A key step in the handover process corresponds to the decision phase in which the mobile device selects the candidate network that it will be attached to. The criterion generally used in the decision step is the signal strength of the available network. In addition to the signal power, other criteria also need to be explored in heterogeneous environments for taking handover decision, since the network technologies differ in the types of services, protocols, quality standards, frequency bands and monetary costs. This paper proposes a handover decision algorithm based on cost function that takes into account both the received signal power, some quality of service criteria such as packet loss rate, delay and jitter, as well as the energy consumption of network interface of the mobile station. In order to evaluate the performance of the algorithm were considered two scenarios, one in which the battery of device mobile is sufficiently charged and another where it meets the low load. Simulations in NS-2 were performed in an environment compound by the Wi-Fi and WiMAX networks. The results showed that the proposed algorithm helped to reduce the number of wrong handovers decisions, so that there was no deterioration in the quality of service that would affect the performance of the network in which the mobile device is currently connected. / Uma etapa fundamental no processo de handover corresponde à fase de decisão, na qual é selecionada a rede candidata para a qual o dispositivo móvel irá se transferir. O critério normalmente utilizado na etapa de decisão é a potência de sinal da rede que se encontra disponível. Além da potência de sinal, outros critérios também necessitam ser explorados em ambientes heterogêneos para a tomada de decisão de handover, uma vez que as tecnologias de rede divergem quanto aos tipos de serviços, protocolos, níveis de qualidade, faixas de frequência e custos monetários. Este trabalho propõe um algoritmo de decisão de handover baseado em função de custo que leva em consideração, além da potência de sinal recebida, alguns critérios de Qualidade de Serviço, tais como taxa de perda de pacotes, atraso e jitter, bem como o consumo de energia da interface de rede da estação móvel. A fim de avaliar o desempenho do algoritmo foram considerados dois cenários, um no qual a bateria do terminal móvel está com carga suficiente e outro onde a mesma se encontra com a carga baixa, sendo realizadas simulações no NS-2 em um ambiente composto pelas redes Wi-Fi e WiMAX. Os resultados obtidos mostraram que o algoritmo proposto contribuiu para reduzir o número de decisões erradas de handovers, de modo que não houvesse uma degradação da Qualidade de Serviço que viesse a afetar o desempenho da rede na qual o terminal móvel se encontra conectado.

Orientador: Julio César López Hernández / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T09:36:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gouvea_ConradoPortoLopes_M.pdf: 1643588 bytes, checksum: 84895f14e5bab746796d6ca64e8287cf (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Redes de sensores sem fio têm se tornado populares recentemente e possuem inúmeras aplicações. Contudo, elas apresentam o desafio de como proteger suas comunicações utilizando esquemas criptográficos, visto que são compostas por dispositivos de capacidade extremamente limitada. Neste trabalho é descrita uma implementação eficiente em software, para redes de sensores sem fio, de duas tecnologias de criptografia pública: a Criptografia Baseada em Emparelhamentos (CBE) e a Criptografia de Curvas Elípticas (CCE). Nossa implementação foca a família de microcontroladores MSP430 de 16 bits, utilizada em sensores como o Tmote Sky e TelosB. Em particular, para a CBE, foram implementados algoritmos para o cálculo de emparelhamentos nas curvas MNT e BN sobre corpos primos; para a CCE, foi implementado o esquema de assinatura ECDSA sobre corpos primos para os níveis de segurança de 80 e 128 bits. As principais contribuições deste trabalho são um estudo aprofundado dos algoritmos de emparelhamentos bilineares e novas otimizações na aritmética de corpos primos para a MSP430, que consequentemente melhoram o desempenho dos criptossistemas de CBE e CCE em tal plataforma / Abstract: Wireless sensor networks have become popular recently and provide many applications. However, the deployment of cryptography in sensor networks is a challenging task, given their limited computational power and resource-constrained nature. This work presents an efficient software implementation, for wireless sensor networks, of two public-key systems: Pairing-Based Cryptography (PBC) and Elliptic Curve Cryptography (ECC). Our implementation targets the MSP430 microcontroller, which is used in some sensors including the Tmote Sky and TelosB. For the PBC, we have implemented algorithms for pairing computation on MNT and BN curves over prime fields; for the ECC, the signature scheme ECDSA over prime fields for the 80-bit and 128-bit security levels. The main contributions of this work are an in-depth study of bilinear pairings algorithms and new optimizations for the prime field arithmetic in the MSP430, which improves the running times of the PBC and ECC cryptosystems on the platform / Mestrado / Teoria da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Orientadores: João Marcos Travassos Romano, Hisham Abou-Kandil, Mohamed Abbas-Turki / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação e ENS-Cachan (École Normale Supérieure de Cachan) / Made available in DSpace on 2018-08-18T08:26:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chaves_FabianodeSousa_D.pdf: 2605316 bytes, checksum: 88049a9675c3cd7f4955cc1925e8bd01 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A interferência é um dos fatores limitantes do desempenho individual e global em redes de comunicação sem fio. Neste trabalho, duas técnicas clássicas de gerenciamento de interferência são estudadas: o controle de potência de transmissão e a equalização de canal. Três abordagens são consideradas para o controle de potência distribuído e oportunista. A primeira tem por base a teoria dos jogos estáticos não-cooperativos e teorias de funções iterativas, resultando em uma classe de algoritmos. Na segunda abordagem, propomos diferentes algoritmos derivados de formulações e soluções tradicionais dos controles H2 e misto H2/Hoo.Por fim, aplicamos a teoria dos jogos dinâmicos ao problema para a obtenção de dois novos algoritmos de controle de potência. A segunda parte da tese, que trata do problema da equalização, é dividida em dois tópicos. No primeiro, fazemos uma análise de "pior caso" do atraso de equalização por meio de conceitos da teoria dos jogos não-cooperativos. No segundo tópico, apresentamos duas propostas para a reunião das características desejáveis dos equalizadores H2 e Hoo: uma combinação convexa dos dois filtros e um esquema de adaptação do nível de robustez do filtro Hoo. / Abstract: Interference is a limiting factor of individual and global performance in wireless communication networks. In this work, two classical interference management techniques are studied: the transmission power control and the channel equalization. Three approaches are considered for distributed and opportunistic power control. The first one is based on static non-cooperative game theory and theories of iterative functions, providing a class of algorithms. In the second approach, we propose different algorithms derived from formulations and traditional solutions of H2 control and mixed H2/Hoo control. Finally, we apply dynamic game theory to the problem for obtaining two new power control algorithms. The second part of the thesis, devoted to channel equalization, is divided into two topics. In the first one, we provide a "worst case" analysis for equalization delay by using concepts of noncooperative game theory. In the second topic, we present two proposals for the combination of the desirable characteristics of H2 and Hoo equalizers: a convex combination of the two filters and a scheme for adapting the robustness level of the Hoo filter. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Ivanil Sebastião Bonatti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Eletrica / Made available in DSpace on 2018-08-05T15:37:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_MarcelodeOliveira_M.pdf: 450626 bytes, checksum: fa1f72472e4929bcf614ccd0a37ab18b (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O dimensionamento de enlace sem fio das redes de telecomunicação com integração de voz e de dados é abordado nesse trabalho. Foram desenvolvidos procedimentos de análise e síntese para os dois modelos de filas considerados: modelos markovianos; e modelos com prioridade, sem e com preempção. Esquemas com ou sem compartilhamento de recursos e com buffer finito e infinito foram considerados. Comparações numéricas foram feitas para os modelos utilizados, bem como, os resultados obtidos no dimensionamento do enlace foram submetidos a condições de sobrecarga do tráfego de voz e de dados de forma a analisar o comportamento dos parâmetros de qualidade de serviço especificados / Abstract: The dimensioning of telecommunications network wireless link, with voice and data integration, is presented in this paper. Analysis and synthesis procedures were developed considering Markovian and priority models (with or without preemption). Schemes with or without resources sharing and finite and infinite buffer were considered. The selected models were numerically compared and the results of the dimensioning were submitted to simulations of traffic overload conditions in order to analyze the quality of service parameters behavior / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Ivanil Sebastião Bonatti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T17:46:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paula_RogerSouzade_M.pdf: 2003604 bytes, checksum: 7ccd5b2689086b74bf7073670abe3138 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Uma rede ad hoc é uma coleção de estações móveis sem ?o formando dinamicamente uma rede temporária sem necessidade de qualquer infra-estrutura de rede pré-existente ou administração centralizada. Protocolos de roteamento utilizados em redes ad hoc sem ?o devem ser capazes de se ajustarem automaticamente a ambientes extremos, como os de alta mobilidade e baixa largura de banda. Assim, avanços recentes em pesquisas sobre redes sem ?o concentram-se cada vez mais na adaptação de tais protocolos, diante da inter-relação entre as várias medidas de desempenho, como aquelas relacionadas às alterações na topologia (quebra de enlaces, mobilidade dos nós etc.) e aos parâmetros de qualidade de serviço (vazão, atraso etc.). Esta tese trata da modelagem e simulação de redes ad hoc sem ?o, contribuindo de forma signi?cativa nas áreas de modelo matemático, avaliação de desempenho e especi?cação de protocolos. Na primeira, é proposta uma nova estratégia que seleciona a rota de menor colisão dentre os mínimos caminhos existentes entre duas estações da rede. Na segunda área, sendo a de maior contribuição, uma análise de desempenho detalhada é realizada entre o protocolo de roteamento proposto nesta tese, Minimal Congestion On-Demand Routing (MCOR), e o Dynamic Source Routing (DSR), um protocolo de referência da literatura. Por ?m, é apresentado um modelo de validação do protocolo proposto através da ferramenta de especi?cação e validação, Speci?cation and Description Language (SDL) / Abstract: An ad hoc network is a collection of wireless mobile nodes forming dynamically a temporary network without the use of any preexisting network infrastructure or centralized administration. Routing protocols used in wireless ad hoc networks must be capable to adjust automatically to extreme environments, as high mobility and low bandwidth. Hence, recent avances in wireless research focus more and more on the adaptation of such protocols, due to the interrelationship among various performance measures, like as those related to topological changes (link breakages, node mobility etc.) and quality of service parameters (throughput, delay etc.). This thesis argues the modelling and simulation of wireless ad hoc networks, contributing signi?cantly on areas of mathematical model, performance evaluation and protocols speci?cation. First, is proposed a new strategy that selects the route of minimal collision, among all minimum hop paths between two stations. Second, being the area of major contribution, a detailed performance analysis is executed between the routing protocol proposed in this thesis, Minimal Congestion On-Demand Routing (MCOR), and the Dynamic Source Routing (DSR), a reference protocol in the literature. Lastly, is presented a validation model of the proposed protocol through validation and speci?cation tool, Speci?cation and Description Language (SDL / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Paulo Cardieri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T17:02:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mignaco_AndreGustavo_M.pdf: 1003880 bytes, checksum: e71bd78fe77a5cd7d4f324c8bc14791b (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: As redes de sensores sem fio têm merecido atenção especial nos últimos anos graças às suas características intrínsecas que as tornam atrativas em diversas aplicações, como em atividades industriais, de monitoramento de meio ambientes e segurança, entre outros. As mesmas características que tornam atrativas as redes de sensores sem fio fazem a análise do seu desempenho dificultoso. Diversos conceitos de medida da capacidade de redes ad hoc em geral têm sido propostos, incluindo a capacidade de transporte e a eficiência de informação. Nesta dissertação é introduzida uma variação do conceito de eficiência de informação, denominada eficiência de informação agregada, que leva em conta a habilidade da rede em reutilizar o canal de comunicação espacialmente. É apresentada uma análise da eficiência de informação agregada de uma rede de sensores sem fio em diversos cenários, utilizando-se diferentes modelagens da rede sem fio. Os resultados mostram que o meio em que a rede é empregada tem grande importância no seu desempenho, podendo ser decisivo na escolha do esquema de modulação a ser empregado. Também foi observado que transmitir em curtas distâncias é mais vantajoso que transmitir em longas distâncias na maioria dos casos / Abstract: Wireless sensor networks have deserved special attention in the last years due to their intrinsic characteristics that become them attractive in various applications, such as in the industrial activities, in the environment monitoring and security, among others. The same characteristics that become the wireless sensor networks attractive make hard the analysis of their performance. Many concepts of measure of capacities of ad hoc networks have been proposed, including the transport capacity and the information efficiency. In this dissertation is introduced a variation of the concept of information efficiency, called aggregated information efficiency, that takes into account the ability of the network in reusing spatially the communication channel. It is presented an analysis of the aggregated information efficiency of a wireless ad hoc network in many scenarios, where are used different models of the wireless network. The results show that the environment where the network is employed has a big importance in its performance, and it can be decisive in the choice of the modulation scheme to be used. Also was observed that to transmit in short distances is better than do it in longer ones in the majority of the cases / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Michel Daoud Yacoub / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T11:29:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_JoseRicardo_M.pdf: 915286 bytes, checksum: e4cfda5648e3725df9db2ff028e5c811 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Esta dissertação deduz e analisa coeficientes de correlação de sinais em diversos canais com desvanecimento, bem como especifica os respectivos parâmetros de coerência - distância de coerência, tempo de coerência e largura de banda de coerência. Tais parâmetros são extraídos do coeficiente de correlação da envoltória, estatística fornecida aqui apenas para canais com desvanecimento Rice, devido à complexidade de seu cálculo. Para modelos mais abrangentes de canais com desvanecimento, provê-se o coeficiente de correlação da potência, aproximação simples e geralmente acurada daquele coeficiente. Por fim, através de resultados numéricos, discriminam-se fatores que atuam sobre os parâmetros de coerência: ondas dominantes influem fundamentalmente na distância de coerência e no tempo de coerência; desequilíbrios de potência média dos componentes aleatórios em quadratura, primordialmente na largura de banda de coerência; anisotropia do espalhamento das ondas difusas e diretividade das antenas receptoras, somente na distância de coerência e no tempo de coerência; e a não-estacionariedade do ambiente, em todos os parâmetros de coerência / Abstract: This dissertation derives and examines correlation coefficients of signals in many fading channels, as well as specifies the respective coherence parameters - coherence distance, coherence time, and coherence bandwidth. Such parameters are extracted from the envelope correlation coefficient, statistic calculated here only for Ricean fading channels, owing to the complexity of its deduction. For more comprehensive models of fading channels, it is provided the power correlation coefficient, simple and usually accurate approximation of that coefficient. Finally, by means of numerical results, factors that affect the coherence parameters are enumerated: dominant waves influence fundamentally on the coherence distance and on the coherence time; mean power inequalities between the quadrature random components, mainly on the coherence bandwidth; anisotropy of the diffuse waves spreading, only on the coherence distance and on the coherence time; and nonstationarity of the environment, on all coherence parameters / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Michel Daoud Yacoub / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:47:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_UgoSilva_M.pdf: 1177515 bytes, checksum: fe2406aa04941e752532e2773393c0cd (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Esta dissertação analisa e valida, através de medidas de campo, estatísticas de ordem superior para canais com desvanecimento Weibull e Nakagarni-m. Considerando canais com desvanecimento Weibull, devido à ausência de um modelo físico, estatísticas conjuntas de duas variáveis Weibull correlacionadas foram obtidas em forma fechada e em função de parâmetros físicos bem conhecidos, se destacando as funções de autocorrelação e espectro de potência. Analisando canais com desvanecimento Nakagami-m, expressões simples e em forma fechada para as funções de autocorrelação e espectro de potência foram derivadas. Medidas de campo indoor e outdoor foram realizadas por meio de um sistema montado e configurado especialmente para investigar as estatísticas em estudo. Foram observados excelentes ajustes entre os dados teóricos e experimentais. Os resultados das medições validam as funções de autocorrelação e espectro de potência para envoltórias Weibull e Nakagarni-m / Abstract: This dissertation analyzes and validates, through field trials, higher order statistics for Weibull and Nakagarni-m fading channels. Conceming Weibull fading channels, due to the absence of a physical model related to such channels, joint statistics for two correlated Weibull variables were obtained in closed-form and in terms of well-known physical parameters, in particular the autocorrelation and power spectrum functions. Conceming Nakagarni-m fading channels, simple and closed-form expressions for autocorrelation and power spectrum functions were derived; Indoor and outdoor field trial measurements were conducted in order to investigate these statistics. The mobile reception equipment was especially assembled for this purpose. Excellent fits between analytical and empirical metrics were observed. The measurements results validate the autocorrelation and power spectrum functions of the Weibull and Nakagami-m fading channels / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Yuzo Iano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T15:19:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_ThatianeCristinadosSantosdeCarvalho_M.pdf: 2904973 bytes, checksum: e3c67793847764cf8eac05c50f45b48f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A transmissão de vídeo em redes Wireless é abordada pela pesquisa, devido o grande aumento na utilização dessas redes na ultima década. O acesso à banda larga por essas redes é feito de forma eficiente, rápida e com baixo custo de implementação e manutenção da rede. A motivação para o desenvolvimento é utilizar essas redes e a rede IPTV para promover a interatividade e uma forma do canal de retorno para Sistemas de Televisão Digital, que estão sendo implementadas atualmente no Brasil. O canal de Retorno da TV Digital é importante para o sistema, pois um dos objetivos é prover a interatividade entre os usuários. Isso deve ser feito de forma simples com baixo custo e com tecnologia compatível a região do usuário. A simulação trata de um sistema de transmissão unicast que seria semelhante a uma interatividade local e dedicada. O usuário transmite o conteúdo de uma só vez. Os dados que são transmitidos pela provedora de serviços, são armazenados no set-top-box, e só são modificados em caso de