[pt] Aplicações móveis devem possuir a capacidade de adaptar seu funcionamento a mudanças no contexto computacional do dispositivo e do usuário. Demandas específicas e espontâneas do usuário, a disponibilidade e a variabilidade de recursos como energia ou conectividade sem fio, assim como mudanças na localização do usuário são possíveis motivos para tais adaptações, que geralmente visam a adequar seu funcionamento ao novo contexto, otimizar o seu desempenho ou personalizar a interface com o usuário. Com o objetivo de oferecer ao desenvolvedor de aplicações móveis maior facilidade na implementação de aplicações dinamicamente adaptáveis, o middleware Kaluana define um modelo de componentes orientado a serviços. Este modelo permite a composição, reconfiguração e implantação de componentes. Aplicações implementadas sobre o middleware podem realizar composições entre componentes em tempo de execução. Logo, essas aplicações são dinamicamente adaptáveis, aproveitando-se das características do modelo. O desenvolvimento de componentes é agilizado por meio do uso de ferramentas de reflexão computacional e orientação a serviços para prover abstrações adequadas ao desenvolvedor. A implementação de aplicações adaptáveis consiste na utilização destes componentes de software. Kaluana foi implementado sobre a plataforma móvel Android e foi testado para aplicações móveis sensíveis a localização e baseadas em mapas. / [en] Mobile applications should have the ability to adapt their behaviour according to changes in their context. Specific or spontaneous user requests, variations in the availability of system resources, like energy or wireless connectivity, or changes of the user’s location are possible reasons for such adaptations, that usually aim to adjust the application’s operation to the new context, optimize its performance or personalize its user interface. Aiming to offer greater facility for implementing dynamically adaptive mobile applications, the Kaluana middleware defines a service-oriented component based model. This model supports dynamic component composition, reconfiguration and deployment. Applications executed on the middleware can compose Kaluana components at execution time. Therefore, these applications are dynamically adaptive, taking advantage of the model features. The components development is faster due to usage of computational reflection tools and service orientation concepts that provide adequate abstractions to the developer. This way, dynamic adaptable applications built upon Kaluana consist on compositions of these software components. Kaluana was implemented on the top of Android platform and was tested for the development of map based location-aware mobile applications.

[pt] Serviços para disseminação de informações (serviços push) têm sido amplamente utilizados, em particular para aplicações envolvendo usuários móveis. Estes serviços geralmente atendem a dispositivos com recursos bem diferenciados e em contextos de execução (conectividade sem fio, reserva de energia, etc.) distintos, fazendo necessário adaptar o conteúdo difundido dinamica- e individualmente para cada cliente. Uma vez que muitas adaptações de conteúdo envolvem operações custosas e demandam alto poder de processamento, estas não devem ser realizadas nos clientes móveis. Por outro lado, executar no servidor, as adaptações para cada cliente móvel, torna- se pouco eficiente e escalável. Assim, em tais serviços, é comum utilizar-se intermediários dedicados às adaptações de conteúdo (de acordo com o contexto) dos clientes. Comunicação assíncrona, como publish/subscribe, é considerada por muitos como a mais apropriada para este tipo de serviço. Por outro lado, sistemas para adaptação de conteúdo sensível a contexto não dão suporte a este tipo de comunicação, até porque a adaptação precisa ser individual, e portanto conflita com o paradigma de comunicação um-para-muitos. Neste trabalho apresentamos uma arquitetura para sistemas publish/subscribe com adaptação sensível a contexto, que utiliza um algoritmo que otimiza a adaptação de conteúdo para grandes conjuntos de clientes de uma difusão. / [en] Services for information dissemination (push services) are being widely used, in particular for applications involving mobile users. These services generally serve devices with diferent resources and with distinct execution contexts (wireless connectivity, energy source, etc.), making it necessary to adapt disseminated content individual and dynamically for each client. Since many content adaptations involve costly operations and demand high processing power, these should not be executed at the mobile clients. On the other hand, it is neither efficient nor scalable to execute the adaptations for each mobile client at the server. Thus, in such services, it is common to use proxies dedicated to content adaptations (based on the context) of clients. Asynchronous communication, such as publish/- subscribe, is considered the most appropriate form of communication for this type of service. On the other hand, systems for context-aware content adaptation do not support this type of communication. In this thesis we present an architecture for publish/subscribe systems with context-aware content adaptation, that uses an algorithm that optimizes the content adaptation for large sets of clients.

Resumo: As redes sem fio possibilitam a comunica¸c˜ao de dispositivos computacionais port´ateis, como celulares, notebooks, palmtops, entre outros. Um principal desafio `a seguran¸ca das aplica¸c˜oes e servi¸cos dependentes das redes sem fio ´e a vulnerabilidade das comunica¸c˜oes aos ataques jamming. No escopo das redes sem fio, as redes m´oveis ad hoc (MANETs - Mobile Ad hoc Networks) permitem que os usu´arios tenham mobilidade e acessem as informa¸c˜oes de forma descentralizada empregando ondas eletromagn´eticas atrav´es do meio de transmiss˜ao sem fio. Para tentar garantir a existˆencia de uma MANET segura, robusta e confi´avel, ´e necess´ario desenvolver um sistema de detec¸c˜ao como contramedida inicial aos ataques jamming. Em face `as limita¸c˜oes dos sistemas de detec¸c˜ao de ataques jamming existentes, este trabalho prop˜oe um sistema de detec¸c˜ao distribu´?do e flex´?vel contra ataques jamming em MANETs. O sistema de detec¸c˜ao proposto, denominado DANTE (do inglˆes, Detecting jAmming attacks by the daNger ThEory), tem como inspira¸c˜ao a teoria do perigo, a qual possui caracter´?sticas que inspiram o desenvolvimento de um sistema de detec¸c˜ao de ataques jamming nas MANETs, como a descentraliza¸c˜ao, a dinamicidade e a quantifica ¸c˜ao. O sistema DANTE ´e composto por uma arquitetura com trˆes m´odulos, denominados medi¸c˜oes e informa¸c˜oes, detec¸c˜ao bio-inspirada e resposta ao ataque jamming. O m´odulo de medi¸c˜oes e informa¸c˜oes calcula os valores das medi¸c˜oes estat´?sticas e coleta os dados provenientes da camada de enlace que sofreram interferˆencia. O m´odulo de detec ¸c˜ao bio-inspirada determina e quantifica os ataques na rede. O m´odulo de resposta ao ataque jamming toma uma a¸c˜ao apropriada de acordo com a quantifica¸c˜ao do ataque. Para avaliar o desempenho do sistema DANTE s˜ao empregados dois tipos diferentes de cen´arios. Os cen´arios s˜ao compostos por trˆes dispositivos, os quais dois deles s˜ao leg´?timos e um atua como o atacante. No primeiro cen´ario, os dispositivos s˜ao vizinhos entre si, j´a no segundo cen´ario, o dispositivo atacante ´e vizinho somente de um dispositivo leg´?timo. A fim de avaliar o sistema DANTE s˜ao empregadas as m´etricas de desempenho denominadas acur´acia e precis˜ao. Al´em disso, o sistema DANTE ´e comparado a um outro sistema de detec¸c˜ao de ataques jamming encontrado na literatura, denominado neste trabalho como CLADE. Os resultados de simula¸c˜ao mostram que o sistema DANTE possui um desempenho superior ao sistema CLADE. Al´em de obter a precis˜ao de 100% nos ataques jamming deceptivo e reativo, o sistema DANTE alcan¸cou os maiores resultados para a acur´acia nos ataques jamming deceptivo, aleat´orio e reativo.

[pt] Dispositivos portáteis e redes sem fio vem tornando-se cada vez mais populares e comuns em nosso dia-a-dia, criando assim uma demanda pelo desenvolvimento de serviços e aplicações sensíveis à localização. Em paralelo, houve o desenvolvimento de diversas tecnologias de localização para viabilizar tais serviços, sendo o GPS a mais difundida. O principal problema desta e de várias outras tecnologias é que requerem a implantação de uma infra- estrutura específica para a localização, como por exemplo sensores e satélites, o que aumenta o seu custo ou limita a sua aplicabilidade. Por isto, técnicas de localização que se baseiam exclusivamente na própria infra-estrutura de rede sem fio tem sido bastante exploradas. Neste trabalho apresentamos um serviço para a localização de dispositivos móveis baseado na intensidade de sinal (de radio-freqüência) de pontos de acesso de redes IEEE 802.11. Verificamos também a viabilidade de seu uso para aplicações que demandam a informação de localização em termos de regiões simbólicas (ao invés de coordenadas) e com uma tolerância de erro de poucos metros. O serviço permite também o aninhamento dessas regiões para a formação de regiões maiores, criando o conceito de uma hierarquia de regiões simbólicas. / [en] Portable devices and wireless networks are becoming common place in our daily lives. This has created a demand for the development of locationbased services and applications, i.e. Location-based Services. In parallel, several positioning technologies enabling such services have been developed, where GPS is the most popular one. The main drawback of this and other technologies is that they require the deployment of a specific infra-structure for the positioning, such as sensors and satellites, which in turn raises their cost or restricts their applicability. Therefore, other positioning technologies, which are based merely on the wireless infra-structure, have been explored. In this work we present a service which infers the location of mobile devices using the radio-frequency signal strength of Access Points of IEEE 802.11 wireless networks. We have also verified the viability of its use by applications that require location information in terms of symbolic regions, instead of coordinates, and which tolerate inference errors of a few meters. The service also supports the aggregation of regions into larger symbolic regions using the notion of a hierarchy of symbolic regions.

[pt] Nos últimos anos, considerável debate tem ocorrido a respeito do tema gerência de mobilidade, face à necessidade de se fazer uso judicioso dos recursos de sinalização destinados para esse fim no âmbito de sistemas de comunicação móvel celular e de sistemas de comunicação pessoal (PCS). Dentre as estratégias de gerência de mobilidade, destaca-se a utilização do conceito de áreas de registro, amplamente empregadas a partir dos sistemas de 2a. geração, e permitindo reduzir o consumo de recursos devido a atualizações de localização. Outro conceito, o de áreas de paging, tem também se tornado bastante difundido, propiciando a economia de recursos gastos na procura de terminais móveis por ocasião de tentativas de completamento de chamadas para estes terminais. Este trabalho inicia-se com discussão a respeito de modelos de mobilidade empregados no estudo de problemas e técnicas da área de comunicações móveis. Dentre tais modelos, destacam- se no contexto do trabalho o modelo baseado em fluxo de fluídos e o modelo gravitacional. O problema de particionamento em áreas de localização (LAPP) é então tratado como um problema de particionamento de grafos, cuja elevada complexidade enseja a utilização de heurísticas capazes de propiciar a obtenção de soluções próximas da ótima. As heurísticas propostas destinam-se ao caso mais comum, em que áreas de localização são coincidentes com áreas de paging. Com base em metodologia utilizada para o LAPP, são propostas soluções para um outro problema, o ISHMP (Inter-Switch Handover Minimization Problem), cuja importância se prende não só ao elevado consumo de recursos mas também aos atrasos impostos pelo sistema aos usuários quando estes trocam de área de Mobile Switching Center. Assim, reduzir ao máximo a ocorrência de tais eventos é vantajoso tanto do ponto de vista do usuário quanto do sistema. As heurísticas propostas são essencialmente as mesmas para ambos os problemas, e mostram superioridade em termos de qualidade das soluções obtidas quando comparadas com propostas de outros autores, através de casos-padrão publicados na literatura e de testbed construído especialmente para a comparação. Apresenta-se ainda discussão a respeito de modelos de mobilidade empregados no estudo de problemas e técnicas da área de comunicações móveis. Dentre tais modelos, destacam- se o modelo baseado em fluxo de fluidos e o modelo gravitacional. O trabalho apresenta também estudo relativo às cargas de sinalização que ocorrem tnato na rede fixa (incluindo o tráfego de consultas e atualizações sobre as bases de dados) quanto na interface aérea. No apêndice, considerando o grafo que modela a rede celular, apresenta-se comprovação formal da conversão de pesos de nós e de arestas em novos pesos de arestas, permitindo o tratamento dos dois problemas de particionamento aqui abordados como problemas de edgepartitioning puros. / [en] In the past few years there hás been considerable debate over the question of mobility management in móbile cellular communication networks, due to the need of using the signaling system resources in a careful way. Among the strategies of location management, the utilization of registration areas has been difunded since the emergence of the second generation mobile communication systems, allowing to reduce the resource consumption due to location updates. Another concept, named paging areas, has also been extensively employed, allowing to save resources utilized localization of mobile terminals during the call setup for mobile stations. Initially, the Location Area Partitioning Problem (LAPP) is treated as a graph partitioning problem, largely recognized as NP-complete ([GARE 79], [LENG 90]) and leading to the utilization of heuristics, able to produce good sub-optimal solutions. The heuristics are proposed to solve the more usual case, where location areas are coincident with paging areas, and the frequency spectrum (radio resources). With the same methodology, another problem, named Inter- Switch Handover Minimization Problem (ISHMP), is adequately solved, being its relevance due to the elevated system resource consumption and to the severe delays imposed to users when their Mobile Switching Centers are changed. Thus, the diminution of the occurrence of such events id advantageous from both the user`s and the system`s points of view. The heuristics are eddentially the same for the two problems, and it is shown the superiority of the quality of the quality of the obtained solutions, when comparing them with other published results. The work also presents discussion about mobility models employed in the study of problems and techniques in the mobile communications area. Among such models, the fluid flow and the gravitational models are highlighted. A study concerning to the signaling load imposed to the fixed network (including queries and location update traffic over databases) and to the air interface is presented. Finally, starting from the average rate of mobile terminated calls and from a previously defined user impatience threshold, a new proposal for the definition of the optimal number of cells per paging area is presented.

[pt] O desafio de oferecer serviços de telefonia móvel celular a um número crescente de usuários passa necessariamente pelo aumento das cargas de sinalização e controle. Este trabalho analisa uma serie de estratégias para Paging e a Atualização da Localização e propõe uma alternativa a estes métodos, onde cada usuário é tratado de maneira individualizada. É feita uma avaliação comparativa de carga gerada e do impacto sobre os bancos de dados devido a utilização desta metodologia proposta. / [en] The challenge of offering mobile cellular telephone services to na ever growing number of subscribers, leads necessarily to an increasing amount of control and signaling information exchange. This work analyses a group of Paging and Location Update strategies and proposes an individualized alternative method. A comparative evaluation of the generated signaling load as well as an analysis on the impact on the network data bases due to the usage of the proposed algorithm is performed.

[pt] Em redes IP com mobilidade, uma conexão de transporte estabelecida com um dispositivo móvel pode ser interrompida devido a uma possível troca do endereço IP ocasionada por uma mudança de rede. O período compreendido entre o instante em que dispositivo percebe que está mudando de rede - momento em que se inicia o processo de alteração de seu endereçamento IP - até o momento do restabelecimento de suas conexões com outros dispositivos chama-se período de handoff, e sua duração é denominada latência do handoff. Existem especificações de protocolos que permitem que os nós móveis continuem acessíveis enquanto se movimentam na rede IPv6, como o MIPv6 (Mobility for IPv6). Porém, mesmo com a utilização do MIPv6, durante o período de handoff, pacotes trocados com o dispositivo móvel que se deslocou podem sofrer atrasos maiores do que o desejado ou até mesmo serem perdidos. Esse efeito acaba por diminuir a qualidade da comunicação, especialmente quando se está lidando com dados multimídia. O foco do presente trabalho é a implementação do protocolo Host Identity Protocol (HIP) numa ferramenta de simulação e a avaliação desse protocolo com o objetivo de estabelecer, de maneira quantitativa, o impacto do rompimento e restabelecimento da comunicação em ambientes móveis. A proposta do protocolo HIP é garantir a mobilidade usando uma nova identidade para os hosts de forma independente do endereço IP. São estudados, por meio de simulação, a latência e a perda de pacotes durante o handoff do protocolo HIP com o intuito de fundamentar novas investigações. / [en] In mobile IP networks, a connection of transport established with a mobile device may be interrupted due to a possible exchange of IP addresses caused by a change of network. The period between the moment when device realizes that the network is changing - time in which begins the process of changing its IP address - until the moment that it restores all connections with other devices is called period of handoff, and this period is called the latency of handoff . Some protocols specifications allow us to remain accessible while mobile move in IPv6 network, as the MIPv6 (Mobility for IPv6). But even with the use of MIPv6, during the handoff, exchanged packages with the mobile device could be delayed more than desired or even be lost. This effect diminish the quality of communication, especially when it is dealing with multimedia data. The focus of this work is the implementation of the Protocol Host Identity Protocol (HIP) in a tool for simulation to evaluate the protocol with the goal of establishing, quantitative way, the impact of disruption and restoration of communication in mobile environments. The proposed protocol ensures the mobility using a new identity for the hosts that is independent IP address. The latency and loss of packages are studied, by simulation, during the handoff of HIP protocol in order to justify further investigation.

[pt] Nesta dissertação, é apresentado estudo realizado sobre a variabilidade do sinal, da banda de coerência e do espalhamento de retardos em um ambiente de rádio propagação móvel, por meio de medição em campo de um sinal WiMAX propagado ao longo do canal rádio móvel. A análise da estatística do sinal capturado é comparada com valores teóricos. O sinal WiMAX utilizado possui a tecnologia OFDM-256, como base da sua camada física, e frequência central de 3,410 GHz. A partir dos dados coletados durante as medições, são realizadas as análises da variabilidade do sinal, taxa de cruzamento de nível, tempo médio de desvanecimento, verificada a banda de coerência do canal e calculado o espalhamento de retardos (delay spread), por meio de fórmulas teóricas, em ambientes de LOS e NLOS. O nível do sinal medido é apresentado na forma de distribuição de probabilidade cumulativa, comparado com as distribuições cumulativas teóricas Rayleigh e m-Nakagami, sendo possível verificar a satisfatória adaptação dos dados às distribuições teóricas. São apresentados gráficos com a informação de taxa de cruzamento de nível e tempo médio de desvanecimento de determinadas subportadoras do sinal capturado, bem como os valores teóricos dos parâmetros supracitados, de acordo com as distribuições Rayleigh e m-Nakagami. Novamente, é possível verificar a satisfatória adaptação entre as informações teóricas e os dados medidos em campo. Por fim, é realizada a correlação entre as subportadoras, com o intuito de averiguar a banda de coerência definida, neste trabalho, para um valor de correlação igual a 0,5. De posse dessa informação, o cálculo do parâmetro de espalhamento de retardos é realizado, com base em fórmulas presentes na literatura. / [en] This work presents a study of signal variability, coherence bandwidth and delay spread of a WiMAX signal transmitted through a mobile radio propagation environment. The statistical analysis of the received signal is compared with theoretical distributions. The transmitted WiMAX signal has its physical layer based on OFDM-256 and 3.4 GHz as central frequency. Based on the signal received during the measurements campaign some analysis are done: signal variability; level crossing rate; average fade duration; coherence bandwidth; and delay spread calculation, based on theoretical formulas, in LOS and NLOS environment. The received signal amplitude is plotted as a function of the cumulative probability and compared to the theoretical Rayleigh and m-Nakagami cumulative distributions. It’s possible to notice a good characterization of the measured data based on those two distributions. Some graphs show the level crossing rate and average fade duration of a specific subcarrier of the received signal. In the same graphs are also plotted the theoretical values of Nakagami-m and Rayleigh distributions for those two parameters and we are able to see the good agreement. The correlation between subcarriers is also calculated in order to find out the correlation bandwidth for a correlation of 0.5. Once that the correlation bandwidth is known, the delay spread is calculated based on theoretical formulas.

[pt] O dimensionamento de enlaces digitais de comunicação e realizado com base em objetivos de desempenho a serem satisfeitos por determina- dos parâmetros, considerando o comportamento aleatório das fontes de degradação do sinal. Em sistemas de comunicação móvel por satélite, o de- sempenho pode ser fortemente afetado pelo erro de apontamento da antena provocado pelo movimento da plataforma. Neste estudo,é apresentada uma metodologia para a caracterização estatística da degradação conjunta por erro de apontamento e por atenuação por chuvas, e avaliado o efeito dessas fontes de degradação nos diversos parâmetros de desempenho. A metodolo- gia proposta permite dimensionar o sistema de comunicações móveis por satélite, e determinar restrições a serem impostas ao comportamento es- tatístico do erro de apontamento da antena. / [en] The design of digital communication links is based on performance objec- tives to be satisfied by certain link parameters. In mobile satellite com- munication systems, performance can be strongly affected by the antenna pointing error due to the platform motion. This study presents a method- ology for the statistical characterization of the joint degradation due to pointing error and to rain, and evaluates the effect of these degradation sources on the various performance parameters. The proposed methodology allows for the design of the mobile satellite communication systems, and for the determination of constrains to be imposed on the statistical behavior of the antenna pointing errors.

[pt] A cada dia mais e mais brasileiros possuem um telefone celular de última geração com conexão à internet. