Esta tese analisa o impacto de interferências políticas sobre o valor das empresas do Setor Elétrico Brasileiro (SEB) e propõe estratégias e métricas para interromper a destruição de valor econômico e bloquear o uso político. A observação de manifestações de interferência política ao longo de oito anos e o acúmulo de farta documentação possibilitaram o estudo empírico de duas empresas estatais submetidas ao uso político nas formas de populismo tarifário e loteamento político-partidário. A aplicação de uma metodologia concebida para avaliar hipóteses de manifestação de interferência política permitiu concluir que os dois tipos de uso político são explicados pela Teoria de Grupos de Pressão de Gary Becker. Além disso, a destruição de valor econômico devido aos usos políticos foi bilionária em ambas as empresas e os grupos de pressão beneficiados e prejudicados foram identificados. As estratégias propostas para bloquear tais usos políticos nas empresas do SEB envolvem a implementação de quatro etapas: imposição de critérios meritocráticos no recrutamento de gestores de empresas estatais; divulgação transparente de resultados econômico-financeiros; definição de indicadores e metas gerenciais objetivos; e implantação de mecanismos de incentivos e penalidades baseados em desempenho. O percurso metodológico adotado pode ser extrapolado para outros setores e países e oferece contribuições a gestores públicos, administradores privados e demais stakeholders. A primeira contribuição consiste na metodologia de teste de hipóteses de uso político de empresas e/ou setores econômicos com base em referenciais conceituais sólidos. A segunda contribuição é a oferta de alternativas de quantificação dos efeitos de usos políticos sobre o valor de empresas. E a terceira contribuição se concentra na exploração de indicadores e estratégias que minimizem ou bloqueiem usos políticos e maximizem a geração de valor em empresas vitimizadas por interferências políticas. / This thesis analyzes the impact of political interference on the value of companies in the Brazilian Electricity Sector (BES) and proposes strategies and indicators to interrupt economic value destruction and block political use. The observation of political interference manifestations over an eight-year period and the accumulation of vast documentation were the basis for the empirical study of two state-owned companies that were submitted to political use in the forms of tariff populism and distribution of managerial positions to allied political parties. One can conclude, via the application of a methodology conceived to evaluate hypotheses of political interference, that both types of political use can be explained by the Pressure Groups Theory developed by Gary Becker. Furthermore, the economic value destruction due to political use can be measured in billions of dollars in both companies and the pressure groups that were benefited and jeopardized were identified. The strategies aimed at blocking political use in the companies of the BES involve the implementation of four stages: the imposition of meritocratic criteria in the recruiting process of state-owned companies executives; the transparent divulging of economic-financial results; the definition of objective indicators and their respective goals; and the institution of incentives and penalties based on performance. The methodological approach of this thesis can be extended to other sectors and countries and offers several contributions to public and private officers and other stakeholders. The first contribution consists of a methodology for testing hypotheses of political use of companies and/or sectors based on solid conceptual references. The second contribution is the offer of alternatives to quantify the effects of political use on the value of companies. The third contribution is related to the exploration of metrics and strategies to block political use and maximize value generation in companies victimized by political interference.

Orientador: Celso de Almeida / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T04:16:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MoyaOsorio_DianaPamela_M.pdf: 1282063 bytes, checksum: 0bd5600058b4051f103c6622f93e5cc4 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Na próxima geração de redes celulares, a ICC (Interferência de Co-Canal ) constitui a causa principal para a degradação do desempenho, especialmente para os usuários na borda da célula, o que é um grande obstáculo para alcançar amplas áreas de cobertura e alta eficiência espectral. Neste trabalho, o desempenho do enlace reverso de uma rede celular em termos da eficiência espectral média e na presença de ICC é avaliado mediante uma simulação semi-analítica. Foram considerados dois cenários, canal AWGN(Additive White Gaussian Noise) e canal com desvanecimento plano do tipo Rayleigh, além de um modelo de propagação com perda de percurso exponencial. A avaliação é feita para fatores de reuso clássicos e modulações M-QAM (Multi-Level Quadrature Amplitude Modulation). Considera-se também uma estratégia de controle de potência e modulação adaptativa baseada na SIR (Signal-to-Noise Interference) e a BER (Bit Error Rate). Adicionalmente, é analisada a utilização de arranjo de antenas para diminuição dos efeitos da interferência e técnicas de diversidade para mitigação dos efeitos do desvanecimento / Abstract: In the next generation of wireless cellular networks, the CCI (Co-Channel Interference) constitutes the primary cause of performance degradation, specially for cell edge users, which is a big obstacle to attain wide area coverage and high spectral efficiency. In this work, the performance of the uplink of cellular networks in terms of the mean spectral efficiency is evaluated through a semi-analytical simulation, by considering the presence of CCI. It was considered two sceneries, an AWGN (Additive White Gaussian Noise) channel and a Rayleigh flat fading channel, as well as an exponential pathloss propagation model. The evaluation is done for classical reuse factors and M-QAM (Multi-Level Quadrature Amplitude Modulation) modulations. It is also considered a power control strategy and adaptive modulation based on the SIR (Signal-to-Noise Interference) and BER (Bit Error Rate). Besides, it is analyzed the utilization of an antenna array to reduce the interference effects and diversity techniques to mitigate fading effects / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Research in the area of pre and inservice teacher education have focused on the development of a meta-awareness on English teachers learning process and how this knowledge affects their social and discursive practices and their social relations in the teaching contexts in which they work (see MAGALHÃES & FIDALGO, 2008; BARCELLOS, 2006, CASTRO, 2006; PAIVA, 2005; CRISTÓVÃO, 2005a; MAGALHÃES, 2004; VIEIRA-ABRAHÃO, 2004; MOTTA-ROTH, 2006b; for instance). As a result of these investigations, this knowledge can be appropriated by language teacher programs (JOHNSON, 1996, p. 47) in the configuration of a critical and empowered second language teacher education (FREIRE, 2003b). Following this perspective, this work tries to evaluate how a collaborative practice of intervention can contribute to qualify pre and inservice language teacher education linguistically and pedagogically. To do that, we initially investigate the profile of preservice teachers and the concepts of language, teaching and learning built along their language teacher program. Then a focus group (two pre and one inservice teacher) was established in order to develop a collaborative practice of intervention which could ultimately generate reflection on concepts of learning, teaching practice and identities built along the preservice training practice in a State school. The reflective actions and the analysis of the discourses produced during these actions are theoretically supported by collaborative research of intervention (MAGALHÃES & FIDALGO, 2008; MAGALHÃES, 2004), Critical Discourse Analysis (FAIRCLOUGH, 2003, 1989) and socio-cultural theory of learning (VYGOTSKY, 2001, 1995). The discourse analysis shows that, through the practice of intervention, participants could develop a meta-awareness on behaviorist concepts of learning which underly their discourse and teaching practices at the beginning of the reflective process. The practice of intervention also helped them give their first steps on building a sociocultural learning perspective (concepts and teaching practice). This reconfiguration had an impact not only on the way they act in the classroom, but also in the constitution of their identities as teachers of English, as they gradually personify social roles which demand a critical and socially-situated attitude from themselves and from their students. By the end of the intervention practice, they point out the importance of teacher s engagement in reflective ongoing processes, taking responsibility for their role in the configuration of these processes. / Pesquisas na área de formação pré e em serviço têm priorizado o desenvolvimento de uma metaconsciência acerca do processo de aprendizagem de professores de inglês e de que maneira esse conhecimento afeta suas práticas sociais e discursivas e suas relações sociais nos contextos de ensino em que atuam (ver MAGALHÃES & FIDALGO, 2008; BARCELLOS, 2006, CASTRO, 2006; PAIVA, 2005; CRISTÓVÃO, 2005a; MAGALHÃES, 2004; VIEIRA-ABRAHÃO, 2004; MOTTA-ROTH, 2006b; por exemplo). Como resultado dessas investigações, esse conhecimento pode ser apropriado pelos currículos de licenciatura (JOHNSON, 1996, p. 47) na configuração de uma formação crítica e democrática (FREIRE, 2003b). Dentro dessa perspectiva, este trabalho procura avaliar em que medida uma prática de interferência colaborativa pode contribuir para qualificar o processo formativo lingüístico-pedagógico do professor de inglês pré e em serviço. Para tanto, procuramos inicialmente investigar o perfil do aluno de Letras e as concepções de linguagem, ensino e aprendizagem que constrói em diferentes pontos de sua trajetória universitária. Em seguida, um grupo focal (duas professoras em pré e uma em serviço) foi estabelecido no sentido de desenvolvermos uma prática de interferência colaborativa que, em última instância, pudesse gerar a reflexão acerca das concepções de aprendizagem, da prática pedagógica e das identidades construídas ao longo do programa de estágio curricular supervisionado, vivenciado pelo grupo, em uma escola pública. As ações reflexivas e a análise dos discursos produzidos no decorrer delas são ancoradas teoricamente pela pesquisa de interferência colaborativa (MAGALHÃES & FIDALGO, 2008; MAGALHÃES, 2004), pela Análise Crítica do Discurso (FAIRCLOUGH, 2003, 1989) e pela perspectiva sociocultural de aprendizagem (VYGOTSKY, 2001, 1995). A análise do discurso das participantes mostrou que, por meio da prática de interferência colaborativa, puderam desenvolver uma metaconsciência acerca da concepção behaviorista que subsidiou seu discurso e sua prática pedagógica no início do processo reflexivo, bem como dar os primeiros passos na configuração de uma perspectiva de aprendizagem sociocultural (conceitos e prática pedagógica). Essa reconfiguração teve impacto não somente no modo como vivenciaram suas ações em sala de aula, mas igualmente na constituição de suas identidades como professoras de inglês, uma vez que gradualmente personificam, em sala de aula, papéis sociais que demandam uma postura crítica e socialmente situada em relação a si mesmas e a seus alunos. Ao final do processo de investigação, apontam a importância de o professor estar inserido em um processo reflexivo crítico e continuado, assumindo sua parcela de responsabilidade na configuração desse processo.

Coleoptera is an order of insects well known as beetles. Most coleopteran species are phytophagous insects and for this reason are essential to crop and storage pests such as the Tribolium castaneum. Lipid metabolism is vital for the biological functions of insects, playing a role in the generation of metabolic energy and other cellular processes. Fatty acid transport proteins (FATPs) play a crucial role in the transport of extracellular fatty acids to cells, have a conserved sequence between species and are involved in the synthesis of hormones and pheromones. Recent studies show that silencing the gene for FATPs through interfering RNAi techniques (RNAi) in insects affects fatty acid uptake and pheromone synthesis. This work aims to characterize proteins homologous to FATPs present in the genome of Tribolium castaneum, to evaluate the gene expression in tissues, developmental stages and insects treated with Orlistat and to evaluate the effect of FATP silencing on energy metabolism. Bioinformatics analyzes were performed with the amino acid sequences, and real-time PCR evaluated the gene expression. The effects of the drug Orlistat were evaluated through qPCR and analysis of nutritional index. The search for sequences in the T. castaneum genome revealed two sequences of proteins homologous to FATPs and bioinformatic analysis was performed. The study of the gene expression of FATPs by qPCR demonstrated more significant expression of the two genes in the fat body of larvae and many expressions in all stages of development of the insect, with higher expression in the pupa stage. The effects of Orlistat on the expression of FATPs evidenced the influence of diet composition on the regulation of the gene expression of these proteins. Gene silencing of TcasFATP was achieved, but no direct effects on the energetic dynamics of the larvae were observed since triacylglycerol levels, and β-oxidation rates were not affected. Thus, more detailed studies with the use of gene silencing will be necessary to characterize FATPs better and elucidate their role in insect energy metabolism. / FAPEAL - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Alagoas / Os coleópteros constituem uma ordem de insetos bastante conhecidos como besouros. A maioria das espécies de coleóptero são insetos fitófagos e por esta razão constituem importantes pragas de culturas e de armazenamento, como o Tribolium castaneum. O metabolismo de lipídeos é importante para as funções biológicas de insetos, exercendo papel na geração de energia metabólica e em outros processos celulares. As proteínas transportadoras de ácidos graxos (FATPs) exercem papel crucial no transporte de ácidos graxos extracelulares para as células, possuem sequência conservada entre as espécies e estão envolvidas na síntese de hormônios e feromônios. Estudos recentes mostram que o silenciamento do gene para FATPs através de técnicas de RNA de interferência (RNAi) em insetos afetam a absorção de ácidos graxos e a síntese de feromônio. Este trabalho tem como objetivo caracterizar proteínas homólogas à FATPs presentes no genoma de Tribolium castaneum, avaliar a expressão gênica nos tecidos, fases de desenvolvimento e em insetos tratados com Orlistate e avaliar o efeito do silenciamento de FATPs no metabolismo energético. Foram realizadas análises bioinformáticas com as sequências de aminoácidos e a avaliação da expressão gênica foi realizada por PCR em tempo real. Os efeitos do fármaco Orlistate foram avaliados através de qPCR e análise dos índices nutricionais. A busca de sequências no genoma do T. castaneum revelou duas sequências de proteínas homólogas à FATPs e a análise bioinformática foi realizada. O estudo da expressão gênica de FATPs por qPCR demonstrou maior expressão dos dois genes no corpo gorduroso de larvas e expressão considerável em todos os estágios de desenvolvimento do inseto, com maior expressão no estágio de pupa. Os efeitos do Orlistate na expressão das FATPs evidenciaram a influência da composição da dieta na regulação da expressão gênica dessas proteínas. O silenciamento gênico de TcasFATP foi alcançado, mas não foram observados efeitos diretos na dinâmica energética das larvas, pois os níveis de triacilglicerol e as taxas de β-oxidação não foram afetadas. Dessa forma, estudos mais detalhados com uso do silenciamento gênico serão necessários para melhor caracterização funcional das FATPs e elucidação do seu papel no metabolismo energético do inseto.

A oferta de novos serviços para os usuários finais, como o denominado triple play, que consiste no tráfego simultâneo de voz, vídeo e dados utilizando a mesma infra-estrutura de comunicação, vem exigindo que as estruturas de rede das operadoras ofereçam largura de banda adequada e qualidade de serviço. Nesse contexto, as redes ópticas passivas (PON) vêm se destacando em virtude de oferecerem maior largura de banda a custos relativamente baixos. Nas redes ópticas passivas, trechos de fibras ópticas podem ser compartilhados entre diversos assinantes, exigindo, para isso, a utilização de técnicas de controle de acesso múltiplo. Destaque maior é dado à técnica de acesso múltiplo por divisão de códigos ópticos (OCDMA), por apresentar características tais como maior segurança e capacidade flexível sob demanda. O desempenho dessa tecnologia é basicamente limitado pela interferência de acesso múltiplo, ou interferência multiusuário (MAI). No presente trabalho, cenários OCDMA-PON utilizando códigos ópticos unidimensionais, baseados na codificação prima modificada (MPC), e bidimensionais, baseados na codificação óptica ortogonal de múltiplos comprimentos de onda (MWOOC), são descritos, e seus respectivos desempenhos investigados. Os desempenhos desses sistemas são verificados utilizando-se os seguintes esquemas de modulação: 1) On-off Keying (OOK), cujo formalismo para a codificação padded MPC (PMPC) e double padded MPC (DPMPC) foi aqui desenvolvido, 2) por posição de pulso (PPM), considerando os ruídos poissonianos de deteção, cujo formalismo foi também aqui desenvolvido, 3) por posição de pulso (PPM) considerando apenas a interferência de acesso múltiplo (MAI), 4) semelhante ao (3), porém, utilizando a técnica mitigadora de MAI via cancelamento paralelo de interferência (PIC), e 5) semelhante ao (4) porém utilizando modulação por chaveamento de frequência (FSK). Em seguida, a codificação bidimensional MWOOC, utilizando modulação OOK, é analisada com e sem a utilização de PIC. Além desses esquemas, são também incluídas, pela primeira vez nesses formalismos, técnicas de correção posterior de erro (FEC) baseadas no algoritmo Reed-Solomon (RS). A figura de mérito adotada nas simulações é baseada no cálculo da taxa de erro de bit (BER). Os resultados obtidos para os diversos casos investigados neste trabalho indicam que a combinação PIC/FEC deve ser considerada de modo a se obter níveis de BER compatíveis com a região livre de erros (BER < \'10 POT.-12\') para os cenários de redes de acesso atuais e futuros (visando atender a 32 ou 64 usuários simultâneos). / The advent of new services offered to end users, such as the so called triple play, which consists in the simultaneous traffic of voice, video, and data through the same communication infrastructure, has been pushing telecom operators towards providing adequate bandwidth as well as quality of service. This has brought the spotlight to passive optical networks (PONs) by virtue of their considerably higher bandwidth at relatively low cost. In PONs, certain fiber optic spans can be shared among different users as long as multiple access control techniques are used. One such technique is the optical code division multiple access (OCDMA) technique, which, in addition, presents improved data security and flexible capacity on demand. The performance of this technology is basically limited by multi access interference (MAI), which becomes more severe as the number of simultaneous users increases. In the present work, OCDMA-PON scenarios utilizing one- and two-dimensional optical codes separately such as modified prime codes (MPC) and multi-wavelength optical orthogonal codes (MWOOC), are described and thoroughly investigated. The performances of these systems are investigated based on the following modulation schemes: 1) On-off keying (OOK), where a new formalism for the double-padded MPC is proposed, 2) Pulse position modulation (PPM), and 3) Frequency shift keying (FSK) together with MAI mitigation technique based on parallel interference cancelation (PIC). Besides these schemes, it is also included for the first time in these formalisms forward error correction techniques (FEC) based on the Reed-Solomon (RS) algorithm. The figure of merit adopted in all simulations is the bit error rate (BER). The results obtained for the cases investigated in this work indicate that the combination PIC/FEC must be considered if one is interested in obtaining BER levels compatible with the error-free region (BER < \'10 POT.-12\') for the current and future access network scenarios (aiming at attending 32 or 64 simultaneous users).

Aiming to achieve the better efficiency in the use of bandwidth (spectral efficiency), as well as a compromise with the energy utilized in the process (power efficiency), the service operators are obliged to change the way in which the information is conveyed. The simplicity of the OOK modulation format has always been the main reason for using it in optical communications. Hence, once the coherent technologies had reached the maturity from a commercial point of view, they have become real alternatives to extend the capacity of networks. In this thesis, the performance of single and multirate FFH-OCDMA networks based on coherent modulation formats is addressed. The following modulation formats are assumed: binary and quadrature phase shift keying (BPSK and QPSK). For single rate networks, BPSK or QPSK are used as the modulation format for all users. For multirate networks, on the other hand, BPSK and QPSK modulation formats are employed for low and high rate transmission users, respectively. For both networks, new bit error rate (BER) formalisms regarding the main deleterious source in OCDMA are derived, namely multipleaccess interference (MAI). The mathematical formalism developed here accounts for any kind of users\' signal waveforms (which are accurately accounted for at the desired user\'s receiver). As a result, it can be successfully used to carry out performance analysis of any OCDMA network. Moreover, it is shown that both low and high rate users can surprisingly achieve similar BER levels. In addition, it is demonstrated that incoherent OOK-based networks are not good candidates for future single and multirate FFH-OCDMA implementations in this interference limited scenario. On the other hand, our results pave the way for BPSK- and QPSK -based networks, which are seen as potential candidates for next generation passive optical networks (NG-PON2), where higher data rates and a vast amount of users will be major network requirements. / No intuito de alcançar uma melhor eficiência no uso da largura de banda (eficiência espectral), bem como um compromisso com a energia utilizada no processo de transmissão de informações (eficiência em potência), as operadoras de serviços estão sendo obrigadas a alterar o modo em que a informações estão sendo transmitidas. Neste sentido, a simplicidade do formato de modulação OOK sempre foi a principal razão para a sua utilização em sistemas de comunicações ópticas. Assim, uma vez que a tecnologia coerente tem alcançado a maturidade do ponto de vista comercial, estas são reais alternativas para aumentar a capacidade das redes de comunicação ópticas. Nesta tese, são avaliados os desempenhos de redes FFH-OCDMA convencionais e de múltiplas taxas baseadas em formatos de modulação coerentes. Os seguintes formatos de modulação assumidos são: modulação por chaveamento de fase binário e por quadratura (BPSK e QPSK). Para redes convencionais, BPSK e QPSK são utilizados como formatos de modulação para todos os usuários. Por outro lado, para redes de múltiplas taxas de transmissão, os formatos de modulação BPSK e QPSK são empregados para baixas e altas taxas, respectivamente. Para ambas as redes, foram derivados novos formalismos matemáticos considerando a principal fonte deletéria de desempenho em OCDMA, comumente chamada de MAI, no cálculo da BER. Os formalismos matemáticos desenvolvidos são generalizados para quaisquer tipos de formas de onda empregada nos sinais dos usuários (as quais são contabilizadas precisamente no receptor do usuário de interesse). Como resultados, o formalismo matemático pode ser utilizado com sucesso para realizar a análise de desempenho de qualquer rede OCDMA. Adicionalmente, é demonstrado que ambos os usuários em baixa ou alta taxa de transmissão podem surpreendentemente alcançar níveis similares de BER. Concomitantemente, é observado que redes incoerentes baseadas em OOK não são boas candidatas para implementações convencionais e de múltiplas taxas de transmissão considerando esse cenário limitado por interferência. Por outro lado, os resultados trilham o caminho para redes baseadas em BPSK e QPSK, as quais são potenciais candidatas para a próxima geração de redes ópticas passivas (NG-PON2), onde os maiores requisitos são as altas taxas de transmissão e grande capacidade de inserção simultânea de usuários.

Nesta tese estudamos redes cooperativas em modo de operação Full-Duplex (FD). Para tanto, usamos conceitos de teoria da informação e da comunicação, além de estatística aplicada. Assim, fornecemos uma extensa análise de desempenho de sistemas cooperativos em modo FD. Além disso, demonstramos que a operação de relays em modo FD é possível, mesmo sofrendo intensos níveis de auto-interferência. Mostramos também sua aplicação em diversos cenários. Ademais, os resultados obtidos através deste trabalho servem como referência para o design e desenvolvimento de futuras tecnologias de comunicação sem-fio. Primeiramente, contribuímos com uma extensa revisão do estado da arte em comunicações em modo FD, especificamente relays FD, e além disto revisitamos as principais propriedades de esquemas de comunicação cooperativa. Analisamos de maneira extensiva o desempenho de esquemas com relays FD em ambientes com desvanecimento do tipo Rayleigh em termos probabilidade de falha de comunicação, vazão e eficiência energética. Além de todo arcabouço matemático introduzido nesta tese, também identificamos os casos em que sistemas cooperativos em mode Half-Duplex (HD) podem ser vantajosos comparados aos esquemas FD com auto-interferência. Assim, discutimos as relações de custo-benefício entre esquemas HD e FD e entre vazão e eficiência energética. A seguir, elaboramos o modelo estudado e estendemos os resultados iniciais para incorporar os casos com modelos mais gerais de desvanecimento, conhecidos como Nakagami-m. Estes resultados auxiliam na compreensão dos efeitos da auto-interferência residual e linha de visada em sistemas com relays FD. Por fim, contribuímos também com uma análise de desempenho de sistemas cooperativos seguros. Para tanto, usamos ferramentas da teoria da informação para aumentar a privacidade e confidencialidade da comunicação em canais sem-fio. Sendo assim, fornecemos um extenso arcabouço matemático para canais com desvanecimento composto. Além disto, demonstramos que, mesmo sofrendo forte auto-interferência, comunicação segura com relays FD pode também ser obtida, uma vez que segurança perfeita pode ser obtida. / In this thesis we study Full-Duplex (FD) cooperative networks from different perspectives, using concepts of information theory, communication theory and applied statistics. We provide a comprehensive performance analysis of cooperative communications systems operating with FD relays. We demonstrate that FD relaying is feasible even when experiencing strong self-interference, and we show its application under different scenarios. More importantly, the results attained through this work serve as a benchmark for design as well as deployment of current and future wireless communications technologies. Our first contribution is a comprehensive overview of the state-of-the-art on FD communications, more specifically on FD relaying, and we revisit some of the main properties of cooperative schemes. Another contribution comes from an extensive analysis of outage probability, throughput and energy efficiency of FD relaying over Rayleigh fading channels. Besides the mathematical framework introduced herein, we also show that in some cases cooperative Half-Duplex (HD) schemes achieve better performance than FD relaying with self-interference. Therefore, we draw a discussion on the trade-offs between HD and FD schemes as well as between throughput and energy efficiency. Then, we investigate the performance of FD relaying protocols under general fading settings, namely Nakagami-m fading. Our findings allow a better understanding of effects of the residual self-interference and line-of-sight on a FD relaying setup. Our final contribution lies on the performance analysis of secure cooperative networks relying on information theoretical metrics to provide enhanced privacy and confidentiality to wireless networks. Thus, we provide a comprehensive mathematical framework for composite fading channels. Even though experiencing strong self-interference, we demonstrate that FD relaying is feasible also under secrecy constraints, thus perfect secrecy can be achieved.

Aiming to achieve the better efficiency in the use of bandwidth (spectral efficiency), as well as a compromise with the energy utilized in the process (power efficiency), the service operators are obliged to change the way in which the information is conveyed. The simplicity of the OOK modulation format has always been the main reason for using it in optical communications. Hence, once the coherent technologies had reached the maturity from a commercial point of view, they have become real alternatives to extend the capacity of networks. In this thesis, the performance of single and multirate FFH-OCDMA networks based on coherent modulation formats is addressed. The following modulation formats are assumed: binary and quadrature phase shift keying (BPSK and QPSK). For single rate networks, BPSK or QPSK are used as the modulation format for all users. For multirate networks, on the other hand, BPSK and QPSK modulation formats are employed for low and high rate transmission users, respectively. For both networks, new bit error rate (BER) formalisms regarding the main deleterious source in OCDMA are derived, namely multipleaccess interference (MAI). The mathematical formalism developed here accounts for any kind of users\' signal waveforms (which are accurately accounted for at the desired user\'s receiver). As a result, it can be successfully used to carry out performance analysis of any OCDMA network. Moreover, it is shown that both low and high rate users can surprisingly achieve similar BER levels. In addition, it is demonstrated that incoherent OOK-based networks are not good candidates for future single and multirate FFH-OCDMA implementations in this interference limited scenario. On the other hand, our results pave the way for BPSK- and QPSK -based networks, which are seen as potential candidates for next generation passive optical networks (NG-PON2), where higher data rates and a vast amount of users will be major network requirements. / No intuito de alcançar uma melhor eficiência no uso da largura de banda (eficiência espectral), bem como um compromisso com a energia utilizada no processo de transmissão de informações (eficiência em potência), as operadoras de serviços estão sendo obrigadas a alterar o modo em que a informações estão sendo transmitidas. Neste sentido, a simplicidade do formato de modulação OOK sempre foi a principal razão para a sua utilização em sistemas de comunicações ópticas. Assim, uma vez que a tecnologia coerente tem alcançado a maturidade do ponto de vista comercial, estas são reais alternativas para aumentar a capacidade das redes de comunicação ópticas. Nesta tese, são avaliados os desempenhos de redes FFH-OCDMA convencionais e de múltiplas taxas baseadas em formatos de modulação coerentes. Os seguintes formatos de modulação assumidos são: modulação por chaveamento de fase binário e por quadratura (BPSK e QPSK). Para redes convencionais, BPSK e QPSK são utilizados como formatos de modulação para todos os usuários. Por outro lado, para redes de múltiplas taxas de transmissão, os formatos de modulação BPSK e QPSK são empregados para baixas e altas taxas, respectivamente. Para ambas as redes, foram derivados novos formalismos matemáticos considerando a principal fonte deletéria de desempenho em OCDMA, comumente chamada de MAI, no cálculo da BER. Os formalismos matemáticos desenvolvidos são generalizados para quaisquer tipos de formas de onda empregada nos sinais dos usuários (as quais são contabilizadas precisamente no receptor do usuário de interesse). Como resultados, o formalismo matemático pode ser utilizado com sucesso para realizar a análise de desempenho de qualquer rede OCDMA. Adicionalmente, é demonstrado que ambos os usuários em baixa ou alta taxa de transmissão podem surpreendentemente alcançar níveis similares de BER. Concomitantemente, é observado que redes incoerentes baseadas em OOK não são boas candidatas para implementações convencionais e de múltiplas taxas de transmissão considerando esse cenário limitado por interferência. Por outro lado, os resultados trilham o caminho para redes baseadas em BPSK e QPSK, as quais são potenciais candidatas para a próxima geração de redes ópticas passivas (NG-PON2), onde os maiores requisitos são as altas taxas de transmissão e grande capacidade de inserção simultânea de usuários.

A oferta de novos serviços para os usuários finais, como o denominado triple play, que consiste no tráfego simultâneo de voz, vídeo e dados utilizando a mesma infra-estrutura de comunicação, vem exigindo que as estruturas de rede das operadoras ofereçam largura de banda adequada e qualidade de serviço. Nesse contexto, as redes ópticas passivas (PON) vêm se destacando em virtude de oferecerem maior largura de banda a custos relativamente baixos. Nas redes ópticas passivas, trechos de fibras ópticas podem ser compartilhados entre diversos assinantes, exigindo, para isso, a utilização de técnicas de controle de acesso múltiplo. Destaque maior é dado à técnica de acesso múltiplo por divisão de códigos ópticos (OCDMA), por apresentar características tais como maior segurança e capacidade flexível sob demanda. O desempenho dessa tecnologia é basicamente limitado pela interferência de acesso múltiplo, ou interferência multiusuário (MAI). No presente trabalho, cenários OCDMA-PON utilizando códigos ópticos unidimensionais, baseados na codificação prima modificada (MPC), e bidimensionais, baseados na codificação óptica ortogonal de múltiplos comprimentos de onda (MWOOC), são descritos, e seus respectivos desempenhos investigados. Os desempenhos desses sistemas são verificados utilizando-se os seguintes esquemas de modulação: 1) On-off Keying (OOK), cujo formalismo para a codificação padded MPC (PMPC) e double padded MPC (DPMPC) foi aqui desenvolvido, 2) por posição de pulso (PPM), considerando os ruídos poissonianos de deteção, cujo formalismo foi também aqui desenvolvido, 3) por posição de pulso (PPM) considerando apenas a interferência de acesso múltiplo (MAI), 4) semelhante ao (3), porém, utilizando a técnica mitigadora de MAI via cancelamento paralelo de interferência (PIC), e 5) semelhante ao (4) porém utilizando modulação por chaveamento de frequência (FSK). Em seguida, a codificação bidimensional MWOOC, utilizando modulação OOK, é analisada com e sem a utilização de PIC. Além desses esquemas, são também incluídas, pela primeira vez nesses formalismos, técnicas de correção posterior de erro (FEC) baseadas no algoritmo Reed-Solomon (RS). A figura de mérito adotada nas simulações é baseada no cálculo da taxa de erro de bit (BER). Os resultados obtidos para os diversos casos investigados neste trabalho indicam que a combinação PIC/FEC deve ser considerada de modo a se obter níveis de BER compatíveis com a região livre de erros (BER < \'10 POT.-12\') para os cenários de redes de acesso atuais e futuros (visando atender a 32 ou 64 usuários simultâneos). / The advent of new services offered to end users, such as the so called triple play, which consists in the simultaneous traffic of voice, video, and data through the same communication infrastructure, has been pushing telecom operators towards providing adequate bandwidth as well as quality of service. This has brought the spotlight to passive optical networks (PONs) by virtue of their considerably higher bandwidth at relatively low cost. In PONs, certain fiber optic spans can be shared among different users as long as multiple access control techniques are used. One such technique is the optical code division multiple access (OCDMA) technique, which, in addition, presents improved data security and flexible capacity on demand. The performance of this technology is basically limited by multi access interference (MAI), which becomes more severe as the number of simultaneous users increases. In the present work, OCDMA-PON scenarios utilizing one- and two-dimensional optical codes separately such as modified prime codes (MPC) and multi-wavelength optical orthogonal codes (MWOOC), are described and thoroughly investigated. The performances of these systems are investigated based on the following modulation schemes: 1) On-off keying (OOK), where a new formalism for the double-padded MPC is proposed, 2) Pulse position modulation (PPM), and 3) Frequency shift keying (FSK) together with MAI mitigation technique based on parallel interference cancelation (PIC). Besides these schemes, it is also included for the first time in these formalisms forward error correction techniques (FEC) based on the Reed-Solomon (RS) algorithm. The figure of merit adopted in all simulations is the bit error rate (BER). The results obtained for the cases investigated in this work indicate that the combination PIC/FEC must be considered if one is interested in obtaining BER levels compatible with the error-free region (BER < \'10 POT.-12\') for the current and future access network scenarios (aiming at attending 32 or 64 simultaneous users).

Orientadores: Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro, Marcos Antonio Ruggieri Franco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-22T12:56:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PinillaPachon_EdwinGerman_M.pdf: 12541930 bytes, checksum: 74a0367c344ded9c8891d11280568b6b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nesta dissertação se estudou por simulação numérica o efeito de interferência multimodal (MMI, do inglês "multimode interference") em guias de onda, com atenção especial a fibras ópticas, e a resposta óptica do dispositivo MMI a parâmetros externos como temperatura, curvatura e índice de refração. Dispositivos baseados em MMI são formados, em geral, por três guias de onda concatenados sendo as extremidades compostas de guias monomodo e a parte central composta de um guia que permite a propagação de muitos modos, tipicamente, mais do que três. Nesta situação, na seção multimodo, são formadas reimagens que aproximadamente replicam fase e amplitude do campo óptico de entrada. A observação do espectro de transmissão correspondente à primeira reimagem, em dispositivos MMI, permite desenvolver sensores de índice de refração, temperatura e curvatura. A sensibilidade dos sensores foi avaliada frente às variações do mensurando, ou seja, variações no índice de refração, temperatura e curvatura da estrutura MMI em fibra óptica. / Abstract: In this work the effect of multimodal interference (MMI) in waveguides was studied by numerical simulation. Special attention was given to optical fibers and its the optical response when external parameters such as temperature, curvature or refractive índex were varied. MMI devices are usually formed by connecting three waveguides being the input and output ones single mode waveguides while the middle one is a waveguide that allows the propagation of many optical modes, typically more than three. In this situation re-images that replicate both the phase and the amplitude of the input optical field are formed periodically within the multimode section. The analysis of the transmission spectrum of the first re-image in MMI devices were realized in order to get information about the fiber environment, in particular the surrounding refractive índex, radius of curvature and temperature. The sensors sensitivity was evaluated. / Mestrado / Física / Mestre em Física