novo fluxo de dados, quando há atualização ou acesso a nova área de serviços. Os testes feitos durante a pesquisa, transmitem conteúdo em tempo real e avaliam de forma quantitativa o desempenho das redes IEEE 802.11b e IEEE 802.11g. / Abstract: The streaming video transmission on Wireless networks is concerned in the research due to the large increase in the use of such networks in the last decade. Broadband access for these networks is made efficiently, quickly and with low implementation and maintenance costs of the network. The motivation for developing this research is to use these networks and IPTV network to promote interactivity and a return channel for digital television system, currently being implemented in Brazil. The return channel is important for the Digital TV system, because one of the goals is to provide interactivity for the users. This should be done in a simple, low cost way and with technology compatible in the region of the user. The simulation deals with a unicast transmission system which is similar to a local and dedicated interactivity. The user transmits all the contents at once. The data transmitted by a service provider are stored on set-top box and are modified only in case of new data flow, when there are updates or access to new area of services. The tests performed during the research, it was broadcasted contents in real time and evaluated quantitative the performance of IEEE 802.11b and IEEE 802.11g networks. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Michel Daoud Yacoub / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T08:20:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Calmon_FlavioduPin_M.pdf: 1073627 bytes, checksum: 0ee3ec938e02ebffb44a17606f1d2bf8 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho propõe uma formulação nova e prática para a probabilidade de outage em sistemas de comunicação sem fio, denominada Probabilidade de Outage Conjunta (JOP, do inglês Joint Outage Probability). Dado um conjunto de restrições para as razões sinal-interferência-mais-ruído de sinais mutuamentente interferentes, a JOP corresponde à probabilidade de que pelo menos uma dessas restrições não seja atendida. Uma solução exata e geral para a JOP é demonstrada, junto com uma condição necessária e suficiente para que ela seja não-trivial. Ademais, uma expressão fechada paraa JOP em um ambiente Rayleigh onde os sinais são independentes é apresentada. As formulações obtidas são ilustradas através de um exemplo em alocação de potência. Além disso, este trabalho introduz e investiga um esquema geral de combinação de diversidade, denominado MRCS, baseado na seleção de sinais combinados por razão máxima. Este método de combinação possui uma implementação simples e uma formulação analítica matematicamente tratável, podendo ser diretamente aplicada a situações onde existe seleção de sítio. Uma análise geral da distribuição de probabilidade (confiabilidade), taxa de cruzamento de nível e duração média de desvanecimento na saída do combinador é apresentada, além de exemplos para um ambiente de desvanecimento Nakagami-m. No entanto, o principal resultado da análise do MRCS é a demonstração de uma expressão fechada, exata e simples de implementar computacionalmente para a razão sinalruído média da saída do combinador. Esta expressão pode ser utilizada quando o produto entre o número de ramos combinados por razão máxima e o parâmetro de Nakagami-mé inteiro, generalizando um resultado já apresentado na literatura. As formulações introduzidas aqui podem ser diretamente aplicadas ao dimensionamento de redes sem fio. / Abstract: This work presents a useful, novel formulation for the outage probability in wireless communication systems, here named Joint Outage Probability (JOP). Given a set of signal-to-interferenceplus-noise ratio restrictions for mutually interfering signals, the JOP corresponds to the probability that at least one of the restrictions is not satisfied. A general exact solution for the JOP is derived, along with a necessary and sufficient condition for a non-trivial solution. In addition, a closed-form expression for the JOP in an independent non-identically distributed Rayleigh scenario is obtained. An application example of the formulations is presented by a power allocation problem. In addition, this work also introduces and investigates a general diversity combining scheme, here named MRCS, in which maximal-ratio combined signals are chosen on a selection combining basis. This combining method has a simple implementation and a tractable analytical formulation that can be directly applied to situations in which site selection exists. A general analysis of the probability distribution (reliability), level crossing rate, and average fade duration at the output of the combiner is provided, along with examples for a Nakagami-m fading environment. The main result of the MRCS analysis, however, is the derivation of an exact, easy-to-evaluate closed-form expression for the mean signal-to-noise ratio at the output of the combiner. Such an expression is applicable for conditions in which the product of the number of maximal ratio combining branches and the Nakagami-m parameter is an integer and it generalizes a result presented elsewhere in the literature. The formulations derived here find a direct applicability in the dimensioning of practical wireless networks. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica