi m, são propostos três novos modelos lineares locais baseados na rede SOM (self-organizing map), que são avaliados na tarefa de identifi cação do modelo inverso de quatro sistemas dinâmicos comumente usados na literatura em benchmarks de desempenhos. Os modelos propostos são também comparados com modelos globais baseados nas redes MLP (multilayer perceptron) e ELM (extreme learning machines), bem como com outros modelos lineares locais, tais como o modelo fuzzy Takagi-Sugeno e o modelo neural LLM (local linear mapping). Um amplo estudo é realizado visando comparar os desempenhos de todos os modelos supracitados segundo três critérios de avaliação, a saber: (i) erro médio quadrático normalizado, (ii) análise dos resíduos, e (iii) teste estatístico de Kolmogorov-Smirnov. De particular interesse para esta tese, é a avaliação da robustez dos modelos locais propostos com relação ao algoritmo de quantização vetorial usado no treinamento do modelo. Os resultados obtidos indicam que os desempenhos dos modelos locais propostos são superiores aos dos modelos globais baseados na rede MLP e equivalentes aos modelos globais baseados na rede ELM.

FURTADO FILHO, A. F. G. Estudo do desempenho do multiplexador/demultiplexador ADD/DROP baseado na configuração do interferômetro de Michelson de fibras ópticas para aplicações em sistemas OTDMA E OCDMA. 2012. 109 f. Tese (Doutorado em Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-09-17T16:24:24Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_afgfurtadofilho.pdf: 2441801 bytes, checksum: 1fb8b6d1533028de310b29a6ba1f70aa (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-09-25T19:02:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_afgfurtadofilho.pdf: 2441801 bytes, checksum: 1fb8b6d1533028de310b29a6ba1f70aa (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-25T19:02:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_afgfurtadofilho.pdf: 2441801 bytes, checksum: 1fb8b6d1533028de310b29a6ba1f70aa (MD5) Previous issue date: 2012-03-12 / This work, in addition the chapters which involves both theory and definitions, was basically divided three studies: First (chapter 4), we present a numerical investigation of the performance of a bandpass filter composed of an all-optical directional coupler, followed by two double bars Bragg recorded symmetrically equal outputs in their arms. This configuration features a Michelson interferometer with characteristics of an add/ drop filter. The transmission characteristics (T), extinction rate (XR) and "crosstalk" (XT) were studied based on the application of a CW signal (continuous wave) into the device. Theory of coupled modes and the Runge Kutta fourth order were applied respectively to solve the coupled differential equations. This is the first study considering the nonlinearity of the coupler and the linearity of Bragg gratings. The device features a highly nonlinear behavior as a function of dephasing between the amplitudes of the reflected beams and depending on the input power. In a second step (section 5), the propagation and switching of ultrashort pulse (~ 2PS) Michelson interferometer using an optical fiber. In this study the performance of the interferometer is studied as a function of the nonlinear characteristics of the coupler and Bragg gratings. The numerical studies were made from the coupled mode equations solved using the Runge-Kutta 4th order. The pulse switching characteristics were analyzed as a function of input power and applied to one dephasing Bragg gratings. The transmission characteristics (T), extinction coefficient (XR), "crosstalk" (XT), the compression factor (CF) and shape of the pulses were analyzed for different values of phase and different input powers. We use three values of input power: below the critical power (1W = P0), equal to the critical power (P0 = 1.73W) and above the critical power (P0 = 1.95W). Through this study, it is found that the transmission rate of extinction, "crosstalk" and compression factor depends on the power of the pump device inserted into the gap and applied The Michelson interferometer fiber implement major component with applications in optical networks, such as demultiplexers add/drop. This device has attracted considerable interest in the field of telecommunications due to its ability of high transmission rates. In the third place was presented a numerical simulation study of the performance of encoding and decoding of short optical pulses (ps) systems OCDMA (Optical Code Division Multiple Access based on X FBG (Fiber Bragg Grating ) where codes are inserted through discrete jumps in the optical phase (± π). For generation of coded pulses were used Gold codes obtained analytically. We look at how the inclusion of additional codes affect the autocorrelation and cross correlation. The Michelson interferometer initially studied Chapters 4 was used for propagation and switching of encrypted signals. Based on the characteristics of transmission (T) and extinction rate (XR) did a study of the device as multiplexer / demultiplexer add / drop in the recovery of coded pulses. / Neste trabalho, além dos capítulos que envolvem a teoria e definições, foi basicamente divido em três estudos: Primeiro (capítulo 4), apresentamos uma investigação numérica do desempenho de um filtro passa-banda totalmente óptico composto por um acoplador direcional duplo seguido de duas grades de Bragg simetricamente iguais gravadas nos seus braços de saída. Esta configuração caracteriza um Interferômetro de Michelson com características de um filtro add/drop. As características de transmissão (T), taxa de extinção (XR) e “crosstalk” (XT) foram estudadas a partir da aplicação de um sinal CW (onda contínua) na entrada do dispositivo. A teoria de modos acoplados e o método de Runge Kutta de 4a ordem foram aplicados, respectivamente para resolver as equações diferenciais acopladas. Este é o primeiro estudo feito considerando a não linearidade do acoplador e a linearidade das grades de Bragg. O dispositivo apresenta um comportamento altamente não-linear em função do defasamento entre as amplitudes dos feixes refletidos e em função da potência de entrada. Num segundo momento (capítulo 5) apresentamos a propagação e chaveamento de pulsos ultracurto (~2ps) usando um interferômetro de Michelson de Fibras Ópticas. Neste estudo o desempenho do interferômetro é estudado como uma função das características não lineares do acoplador e das grades de Bragg. Os estudos numéricos foram feitos a partir das equações de modos acoplados resolvidas usando o método de Runge-Kutta de 4ª ordem. As características de chaveamento do pulso foram analisadas em função da potência de entrada e do defasamento aplicado em uma das grades de Bragg. As características de transmissão (T), coeficiente de Extinção (XR), “crosstalk” (XT), fator de compressão (FC). Utilizamos três valores de potência de entrada: abaixo da potência critica (P0=1W), igual a potência crítica (P0=1,73W) e acima da potência crítica (P0=1,95W). Através deste estudo, pode-se verificar que a transmissão, taxa de extinção, “crosstalk” e fator de compressão dependem da potência da bombeio inserida no dispositivo e da defasagem aplicada. O interferômetro de Michelson em fibras implementa componente de grande importância para aplicações em redes ópticas, como os demultiplexadores add/drop. Este dispositivo tem atraído bastante interesse no campo das telecomunicações devido a sua alta capacidade de taxas de transmissão. Num terceiro momento foi apresentado um estudo de simulação numérica do desempenho da codificação e decodificação de pulsos ópticos curtos (ps) em sistemas OCDMA (Optical Code Division Multiple Access – acesso VIII múltiplo por divisão de código no domínio óptico) baseado em FBG (Fiber Bragg Grating – grade de Bragg em fibra óptica) onde os códigos são inseridos através de saltos discretos na fase óptica (±π). Para geração de pulsos codificados foram utilizados códigos de Gold obtidos analiticamente. Analisamos como a inserção de códigos adicionais afetam a autocorrelação e correlação cruzada. O interferômetro de Michelson inicialmente estudado no capítulo 4 foi utilizado para propagação e chaveamento de sinais codificados. Baseados nas características de Transmissão (T) e Taxa de extinção (XR) fizemos um estudo do dispositivo como multiplexador /demultiplexador add/drop na recuperação de pulsos codificados.

FREITAS, D. B. de. Estudo das propriedades dielétricas da matriz Ca Bi4Ti4O15(CBT) adicionada com Bi2O3 para aplicação em dispositivos de RF e microondas. 2012. 106 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-09-27T17:56:35Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_dbfreitas.pdf: 5475523 bytes, checksum: 14c71160e2c7b033b74b0b4d89d2a148 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-10-01T18:16:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_dbfreitas.pdf: 5475523 bytes, checksum: 14c71160e2c7b033b74b0b4d89d2a148 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-01T18:16:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_dbfreitas.pdf: 5475523 bytes, checksum: 14c71160e2c7b033b74b0b4d89d2a148 (MD5) Previous issue date: 2012-08-20 / With the recent advances in telecommunications industry, it’s increasingly required the development of materials which have high values of dielectric constant, low dielectric loss and a good thermal stability. Many materials for radio frequency and microwaves utilization have been largely used in a variety of applications in these segments. From these applications, the latest technology generally use ceramics with low sintering temperature, low melting point materials, in addition to the aforementioned characteristics. Dielectric ceramics based on Bismuth are candidates as low temperature sintering materials and have been studied extensively. This work presents the development and characterization of ceramic series CaBi4Ti4O15 (CBT) with addition of bismuth trioxide, which is currently known for its excellent dielectric properties, mostly by its high dielectric constant values. These series were produced by the use of conventional ceramic method or method of solid state, with the use of mechanical grinding of high energy and heat treatment. After the synthesis, was added the bismuth trioxide in different concentrations to improve the electrical characteristics of ceramic CBT. The Structural characterization was showed by X-ray Diffraction with Rietveld Refinement. A study of the morphology was accomplished by scanning electron microscopy (SEM). Experiments were performed to verify the behavior of dielectric samples, radio frequency and microwaves. In general we can realize that this ceramic standard mold presents desirable characteristics for its application in the manufacture of electronic devices such as capacitors and dielectric resonator antennas. / Com os recentes avanços da indústria de telecomunicações se faz cada vez mais necessário o desenvolvimento de matérias que apresentem altos valores de constante dielétrica, baixa perda dielétrica e uma boa estabilidade térmica. Muitos materiais para rádio frequência e microondas têm sido amplamente usados em uma variedade de aplicações nestes segmentos. Destas aplicações, as mais recentes tecnologias utilizam cerâmicas com baixa temperatura de sinterização, materiais de baixo ponto de fusão, além das características citadas anteriormente. Cerâmicas dielétricas a base de Bismuto são candidatas como materiais de baixa temperatura de sinterização e têm sido estudadas amplamente. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e caracterização da série cerâmica CaBi4Ti4O15 (CBT) com adição em massa de trióxido de bismuto, material conhecido por suas excelentes propriedades dielétricas, principalmente elevados valores de constante dielétrica. Esta série foi produzida a partir do método cerâmico convencional ou método do estado sólido, com a utilização de moagem mecânica de alta energia e tratamento térmico. Após a síntese, foi adicionado o trióxido de bismuto em diferentes concentrações para melhorar as características elétricas desta matriz cerâmica. A caracterização estrutural foi realizada por meio de Difração de Raios-X com Refinamento de Rietveld. Um estudo da morfologia foi realizado através de Microscopia Eletrônica de Varredura. Foram realizados experimentos para verificar o comportamento dielétrico das amostras, na região de rádio frequência e microondas. No geral percebemos que esta matriz cerâmica apresenta as características desejáveis para sua aplicação na fabricação de dispositivos eletrônicos como capacitores e antenas ressoadoras dielétricas.

ROCHA NETO, A. R. SINPATCO - Sistema Inteligente para Diagnóstico de Patologias da Coluna Vertebral. 2006. 105 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T14:51:46Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_arrochaneto.pdf: 1288731 bytes, checksum: c797c37928a88bdc4cf6e4c7a109d9f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T17:48:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_arrochaneto.pdf: 1288731 bytes, checksum: c797c37928a88bdc4cf6e4c7a109d9f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-01T17:48:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_arrochaneto.pdf: 1288731 bytes, checksum: c797c37928a88bdc4cf6e4c7a109d9f1 (MD5) Previous issue date: 2006-04-28 / This dissertation presents the results obtained from a computer-aided medical diagnostic system implemented through statistical and neural pattern classifiers. The Intelligent System for Diagnosis of Pathologies of the Vertebral Column (SINPATCO) has a modular architecture and is composed of three subsystems, namely: graphical interface, classification of pathology, and knowledge extraction. The graphical interface module allows a friendly man-machine interaction with the physician. The pathology classification module is implemented through difierent algorithms, such as linear and quadratic discriminants, Naive Bayes classifier, K Nearest Neighbors (KNN) classifier, Multilayer Perceptron (MLP) network, Self-Organizing Map (SOM) network, ang Generalized Regression network (GRNN). The knowledge extraction module is responsible for rule extraction from trained neural network based classifiers, in order to elucidate the neural-based diagnostic to the orthopedist. In particular, the pathology classification module of the SINPATCO platform uses recently proposed biomechanical attributes to categorize a patient into one out of three classes: normal subjects, subjects with spondilolistesis, and subjects with disk hernia. All the aforementioned classifiers are evaluated with respect their pathology recognition rate, number of false positive cases, number of false negative cases and sensitivity to outliers. The contribution of this work is manifold. Starting from the fact that it is probably the first to use (within the orthopaedic medicine) a recently proposed set of biomechanical measurements for the design of classifiers, this work also evaluates several pattern classifiers in the diagnosis of patologies of the vertebral column, and allows knowledge extraction from the trained classifiers in order to elucidate the obtained diagnostic to the physician. To the best of our knowledge, the combination of these three contributions makes the SINPATCO platform an innovative computer-aid tool for the orthopedist, facilitating the work of these professionals. Despite the fact that the SINPATCO platform can serve as a computer-aided diagnostic tool in the orthopedic medicine, it can also be used by non-expert clinicians, in order to minimize the lack of orthopedists in remote regions, speeding up the treatment and the transferring of patients to more developed centers. / Esta dissertação apresenta os resultados de um sistema de auxílio ao diagnóstico médico implementado através de classificadores estatísticos e neurais. O Sistema Inteligente para Diagnóstico de Patologias da Coluna Vertebral (SINPATCO) é composto por três subsistemas, a saber: interface gráfica, classificação de patologias e extração de conhecimento. O módulo de interface gráfica permite uma interação amigável com o especialista médico. O módulo de classificação automática de patologias é implementado por diferentes algoritmos, tais como discriminantes linear e quadrático, Naive Bayes, K-Vizinhos mais Próximos (KNN), rede MLP, rede SOM e rede GRNN. O módulo de extra ção de conhecimento é responsável pela extração de regras proposicionais a partir dos classificadores treinados, a fim de elucidar para o médico ortopedista como o classificador chega ao diagnóstico final. Em particular, o módulo de classificação de patologias da plataforma SINPATCO utiliza atributos biomecânicos recentemente propostos para efetuar a categorização de um paciente em três classes: pacientes normais, pacientes com espondilolistese e pacientes com hérnia de disco. Os diversos classificadores supracitados são comparados com relação à taxa de acerto, número de falsos positivos, número de falsos negativos e sensibilidade a amostras discrepantes (outliers). As contribuições deste trabalho são variadas, indo desde do fato de ser provavelmente o primeiro a usar um conjunto recente de atributos biomecânicos para projeto de classificadores na área de medicina ortopédica, passando pelo estudo comparativo do desempenho de vários classificadores, até a extração de regras a partir dos classificadores com melhor desempenho para explicar o diagnóstico obtido ao médico, para posterior avaliação. Até onde se tem conhecimento, a combinação destas três contribuições torna o sistema SINPATCO inovador na área de ortopedia médica, servindo de auxílio na atividade de diagnóstico e facilitando o trabalho dos profissionais dessa área. Além servir como ferramenta de auxílio ao diagnóstico do médico especializado em ortopedia, o sistema SINPATCO pode ser usado por clínicos não-especialistas em ortopedia, a fim de minimizar a carência de ortopedistas em regiões remotas, agilizando o atendimento e o encaminhamento do paciente para centros mais desenvolvidos.

CHAVES, F. S. Teoria dos jogos aplicada ao controle de potência e à equalização adaptativa em sistemas de comunicação móvel. 2005. 139 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-04T14:02:26Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_fschaves.pdf: 1931304 bytes, checksum: 413a30e84aa6cf626a6c60411fa0b812 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-05T17:40:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_fschaves.pdf: 1931304 bytes, checksum: 413a30e84aa6cf626a6c60411fa0b812 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-05T17:40:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_fschaves.pdf: 1931304 bytes, checksum: 413a30e84aa6cf626a6c60411fa0b812 (MD5) Previous issue date: 2005-10-07 / Game theory is a branch of the Mathematics concerned with the analysis of interactions between competing elements, which are found in conflicting situations, and concerned with the formulation of decision strtegies. This theory is potentially applicable to communications systems problems, since elements in conflicting situations can be identified in some of such problems.Two problems are here considered: the transmit power control and the adaptive channel equalization. Both problems are related to interference, which is one of the most important limiting factors for the cellular system perfomance. Transmit power control consist of a procedure for multi-acess interference management. A new game theoretical approach to power control problem is considered, resulting in a new way to deduce the classical power control algorithm DPC(Distributed Power Con trol). A new algorithm, denoted GT-DPC(Game-theoretic Distributed Power Control), is developed and can be seen as a general form of DPC algorithms for best effort services, since for a unique transmit power level it provides data rates higher than DPC. Furthermore, it allows the power resource management in the presence of services, since for a unique transmit power level it provides data rates higher than DPC. Furthermore, it allows the power resource management in the presence of services with different characteristics. In this case, the algorithm is denoted GT-MSDPC(Game-Theoretic Multi-Service Distributed Power Control). The perfomace of the proposed algorithms for single-service and multi-service systems is demostrated through computational experiments whch simulate TDMA(Time Division Multiple Acess) and CDMA(Code Division Multiple Acess) cellular Systems. The game theory application to adaptive equalization, which is the procedure to combat the intersymbol interference, is related to worst case situations. The H filter(robust filter) is deduced by applying game-theoretic concepts. Furthermore, their relations with the Kalman filter are presented. Through computational experiments wihch simulate GSM(Global System for Mobile Communications) cellular system, both filters have their perfomance as adaptive channel equalizers valued in two different scenarios. In the first one,different speeds are attributed to the user, and results show that both RLS and H equalizer present similar perfomances. In the secon scenario, impulsive noise is considered. Impulsive noise may have external sources, as motors ignition, energy transmission lines or microwaves ovens. In this scenario, the H equalizer robustness is demontrated, so as the RLS perfomance degradation. A hybrid RLS-H equalizer is proposed, obtaining expressive gains with respect to conventional RLS equalizer. / A teoria dos jogos é um ramo da matemática dedicado à análise das interações entre elementos concorrentes, que se encontram em situação de conflito, e à formulação de estratégias de decisão. O potencial de aplicação desta teoria em sistema de comunicação móvel é considerado, já que em alguns dos problemas podem ser identificados elementos em situação de conflito. Dois problemas são aqui abordados, a saber, o controle de potencia de transmissão e a equalização adaptativa de canal. Ambos estão relacionados à interferência, que é um dos mais importantes fatores limitantes do desempenho de sistemas de telefonia celular. O controle de potência de transmissão consiste em um procedimento de gerenciamento da interferência de múltiplo acesso. Uma nova abordagem deste problema, via teoria dos jogos é considerada nesta dissertação, resultando em uma nova dedução do algoritmo clássico de controle de potência DPC (do inglês Distributed Power Control). Um novo algoritmo denominado GT-DPC ( do inglês Game – Theoretic Distributed Power Control), é desenvolvido e se revela uma forma geral do algoritmo DPC. O algoritmo GT-DPC se mostra mais eficiente em termos de energia do que os algritmos convencionais para serviços de qualidade flexível( melhor esforço), isto é, para um mesmo nível de potência de transmissão mais altas do que o DPC. Além disso, este algoritmo permite o gerenciamento dos recursos de potência em cenários de coexistência de serviços com diferentes características. Neste caso, o Lgoritmo é denominado GT-MSDPC ( do inglês Game-Theoretic Multi- Service Distributed Power Control).O desempenho dos algoritmos propostos para sistemas de serviços é avaliado através de simulações computacionais que emulam os sistemas celulares TDMA( do inglês Time Division Multiple Acess) e CDMA(do inglês Code Division Multiple Acess). A aplicação da teoria dos jogos à equalização adaptativa de canal, que é o procedimento de combate à interferência entre símbolos, está relacionada a situações de pior caso. O filtro H( filtro robusto) é derivado através da aplicação de conceitos da teoria dos jogos. Além disso, suas interrelações com o filtro de Kalman(RLS) são apresentadas. Por meio de simulações computacionais que emulam o sitema de telefonia celular GSM(do inglês Global System for Mobile Communications), ambos os fltros têm se desempenho como equalizador adaptativo de canal avaliado em dois diferentes cenários. No primeiro deles, diferentes velocidades são atribuídas ao usuário, e os resultados mostram que o Rls e o equalizador H apresentam desempenhos comparáveis. No segundo, considera-se a presença de ruído impulsivo, que pode ser uma consequência do assincronismo de interferência d múltiplo acesso, ou que pode ter fontes externas ao sistema de comunicação, como a ignição de motores, llinhas de transmissão de energia, fornos de microondas, entre outros. Neste segundo cenário, a robustez do equalizador H fica demonstrda, assim como a degradação do desempenho do RLS. Um equalizador híbrido RLS-H é proposto, com a obtenção de ganhos expressivos com respeito ao equalizador RLS convencional.

BRITO, D. B. Sistemas de comunicação quântica com óptica linear. 2007. 83 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-04T13:44:07Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_dbbrito.pdf: 953887 bytes, checksum: 307a30fee439822009f641e70419712c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-05T18:41:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_dbbrito.pdf: 953887 bytes, checksum: 307a30fee439822009f641e70419712c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-05T18:41:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_dbbrito.pdf: 953887 bytes, checksum: 307a30fee439822009f641e70419712c (MD5) Previous issue date: 2007-02-06 / 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 / Nesta dissertação e proposto um sistema de correção de erro quântico para estados coerentes de luz e um sistema óptico completo para a teleportação probabilística de qubits codificados na polarização de um fóton. O trabalho se inicia com a analise de correção de erro quântico com a utilização de redundâncias. Depois, e apresentada uma forma de correção de erros utilizando qubits do tipo time-bin e sem acréscimo de redundâncias. Com base nesta abordagem, foi proposto um sistema de correção de erro quântico passivo, isto e, que nao precisa de controle externo de sincronização, para sistemas de comunicações quânticas que utilizam estados coerentes de luz, utilizando apenas dispositivos opticos lineares. E mostrado, também, que o sistema de correção de qubits individuais pode ser usado para corrigirem estados bipartes de qubits. Em seguida, e analisada a teleportação de estados quânticos e proposto um sistema probabilístico de teleportacao de estados quânticos de polarização de fótons isolados utilizando dispositivos ópticos lineares. Por fim, os tópicos de correção de erro e teleportacao são unidos na proposição de um sistema probabilístico de teleportacao empregando um sistema de correção de erros na distribuição do par de fótons entrelaçados.

MENEZES, F. A. A. Controle supervisório de sistemas a eventos discretos, usando redes de Petri coloridas. 2011. 103 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-04T14:32:13Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_faamenezes.pdf: 1860340 bytes, checksum: 3a05c0f439bb0c27930cf841aac417ec (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-05T18:56:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_faamenezes.pdf: 1860340 bytes, checksum: 3a05c0f439bb0c27930cf841aac417ec (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-05T18:56:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_faamenezes.pdf: 1860340 bytes, checksum: 3a05c0f439bb0c27930cf841aac417ec (MD5) Previous issue date: 2011-08-09 / This work proposes a newmethod for synthesis of supervisors in discrete event systems using coloured Petri nets, based in the theory of supervisory control. As a main aspect, there is the theoretical and formal mathematical proof of the method for synthesis of supervisors, called Control Constraints on Decomposed Colors (CCDC). In addition, as a consequence, it is presented a method for reducing the number of control places called Fusion of Controllers (FC). The CCDC and FC methods are an extension of the work of Moody and Antsaklis, they propose, originally a theorem proving the synthesis of supervisors using Petri nets thus are proposed here extensions of this theorem to the context of coloured Petri nets. In this case, it is explored the decomposition of the incidence matrix of a coloured Petri net to de…ne control places that are not con‡icting in their actions, using the soft CPNTools. The following is realized the fusion of these control places obtained with CCDC, with the aplication of the FC method. The obtained place is called the resulting fusion supervisor, where it is found the same constraints and contributes with the same control system performance. / Esse trabalho propõe um novo método para síntese de supervisores em sistemas a eventos discretos, utilizando redes de Petri coloridas, baseado no contexto da teoria de controle supervisório. Como aspecto principal, tem-se a formalização teórica e a prova matemática do método para síntese desses supervisores, denominado Restrições de Controle sobre Cores Decompostas (RCCD). Alémdisso, como consequência, é apresentado ummétodo para redução do número de lugares de controle denominado Fusão de Controladores (FC). Os métodos RCCD e FC são uma extensão do trabalho de Moody e Antsaklis, que propõem, originalmente, um Teorema comprovando a síntese de supervisores usando redes de Petri ordinárias e, dessa forma, são propostas aqui as extensões desse Teorema, para o contexto das redes de Petri coloridas. Nesse caso, explora-se a decomposição da matriz de incidência de uma rede de Petri colorida para de…nir lugares de controle que não são con‡itantes em suas ações, usando o soft CPNTools como ferramenta. A seguir, é realizada a fusão desses lugares de controle, obtidos com o RCCD, com a aplicação do método FC, em que o lugar de controle encontrado, denominado supervisor resultante da fusão, atende as mesmas restrições e contribui com a mesma performance de controle do sistema.

BATISTA, I. J. L. Modelo de navegação para robôs móveis baseado em redes de Petri coloridas. 2008. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-04T15:54:49Z No. of bitstreams: 1 2008_dis_ijlbatista.pdf: 982015 bytes, checksum: 9bde11dfac7d6eb3bf8e7e9e24909bf6 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-05T19:13:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dis_ijlbatista.pdf: 982015 bytes, checksum: 9bde11dfac7d6eb3bf8e7e9e24909bf6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-05T19:13:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dis_ijlbatista.pdf: 982015 bytes, checksum: 9bde11dfac7d6eb3bf8e7e9e24909bf6 (MD5) Previous issue date: 2008-01-30 / 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. / Sistemas de navegação autônomos devem ser capazes de definir uma seqüência de ações a serem tomadas por robôs móveis, 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 científico no estudo de sistemas de navegação em ambientes desconhecidos e sujeitos ao atendimento de múltiplos objetivos é motivado basicamente pelo seu evidente potencial em aplicações industriais e pelo fato de demandarem a implementação de estratégias de soluções complexas. Este trabalho apresenta a modelagem de um sistema de navegação para robôs moveis por meio de Redes de Petri Coloridas. O modelo apresentado consegue simular várias situações, tais como a representação do mundo em volta do robô, interação com o ambiente, planejamento de trajetória, localização do robô e análise das baterias, bem como servir de base para implementação em um robô móvel real e otimização do sistema.