Orientador: Amauri Lopes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T00:45:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Krummenauer_Rafael_D.pdf: 3012176 bytes, checksum: 0650db76fe599c68547540bc1a973c9b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nesta tese tratamos do problema de estimação de direção de chegada de sinais digitalmente modulados, especificamente encontrado no enlace reverso de sistemas de comunicação semfiomultiusuário em que a estação rádio-base é composta por um arranjo de antenas, posicionadas de acordo com alguma geometria pré-definida. Os objetivos principais da tese são: esclarecer detalhes normalmente não tratados na descrição dos modelos de dados considerados na literatura existente, em especial, a respeito das condições de enlace e do sistema receptor necessárias para suportar a validade dos modelos empregados; agrupar alguns dos métodos de estimação existentes mais relevantes para o contexto tratado e avaliar suas vantagens e desvantagens; e introduzir o método de estimação desenvolvido nas pesquisas do período de doutorado, o qual representa a contribuição maior da tese em termos de metodologia. A solução proposta é fundamentada no critério da máxima verossimilhança e as análises de desempenho feitas através de simulações numéricas mostram que o estimador fornece resultados com qualidade próxima ao limite definido pelo limitante de Cramér-Rao. Algumas características importantes do método são: i) capacidade de operar com qualquer número de fontes se o número de antenas for maior ou igual a dois e o número de snapshots for suficientemente maior que a cardinalidade do espaço de sinal; ii) a qualidade da estimação não é afetada pela separação angular entre as fontes; e iii) possibilidade de operar com arranjos descalibrados / Abstract: This thesis deals with the problem of estimating the direction of arrival of digitally modulated signals, specifically found in the uplink of multiuser wireless communication systems where the base station uses an antenna array. The main objectives of the thesis are: to clarify some details normally not treated in the description of the data models assumed in the existing literature, specially, on link and receiver conditions that are necessary to validate the employed models; to present some of the most relevant estimation methods to the current context and to evaluate their advantages and disadvantages; and to introduce the estimation method developed in the researches during the doctoral period, which represents the greater contribution of the thesis in terms of metodology. The proposed solution is fundamented in the maximum likelihood criterion and the performance analysis done through numerical simulations show that the estimator yields results with a quality close to that defined by the Cramér-Rao bound. Some important characteristics of the method are: i) capacity to operate with any number of sources if the number of antennas is greater than or equal to two and the number of snapshots is sufficiently greater than the cardinality of the signal space; ii) the estimation quality does not depend on the angle separation between sources; and iii) possibility to operate with uncalibrated arrays / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Renato Baldini Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T23:30:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rego_MarzioGeandredaSilva_M.pdf: 862125 bytes, checksum: 7017a948f01f3776e47b74d85bb0501b (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Renato da Rocha Lopes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T15:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simoes_GlaucoCesarCrystalPereira_M.pdf: 1336036 bytes, checksum: 7f787abec0f0f88f41c09ef5dc04d775 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Sistemas de comunicação sem fio com múltiplas antenas atingem altas taxas de transmissão de dados e boa robustez ao desvanecimento do canal de comunicação quando os sinais que trafegam pelo sistema são processados conjuntamente em sua transmissão e/ou em sua recepção. Em geral, as técnicas de detecção de sinais assumem o conhecimento perfeito do canal de comunicações, tanto no transmissor, quanto no receptor do sistema, uma hipótese que nem sempre é válida. Neste sentido, é importante analisar o desempenho do sistema frente a erros de estimação do canal de comunicações. Neste trabalho, esta análise é feita através da comparação do cálculo da probabilidade de erro de símbolos com as taxas de erro de símbolos obtidas através de simulação computacional para o detector zero-forcing, assumindo a utilização dos critérios de detecção linear e através da aplicação da técnica de cancelamento sucessivo de interferências / Abstract: Multiple antenna wireless communication systems achieve high data transmission rates and good robustness to channel fading when signals traveling through the system are jointly processed in their transmitters and/ or receivers. In general, signal detection techniques assume perfect knowledge of the channel state information, in both transmitter and receiver, a hypothesis which is not always valid. In this sense, it is important to analyze is done by the comparison between the calculus of the probability of symbol error and the symbol error rate obtained by computer simulation for the zero-forcing detector, assuming the use of linear criteria detection and by applying the technique of successive interference cancellation / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Celso de Almeida / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T13:55:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pilo-PaisAlbuja_PabloAndres_M.pdf: 1954449 bytes, checksum: e3d003c58a69987d3faeca15cf23928f (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Os enlaces sem fio são propensos a gerar mais erros e perdas de segmentos devido à natureza do desvanecimento neste canal de comunicação. A falta de um mecanismo no protocolo TCP Reno que permita distinguir as perdas por erros aleatórios das perdas por congestionamento, resulta na redução da vazão de dados e um desempenho inferior ao esperado. A fim de melhorar o desempenho do protocolo TCP sobre redes sem fio, uma variante do protocolo TCP que utiliza uma confirmação negativa, NACK, foi proposta previamente em [1] para informar ao transmissor acerca do recebimento de um segmento com erro para sua retransmissão instantânea sem reduzir a janela de congestionamento. Na presente dissertação será avaliado o desempenho do algoritmo TCP-NACK sobre um cenário de provas com desvanecimento Rayleigh. Os resultados mostram que o protocolo TCP-NACK possui melhor desempenho em relação ao protocolo TCP em enlaces sem fio / Abstract: Wireless links are prone to generate more errors and segments loss due to the fading nature of the communication channel. The lack of a mechanism in TCP Reno to distinguish random errors from congestion losses, results in throughput reduction and performance lower than expected. In order to improve TCP over wireless networks, a negative acknowledgment, NACK, was earlier proposed in [1] to inform the transmitter about the reception of a segment with error for its retransmission without reducing the congestion window. In this thesis we are going to evaluate the TCP-NACK algorithm over a scenario with Rayleigh fading. The results show that TCP-NACK has better performance over TCP Reno in wireless links / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Fabiano Fruett / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T11:02:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HenaoRoa_YullHeilordt_M.pdf: 7869452 bytes, checksum: 6eb77ade8ee7633b4c0a686b201bd6a7 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Apesar de existirem várias ferramentas tecnológicas para o auxílio do treinamento esportivo, a maioria delas são soluções de alto custo e geralmente específicas para um esporte em particular, o que dificulta a difusão de tais tecnologias no país. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um protótipo eletrônico microcontrolado de baixo custo, baseado no uso de sensores microeletromecânicos (MEMs) de aceleração e rotação que permitam obter informações biomecânicas do esportista e monitorá-lo durante o treinamento, e de maneira não invasiva sem que ele tenha que sair do ambiente natural de sua atividade. O sistema envia as informações dos sensores via RF para serem processadas no computador através de um programa de interface intuitivo e de fácil operação desenvolvido no LabVIEWr. Esta interface salva e apresenta os dados em forma de gráficos em tempo real. Os testes de campo foram feitos em bicicleta estacionária e no velódromo de Americana com a colaboração do Laboratório de Instrumentação para Biomecânica (LIB) da Faculdade de Educação Física (FEF) da UNICAMP. O protótipo é de fácil fixação no atleta e permite o monitoramento no local de treinamento, com um alcance máximo de transmissão de 70 m, com resultados muito satisfatórios quanto a aquisição dos dados, sendo ainda pequeno (37x49x20 mm) e leve (40 g). Tornando-o uma alternativa versátil para o auxílio de atletas e treinadores durante o treinamento, aperfeiçoamento da técnica e como ferramenta de auxílio na pesquisa na área de educação física. / Abstract: Although there are several technological tools to aid the training in sports, most of them are high cost solutions and generally very specific to a particular sport, which hinders the diffusion of such technologies. This paper proposes the development of a low cost non-invasive microcontroller Sport ActivitiesMonitoring System (SAMS) prototype, based on acceleration and rotation microelectromechanical sensors (MEMs) for obtaining biomechanical data during training in athletes, without leave the natural environment of their activities. The sensors signals are wireless transmitted from the SAMS to the computer in order to process the data, by an easy and intuitive program interface developed in LabVIEWr. This software saves and displays real time data information in a graphic form. The field tests were made by stationary bike in the laboratory of Instrumentation for Biomechanics, at the Faculty of Physical Education in the Campinas University (UNICAMP) in Brazil, and in a cycle track in Americana city. This prototype is easy to attach to the athlete and allows the training monitoring, with a maximum transmission range of 70 m, with very satisfactory data acquisition results, although small size (37x49x20 mm) and lightweight (40 g). Making it a versatile alternative to aid athletes and coaches during the training, allowing technique refinement. This system is also a suitable tool for physical education research area. / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: João Marcos Travassos Romano, André Lima Férrer de Almeida / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T03:16:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_MicheleNazarethda_D.pdf: 1682490 bytes, checksum: cff451352ce016130d7f84654625c5ea (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Desde o crescente sucesso de sistemas móveis na década de 90, novas tecnologias sem fio têm sido desenvolvidas a fim de suportar a crescente demanda de serviços de multimídia de alta qualidade e ainda flexível para implantar novos serviços com baixas taxas de erro. Uma forma interessante de melhorar o desempenho de erro e de obter melhores taxas de transmissão consiste em combinar o emprego de várias diversidades com técnicas de múltiplo acesso no contexto de sistemas MIMO. A incorporação de operações de sobreamostragem, espalhamento e multiplexação, e diversidades adicionais em sistemas sem fio levam a sinais recebidos multidimensionais que, naturalmente, satisfazem modelos tensoriais. Esta tese propõe uma nova abordagem tensorial baseada em uma codificação tensorial espaço-temporal (TST) para sistemas de comunicação sem fio MIMO. Os sinais recebidos por múltiplas antenas formam um tensor de quarta ordem que satisfaz um novo modelo tensorial, referido como PARATUCK-(2,4). A análise de desempenho é realizada para o sistema proposto TST e um recente sistema espaço-tempo-frequencial (STF), a qual permite derivar expressões para o ganho máximo de diversidade através de um canal com desvanecimento plano. Propõe-se um sistema de transmissão baseado em codificação TST com recursos de alocação de antenas para sistemas MIMO com múltiplos usuários. Uma nova decomposição tensorial é introduzida, denominada PARATUCK-(N1,N), e esta generaliza o modelo padrão PARATUCK-2 e nosso modelo PARATUCK-(2,4). A presente tese estabelece as condições de unicidade para o modelo PARATUCK-(N1,N). A partir desses resultados, a estimativa conjunta do símbolo e canal é assegurada para os sistemas TST e STF. Os receptores semi-cegos propostos para os dois sistemas baseiam-se no algoritmo do tipo mínimos quadrados alternados ("Alternanting Least Squares", ALS) e no método de otimização Levenberg-Marquardt (LM). Um receptor baseado na estrutura do produto de Kronecker, denominado "Kronecker Least Squares" (KLS), também é proposto para ambos os sistemas. Resultados de simulações são apresentados para ilustrar a eficiência dos receptores propostos em termos de recuperação de símbolo e a velocidade de convergência quando comparados com outros métodos da literatura / Abstract: Since the growing success of mobile systems in the 1990s, new wireless technologies have been developed in order to support a growing demand for high-quality multimedia services while still being flexible to accommodate new services with low error rates. An interesting way to improve the error performance and to achieve better transmission rates is to combine the use of various diversities and multiplexing access techniques in the MIMO system context. The incorporation of oversampling, spreading and multiplexing operations and additional diversities on wireless systems lead to multidimensional received signals which naturally satisfy tensor models. This thesis proposes a new tensorial approach based on a tensor space-time (TST) coding for MIMO wireless communication systems. The signals received by multiple antennas form a fourth-order tensor that satisfies a new tensor model, referred to as PARATUCK-(2,4) model. A performance analysis is carried out for the proposed TST system and a recent space-time-frequency (STF) system, which allows to derive expressions for the maximum diversity gain over a flat fading channel. An uplink processing based on the TST coding with allocation resources is proposed. A new tensor decomposition is introduced, the so-called PARATUCK-(N1,N), which generalizes the standard PARATUCK-2 and our PARATUCK-(2,4) model. This thesis establishes uniqueness conditions for the PARATUCK-(N1,N) model. From these results, joint symbol and channel estimation is ensured for the TST and STF systems. Semi-blind receivers are proposed based on the well-known Alternating Least Squares (ALS) algorithm and the Levenberg-Marquardt (LM) method. A semi-blind receiver based on the Kronecker Least Squares (KLS) is also proposed for both systems. Simulation results are presented to illustrate the efficiency of the proposed receivers in terms of symbol recovery and convergence speed when compared to other methods from the literature / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutora em Engenharia Elétrica

Este trabalho concentra-se no aumento da robustez à taxa de erros em redes de sensores sem fio industriais (RSSFI). Para alcançar tal objetivo, é preciso, de algum modo, contornar os problemas intrínsecos da comunicação sem fio, que são, o ruído ambiental, interferências e desvanecimento por multipercurso. O multipercurso pode ser considerado um dos principais fatores que tornam as comunicações nas redes de sensores sem fio (RSSF) um verdadeiro desafio quando comparadas com outros meios, como a transmissão em fibra óptica, cabo ou mesmo transmissões de rádio ponto-a-ponto. Nesse sentido, propõe-se a diversidade de antenas como uma solução para minimizar os efeitos do multicaminho, com o objetivo de melhorar a confiabilidade do enlace de rádio para permitir o emprego de RSSF densas. O potencial da diversidade de antenas em RSSF não está totalmente explorado em aplicações industriais. Esta dissertação apresenta ainda, a técnica “Combinação de seleção” para RSSFI através de um algoritmo que seleciona a porta do receptor que apresenta o melhor indicador de qualidade de enlace e realiza a comutação das antenas nos módulos de rádio. Os resultados são analisados para dois tipos de enlaces, isto é, com e sem diversidade de antenas na recepção, e discute-se opções para melhorar o PER (“Packet Error Rate”) com as atuais técnicas de diversidade. / This work concentrates on the increase of reliability and robustness in Industrial Wireless Sensor Networks (IWSNs), decreasing the Packet Error Rate (PER). To achieve this objective, is need to somehow circumvent and reduce the underlying problems of wireless communication, which are: environmental noise, interference, and multipath fading. The multipath can be seen as the main factor which becomes the communications in the Wireless Sensor Networks (WSNs) a real challenge when compared to other types of means such as a transmission in fiber, cable or even point-to-point radio transmissions. In this sense, it is proposed antenna diversity as solution to reduce these effects, with the aim to improve the reliability of the radio link to allow the use of dense WSNs. The potential of antenna diversity in WSN is not fully exploited in industrial applications. In this sense, this dissertation presents the "Combination of selection" technique for IWSNs through an internal algorithm that selects the receiver port that has the highest LQI ("Link Quality Indicator") and performs an antenna switching in the radio modules. Also, options to improve PER using diversity techniques are discussed.

Este trabalho tem por objetivo analisar o desempenho do protocolo IEEE 802.11b mostrando como as funcionalidades das camadas de Controle de Acesso ao Meio (MAC) e física (PHY), reduzem a vazão disponível na presença de ruído Gaussiano. Este protocolo tem a finalidade de prestar serviços de rede em canais sem fio, fazendo parte de um grupo de protocolos do IEEE usados em redes locais sem fio, chamadas de WLAN. Após uma breve explicação sobre o padrão IEEE 802.11, será descrito um modelo matemático simplificado, desenvolvido para a avaliação da vazão. A vazão resultante será comparada com a obtida a partir de um modelo matemático mais complexo utilizado como referência, assim como com as obtidas através de simulação e de medidas reais. Os resultados da simulação e da experimentação foram obtidos utilizando-se os softwares OPNET Modeler e CM Toolset respectivamente. Os resultados mostram que, enquanto a simulação e análise teórica se aproximam, resultando em valores similares, a experimentação resulta em valores diferentes (menores do que os resultados obtidos pela análise e pela simulação), sugerindo que o modelo de ruído Gaussiano não é o modelo de ruído mais apropriado para descrever o comportamento do ruído no canal para a faixa de valores de SNR de 7 a 15 dB's utilizada no estudo. Os resultados indicam também a existência de uma limitação no valor de vazão para as redes WLAN IEEE 802.11b de 6 Mbps, quando a taxa de transmissão de 11 Mbps é utilizada.

