Made available in DSpace on 2019-04-05T23:08:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-11-29 / A wireless sensor network (WSN) consists of groups of spatially distributed networked sensors sending data to a sink node, called base station. These sensors are usually strongly resource constrained. In a WSN, collected data are passed from sensor to sensor until the base station is reached. Considering common available bandwidths, large data volumes may produce heavy traffic congestion in WSNs. In this work, we advocate the use of database technology in sensor networks to reduce the amount of data to be transmitted by sensors and consequently the data traffic in the network. Since data communication by means of a wireless medium consumes a lot of energy, reducing data transmitted by sensors can improve significantly the sensor network lifetime. This work presents a query engine for processing queries in WSNs. The main goal of the proposed query engine is to improve significantly the sensor network lifetime. The key feature of the proposed engine is to execute queries in a distributed way through the various sensor nodes of a WSN. Experimental results presented in this work prove the efficiency of the proposed query engine. / Uma rede de sensores sem fio (RSSF) consiste de grupos de sensores em rede, distribuídos espacialmente e enviando dados a um nó sumidouro, denominado estação base. Estes sensores em geral são fortemente limitados em recursos. Em uma RSSF os dados coletados são passados de sensor a sensor até que a estação base seja alcançada. Considerando as larguras de bandas mais comuns disponíveis, grandes volumes de dados podem produzir congestionamento no tráfego das RSSFs. Neste trabalho, defendemos o uso de tecnologias de bancos de dados em redes de sensores sem fio para reduzir a quantidade de dados que devem ser transmitidos e, conseqüentemente, reduzir o tráfego de dados na rede. Pelo fato da comunicação através de um meio sem fio consumir grandes quantidades de energia, reduzir a quantidade de dados transmitidos pelos sensores pode melhorar significativamente o tempo de vida da RSSF. Este trabalho apresenta um mecanismo de processamento de consultas em RSSFs. O principal objetivo do mecanismo proposto é melhorar o tempo de vida útil da RSSF, e tem como característica fundamental à execução de consultas de maneira distribuída através de vários nós sensores. Os resultados experimentais apresentados neste trabalho provam a eficiência do mecanismo proposto.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T12:18:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226903.pdf: 1503579 bytes, checksum: 491afc079b8522f91ffc6ffe09e471e4 (MD5)

Tese de mestrado. Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores - Major Telecomunicações. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

O presente trabalho tem como objetivo a descrição e apresentação dos resultados obtidos através de simulações e implementação da técnica de modulação por espalhamento de espectro (Spread Spectrum). Maior ênfase será dada à técnica de espalhamento por seqüência direta (DSSS), dada a larga utilização nos sistemas de comunicação correntemente em uso, assim como serão apresentados os resultados de simulações e implementação de um sistema de comunicação Spread Spectrum utilizando o microcontrolador PIC 16F876 para a interligação de computadores padrão PC via interface serial RS232.

FARIAS, E. J. P. Análise de sistemas OFDM cooperativos AF com amplificadores de potência não lineares. 2013. 95 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-09-16T16:47:09Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_ejpfarias.pdf: 1313258 bytes, checksum: f89c7413485adac95c363a188108be68 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-09-16T16:57:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_ejpfarias.pdf: 1313258 bytes, checksum: f89c7413485adac95c363a188108be68 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-16T16:57:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_ejpfarias.pdf: 1313258 bytes, checksum: f89c7413485adac95c363a188108be68 (MD5) Previous issue date: 2013-07 / Cooperation diversity and orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) are two key technologies for the modern wireless communication systems. The cooperative communication systems considered through this work use the OFDM technology and they are composed of: one transmitter with a nonlinear power amplifier (PA), one or more amplify-and-forward (AF) relays, also having a nonlinear PAs, and one destination node. In this dissertaion, it is initially proposed an optimal receiver, in the signal to noise ratio (SNR) sense, for a nonlinear cooperative AF system. The proposed receiver uses the maximum ratio combining (MRC) diversity technique to combine the received signas, assuming that both the source-destination and source-relay-destination links are available. In the sequel, closed-form expressions for the instantaneous SNR and outage probability of the considered system are developed. The outage analysis is then extended to the case of a multi-hop system, that is, with multiple serial relays. Finally, an outage analysis is also proposed for a nonlinear AF OFDM system using a Selection Combining receiver, considering two cases: one relay and multiple parallel relays. Numerical simulation results are presented through the work, evaluating the performance of the proposed receiver and theoretical expressions. / A diversidade cooperativa e a multiplexação por divisão de frequências ortogonais (Orthogonal Frequency Division Multiplexing - OFDM) são duas das principais tecnologias para os sistemas de comunicação sem fio modernos. Os sistemas de comunicação cooperativos considerados neste trabalho de dissertação utilizam a tecnologia OFDM e possuem: uma fonte com amplificador de potência não linear, um ou mais repetidores (relays) do tipo amplifica-e-encaminha (Amplify-and-Forward - AF), também com amplificadores de potência (Power Amplifier - PA) não lineares, e um nó destino. Propõe-se inicialmente um receptor ótimo, no sentido da razão sinal ruído (Signal-to-Noise Ratio - SNR) para um sistema OFDM cooperativo não linear. Usando a técnica de diversidade por combinação de razão máxima (Maximal Ratio Combining - MRC) para tratar os sinais recebidos, o receptor proposto considera tanto as informações oriundas do caminho direto (fonte-destino) como as provenientes do repetidor. Posteriormente, são apresentadas expressões para o cálculo da SNR instantânea e da probabilidade de outage do sistema proposto. Fez-se ainda, uma proposta de expressão para o cálculo da probabilidade de outage do sistema considerando múltiplos relays em série. Por fim, propõe-se expressões para o cálculo da probabilidade de outage do sistema utilizando receptor Selection Combining para um e para múltiplos relays dispostos paralelamente. Resultados de simulação são apresentados durante todo o trabalho, evidenciando o desempenho do receptor e das expressões propostas.

SOUSA, D. A. Análise de desempenho de sistemas OFDM cooperativos DF com amplificadores de potência não lineares. 2013. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-01-03T13:52:19Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_dasousa.pdf: 1714434 bytes, checksum: 7380728102eff6d8195264a6f6df5efa (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-01-09T16:47:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_dasousa.pdf: 1714434 bytes, checksum: 7380728102eff6d8195264a6f6df5efa (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-09T16:47:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_dasousa.pdf: 1714434 bytes, checksum: 7380728102eff6d8195264a6f6df5efa (MD5) Previous issue date: 2013-08-09 / In the lastest years, orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) has been widely associated with cooperative radio techniques. In this context, a study about the effects of the high peak-to-average power ratio (PAPR), a well known OFDM problem, has a great relevance. This dissertation proposes an analytical formulation for the outage probability and symbol error rate (SER) in a cooperative OFDM system with one relay using fixed and selective decode-and-forward (DF) retransmission protocols, considering the nonlinear distortions inserted by the source and relay power amplifiers (PA). In the considered model, the receiver exploits the signal received directly from the source as well as the the signal transmitted through the relay using the maximum ratio combing (MRC) technique. The effects of the nonlinearities in the considered system are studied by verifying their impact in the system diversity order and by analysing how much they deteriorate the received signal. The presented analysis applies to any kind of memoryless amplifier. The proposed theoretical expressions are validated by means of computer simulations in different scenarios. / Nos últimos anos, a técnica de multiplexação por divisão de frequências ortogonais (OFDM, do inglês Orthogonal Frequency Division Multiplexing) vem sendo associada a técnicas de rádio cooperativo. Contudo, ao realizar esta associação, é de grande importância que sejam avaliados os efeitos da alta razão entre a potência média e potência de pico (PAPR, do inglês Peak-to-Average Power Ratio) no desempenho do sistema, problema bastante conhecido em sistemas OFDM. Esta dissertação propõe uma formulação analítica para a probabilidade de outage e para a taxa de erro de símbolo (SER, do inglês Symbol Error Rate) em um sistema de comunicação cooperativo OFDM com um relay utilizando os protocolos de retransmissão decodifica-e-encaminha (DF, do inglês Decode-and-Forward) fixo e seletivo, considerando os efeitos das não linearidades inseridas por amplificadores de potência (PA, do inglês Power Amplifier) na fonte e no relay. No modelo proposto, o receptor considerado explora tanto o sinal recebido diretamente da fonte como aquele proveniente do relay, combinando-os utilizando a técnica de combinação de razão máxima (MRC, do inglês Maximum Ratio Combining). Será apresentado um estudo dos efeitos das não linearidades no sistema, o qual é válido para qualquer tipo de amplificador não linear sem memória, verificando seu impacto na ordem de diversidade do sistema e a deterioração aplicada ao sinal recebido. Simulações computacionais comprovam a validade das expressões teóricas propostas em diversos cenários.

GUIMARÃES, F. R. V. Técnicas de seleção de nós em redes cooperativas cognitivas com compartilhamento espectral. 2013. 60 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T12:09:30Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_frvguimarães.pdf: 744217 bytes, checksum: b93b37baa7666e598ff00c48b44ce945 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-04-02T18:38:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_frvguimarães.pdf: 744217 bytes, checksum: b93b37baa7666e598ff00c48b44ce945 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-02T18:38:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_frvguimarães.pdf: 744217 bytes, checksum: b93b37baa7666e598ff00c48b44ce945 (MD5) Previous issue date: 2013-08 / In this dissertation, the performance of cooperative cognitive systems with spectrum sharing is investigated. A low-complexity and high performance node selection strategy is proposed for two different of cooperative cognitive systems models. In the first model, the secondary network is composed by one source node that communicates with one among L destinations through a direct link and also assisted by one among N AF or DF relays nodes. The selected secondary destination employs a selection combining technique for choosing the best link (direct or dual-hop link) from the secondary source. Considering an underlay spectrum sharing approach, the secondary communication is performed taking into account an interference constraint, where the overall transmit power is limited by the interference at the primary receiver as well as by the maximum transmission power available at the respective nodes. An asymptotic analysis is carried out, revealing that the diversity order of the considered system is not affected by the interference, and equals to L + N. In the second model, by its turn, the secondary network is composed by one source, N AF or DF relays, and one destination. However, it is assumed the presence of M primary receivers. A relay selection strategy is proposed with the aim of maximing the end-to-end signal-to-noise ratio and, at the same time, to satisfy the interference constraints imposed by these primary receivers. After the relay selection procedure is performed, the secondary destination chooses the best path (direct link or relaying link) by employing a selection combining scheme. An asymptotic analysis is carried out, revealing that the system diversity order equals to N + 1, and showing that it is not affected neither by the number of primary receivers nor by the interference threshold. A close-form expression and an approximation for the outage probability is derived for the DF and AF protocols, respectively. / Nesta dissertação, o desempenho de sistemas cooperativos cognitivos com compartilhamento espectral é investigado. Uma estratégia de seleção de nós de baixa complexidade e alto desempenho é proposta para dois modelos distintos de redes cooperativas cognitivas. No primeiro modelo, a rede secundária é composta por um nó fonte que comunica-se com um dentre L nós destinos através de um link direto e através de um dentre N nós relays decodifica-e-encaminha (DF) ou amplifica-e-encaminha (AF). O nó destino secundário selecionado emprega uma técnica de combinação por seleção para selecionar o melhor link (direto ou auxiliar) a partir da fonte secundária. Considerando um ambiente com compartilhamento espectral, tem-se que a comunicação secundária é realizada levando em consideração uma restrição de interferência, na qual a potência de transmissão é governada pela interferência no receptor primário bem como pela máxima potência de transmissão dos respectivos nós secundários. Uma análise assintótica é realizada, revelando que a ordem de diversidade do sistema não é afetada pela interferência, sendo igual a L + N. Já no segundo modelo, a rede secundária é composta por uma fonte, N relays DF ou AF e um nó destino, no entanto assume-se a presença de M receptores primários. A seleção do relay deve satisfazer as restrições de interferência impostas por estes últimos. Após a seleção de relay ser realizada, o nó destino seleciona o melhor caminho (link direto ou link via relay) proveniente da fonte utilizando um combinador por seleção. Uma análise assintótica é realizada, revelando que a ordem de diversidade do esquema proposto iguala a N + 1, o que mostra que a mesma não é afetada nem pelo número de receptores primários nem pelo limiar de interferência. Uma expressão em forma fechada para a probabilidade de outage é obtida para ambos protocolos cooperativos. Simulações Monte Carlo são apresentadas com o intuito de validar as análises propostas.

MORMANDO, P. G. Spatial interference alignment under realistic scenarios. 2013. 65 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-05T18:30:21Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_pgmormando.pdf: 993520 bytes, checksum: 5ab14e795c4ba9291b53267352f954ef (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-24T11:01:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_pgmormando.pdf: 993520 bytes, checksum: 5ab14e795c4ba9291b53267352f954ef (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-24T11:01:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_pgmormando.pdf: 993520 bytes, checksum: 5ab14e795c4ba9291b53267352f954ef (MD5) Previous issue date: 2013-08-02 / Due to the rapid growth and the aggressive throughput requirements of current wireless networks, such as the 4th Generation (4G) cellular systems, the interference has become an issue that cannot be neglected anymore. In this context, the Interference Alignment (IA) arises as a promising technique that enables transmissions free of interference with high-spectral efficiency. However, while recent works have focused mainly on the theoretical gains that the technique could provide, this dissertation aims to go a step further and clarify some of the practical issues on the implementation of this technique in a cellular network, as well as compare it to other well-established techniques. As an initial evaluation scenario, a 3-cell network was considered, for which several realistic factors were taken into account in order to perform different analyses. The first analysis was based on channel imperfections, for which the results showed that IA is more robust than Block Diagonalization (BD) regarding the Channel State Information (CSI) errors, but both are similarly affected by the correlation among transmit antennas. The impact of uncoordinated interference was also evaluated, by modeling this interference with different covariance matrices in order to mimic several scenarios. The results showed that modifications on the IA algorithms can boost their performance, with an advantage to the approach that suppresses one stream, when the Bit Error Rate (BER) is compared. To combine both factors, the temporal channel variations were taken into account. At these set of simulations, besides the presence of an external interference, the precoders were calculated using a delayed CSI, leading to results that corroborate with the previous analyses. A recurring fact on the herein considered analyses was the dilemma of weather to apply the Joint Processing (JP)-based algorithms in order to achieve higher sum capacities or to send the information through a more reliable link by using IA. A reasonable step towards solving this dilemma is to actually perform the packet transmissions, which was accomplished by employing a system-level simulator composed by a large number of Transmission Points (TPs). As a result, all analyses conducted with this simulator showed that the IA technique can provide an intermediate performance between the non-cooperation and the full cooperation scheme. Concluding, one of the main contributions of this work has been to show some scenarios/cases where the IA technique can be applied. For instance, when the CSI is not reliable it can be better to use IA than a JP-based scheme. Also, the modifications on the algorithms to take into account the external interference can boost their performance. Finally, the IA technique finds itself in-between the conventional transmissions and Coordinated Multi-Point (CoMP). IA achieves an intermediate performance, while requiring a certain degree of cooperation among the neighboring sectors, but demanding less infrastructure than the JP-based schemes. / Devido ao rápido crescimento e os agressivos requisitos de vazão nas atuais redes sem fio, como os sistemas celulares de 4 a Geração, a interferência se tornou um problema que não pode mais ser negligenciado. Neste contexto, o Alinhamento de Interferência (IA) tem surgido como uma técnica promissora que possibilita transmissões livres de interferência com elevada eficiência espectral. No entanto, trabalhos recentes têm focado principalmente nos ganhos teóricos que esta técnica pode prover, enquanto esta dissertação visa dar um passo na direção de esclarecer alguns dos problemas práticos de implementação da técnica em redes celulares, bem como compará-la com outras técnicas bem estabelecidas. Uma rede composta por três células foi escolhida como cenário inicial de avaliação, para o qual diversos fatores realistas foram considerados de modo a realizar diferentes análises. A primeira análise foi baseada em imperfeições de canal, cujos resultados mostraram que o IA é mais robusto aos erros de estimação de canal que o BD (do inglês, Block Diagonalization), enquanto as duas abordagens são igualmente afetadas pela correlação entre as antenas. O impacto de uma interferência externa não-coordenada, que foi modelada por diferentes matrizes de covariância de modo a emular vários cenários, também foi avaliado. Os resultados mostraram que as modificações feitas nos algoritmos de IA podem melhorar bastante seus desempenho, com uma vantagem para o algoritmo que suprime um único fluxo de dados, quando são comparadas as taxas de erro de bit alcançadas por cada um. Para combinar os fatores das análises anteriores, as variações temporais de canal foram consideradas. Neste conjunto de simulações, além da presença da interferência externa, os pré-codificadores são calculados através de medidas atrasadas de canal, levando a resultados que corroboraram com as análises anteriores. Um fato recorrente percebido em todas as análises anteriores é o dilema entre aplicar os algoritmos baseados em BD, para que se consiga alcançar maiores capacidades, ou enviar a informação através de um enlace mais confiável utilizando o IA. Uma maneira de esclarecer este dilema é efetivamente realizar simulações a nível sistêmico, para isto foi aplicado um simulador sistêmico composto por um grande número de setores. Como resultado, todas as análises realizadas neste simulador mostraram que a técnica de IA atinge desempenhos intermediários entre a não cooperação e os algoritmos baseados na pré-codificação conjunta. Uma das principais contribuições deste trabalho foi mostrar alguns cenários em que a técnica do IA pode ser aplicada. Por exemplo, quando as estimações dos canais não são tão confiáveis é melhor aplicar o IA do que os esquemas baseados no processamento conjunto. Também mostrou-se que as modificações nos algoritmos de IA, que levam em consideração a interferência externa, podem melhorar consideravelmente o desempenho dos algoritmos. Finalmente, o IA se mostrou uma técnica adequada para ser aplicada em cenários em que a interferência é alta e não é possível ter um alto grau de cooperação entre os setores vizinhos.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2742_DissertacaoMestradoRicardoEmanuelVazVargas.pdf: 1517950 bytes, checksum: 1707d5f7e2c241f5f9b54800acc5ade7 (MD5) Previous issue date: 2008-06-16 / Doenças cardiovasculares são consideradas atualmente a principal causa de morte e de lesões físicas limitantes e definitivas, que ocorrem em muitas das vezes em idade precoce. O exame de ECG é considerado, pelos especialistas, o padrão ouro para diagnóstico desse tipo de doença. Isso porque tal exame é barato, não-invasivo e fundamental para diagnóstico de diversas arritmias cardíacas. Portanto, o monitoramento de ECG pode significar a diferença entre o falecimento e a vida de muitos pacientes. Esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de uma solução de monitoramento remoto, contínuo e online, baseada na tecnologia GPRS, de sinal de ECG. Essa tecnologia de comunicação se mostra adequada à solução e apresenta um ótimo custo-benefício, pois: mantém conexões sempre ativas, baseia-se em tarifação por volume de dados transferidos e provê grande área de alcance. A solução apresentada é composta por dispositivos móveis, mantidos por pacientes, que amostram 3 derivações de ECG e as transmitem, via rede GPRS, a um servidor instalado em um instituição de saúde. Para a realização desse tipo de transmissão, os dispositivos móveis filtram, amplificam e digitalizam os sinais amostrados. O servidor recebe as transmissões de diversos dispositivos móveis e persiste os sinais de ECG recebidos em um banco de dados, centralizando, portanto, informações médicas de diversos pacientes. Uma interface Web pode disponibilizar tais informações na Internet, possibilitando, assim, avaliações por especialistas a partir de qualquer ponto de acesso do planeta à grande rede. Tendo em vista a inexistência de um protocolo de comunicação aberto, padrão e adequado às necessidades do sistema proposto, um protocolo de camada de aplicação denominado PMR foi projetado e implementado. O PMR se mostrou versátil e útil a aplicações que transmitem informações de sinais analógicos diversos, não somente relacionados à Telemedicina. Um protótipo, contemplando hardware e software, foi desenvolvido para uma avaliação de desempenho da solução. Foram monitoradas diversas variáveis capazes de mensurar a qualidade da proposta apresentada. Os resultados obtidos evidenciam a viabilidade da solução.

O presente trabalho tem como objetivo a descrição e apresentação dos resultados obtidos através de simulações e implementação da técnica de modulação por espalhamento de espectro (Spread Spectrum). Maior ênfase será dada à técnica de espalhamento por seqüência direta (DSSS), dada a larga utilização nos sistemas de comunicação correntemente em uso, assim como serão apresentados os resultados de simulações e implementação de um sistema de comunicação Spread Spectrum utilizando o microcontrolador PIC 16F876 para a interligação de computadores padrão PC via interface serial RS232.