This dissertation considers gray-space primary-secondary spectrum sharing, in which secondary devices are allowed to transmit when primary transmissions are strong enough that additional interference would be tolerable, rather than when the primary transmissions are weak or absent so the spectrum is considered unused, as occurs in white-space sharing. To avoid causing harmful interference (i.e., interference causing disruptions in services), transmit power of a secondary device is dynamically adjusted. Various novel sharing mechanisms are proposed for two different types of primary system: cellular systems, and rotating radars. Both cases when primary and secondary systems cooperate (cooperative sharing), and when they do not (coexistent sharing) are considered. Based on analyses and extensive Monte Carlo simulations, this dissertation shows that useful secondary transmissions are possible even when the shared spectrum is considered 100% utilized by the primary system under conventional approaches to spectrum management. For example, in spectrum sharing with cellular systems, even when the primary system is 100% utilized, a modest extent of transmissions of around 0.01–0.03 bps/Hz is achievable for secondary transmitter and receiver that are 400 m apart. In spectrum sharing with radars, even in the scenario where radars are the most densely packed, a secondary transmitter can get almost 1.2 bps/Hz on average, when 5% of the transmitters are competing for the shared spectrum. This dissertation also shows the potential of sharing models in which a secondary system has information about a primary system, but does not cooperate in real time; such arrangements are not typically considered today. For sharing with radars, the case in which an OFDMA-based cellular system operates as the secondary spectrum-user in non-contiguous cells is considered, as might occur with a broadband hotspot service, or a cellular system using shared spectrum to supplement its dedicated spectrum. It is found that even with fluctuations and interruptions in secondary transmissions while radars rotate, the shared spectrum could be used efficiently for applications that generate much of the traffic on mobile Internet, including non-interactive video on demand, peer-to-peer file sharing, large file transfers, and web browsing, but not for applications such as real-time transfers of small files, and VoIP. For sharing with cellular systems, the efficiency of cooperative and coexistent sharing is compared based on performance of the secondary system measured as achievable transmissions, and performance of the cellular system measured as power consumption of a mobile device, which may be increased to compensate for additional interference from secondary transmissions. When both achievable secondary transmissions and primary power consumption are of concern, coexistent sharing is found to be as effective as cooperative sharing.

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L'objet de cette thèse est d'étudier la construction de la culture émergente dans les espaces virtuels numériques ainsi que les processus de formation des enseignants. Les discussions ont été orientées de manière à comprendre comment les êtres humains coexistent dans la nature numérique virtuelle, quels aspects de la nature numérique virtuelle contribuent à construire une «nouvelle culture» et quels sont les éléments du processus de formation et de pratique pédagogique impliqués dans la construction de la culture émergente dans les espaces numériques virtuels.Pour la compréhension du problème, nous nous sommes appuyés sur les théories de la biologie de la cognition de Maturana et Varela, de la biologie de l'Amour de Maturana et de la Biologie-culturelle de Maturana et Yáñez. Ces théories ont été complétées par des théories contemporaines qui traitent de questions liées à la technologie numérique virtuelle, notamment des mondes numériques virtuels en 3D et des processus d'enseignement et d'apprentissage dans les espaces de la nature numérique virtuelle.Les processus de formation propres à cette recherche ont été développés dans des espaces hybrides, configurés par plusieurs technologies numériques, dans un contexte commun au Brésil et à la France, afin d'établir un dialogue entre la théorie et la façon de vivre des étudiants.La recherche s'est développée à partir des méthodes scientifiques proposées par Maturana et Varela, sur la base des données recueillies dans l'étude des processus d'interactions, processus identifiés pendant la formation des enseignants. L'analyse des données est une analyse de contenu de natures qualitative et quantitative. Ces données ont ensuite été analysées en trois étapes. La première est une analyse qualitative qui consiste à identifier les facteurs significatifs, la seconde est l'analyse quantitative des ces facteurs à travers une analyse statistiques implicative (software CHIC), et la troisième consiste à reprendre l'analyse qualitative avec l'éclairage apporté par les résultats de l'analyse statistique. Cette analyse complexe des données a permis l'identification des processus d'interaction dans des couplages structurels de trois ordres : couplage structurel, couplage structurel technologique et couplage structurel de la nature numérique virtuelle.Les espaces numériques virtuels sont configurés par l'autonomie des acteurs, leur statut d'auteur et la congruence avec la technologie numérique virtuelle. La coexistence dans la nature numérique virtuelle trouve sa source dans l'émotion, la perturbation et la récurrence des différentes actions. La dialectique entre cette configuration et cette coexistence permet la construction, par les étudiants en processus de formation, de la culture émergente, dans le respect mutuel, la légitimité et la notion de culture dans l'éducation.La formation des étudiants contribue à renforcer la construction de la culture émergente lorsqu'on utilise une pratique pédagogique qui problématise et contextualise les connaissances, dans laquelle les relations se font par le dialogue et où tous sont co-enseignants et co-apprenants. Dans ce contexte, les êtres humains sont conscients de leurs actions et auteurs de leurs choix. / The object of this thesis research is the study of culture that emerges from virtual digital spaces during teacher educational processes. The considerations about that intend to understand how the co-living based on virtual digital nature is constituted, to identify aspects of this digital virtual nature of co-living that may contribute to build a “new culture” and to apprehend elements from the educational process and pedagogical practice that imply emergent culture from digital virtual spaces. The comprehension of this problematic is built on a theoretical basis, which includes: Biology of Knowledge, by Maturana and Varela; Biology of Love, by Maturana; Cultural-Biology, by Maturana and Yáñez. This basis is complemented by contemporary theorists who approach questions related to digital virtual technology, especially about digital virtual worlds in 3D (MDV3D), and teaching and learning processes in spaces of digital virtual nature.The data results from the development of educational processes, in spaces designed by digital technological hybridism, on a Brazil – France context, in order to establish a dialog among theories and living and co-living of students from these countries. The research is developed using a scientific method, proposed by Maturana and Varela, and the collected data from the interaction processes during teaching education. The data analysis is from a qualitative and quantitative nature, submitted to a content analysis. This analysis occurs in three moments. The first moment is based on qualitative analysis of data, by the identification of the units of the analysis. In the sequence, on a second moment, the data that were analyzed qualitatively are submitted to CHIC software to do an implicative statistical analysis and, at the end, it is done a qualitative analysis again, designing the third moment of the data analysis process. This complex data analysis makes possible to identify, in interactional processes, structural couplings that are from three orders: structural coupling, structural technological coupling and structural coupling of digital virtual nature. It is also possible to identify dialectical characteristics between the design of co-living digital virtual space (through autonomy, authorship and congruence TDV) and co-living form virtual digital nature (by feeling emotions throughout perturbation and recursion), to build an emergent culture (with mutual respect, legitimacy of the other self and elements from culture in education) from the students during educational process.Considering the dialectical aspect on an emergent culture building, it is possible to conclude that the educational process needs to be done using pedagogical practices that takes into perspective the proposition of problems and contextualization of knowledge using dialogical relationships, where everybody is co-teacher and co-learner. / O objeto de investigação desta tese consiste no estudo da cultura que emerge nos espaços digitais virtuais em processos de formação do educador. As reflexões abordadas intencionam compreender como se constitui a convivência de natureza digital virtual, identificar os aspectos dessa convivência de natureza digital virtual que podem contribuir para construir uma “nova cultura” e apreender os elementos do processo formativo e da prática pedagógica que implicam na cultura emergente nos espaços digitais virtuais.A compreensão dessa problemática é construída a partir de uma fundamentação teórica que inclui: a Biologia do Conhecer, de Maturana e Varela; a Biologia do Amor, de Maturana; e a Biologia-Cultural, de Maturana e Yáñez. Esta fundamentação é complementada por teóricos contemporâneos que abordam questões referentes à tecnologia digital virtual, sobretudo a de mundos digitais virtuais em 3D (MDV3D), e processos de ensinar e aprender em espaços de natureza digital virtual. A empiria resulta do desenvolvimento de processos formativos, em espaços configurados pelo hibridismo tecnológico digital, no contexto Brasil e França, a fim de estabelecer o diálogo entre as teorias e o viver e conviver de estudantes desses dois países.A pesquisa se desenvolve por meio do método científico, proposto por Maturana e Varela, e a partir dos dados coletados nos processos de interação durante a formação dos educadores. A análise desses dados é de natureza qualitativa e quantitativa, submetida a uma análise de conteúdo. Esta análise ocorre em três momentos. O primeiro momento configura-se na análise qualitativa dos dados, por meio da identificação das unidades de análise. Na sequência, num segundo momento, os dados analisados qualitativamente são submetidos ao software CHIC para a análise estatística implicativa e, por fim, realiza-se novamente uma análise qualitativa, configurando o terceiro momento do processo de análise de dados.Esta análise complexa dos dados possibilita identificar, nos processos de interação, acoplamentos estruturais de três ordens: acoplamento estrutural, acoplamento estrutural tecnológico e acoplamento estrutural de natureza digital virtual. Também é possível identificar a dialeticidade entre a configuração do espaço digital virtual de convivência (por meio da autonomia, autoria e congruência TDV) e a convivência de natureza digital virtual (no emocionar, por meio da perturbação e recursão), para a construção da cultura emergente (no respeito mútuo, legitimidade do outro e com elementos da cultura na educação) dos estudantes em processo formativo. Considerando-se o aspecto dialético na construção da cultura emergente, concluímos que o processo formativo precisa se efetivar em práticas pedagógicas que contemplem a problematização e contextualização dos conhecimentos por meio de relações dialógicas, onde todos são co-ensinantes e co-aprendentes. Nesse processo formativo, os seres humanos, e-habitantes, são conscientes de suas ações e autores de suas escolhas.

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Les discussions ontété orientées de manière à comprendre comment les êtres humains coexistent dans la nature numérique virtuelle, quels aspects de la nature numérique virtuelle contribuent à construireune «nouvelle culture» et quels sont les éléments du processus de formation et de pratiquepédagogique impliqués dans la construction de la culture émergente dans les espacesnumériques virtuels. Pour la compréhension du problème, nous nous sommes appuyés sur lesthéories de la biologie de la cognition de Maturana et Varela, de la biologie de lAmour deMaturana et de la Biologie-culturelle de Maturana et Yáñez. Ces théories ont été complétéespar des théories contemporaines qui traitent de questions liées à la technologie numérique virtuelle, notamment des mondes numériques virtuels en 3D et des processus denseignement et dapprentissage dans les espaces de la nature numérique virtuelle. Les processus de formation propres à cette recherche ont été développés dans des espaces hybrides, configurés par plusieurs technologies numériques, dans un contexte commun au Brésil et à la France, afin détablir un dialogue entre la théorie et la façon de vivre des étudiants. La recherche sest développée à partir des méthodes scientifiques proposées par Maturana et Varela, sur la base des données recueillies dans létude des processus dinteractions, processus identifiés pendant la formation des enseignants. Lanalyse des données est une analyse de contenu de natures qualitative et quantitative. Ces données ont ensuite été analysées en trois étapes. La première est une analyse qualitative qui consiste à identifier les facteurs significatifs, la seconde est lanalyse quantitative des ces facteurs à travers une analyse statistiques implicative (softwareCHIC), et la troisième consiste à reprendre lanalyse qualitative avec léclairage apporté par les résultats de lanalyse statistique. Cette analyse complexe des données a permis lidentification des processus dinteraction dans des couplages structurels de trois domaines: couplage structurel, couplage structurel technologique et couplage structurel de la nature numérique virtuelle. Les espaces numériques virtuels sont configurés par lautonomie des acteurs, leur statut dauteur et la congruence avec la technologie numérique virtuelle. La coexistence dans la nature numérique virtuelle trouve sa source dans lémotion, la perturbation et la récurrence des différentes actions. La dialectique entre cette configuration et cette coexistence permet la construction, par les étudiants en processus de formation, de la culture émergente, dans le respect mutuel, la légitimité et la notion de culture dans léducation. La formation des étudiants contribue à renforcer la construction de la culture émergente lorsqu on utilise une pratique pédagogique qui problématise et contextualise les connaissances, dans laquelle les relations se font par le dialogue et où tous sont co-enseignants et co-apprenants. Dans ce contexte, les êtres humains sont conscients de leurs actions et auteurs de leurs choix. / O objeto de investigação desta tese consiste no estudo da cultura que emerge nos espaços digitais virtuais em processos de formação do educador. As reflexões abordadas intencionam compreender como se constitui a convivência de natureza digital virtual, identificar os aspectos dessa convivência que podem contribuir para construir uma nova cultura e apreender os elementos do processo formativo e da prática pedagógica que implicam na cultura emergente nos espaços digitais virtuais. A compreensão dessa problemática é construída a partir de uma fundamentação teórica, que inclui: a Biologia do Conhecer, de Maturana e Varela; a Biologia do Amor, de Maturana; e a Biologia-Cultural, de Maturana e Yáñez. Esta fundamentação é complementada por teóricos contemporâneos que abordam questões referentes à tecnologia digital virtual, sobretudo a de mundos digitais virtuais em 3D (MDV3D), e processos de ensinar e aprender em espaços de natureza digital virtual. A empiria resulta do desenvolvimento de processos formativos, em espaços configurados pelo hibridismo tecnológico digital, no contexto Brasil e França, a fim de estabelecer o diálogo entre as teorias e o viver e conviver de estudantes desses dois países. A pesquisa se desenvolve por meio do método científico proposto por Maturana e Varela e a partir dos dados coletados nos processos de interação durante a formação dos educadores. A análise desses dados é de natureza qualitativa e quantitativa, submetida a uma análise de conteúdo. Esta análise ocorre em três momentos. O primeiro momento configura-se na análise qualitativa dos dados, por meio da identificação das unidades de análise. Na sequência, num segundo momento, os dados analisados qualitativamente são submetidos ao software CHIC para a análise estatística implicativa. Por fim, realiza-se novamente uma análise qualitativa, configurando o terceiro momento do processo de análise de dados. Esta análise complexa dos dados possibilita identificar, nos processos de interação, acoplamentos estruturais de três domínios: acoplamento estrutural, acoplamento estrutural tecnológico e acoplamento estrutural de natureza digital virtual. Também é possível identificar a dialeticidade entre a configuração do espaço digital virtual de convivência (por meio da autonomia, autoria e congruência TDV) e a convivência de natureza digital virtual (no emocionar, por meio da perturbação e recursão), para a construção da cultura emergente (no respeito mútuo, legitimidade do outro e com elementos da cultura na educação) dos estudantes em processo formativo. Considerando-se o aspecto dialético na construção da cultura emergente, concluímos que o processo formativo precisa se efetivar em práticas pedagógicas que contemplem a problematização e a contextualização dos conhecimentos por meio de relações dialógicas, onde todos são coensinantes e coaprendentes. Nesse processo formativo, os seres humanos, e-habitantes, são conscientes de suas ações e autores de suas escolhas.