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[en] SIMULATION AND PERFORMANCE OF INTEGRATED DATA AND SPEECH SERVICE IN CELULAR SISTEMS USING GSM/HSCSD / [pt] SIMULAÇÃO E DESEMPENHO DE SERVIÇO INTEGRADO DE VOZ E DADOS EM SISTEMAS CELULARES UTILIZANDO O PADRÃO GSM/HSCSDTALLES ALEXANDRE CAMILO 16 May 2003 (has links)
[pt] Com o crescimento da utilização das redes celulares para a
transmissão de dados, as operadoras de telefonia móvel
estão enfrentando um aumento dramático na utilização do
recurso rádio para suprir esta nova necessidade. Com isto,
estão sendo obrigadas a migrarem para novas tecnologias que
propiciem uma alta eficiência espectral, permitindo assim
uma melhor utilização do espectro disponível.
Este trabalho descreve uma ferramenta de simulação
desenvolvida para analisar o gerenciamento dos recursos de
rádio, além de propor um novo algoritmo de alocação de
canais de dados para sistemas móveis pessoais, permitindo a
transmissão de voz e dados sobre a mesma interface aérea.
É sabido que é extremamente difícil levar em conta todos os
parâmetros que devem ser considerados em um sistema móvel
real. Procurou-se então adotar os mais conhecidos modelos
de propagação, de mobilidade e de tráfego de voz e de dados
disponíveis na literatura, de forma a tentar aproximar a
ferramenta de simulação o máximo possível do caso real.
A contribuição deste trabalho é oferecer uma ferramenta de
simulação para as redes GSM/HSCSD que permita a otimização
da eficiência no uso do espectro disponível para
transmissão. Esta ferramenta possibilita ao usuário, além de
analisar a capacidade do sistema, o controle de potência e
estratégias de handover, avaliar novos algoritmos de
alocação de canal para o tráfego de voz e dados em
conjunto.
Ao final desta dissertação serão apresentados os resultados
obtidos com a utilização de um novo algoritmo de alocação
de canais para o tráfego de dados, além de realizar algumas
outras simulações buscando maximizar a eficiência espectral
do sistema utilizando deste novo algoritmo. / [en] Due to the increasing use of cellular networks for data
transmission, mobile telephone operators are facing a
dramatic raise in using radio resources to supply their
demand. As a result, they are being forced to migrate to new
technologies that provide high spectral efficiency,
allowing an optimized use of available spectrum.
This work describes the development of an advanced tool to
analyze the operator management of radio transmission for
personal mobile systems. The model was built considering
well-known propagation, mobility, voice and data traffic
for transmission assumptions, in order to approximate the
developed tool to the real world mobile systems.
The simulation tool is suited for GSM/HSCSD networks
allowing engineers to optimize the efficient use of the
available spectrum. It also permits the evaluation of
system capacity as well as the analysis of power control and
handover strategies. Another application exploited in this
work is the investigation of resource allocation algorithms.
A new algorithm for resource allocation in integrated voice
and data environments was proposed and its performance was
evaluated using the simulation tool.
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Modelagem computacional de escoamentos com duas e três fases em reservatórios petrolíferos heterogêneos / Computational modeling of two and three-phase flow in heterogeneous petroleum reservoirsGrazione de Souza 21 February 2008 (has links)
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Considera-se neste trabalho um modelo matemático para escoamentos com duas e três fases em reservatórios petrolíferos e a modelagem computacional do sistema de equações governantes para a sua solução numérica. Os fluidos são imiscíveis e incompressíveis e as heterogeneidades da rocha reservatório são modeladas estocasticamente. Além disso, é modelado o fenômeno de histerese para a fase óleo via funções de permeabilidades relativas. No caso de escoamentos trifásicos água-óleo-gás a escolha de expressões gerais para as funções de permeabilidades relativas pode levar à perda de hiperbolicidade estrita e, desta maneira, à existência de uma região elíptica ou de pontos umbílicos para o sistema não linear de leis de conservação hiperbólicas que descreve o transporte convectivo das fases fluidas. Como conseqüência, a perda de hiperbolicidade estrita pode levar à existência de choques não clássicos (também chamados de choques transicionais ou choques subcompressivos) nas soluções de escoamentos trifásicos, de difícil simulação numérica. Indica-se um método numérico com passo de tempo fracionário, baseado
em uma técnica de decomposição de operadores, para a solução numérica do sistema governante de equações diferenciais parciais que modela o escoamento bifásico água-óleo imiscível
em reservatórios de petróleo heterogêneos. Um simulador numérico bifásico água-óleo eficiente desenvolvido pelo grupo de pesquisa no qual o autor está inserido foi modificado com
sucesso para incorporar a histerese sob as hipóteses consideradas. Os resultados numéricos obtidos para este caso indicam fortes evidências que o método proposto pode ser estendido para o caso trifásico água-óleo-gás. A técnica de decomposição de operadores em dois níveis permite o uso de passos de tempo distintos para os quatro problemas definidos pelo procedimento de decomposição: convecção, difusão, pressão-velocidade e relaxação para histerese. O problema de transporte convectivo (hiperbólico) das fases fluidas é aproximado por um esquema central de diferenças finitas explícito, conservativo, não oscilatório e de segunda ordem. Este
esquema é combinado com elementos finitos mistos, localmente conservativos, para a aproximação dos problemas de transporte difusivo (parabólico) e de pressão-velocidade (elíptico).
O operador temporal associado ao problema parabólico de difusão é resolvido fazendo-se uso de uma estratégia implícita de solução (Backward Euler). Uma equação diferencial ordinária
é resolvida (analiticamente) para a relaxação relacionada à histerese. Resultados numéricos para o problema bifásico água-óleo em uma dimensão espacial em concordância com resultados semi-analíticos disponíveis na literatura foram reproduzidos e novos resultados em meios heterogêneos, em duas dimensões espaciais, são apresentados e a extensão desta técnica para o caso de problemas trifásicos água-óleo-gás é proposta. / We consider in this work a mathematical model for two- and three-phase flow problems in petroleum reservoirs and the computational modeling of the governing equations for its numerical solution. We consider two- (water-oil) and three-phase (water-gas-oil) incompressible, immiscible flow problems and the reservoir rock is considered to be heterogeneous. In our model, we also take into account the hysteresis effects in the oil relative permeability functions.
In the case of three-phase flow, the choice of general expressions for the relative permeability functions may lead to the loss of strict hyperbolicity and, therefore, to the existence of an elliptic region or umbilic points for the system of nonlinear hyperbolic conservation laws describing the convective transport of the fluid phases. As a consequence, the loss of hyperbolicity may lead to the existence of nonclassical shocks (also called transitional shocks or undercompressive shocks) in three-phase flow solutions. We present a new, accurate fractional time-step method based on an operator splitting technique for the numerical solution of a system of partial differential
equations modeling two-phase, immiscible water-oil flow problems in heterogeneous petroleum reservoirs. An efficient two-phase water-oil numerical simulator developed by our
research group was sucessfuly extended to take into account hysteresis effects under the hypotesis previously annouced. The numerical results obtained by the procedure proposed indicate
numerical evidence the method at hand can be extended for the case of related three-phase water-gas-oil flow problems. A two-level operator splitting technique allows for the use of distinct time steps for the four problems defined by the splitting procedure: convection, diffusion, pressure-velocity and relaxation for hysteresis. The convective transport (hyperbolic) of the fluid phases is approximated by a high resolution, nonoscillatory, second-order, conservative central difference scheme in the convection step. This scheme is combined with locally conservative mixed finite elements for the numerical solution of the diffusive transport (parabolic) and the pressure-velocity (elliptic) problems. The time discretization of the parabolic problem is performed by means of the implicit Backward Euler method. An ordinary diferential equation
is solved (analytically) for the relaxation related to hysteresis. Two-phase water-oil numerical results in one space dimensional, in which are in a very good agreement with semi-analitycal
results available in the literature, were computationaly reproduced and new numerical results in two dimensional heterogeneous media are also presented and the extension of this technique to the case of three-phase water-oil-gas flows problems is proposed.
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Modelagem computacional de escoamentos com duas e três fases em reservatórios petrolíferos heterogêneos / Computational modeling of two and three-phase flow in heterogeneous petroleum reservoirsGrazione de Souza 21 February 2008 (has links)
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Considera-se neste trabalho um modelo matemático para escoamentos com duas e três fases em reservatórios petrolíferos e a modelagem computacional do sistema de equações governantes para a sua solução numérica. Os fluidos são imiscíveis e incompressíveis e as heterogeneidades da rocha reservatório são modeladas estocasticamente. Além disso, é modelado o fenômeno de histerese para a fase óleo via funções de permeabilidades relativas. No caso de escoamentos trifásicos água-óleo-gás a escolha de expressões gerais para as funções de permeabilidades relativas pode levar à perda de hiperbolicidade estrita e, desta maneira, à existência de uma região elíptica ou de pontos umbílicos para o sistema não linear de leis de conservação hiperbólicas que descreve o transporte convectivo das fases fluidas. Como conseqüência, a perda de hiperbolicidade estrita pode levar à existência de choques não clássicos (também chamados de choques transicionais ou choques subcompressivos) nas soluções de escoamentos trifásicos, de difícil simulação numérica. Indica-se um método numérico com passo de tempo fracionário, baseado
em uma técnica de decomposição de operadores, para a solução numérica do sistema governante de equações diferenciais parciais que modela o escoamento bifásico água-óleo imiscível
em reservatórios de petróleo heterogêneos. Um simulador numérico bifásico água-óleo eficiente desenvolvido pelo grupo de pesquisa no qual o autor está inserido foi modificado com
sucesso para incorporar a histerese sob as hipóteses consideradas. Os resultados numéricos obtidos para este caso indicam fortes evidências que o método proposto pode ser estendido para o caso trifásico água-óleo-gás. A técnica de decomposição de operadores em dois níveis permite o uso de passos de tempo distintos para os quatro problemas definidos pelo procedimento de decomposição: convecção, difusão, pressão-velocidade e relaxação para histerese. O problema de transporte convectivo (hiperbólico) das fases fluidas é aproximado por um esquema central de diferenças finitas explícito, conservativo, não oscilatório e de segunda ordem. Este
esquema é combinado com elementos finitos mistos, localmente conservativos, para a aproximação dos problemas de transporte difusivo (parabólico) e de pressão-velocidade (elíptico).
O operador temporal associado ao problema parabólico de difusão é resolvido fazendo-se uso de uma estratégia implícita de solução (Backward Euler). Uma equação diferencial ordinária
é resolvida (analiticamente) para a relaxação relacionada à histerese. Resultados numéricos para o problema bifásico água-óleo em uma dimensão espacial em concordância com resultados semi-analíticos disponíveis na literatura foram reproduzidos e novos resultados em meios heterogêneos, em duas dimensões espaciais, são apresentados e a extensão desta técnica para o caso de problemas trifásicos água-óleo-gás é proposta. / We consider in this work a mathematical model for two- and three-phase flow problems in petroleum reservoirs and the computational modeling of the governing equations for its numerical solution. We consider two- (water-oil) and three-phase (water-gas-oil) incompressible, immiscible flow problems and the reservoir rock is considered to be heterogeneous. In our model, we also take into account the hysteresis effects in the oil relative permeability functions.
In the case of three-phase flow, the choice of general expressions for the relative permeability functions may lead to the loss of strict hyperbolicity and, therefore, to the existence of an elliptic region or umbilic points for the system of nonlinear hyperbolic conservation laws describing the convective transport of the fluid phases. As a consequence, the loss of hyperbolicity may lead to the existence of nonclassical shocks (also called transitional shocks or undercompressive shocks) in three-phase flow solutions. We present a new, accurate fractional time-step method based on an operator splitting technique for the numerical solution of a system of partial differential
equations modeling two-phase, immiscible water-oil flow problems in heterogeneous petroleum reservoirs. An efficient two-phase water-oil numerical simulator developed by our
research group was sucessfuly extended to take into account hysteresis effects under the hypotesis previously annouced. The numerical results obtained by the procedure proposed indicate
numerical evidence the method at hand can be extended for the case of related three-phase water-gas-oil flow problems. A two-level operator splitting technique allows for the use of distinct time steps for the four problems defined by the splitting procedure: convection, diffusion, pressure-velocity and relaxation for hysteresis. The convective transport (hyperbolic) of the fluid phases is approximated by a high resolution, nonoscillatory, second-order, conservative central difference scheme in the convection step. This scheme is combined with locally conservative mixed finite elements for the numerical solution of the diffusive transport (parabolic) and the pressure-velocity (elliptic) problems. The time discretization of the parabolic problem is performed by means of the implicit Backward Euler method. An ordinary diferential equation
is solved (analytically) for the relaxation related to hysteresis. Two-phase water-oil numerical results in one space dimensional, in which are in a very good agreement with semi-analitycal
results available in the literature, were computationaly reproduced and new numerical results in two dimensional heterogeneous media are also presented and the extension of this technique to the case of three-phase water-oil-gas flows problems is proposed.
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