CAVALCANTE. I. V. Abordagem tensorial para estimação de canal em Redes MIMO cooperativas multi-salto. 2014. 60 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T18:50:23Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_ivcavalcante.pdf: 2693074 bytes, checksum: a3db9ccd4fcb7942b931a50333723229 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-04T16:04:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_ivcavalcante.pdf: 2693074 bytes, checksum: a3db9ccd4fcb7942b931a50333723229 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T16:04:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_ivcavalcante.pdf: 2693074 bytes, checksum: a3db9ccd4fcb7942b931a50333723229 (MD5) Previous issue date: 2014-07-18 / In this dissertation the problem of channel estimation in cooperative MIMO systems is investigated. More specifically, channel estimation techniques have been developed for a communication system assisted by relays with amplify-and-forward (AF) processing system in a three-hop scenario. The techniques developed use training sequences and enable, at the receiving node, the estimation of all the channels involved in the communication process. In an initial scenario, we consider a communication system with N transmit antennas and M receive antennas and between these nodes we have two relay groups with R1 and R2 antennas each. We propose protocols based on temporal multiplexing to coordinate the retransmission of the signals. At the end of the training phase, the receiving node estimates the channel matrices by combining the received data. By exploiting the multilinear (tensorial) structure of the sets of signals, we can model the received data through tensor models, such as PARAFAC and PARATUCK2 . This work proposes the combined use of these models and algebraic techniques to explore the spatial diversity. Secondly, we consider that the number of transmit and receive antennas at the relays may be different and that the data can travel in a bidirectional scheme (two-way). In order to validate the algorithms we use Monte-Carlo simulations in which we compare our proposed models with competing channel estimation algorithms, such as, the PARAFAC and Khatri-Rao factorization based algorithms in terms of NMSE and bit error rate. / Nesta dissertação o problema de estimação de canal em sistemas MIMO cooperativos é investigado. Mais especificamente, foram desenvolvidas técnicas para estimação de canal em um sistema de comunicação assistida por relays com processamento do tipo amplifica-e-encaminha (do inglês, amplify-and-forward) em um cenário de 3 saltos. As técnicas desenvolvidas utilizam sequência de treinamento e habilitam, no nó receptor, a estimação de todos os canais envolvidos no processo de comunicação. Em um cenário inicial, consideramos um sistema de comunicação com N antenas transmissoras e M antenas receptoras e entre esses nós temos dois grupos de relays com R1 e R2 antenas cada um. Foram desenvolvidos protocolos de transmissão baseado em multiplexação temporal para coordenar as retransmissões dos sinais. Ao final da fase de treinamento, o nó receptor faz a estimação das matrizes de canal através da combinação dos dados recebidos. Explorando a estrutura multilinear (tensorial) dos diversos conjuntos de sinais, podemos modelar os dados recebidos através de modelos tensoriais, tais como: PARAFAC e PARATUCK2. Este trabalho propõe a utilização combinada desses modelos e de técnicas algébricas para explorar a diversidade espacial. Em um segundo momento, consideramos que o número de antenas transmissoras e receptoras dos relays podem ser diferentes e ainda que os dados podem trafegar em um esquema bidirecional (do inglês, two-way). Para fins de validação dos algoritmos utilizamos simulações de Monte-Carlo em que comparamos os modelos propostos com outros algoritmos de estimação de canal, tais como os algoritmos baseados em PARAFAC e Fatoração de Khatri-Rao em termos de NMSE e taxa de erro de bit.

GOMES. P. R. B. Métodos tensoriais para estimação cega de assinaturas espaciais. 2014. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T17:04:36Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_prbgomes.pdf: 1369240 bytes, checksum: 55aa15f2d253641b00d7c0d51ab02b3b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-04T16:40:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_prbgomes.pdf: 1369240 bytes, checksum: 55aa15f2d253641b00d7c0d51ab02b3b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T16:40:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_prbgomes.pdf: 1369240 bytes, checksum: 55aa15f2d253641b00d7c0d51ab02b3b (MD5) Previous issue date: 2014-03-14 / In this dissertation the problem of spatial signature and direction of arrival estimation in Linear 2L-Shape and Planar arrays is investigated Methods based on tensor decompositions are proposed to treat the problem of estimating blind spatial signatures disregarding the use of training sequences and knowledge of the covariance structure of the sources By assuming that the power of the sources varies between successive time blocks decompositions for tensors of third and fourth orders obtained from spatial and spatio-temporal covariance of the received data in the array are proposed from which iterative algorithms are formulated to estimate spatial signatures of the sources Then greater spatial diversity is achieved by using the Spatial Smoothing in the 2L-Shape and Planar arrays In that case the estimation of the direction of arrival of the sources can not be obtained directly from the formulated algorithms The factorization of the Khatri-Rao product is then incorporated into these algorithms making it possible extracting estimates for the azimuth and elevation angles from matrices obtained using this method A distinguishing feature of the proposed tensor methods is their efficiency to treat the cases where the covariance matrix of the sources is non-diagonal and unknown which generally happens when working with sample data covariances computed from a reduced number of snapshots / Nesta dissertação o problema de estimação de assinaturas espaciais e consequentemente da direção de chegada dos sinais incidentes em arranjos Linear 2L-Shape e Planar é investigado Métodos baseados em decomposições tensoriais são propostos para tratar o problema de estimação cega de assinaturas espaciais desconsiderando a utilização de sequências de treinamento e o conhecimento da estrutura de covariância das fontes Ao assumir que a potência das fontes varia entre blocos de tempos sucessivos decomposições para tensores de terceira e quarta ordem obtidas a partir da covariância espacial e espaço-temporal dos dados recebidos no arranjo de sensores são propostas a partir das quais algoritmos iterativos são formulados para estimar a assinatura espacial das fontes em seguida uma maior diversidade espacial é alcançada utilizando a técnica Spatial Smoothing na recepção de sinais nos arranjos 2L-Shape e Planar Nesse caso as estimações da direção de chegada das fontes não podem ser obtidas diretamente a partir dos algoritmos formulados de forma que a fatoração do produto de Khatri-Rao é incorporada a estes algoritmos tornando possível a obtenção de estimações para os ângulos de azimute e elevação a partir das matrizes obtidas utilizando este método Uma característica marcante dos métodos tensoriais propostos está presente na eficiência obtida no tratamento de casos em que a matriz de covariância das fontes é não-diagonal e desconhecida o que geralmente ocorre quando se trabalha com covariâncias de amostras reais calculadas a partir de um número reduzido de snapshots

SANTOS FILHO. E. Q. Um Sistema de visão computacional para classificação da qualidade do couro caprino. 2013. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T19:00:53Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_eqsantosfilho.pdf: 4685351 bytes, checksum: 54b73c3fbf463604705094bd650b2cdd (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-04T16:51:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_eqsantosfilho.pdf: 4685351 bytes, checksum: 54b73c3fbf463604705094bd650b2cdd (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T16:51:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_eqsantosfilho.pdf: 4685351 bytes, checksum: 54b73c3fbf463604705094bd650b2cdd (MD5) Previous issue date: 2013-08-08 / An important economic alternative for the semi-arid region of Brazil is the goat/sheep farming. Besides milk and meat, goat/sheep skins are much appreciated in the manufacturing of fine artifacts (e.g. shoes, bags & purses, wall ets, and jackets). However, due to the extensive mode of raising/breeding and the informality of slaughtering, sheep/goat farmers deliver to industry skin pieces with different types and levels of defects. Then, at the industry, specialized workers have to classify/discriminate the skin pieces according to their qualities. This handmade work is time - consuming and extremely dependent on the experience of the employee in charge of the skin - quality discrimination. Even the same employee may produce different classifications if he/she is asked to reclassify the skin lot. Thus, in order to handle these problems, in this paper we report the first results of a computer vision based system aiming at classifying automatically the quality of goat/sheep skin pieces. For this purpose, we compare the performances of statistica l and neural network classifiers using several feature extraction techniques, such as Column - Variance (VAR), Haar wavelet transform (HAAR), Non - Negative Matrix Factorization (NMF), Principal Component Analysis (PCA) and Gray Level Co - occurence Matrices (GL CM). We also implemented the reject option in the evaluated classifiers. Reject option is a technique used do improve classifier's reliability in decision support systems. It consists in withholding the automatic classification of an item, if the decision is considered not sufficiently reliable. The rejected item is then handled by a different classifier or by a human expert. By means of an in - depth analysis of the results, it was possible to observe that, without the reject option mechanism, the VAR, NMF a nd HAAR techniques achieved the best performances when associated with the ELM and SVM classifiers. When the reject option mechanism was present, it was observed a considerable improvement of the classification rates, at the expenses of relatively high rej ection rates. It was also possible to observe that, for the evaluated classifiers, the HAAR and GLCM techniques were less affected by the use of the reject option mechanism in comparison to the results achieved for the case without reject option / Uma alternativa econômica importante para a região semi-árida do Brasil é a criação de ovinos e caprinos. Além de leite e carne de caprinos/ovinos, as peles são muito apreciadas na fabricação de artefatos finos (por exemplo, sapatos, bolsas, carteiras e casacos). No entanto, devido ao modo extensivo de criação/reprodução e informalidade do abate, as peles de ovinos/caprinos são entregues ao curtume com diferentes tipos e níveis de defeitos. Na indústria, trabalhadores especializados têm a tarefa de classificar/discriminar as peles de acordo com a qualidade das mesmas. Este trabalho é artesanal, demorado e extremamente dependente da experiência do funcionário responsável pela discriminação da qualidade da pele. O mesmo funcionário pode produzir diferentes classificações se ele/ela tiver que reclassificar o lote de pele. Assim, a fim de lidar com esses problemas, neste trabalho, apresentam-se os primeiros resultados de um sistema baseado em visão computacional cujo objetivo é classificar automaticamente a qualidade da pele de caprinos/ovinos. Para isso, comparamos os desempenhos de classificadores estatísticos e neurais utilizando diversas técnicas de extração de características, tais como a Variância das colunas (VAR), Transformada Wavelet de Haar (HAAR), Fatoração em Matrizes Não-Negativas (NMF), Análise de Componentes Principais (PCA) e Matrizes de Co-ocorrência de níveis de cinza (GLCM). Também foram implementados mecanismos de opção de rejeição nos classificadores avaliados. Opção de rejeição é uma técnica usada para aumentar a confiabilidade do classificador em sistemas de apoio à tomada de decisão, que consiste em reter a classificação automática de um item, caso a decisão não seja considerada suficientemente confiável. Já com a utilização da opção de rejeição, de uma forma geral, foi possível observar uma considerável melhora nas taxas de acerto dos classificadores avaliados, às expensas de uma taxa de rejeição relativamente alta. Também foi possível observar que, para os classificadores analisados, os extratores HAAR e GLCM foram menos sensíveis à aplicação da opção de rejeição, em comparação com os resultados obtidos para o caso sem opção de rejeição.

CARVALHO. V. V. S. Geração de jogos multiníveis e com múltiplos usuários por meio de modelagem em Redes de Petri coloridas hierárquicas. 2014. 85 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-02T16:29:31Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_wvscarvalho.pdf: 7949225 bytes, checksum: e4c256bf8e905b725cc0b9c310e89167 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-05T17:53:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_wvscarvalho.pdf: 7949225 bytes, checksum: e4c256bf8e905b725cc0b9c310e89167 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-05T17:53:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_wvscarvalho.pdf: 7949225 bytes, checksum: e4c256bf8e905b725cc0b9c310e89167 (MD5) Previous issue date: 2014-12-19 / This work presents a method to generate games with multilevel and multiple users using Hierarchical Coloured Petri Nets. The design of a multiuser game containing multiple navigation environments (multilevel) is made from the model of a Hierarchical Coloured Petri Net, in which are specified all of the rules, properties and structures of the game. The created model for the game can be formally analysed, verifying the existence of deadlocks and invalid paths, for example, and others possible conception problems, that can be done with the tools available on CPN Tools. To validate this method, a tool has been developed, called CPN Games, which allows fast and dynamic development of simple conception games only using Hierarchical Coloured Petri Nets. The XML codes of the designed models in CPN Tools are interpreted by CPN Games following a set of predefined rules to instantiate different games, without additional programing. It is demonstrated the mechanisms of the design, analysis and validation of the models and finally it is presented several examples of games developed by this tool. / Este trabalho apresenta um método para geração de jogos multiníveis e com múltiplos usuários por meio de modelagem em Redes de Petri Coloridas Hierárquicas. A concepção de um jogo multiusuário, contendo múltiplos ambientes de navegação (multiníveis), é feita a partir da criação de um modelo hierárquico em Rede de Petri Colorida, no qual se especificam todas as regras, propriedades e estruturas do jogo. O modelo criado para o jogo pode ser analisado formalmente, verificando-se, por exemplo, a existência de bloqueios e de transições mortas (caminhos inválidos), entre outros possíveis problemas de concepção, o que pode ser feito com a utilização de ferramentas disponíveis no CPN Tools. Para validar esse método, foi concebida uma ferramenta, denominada CPN Games, que permite o desenvolvimento rápido e dinâmico de jogos de concepção simples exclusivamente por Rede de Petri Colorida Hierárquica. Os códigos em XML de modelos constituídos com o CPN Tools são interpretadas pelo CPN Games seguindo um conjunto de regras pré estabelecidas para instanciar diferentes jogos, sem a necessidade de programação adicional. São demonstrados os mecanismos de criação, análise e validação dos modelos e diferentes exemplos de jogos construídos com a ferramenta.

OLIVEIRA. M. S. R. Contribuições para comunicação e computação quânticas: análise do PMD e PDL em um sistema de DQC, geração de um estado entrelaçado de quatro modos e uma porta CNOT para qubits de estados coerentes. 2013. 60 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T16:34:03Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_msroliveira.pdf: 1514414 bytes, checksum: a6c9d9ebe5e73e7933bbb4f387ec9e14 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-05T18:05:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_msroliveira.pdf: 1514414 bytes, checksum: a6c9d9ebe5e73e7933bbb4f387ec9e14 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-05T18:05:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_msroliveira.pdf: 1514414 bytes, checksum: a6c9d9ebe5e73e7933bbb4f387ec9e14 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / This work presents contributions to the quantum communication and in computation fields. In the area of quantum communication, we analyzed the impacts of the effects of PMD and PDL on the performance of a quantum key distribution system based on BB84 protocol in a fiber optic network. It was presented an analytical expression for the average fidelity as a function of the PMD and PDL parameters which makes possible to analyze the behavior of bit error and secure bit generation rates for a quantum communication system. In the field of quantum computing, we proposed two optical systems based on linear optics for coherent state qubits. The first system is a probabilistic generator of a four-mode-type entangled state with a maximum efficiency of 25%. From this it state was possible to propose a second system that is able to perform a probabilistically CNOT gate. Both proposed systems may be implemented with existing photonics technology. They do not use single-qubit gate or quantum teleportation that are commonly used in quantum information processing using coherent states. / Este trabalho apresenta contribuições para a área quântica, no âmbito da comunicação e da computação. Na área de comunicação quântica, foram analisados os impactos dos efeitos do PMD e PDL no desempenho de sistemas de distribuição quântica de chaves baseados no protocolo BB84, sob uma rede óptica a fibra. É demonstrada uma expressão analítica da fidelidade média em função dos parâmetros de PMD e PDL, o qual torna possível a análise do comportamento das taxas de erro de bit e de geração de bit seguro de um sistema de comunicação quântica. No campo da computação quântica, são propostos dois sistemas ópticos baseados em óptica linear para qubits de estados coerentes. O primeiro consiste em um gerador probabilístico de um tipo de estado entrelaçado de quatro modos com uma eficiência máxima de 25%. A partir desse estado foi possível propor um segundo sistema que é capaz de realizar uma porta CNOT probabilisticamente. Ambos os sistemas propostos são de implementação factível com a tecnologia fotônica existente, não utilizam portas de um qubit nem teleportação quântica, que são recursos comumente empregados em processamento quântico da informação para estados coerentes.

MENDES, F. V. Teleportação de portas quânticas, entrelaçadores universais e conexões com a teoria dos números. 2015. 215 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática ) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-13T13:55:08Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_fvmendes.pdf: 3633066 bytes, checksum: badbaa661c71f7ba84f9fdbeffc133d2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-24T10:57:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_fvmendes.pdf: 3633066 bytes, checksum: badbaa661c71f7ba84f9fdbeffc133d2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-24T10:57:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_fvmendes.pdf: 3633066 bytes, checksum: badbaa661c71f7ba84f9fdbeffc133d2 (MD5) Previous issue date: 2015-02-19 / The present thesis can be divided in three parts: 1) Quantum gate teleportation; 2) Numerical search of universal entanglers; 3) Connections between quantum information and number theory. Regarding the quantum gate teleportation, a separability criterion of normal matrices is used to find the analytical conditions of the preservation of separability under conjugation. That analytical condition allowed to find the general formula of an element of $mathbb{C}^{4}$ Clifford group, as well to understand the role of the basis of measurement in the quantum gate teleportation protocol. Considering the searching for universal entanglers, the same separability criterion of normal matrices was used as fitness function in a computational heuristics, in prder to find good candidates for universal entanglers in $mathbb{C}^{3} otimes mathbb{C}^{4}$ and $mathbb{C}^{4} otimes mathbb{C}^{4}$ Hilbert spaces. At last, in the connection of quantum information with the number theory, it is presented the study of the preparation and entanglement of several multi-qubit quantum states based in integer sequences, and the Riemannian quantum circuit, a quantum circuit whose eigenvalues are related to the zeros of the Riemann zeta function. The existence of such circuit proves that is always possible to construct a physical system related to a finite amount of zeros. / A presente tese está dividida em três partes: 1) Teleportação de portas quânticas; 2) Busca numérica por entrelaçadores universais; 3) Conexões entre a informação quântica e a teoria dos números. No que diz a teleportação de portas quânticas, um critério de separabilidade para matrizes normais é usada para encontrar as condições analíticas da preservação da separabilidade sob conjugação. Tais condições analíticas permitiram encontrar a forma geral de um elemento do grupo de Clifford em $mathbb{C}^{4}$, assim como também entender o papel da base de medição no protocolo de teleportação de portas quânticas. Considerando a busca por entrelaçadores universais, o mesmo critério de separabilidade de matrizes normais foi utilizado como função de aptidão em uma heurística computacional aplicada para encontrar bons candidatos a entrelaçadores universais nos espaços de Hilbert de dimensões $mathbb{C}^{3} otimes mathbb{C}^{4}$ e $mathbb{C}^{4} otimes mathbb{C}^{4}$. Por fim, sobre as conexões da informação quântica com a teoria dos números, é apresentado um estudo da preparação e entrelaçamento de vários estados quânticos de múltiplos qubits baseados em sequências de números inteiros. Apresenta-se ainda o circuito quântico Riemanniano, um circuito quântico cujos autovalores são relacionados aos zeros da função Zeta de Riemann. A existência deste circuito prova que é sempre possível construir um sistema físico relacionado a uma quantidade finita de zeros.

MORMANDO, P. G. Spatial interference alignment under realistic scenarios. 2013. 65 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-05T18:30:21Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_pgmormando.pdf: 993520 bytes, checksum: 5ab14e795c4ba9291b53267352f954ef (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-24T11:01:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_pgmormando.pdf: 993520 bytes, checksum: 5ab14e795c4ba9291b53267352f954ef (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-24T11:01:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_pgmormando.pdf: 993520 bytes, checksum: 5ab14e795c4ba9291b53267352f954ef (MD5) Previous issue date: 2013-08-02 / Due to the rapid growth and the aggressive throughput requirements of current wireless networks, such as the 4th Generation (4G) cellular systems, the interference has become an issue that cannot be neglected anymore. In this context, the Interference Alignment (IA) arises as a promising technique that enables transmissions free of interference with high-spectral efficiency. However, while recent works have focused mainly on the theoretical gains that the technique could provide, this dissertation aims to go a step further and clarify some of the practical issues on the implementation of this technique in a cellular network, as well as compare it to other well-established techniques. As an initial evaluation scenario, a 3-cell network was considered, for which several realistic factors were taken into account in order to perform different analyses. The first analysis was based on channel imperfections, for which the results showed that IA is more robust than Block Diagonalization (BD) regarding the Channel State Information (CSI) errors, but both are similarly affected by the correlation among transmit antennas. The impact of uncoordinated interference was also evaluated, by modeling this interference with different covariance matrices in order to mimic several scenarios. The results showed that modifications on the IA algorithms can boost their performance, with an advantage to the approach that suppresses one stream, when the Bit Error Rate (BER) is compared. To combine both factors, the temporal channel variations were taken into account. At these set of simulations, besides the presence of an external interference, the precoders were calculated using a delayed CSI, leading to results that corroborate with the previous analyses. A recurring fact on the herein considered analyses was the dilemma of weather to apply the Joint Processing (JP)-based algorithms in order to achieve higher sum capacities or to send the information through a more reliable link by using IA. A reasonable step towards solving this dilemma is to actually perform the packet transmissions, which was accomplished by employing a system-level simulator composed by a large number of Transmission Points (TPs). As a result, all analyses conducted with this simulator showed that the IA technique can provide an intermediate performance between the non-cooperation and the full cooperation scheme. Concluding, one of the main contributions of this work has been to show some scenarios/cases where the IA technique can be applied. For instance, when the CSI is not reliable it can be better to use IA than a JP-based scheme. Also, the modifications on the algorithms to take into account the external interference can boost their performance. Finally, the IA technique finds itself in-between the conventional transmissions and Coordinated Multi-Point (CoMP). IA achieves an intermediate performance, while requiring a certain degree of cooperation among the neighboring sectors, but demanding less infrastructure than the JP-based schemes. / Devido ao rápido crescimento e os agressivos requisitos de vazão nas atuais redes sem fio, como os sistemas celulares de 4 a Geração, a interferência se tornou um problema que não pode mais ser negligenciado. Neste contexto, o Alinhamento de Interferência (IA) tem surgido como uma técnica promissora que possibilita transmissões livres de interferência com elevada eficiência espectral. No entanto, trabalhos recentes têm focado principalmente nos ganhos teóricos que esta técnica pode prover, enquanto esta dissertação visa dar um passo na direção de esclarecer alguns dos problemas práticos de implementação da técnica em redes celulares, bem como compará-la com outras técnicas bem estabelecidas. Uma rede composta por três células foi escolhida como cenário inicial de avaliação, para o qual diversos fatores realistas foram considerados de modo a realizar diferentes análises. A primeira análise foi baseada em imperfeições de canal, cujos resultados mostraram que o IA é mais robusto aos erros de estimação de canal que o BD (do inglês, Block Diagonalization), enquanto as duas abordagens são igualmente afetadas pela correlação entre as antenas. O impacto de uma interferência externa não-coordenada, que foi modelada por diferentes matrizes de covariância de modo a emular vários cenários, também foi avaliado. Os resultados mostraram que as modificações feitas nos algoritmos de IA podem melhorar bastante seus desempenho, com uma vantagem para o algoritmo que suprime um único fluxo de dados, quando são comparadas as taxas de erro de bit alcançadas por cada um. Para combinar os fatores das análises anteriores, as variações temporais de canal foram consideradas. Neste conjunto de simulações, além da presença da interferência externa, os pré-codificadores são calculados através de medidas atrasadas de canal, levando a resultados que corroboraram com as análises anteriores. Um fato recorrente percebido em todas as análises anteriores é o dilema entre aplicar os algoritmos baseados em BD, para que se consiga alcançar maiores capacidades, ou enviar a informação através de um enlace mais confiável utilizando o IA. Uma maneira de esclarecer este dilema é efetivamente realizar simulações a nível sistêmico, para isto foi aplicado um simulador sistêmico composto por um grande número de setores. Como resultado, todas as análises realizadas neste simulador mostraram que a técnica de IA atinge desempenhos intermediários entre a não cooperação e os algoritmos baseados na pré-codificação conjunta. Uma das principais contribuições deste trabalho foi mostrar alguns cenários em que a técnica do IA pode ser aplicada. Por exemplo, quando as estimações dos canais não são tão confiáveis é melhor aplicar o IA do que os esquemas baseados no processamento conjunto. Também mostrou-se que as modificações nos algoritmos de IA, que levam em consideração a interferência externa, podem melhorar consideravelmente o desempenho dos algoritmos. Finalmente, o IA se mostrou uma técnica adequada para ser aplicada em cenários em que a interferência é alta e não é possível ter um alto grau de cooperação entre os setores vizinhos.

XIMENES, L. R. MIMO channel modeling and estimation: application of spherical harmonics and tensor decompositions. 2011. 120 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-19T11:58:27Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_lrximenes.pdf: 12068413 bytes, checksum: 9ff78e05c1f1f9478195c9613fd207ed (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-23T17:54:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_lrximenes.pdf: 12068413 bytes, checksum: 9ff78e05c1f1f9478195c9613fd207ed (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-23T17:54:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_lrximenes.pdf: 12068413 bytes, checksum: 9ff78e05c1f1f9478195c9613fd207ed (MD5) Previous issue date: 2011-10-27 / In the last two decades, multiple input multiple output (MIMO) wireless systems have been subject of intense research due to the theoretical promise of the proportional increase of the communications channel capacity as the number of antennas increases. This outstanding property supposes an efficient use of spatial diversity at both the transmitter and receiver. An important and not well explored path towards improving MIMO system performance using spatial diversity takes into account the interactions among the antennas and the (physical) propagation medium. By understanding these interactions, the transmit and receive antenna arrays can be designed to best “match” the propagation medium so that the link quality and capacity can be further improved in a MIMO system. In this work, we consider the use of spherical harmonics and tensor decompositions in the problem of MIMO channel modeling and estimation. The use of spherical harmonics allows to represent the radiation patterns of antennas in terms of coefficients of an expansion, thus decoupling the transmit and receive antenna array responses from the physical propagation medium. By translating simple propagation-motivated channel models with polarization information into the spherical harmonics domain, we study how propagation parameters themselves and antenna configurations affect MIMO performance in terms of capacity and correlation. A second part of this work addresses the problem of estimating directional MIMO channels in the spherical harmonics domain using tensor decompositions. Considering both single-scattering and double-scattering propagation scenarios, we make use of the parallel factor (PARAFAC) and PARATUCK-2 decompositions, respectively, to estimate the propagating spherical modes, from which the directions of arrival (DoA) and directions of departure (DoD) can be extracted. Finally, we propose and compare two methods for optimizing the coefficients of the spherical harmonics expansion of an antenna array for a prespecified MIMO channel response / Nas últimas décadas, sistemas de comunicação sem fio de múltiplas antenas (MIMO - Multiple Input Multiple Output) têm sido objetos de intensas pesquisas devido à promessa teórica do aumento proporcional da capacidade com o aumento do número de antenas. Esta propriedade excepcional supõe um uso eficiente da diversidade espacial no transmissor e receptor. Um caminho importante e não bem explorado no sentido de melhorar o desempenho de sistemas MIMO usando diversidade espacial leva em conta a interação entre as antenas e meio de propagação (físico). Através da compreensão dessas interações, arranjos de antenas de recepção e transmissão podem ser projetados para melhor "casar" com o meio de propagação, tal que a qualidade do link de comunicação e capacidade possam ser melhoradas em um sistema MIMO. Neste trabalho, consideramos o uso de harmônicos esféricos e decomposições tensoriais no problema de modelagem de canal MIMO e estimação. O uso de harmônicos esféricos permite representar os padrões de radiação de antenas em termos de coeficientes de uma expansão, assim desacoplando as respostas dos arranjos de antenas (transmissoras e receptoras) do meio de propagação física. Traduzindo modelos simples de canais baseados em propagação, com informações de polarização, para o domínio dos harmônicos esféricos, estudamos como os parâmetros de propagação si e configurações específicas de antenas afetam o desempenho do sistema MIMO em termos de capacidade e de correlação. A segunda parte deste trabalho aborda o problema de estimar canais direcionais MIMO no domínio dos harmônicos esféricos usando decomposições por tensores. Considerando tanto cenos de espalhamento simples e de duplo espalhamento, fazemos uso das decomposições PARAFAC e PARATUCK2, respectivamente, para estimar os modos esféricos propagantes, a partir das quais as direções de chegada (DoA) e as direções de saída (DoD) podem ser extraídas. Finalmente, propomos e comparamos dois métodos de otimização dos coeficientes da expansão em harmônicos esféricos de arranjos de antenas para respostas de canais MIMO pré-especificados

VASCONCELOS, F. H. L. Análise do contexto e dos resultados da aprendizagem da avaliação educacional em um curso de graduação em Engenharia. 2015. 216 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-07-08T11:38:04Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_fhlvasconcelos.pdf: 9357794 bytes, checksum: a53ac6c703472a9fd5bd66435e70ae38 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-07-17T14:03:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_fhlvasconcelos.pdf: 9357794 bytes, checksum: a53ac6c703472a9fd5bd66435e70ae38 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-17T14:03:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_fhlvasconcelos.pdf: 9357794 bytes, checksum: a53ac6c703472a9fd5bd66435e70ae38 (MD5) Previous issue date: 2015-03-20 / Educational evaluation provides methods to obtain data that can be useful for evaluating groups of individuals (students, teachers, administrators, technicians and others), projects, products and materials, educational institutions and systems at different levels and skills. In engineering education, evaluation processes can help managers to make decisions and changes in undergraduate courses. This thesis investigates in unprecedented way a new approach to the analysis and interpretation of data in the field of engineering education with emphasis in the evaluation process, taking into account two aspects in an integrated manner: a) perception / opinion of students about the context / educational environment (Learning Context - LC) and b) the results / income earned by the same students (Learning outcomes - LO). For this research, we collected data related to undergraduate students in Teleinformatics Engineering (TEI), at Technology Center (CT) of the Federal University of Ceará (UFC). LC data were collected from the application of SEEQ (Student’s Evaluation of Educational Quality) instrument of SETE (Student Teaching Evaluate Effetivecness) methodology. The LO data was collected from the information of the performance of the students’ learning outcomes. Carrying out the information processing of the obtained tensor and matrix data, we have used two mathematical tools: the bilinear decomposition, called Principal Component Analysis - PCA decomposition and the multilinear tensor decomposition by Parallel Factor Analysis - PARAFAC. The results allow us to identify common features and similarities in curriculum components, both in terms of perception as the performance of students. The PCA and PARAFAC models also showed significant potential to extract data information related to latent variables in educational settings / A avaliação educacional dispõe de métodos para a obtenção de dados que podem ser úteis para avaliar grupos de indivíduos (alunos, professores, administradores, técnicos e outros), projetos, produtos e materiais, instituições e sistemas educacionais, nos seus diversos níveis e competências. No campo da educação em engenharia, os processos avaliativos podem ajudar os gestores a tomarem decisões e a realizarem mudanças em cursos de graduação. Esta tese investiga de forma inédita uma nova abordagem para a análise e interpretação de dados no campo da educação em engenharia com ênfase no processo de avaliação, levando em consideração dois aspectos de modo integrado: a) a percepção/opinião dos estudantes sobre o contexto/ambiente educacional (Learning Context - LC) e b) os resultados/rendimentos obtidos pelos mesmos discentes (Learning Outcomes - LO). Para a realização desta pesquisa, foram coletados dados de estudantes do curso de graduação em Engenharia de Teleinformática (ETI) do Centro de Tecnologia (CT) da Universidade Federal do Ceará (UFC). Os dados de LC foram coletados a partir da aplicação do instrumento SEEQ (Student’s Evaluation of Educational Quality) da metodologia SETE (Student Evaluate Teaching Effetivecness). Os dados de LO foram coletados a partir das informações dos resultados de desempenho da aprendizagem dos mesmos discentes. Na realização do processamento da informação dos dados matriciais e tensoriais obtidos, foram utilizadas duas ferramentas matemáticas: a decomposição bilinear, por meio da Análise de Componentes Principais (Principal Component Analysis - PCA) e a decomposição multilinear tensorial por meio da Análise de Fatores Paralelos (Parallel Factor Analysis - PARAFAC). Os resultados obtidos permitem identificar características comuns e semelhanças em componentes curriculares, tanto em termos da percepção quanto do desempenho dos estudantes. Os modelos PCA e PARAFAC também demonstraram um potencial significativo para extrair informações de dados relacionados com variáveis latentes em contextos educativos

MONTEIRO, V. F. Radio resource management for quality of experience optimization in wireless networks. 2015. 47 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-08-10T16:11:10Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_vfmonteiro.pdf: 4245557 bytes, checksum: 14d2c999994ab8aeff5ce7704d986df4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-08-11T12:01:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_vfmonteiro.pdf: 4245557 bytes, checksum: 14d2c999994ab8aeff5ce7704d986df4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-11T12:01:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_vfmonteiro.pdf: 4245557 bytes, checksum: 14d2c999994ab8aeff5ce7704d986df4 (MD5) Previous issue date: 2015-07-15 / A new generation of wireless networks, the 5th Generation (5G), is predicted for beyond 2020. For the 5G, it is foreseen an emerging huge number of services based on Machine-Type Communications (MTCs) in different fields, such as, health care, smart metering and security. Each one of them requiring different throughput rates, latency, processing capacity, energy efficiency, etc. Independently of the service type, the customers still need to get satisfied, which is imposing a shift of paradigm towards incorporating the user as the most important factor in wireless network management. This shift of paradigm drove the creation of the Quality of Experience (QoE) concept, which describes the service quality subjectively perceived by the users. QoE is generally evaluated by a Mean Opinion Score (MOS) ranging from 1 to 5. In this context, QoE concepts can be considered with different objectives, such as, increasing battery life, optimizing handover decision, enhancing access network selection and improving Radio Resource Allocation (RRA). Regarding the RRA, in this master’s thesis we consider QoE requirements when managing the limited available resources of a communication system, such as frequency spectrum and transmit power. More specifically, we study a radio resource assignment and power allocation problem that aims at maximizing the minimum MOS of the users in a system subject to attaining a minimum number of satisfied users. Initially, we formulate a new optimization problem taking into account constraints on the total transmit power and on the fraction of users that must be satisfied, which is an important topic from an operator’s point of view. The referred problem is non-linear and hard to solve. However, we get to transform it into a simpler form, a Mixed Integer Linear Problem (MILP), that can be optimally solved using standard numerical optimization methods. Due to the complexity of obtaining the optimal solution, we propose a heuristic solution to this problem, called Power and Resource Allocation Based on Quality of Experience (PRABE). We evaluate the proposed method by means of simulations and the obtained results show that it outperforms some existing algorithms, as well as it performs close to the optimal solution. / Uma nova geração de sistemas de comunicações sem fio, 5a Geração (5G), é prevista para 2020. Para a 5G, é esperado o surgimento de diversos serviços baseados em comunicações máquina à máquina em diferentes áreas, como assistência médica, segurança e redes de medição inteligente. Cada um com diferentes requerimentos de taxa de transmissão, latência, capacidade de processamento, eficiência energética, etc. Independente do serviço, os clientes precisam ficar satisfeitos. Isto está impondo uma mudança de paradigmas em direção à priorização do usuário como fator mais importante no gerenciamento de redes sem fio. Com esta mudança, criou-se o conceito de qualidade de experiência (do inglês, Quality of Experience ( QoE ) ), que descreve de forma subjetiva como o serviço é percebido pelo usuário. A QoE normalmente é avaliada por uma nota entre 1 e 5, chamada nota média de opinião (do inglês, Mean Opinion Score ( MOS ) ). Neste contexto, conceitos de QoE podem ser considerados com diferentes objetivos, como: aumentar a vida útil de baterias, melhorar a seleção para acesso à rede e aprimorar a alocação dos recursos de rádio (do inglês, Radio Resource Allocation ( RRA ) ). Com relação à RRA , nesta dissertação consideram-se requerimentos de QoE na gestão dos recursos disponíveis em um sistema de comunicações sem fio, como espectro de frequência e potência de transmissão. Mais especificamente, estuda-se um problema de assinalamento de recursos de rádio e de alocação de potência que objetiva maximizar a mínima MOS do sistema sujeito a satisfazer um número mínimo de usuários pré-estabelecido. Inicialmente, formula-se um novo problema de otimização considerando restrições quanto à potência de transmissão e quanto à fração de usuários que deve ser satisfeita, o que é um importante tópico do ponto de vista das operadoras. Este é um problema não linear e de difícil solução. Ele é então reformulado como um problema linear inteiro e misto, que pode ser resolvido de forma ótima usando algoritmos conhecidos de otimização. Devido à complexidade da solução ótima obtida, propõe-se uma heurística chamada em inglês de Power and Resource Allocation Based on Quality of Experience ( PRABE ) . O método proposto é avaliado por meio de simulações e os resultados obtidos mostram que sua performance é superior à de outros existentes, sendo próxima à da ótima