Atualmente, com o aprimoramento tecnológico das comunicações sem fio, a demanda por serviços empregando essa tecnologia vem crescendo em ritmo acelerado. No entanto, alguns problemas ainda não foram resolvidos e estão presentes neste cenário, e um dos principais é a limitação quanto ao uso da bateria. Neste trabalho o consumo de energia em dispositivos móveis é considerado endereçando as três principais fontes de consumo: comunicação, computação e inatividade. No que se refere à comunicação, o impacto causado pelos protocolos de comunicação, principalmente para garantir a ubiquidade, resulta em maior consumo de energia. Além disso, manter a comunicação segura entre os equipamentos móveis também gera desafios, já que a execução dos algoritmos criptográficos envolvidos neste processo exige um esforço computacional adicional o que consequentemente implicará em aumento do gasto de energia armazenada. E por fim, a energia gasta durante os períodos de inatividade do dispositivo móvel, pois é necessário manter a presença do dispositivo móvel na rede. Propõe-se um novo modelo para medição de energia em dispositivos móveis utilizando a simulação de eventos discretos. A partir desse modelo realiza-se um estudo de caso, onde o consumo de energia do procedimento de autenticação AKA em redes IMS é avaliado. Além disso, propõe-se um mecanismo de Qualidade Proteção, de modo a maximizar o tempo de vida da bateria e garantir a segurança da informação durante a fase de troca de dados.

Submitted by Rosana Moreira (rosanapsm@outlook.com) on 2018-07-12T18:36:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Extensao_Plano_Controle.pdf: 17839064 bytes, checksum: bc39aa258f9f37f4334327748225f7d9 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-07-18T16:22:06Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Extensao_Plano_Controle.pdf: 17839064 bytes, checksum: bc39aa258f9f37f4334327748225f7d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-18T16:22:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Extensao_Plano_Controle.pdf: 17839064 bytes, checksum: bc39aa258f9f37f4334327748225f7d9 (MD5) Previous issue date: 2017-12-14 / O uso de ambientes experimentais sem fio é uma poderosa ferramenta para validação de pesquisas em Internet do Futuro, testes de produtos e serviços. EUA, Europa, Japão, Brasil, entre outros países, através de iniciativas como FIRE, GENI, WISHFULL e FIBRE, já disponibilizam tais ambientes para pesquisadores. No entanto a topologia desses ambientes, no contexto sem fio e outdoor, ainda é muito limitada em função da necessidade de infraestrutura cabeada para o controle dos dispositivos. Desta forma, esta dissertação apresenta uma proposta de plano de controle sem fio para esses ambientes experimentais outdoor, mantendo suas características de utilização e adicionando funcionalidades através da arquitetura de controle proposto fundamentado no framework denominado Orquestrador para Redes Experimentais Sem Fio de Múltiplos Saltos Definidas por Software (OREx). / The use of experimental wireless environments is a powerful tool for validating surveys in Future Internet, testing products and services. USA, Europe, Japan, Brazil, among other countries, through initiatives such as FIRE, GENI, WISHFULL and FIBRE, already provide such environments for researchers. However, the topology of these environments, in the wireless and outdoor context, is still very limited due to the need for wired infrastructure to control the devices. In this way, this dissertation presents a wireless control plan proposal for these outdoor experimental environments, maintaining its characteristics of use and adding functionalities through the proposed control architecture based on the framework called Orchestrator for Wireless Experimental Networks of Multiple Jumps Defined by Software (OREx).