O uso de atuadores chaveados tornou-se comum em muitas aplicações, por exemplo, no controle de atitude de sistemas aeroespaciais. Tipicamente estes atuadores estão sujeitos a restrições temporais de chaveamento por razões tecnológicas. Neste contexto o projeto de controladores tradicionais busca operar em ciclo limite com amplitudes e frequências adequadas. O presente trabalho consiste no desenvolvimento de duas formulações de controladores preditivos para sistemas com atuadores sujeitos a restrições temporais de chaveamento. Nas abordagens propostas, as ações de controle são especificadas por uma sequência de valores inteiros pertencentes ao conjunto {-1; 0; 1}, que representam os atuadores completamente acionados em uma das duas possíveis direções {-1 ou +1} ou atuadores desligados {0}. O sinal de controle ótimo é obtido pela minimização de uma função custo que penaliza os desvios da saída regulada com respeito à referência desejada. As restrições temporais de chaveamento são consideradas impondo-se restrições sobre o número mínimo de elementos iguais e consecutivos dentro da sequência de controle. Como resultado, chega-se a um problema de programação inteira linear mista (MILP - Mixed Integer Linear Programming), a ser resolvido em cada instante de amostragem. Alternativamente, uma forma explícita para a lei de controle pode ser obtida por meio de programação multiparamétrica (mpMILP - multi-parametric Mixed Integer Linear Programming). As formulações são investigadas por meio de simulações numéricas.

[pt] A interação entre dois lasers semicondutores operando em regime de chaveamento de ganho foi estudada, em função do comprimento de onda e das condições de operação de cada um. Mostrou-se que um laser netas condições pode operar como um detetor com resolução de até alguns picossegundos, num sistema de amostragem óptica. / [en] The interaction of two gain-switched semiconductor lasers was studied as a function of wavelength and operation condition of each one. It has been shown that a laser under these conditions can function as a detector with time-resolution up to a few picoseconds for an optical sampling system.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-08-08T16:45:48Z No. of bitstreams: 1 2016_ValeryNoblRozentall.pdf: 11518777 bytes, checksum: 46f3ec0f646365f9cd1903da9a5cf1cd (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-12-19T13:16:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_ValeryNoblRozentall.pdf: 11518777 bytes, checksum: 46f3ec0f646365f9cd1903da9a5cf1cd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T13:16:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_ValeryNoblRozentall.pdf: 11518777 bytes, checksum: 46f3ec0f646365f9cd1903da9a5cf1cd (MD5) / Grande parte de pesquisa em comunicações ópticas visa melhorar a e ciência de rede, otimizando o uso de banda e reduzindo consumo de potência. Os paradigmas emergentes, tais como a grade de frequências flexível métodos so sticados de chaveamento óptico e desfragmentação espectral, atribuem propriedades adaptativas para redes futuras, permitindo seu auto-ajuste às condições de transmissão e tráfego variáveis. De fato, as estatísticas de tráfego agregado em pontos de troca de tráfego da Internet exibem fortes flutuações ao decorrer do dia, sendo o valor médio em torno de 70%, e valor míniimo em torno de 20% do valor pico. No entanto, os sistemas ópticos atuais operam o seu lado linha na taxa nominal, o que leva a um elevado consumo de potência, desperdício de recursos espectrais, e saturação prematura de redes. No intuito de suportar as características de redes extáveis pela camada física, os transceptores ópticos de próxima geração devem ser capazes de ajustar suas taxas de transmissão e ocupação espectral de acordo com as demandas de tráfego variáveis. No entanto, um chaveamento convencional de taxa de transmissão requer interrupção de serviço, altamente indeseável na perspectiva das operadoras. Neste escopo, as principais contribuições dessa tese são dois métodos de chaveamento online sem impacto (hitless) da taxa de transmissão, que permitem reduzir o consumo de potência associado ao processamento digital de sinais durante períodos de baixo tráfego. O primeiro método foi desenvolvido para transceptores, cujos moduladores são alimentados por sinais binários combinados eletronicamente, e atende, principalmente, a cenários de alocação estática de banda. Aqui, a redução de taxa é realizada por meio de repetição de símbolos transmitidos, e o bloco equalizador convencional do receptor é substituído por uma estrutura multi-ramo, em que cada ramo da estrutura opera em uma taxa específica. A perda de sincronização durante chaveamento é evitada utilizando a saída do ramo ativo como sequência de treinamento para o ramo destino. O método pode, adicionalmente, atender à alocação dinâmica de banda, contanto que exista um mecanismo de cooperação entre transceptores ópticos e multiplexadores de inserção -extração ópticos reconfiguráveis. Neste caso, o ajuste espectral do sinal pode ser obtido por meio de uma filtragem óptica pelas chaves seletoras de frequência que suportam operação em grade flexível. O segundo método foi desenvolvido para transceptores com módulos de processamento digital de sinais no lado transmissor. O chaveamento de taxa é obtido por meio de aumento e redução de número de amostras por símbolo transmitido, mantendo a taxa de conversão digital-analógica. Neste caso, uma mudança de taxa de símbolo implica, também, em um ajuste correspondente da banda do sinal. Assim, o método pode suportar propriedades de alocação dinâmica de banda das redes elásticas. Nós demonstramos que, se o chaveamento de taxa e banda do sinal e realizado em passos intermediários suficientemente pequenos, o equalizador dinâmico do lado receptor consegue acompanhar as mudanças do sinal, mantendo a sincronização do sistema. O primeiro método foi validado em um arranjo experimental com transmissão a 100 Gb/s de um sinal modulado por chaveamento de fase e quadratura multiplexado em polarização, e processamento digital de sinais o ine. Ademais, realizamos simulações computacionais extensas, incluindo formatos de modulação por chaveamento de fase e quadratura e modulação de amplitude em quadratura de ordem 16, e investigamos o desempenho do método para sinais não-retorna-a-zero e retorna-a-zero, gerados no domínio óptico, e sinais Nyquist, gerados digitalmente. Os transientes de erros, que aparecem durante chaveamento para taxas mais altas, são evitados usando sequências de treinamento do equalizador su cientemente longas (acima de 40.000 símbolos). O método mostrou-se robusto contra a dispersão dos modos de polarização e ruído de fase dentro de especicacões aceitáveis. A principal vantagem deste método é que ele permite reduzir o consumo de potência associado ao processamento digital de sinais para compensação da dispersão cromática. Os resultados mostraram que uma redução pela metade da taxa de símbolos produz uma redução de em torno de 55% na complexidade computacional, devido à elevada duração de símbolo e aprimoramento da qualidade de sinal. Uma redução adicional de taxa para um quarto da taxa nominal permite desligar o equalizador da dispersão cromática, exceto em caso de pulsos Nyquist, em que o ganho em complexidade está em torno de 80%. O segundo método também foi validado em um arranjo experimental com transmissão a 100 Gb/s de um sinal modulado por chaveamento de fase e quadratura multiplexado em polarização e processamento digital de sinais o ine, utilizando um conjunto para desenvolvimento do conversor analógico-digital. Ao contrário da proposta anterior, este m etodo suporta alta granularidade com apenas um aumento marginal de complexidade computacional. Os resultados experimentais de redução e aumento de taxa em dez passos discretos não apresentaram transientes de erros, garantindo transmissão ininterrupta. O método pode ser usado para reduzir o consumo de potência devido à redução de vazão de dados após a interpolação do lado receptor. Adicionalmente, o consumo pode ser altamente reduzido em sistemas que suportam múlltiplos esquemas de correção de erros, aproveitando o aprimoramento da qualidade do sinal devido à redução de taxa de símbolos. Assim, um código corretor de erros complexo do tipo soft-decision, usado na taxa de transmissão nominal, pode ser substituído por um código do tipo hard-decision, com complexidade computacional reduzida. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Much of the latest research in optical communications is directed towards increasing network e ciency, optimizing bandwidth usage and reducing power consumption. Emerging paradigms, such as exible frequency grid, sophisticated optical switching methods and spectral defragmentation, attribute adaptive properties to future networks, enabling them to adjust to the changing transmission and tra c conditions. To support these features, next-generation optical transponders must be capable of adjusting their transmission rate and bandwidth occupation according to the time-varying tra c demands. However, conventional rate-switching requires service interruption, which is highly undesirable from the operators' standpoint. Our contributions in the proposed thesis consist of two methods for hitless online rate switching that allow to reduce power consumption, associated with digital signal processing, during low tra c periods. The rst method is designed for transponders with binary-signal-driven transmit-side modulators, and targets primarily static bandwidth allocation scenarios. Here, rate reduction is achieved by symbol repetition, and a conventional receive-side equalizer block is replaced by a multi-branch structure, where each branch operates at a speci c transmission rate. Synchronization loss is avoided by using the output of the active branch as a training sequence for the target-rate branch. The method can also support dynamic bandwidth allocation, provided there is a cooperation mechanism between the optical transponders and the recon gurable add-drop multiplexers. Here, signal spectral adjustment can be obtained via optical ltering by ex-grid-enabled wavelength-selective switching. The second method targets transponders with transmit-side digital signal processing. Rate changing is achieved by increasing/reducing the number of samples per transmitted symbol, while maintaining a xed digital-to-analog conversion rate. Changing the symbol rate also implies in corresponding signal bandwidth adjustment, so that the method can support dynamic bandwidth allocation features of the next-generations elastic optical networks. We show that if the rate and bandwidth switching is performed in su ciently small discrete intermediate steps, the receive-side dynamic equalizer successfully tracks signal changes, maintaining system synchronism.

Submitted by Lucelia Lucena (lucelia.lucena@ufpe.br) on 2015-03-05T19:35:48Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Antônio Corrêia de Sá Barreto Neto.pdf: 6094475 bytes, checksum: f22f5022872e2cb489072e0aff7ff41d (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-05T19:35:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Antônio Corrêia de Sá Barreto Neto.pdf: 6094475 bytes, checksum: f22f5022872e2cb489072e0aff7ff41d (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014-08-12 / Houve, nos últimos anos, um aumento bastante significativo do uso de smartphones. No final de 2011, havia 6 bilhões de assinantes, de acordo com a união internacional de telecomunicações. Isso é equivalente a 87% da população mundial. O aumento nas vendas de smartphones em 2012 foi de 694,8 milhões, o que significa que, apenas nesse ano, houve um aumento de 11,58% na quantidade de assinantes que utilizam esse tipo de dispositivo. Android é o sistema operacional dominante para os novos smartphones vendidos em 2012, tendo 68,8% da fatia de mercado, com uma venda da ordem de 497,1 milhões de dispositivos. Assim, torna-se extremamente necessário aumentar o tempo de disponibilidade e aperfeiçoar as tecnologias envolvidas na fabricação desse tipo de dispositivo. Entretanto, dentre essas tecnologias, a de bateria foi a que menos evoluiu. Assim, faz-se necessário estudar mecanismos que possibilitem uma melhora no consumo energético dos smartphones, de modo a melhorar o tempo de disponibilidade dos mesmos. Este trabalho teve por objetivo, então, estudar mecanismos de otimização energética por meio de uma técnica de chaveamento de frequência, possibilitando o ajuste da mesma de uma forma mais inteligente que o modo feito por um Kernel Android padrão. Explorou-se o fato de as aplicações com funcionalidade semelhante possuírem uma faixa de frequências aceitáveis de operação, e ela foi configurada de tal maneira, que o smartphone se mantenha em uma frequência ótima durante todo o tempo de uso do aplicativo, chegando a níveis de economia da ordem de 22%.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:58:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4661_1.pdf: 1060199 bytes, checksum: c3f3061cf45c3c379f0dc31d51eabda4 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / O General Packet Radio Service (GPRS) é um novo serviço projetado para redes de celular digitais. O GPRS utiliza o principio de rede de pacotes e pode ser utilizado para transportar pacotes de dados (como o IP e X25) entre terminais GPRS ou para redes de dados externas, como também implementa o serviço de dados baseado em pacotes nas redes GSM existentes. No GPRS um usuário podem acessar redes públicas de dados utilizando endereços de protocolos padrões (IP, X.25), que podem ser ativados quando a estação móvel está conectada à rede GPRS. A estação móvel no sistema GPRS pode utilizar 1 até 8 canais da interface aérea dependendo da capacidade do equipamento e da configuração da rede, e estes canais são alocados dinamicamente para a estação móvel conforme necessidade de transmitir ou receber dados. No GPRS, canais de uplink e de downlink são reservados separadamente permitindo que uma estação móvel possua configurações multislot diferentes para uplink e downlink. A alocação de recursos no GPRS é dinâmica e dependente da demanda e dos recursos disponíveis. Dados também podem ser enviados em intervalos ociosos de uma chamada de voz. No sistema GPRS é possível estabelecer comunicação do tipo ponto-a-ponto e do tipo ponto-a-multiponto, como também suporta o SMS e acesso anônimo à rede. A taxa máxima de transmissão em teoria é de 160 Kbps por estação móvel, utilizando todos os oito canais e sem correção de erros. Este trabalho tem por objetivo avaliar a vazão dos usuários e do sistema com a utilização de multislot, ou seja, cada usuário podendo alocar mais de um slot durante a transmissão. Dois cenários distintos serão avaliados, um em que todos os usuários poderão alocar mais de um slot e permanecer com estes recursos até o final da transmissão. O outro cenário em que todos os usuários poderão alocar mais de um slot, mas somente aqueles que estiverem com a taxa de erro abaixo de um limite dinamicamente calculado, permanecerão com estes recursos alocados. Estes dois cenários serão avaliados em situações de baixa, média e alta interferência de sinal.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:59:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4933_1.pdf: 988505 bytes, checksum: abe8ffdd343f76cf10945a5b5b9da8d0 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2001 / O General Packet Radio Service (GPRS) é uma tecnologia que amplia os sistemas de segunda geração das comunicações móveis celulares atuais para permitir tráfego de dados utilizando chaveamento por pacotes. Dessa maneira, dados de redes IP ou X.25 podem ser enviados e/ou recebidos pelos assinantes GPRS em aparelhos especificamente desenvolvidos para suportar esse serviço. Existem quatro cenários de codificação (Coding Scheme- CS) propostos para o GPRS. Eles são escolhidos de acordo com as condições ambientais em que uma dada conexão de rádio está sujeita. Isto é, interferências, ruídos e, consequentemente, descartes de pacotes determinam qual o melhor CS a ser adotado. Uma vez definido o CS para inicialização do envio dos dados, a operadora pode optar por mantê-lo por toda a transmissão ou alterá-lo usando algum método que avalie as perdas e o estado atual do ambiente. Esse trabalho tem por objetivo avaliar o comportamento da vazão dos usuários para cada um desses cenários de codificação em situações distintas quanto à qualidade do sinal e propor um modelo adaptativo que permita a migração entre os CSs baseado no percentual de blocos descartados em uma janela de blocos transmitida. A principal vantagem de um modelo adaptativo é a possibilidade de otimização do tráfego, permitindo que menos pacotes sejam descartados, que as transmissões finalizem mais rapidamente e que mais usuários possam ser atendidos

A maioria das aplicações de fontes de alimentação requer que a tensão em corrente alternada (CA) da rede seja convertida em tensão em corrente contínua (CC), de maneira eficiente, provocando baixa distorção na rede elétrica. Para atender-se a esse requisito, a solução usual é utilizar-se um conversor CA/CC préregulador, corretor de fator de potência, seguido de um conversor CC/CC isolador. Contudo, cada um desses conversores necessita de algum tipo de rede de auxílio ao chaveamento para que a fonte de alimentação tenha baixos peso e volume e alto rendimento. Com esse propósito, várias topologias de redes passivas e ativas foram propostas. Contudo, essas redes adicionam custo e complexidade à fonte de alimentação, especialmente quando utiliza-se o conversor préregulador. Esta tese apresenta um novo conversor CA/CC, com barramento comutado, que utiliza uma única rede de auxílio ao chaveamento, contribuindo para a redução de complexidade e custo da fonte de alimentação. Os princípios de operação dessa topologia são discutidos e um guia de projeto é apresentado. Finalmente, a verificação é feita através de simulações, que são comparadas com resultados experimentais colhidos num protótipo de 1kW, obtido através da modificação de um conversor comercial.

Este trabalho apresenta uma comparação e avaliação das arquiteturas de roteamento IP e IP sobre MPLS. Inicialmente, são apresentados alguns conceitos básicos dos protocolos IP e MPLS, e suas relações com a camada 2 do modelo OSI. Duas características foram analisadas: o processo de encaminhamento e as granularidades para engenharia de tráfego. A medição de desempenho foi feita com computadores Linux realizando a tarefa de roteamento/encaminhamento de datagramas IP em diferentes tipos de redes Ethernet. Com base nos resultados dos testes, é feita uma discussão sobre o desempenho e topologias adequadas para cada arquitetura. / This work presents a comparison and evaluation of IP and the IP over MPLS routing architectures. Initially, some basic concepts of IP and MPLS protocols and their relationship with layer 2 of OSI model are introduced. Two characteristics were analyzed: the forwarding process and traffic engineering granularity. The performance analysis was realized on Linux computers routing/forwarding IP datagramas at different types of Ethernet networks. Considering the results of the tests, a discussion about performance and suitable topologies is made for each architecture.

Circuitos eletrônicos chaveados apresentam uma dinâmica extremamente elaborada, que ultimamente, vem sendo objeto de intensivas pesquisas. A característica primordial destes circuitos é a operação chaveada entre diferentes topologias de circuitos, o que ocasiona uma variedade de comportamentos não lineares, que incluem a ocorrência de cenários específicos de bifurcações e mesmo a presença da evolução caótica que podem surgir repentinamente vai colisão de borda. Este trabalho tem por objetivo caracterizar e compreender a dinâmica destes comportamentos no âmbito de uma classe específica de sistemas chaveados que envolvem os conversores DC/DC. A análise destes circuitos concentra desde a análise convencional apresentada na literatura até o desenvolvimento de modelos não lineares apropriados para o estudo dos mesmos. A abordagem de modelamento de Mapas Iterativos Discreto resulta em mapas que oferecem informação mais completas sobre o comportamento dinâmico desses sistemas. Estes mesmos circuitos são usualmente empregados em sistemas de potência de satélites que, conseqüentemente, apresentam comportamentos característicos da dinâmica dos conversores DC/DC. Com isso, além da necessidade de se caracterizar os fenômenos existentes nos sistemas de potência com circuitos conversores, surge a necessidade de se controlar a dinâmica do mesmo, abrindo um campo para se explorar as mais diversas técnicas de controle de caos.

O presente trabalho ocupou-se do estudo da robustez do comportamento de um sistema afim por partes com tempos de transição minimamente espaçados que é encontrado em veículos lançadores e satélites. Os atuadores usados no controle de atitude desses sistemas são do tipo liga-desliga e possuem restrições temporais de chaveamento. Ciclos-limite e movimentos persistentes não-periódicos podem ocorrer. Na presença de incertezas de modelagem, o sistema está sujeito a bifurcações capazes de afetar o desempenho do controle. A natureza de comportamentos dinâmicos complexos nesse sistema foi investigada usando-se diagramas de bifurcação em função dos parâmetros de controle. Adotaram-se técnicas como mapas de Poincaré, espectro de Lyapunov e dimensões fractais calculadas usando transformada de wavelets. Revelou-se uma rica coexistência de dinâmicas complexas, tais como ciclos-limite de período-k e caos. Um atrator similar ao quase-periódico é caracterizado. Possíveis erros de modelagem do sistema de atuação foram caracterizados usando tanto representação paramétrica quanto não-estruturada. O método de Tsypkin foi utilizado para estudar a robustez da condição de existência de ciclo-limite. Assim, uma fronteira de robustez pôde ser identificada no espaço de parâmetros de controle. Essa fronteira foi validada por meio de simulação e comparada com aquela obtida pelo método da função descritiva, revelando as desvantagens deste método no projeto de controladores robustos para o sistema estudado. Também foi proposto um método de síntese de controladores robustos usando o lugar de Hamel. Os resultados mostram que é possível minimizar a amplitude de oscilação e o consumo de combustível robusta e simultaneamente.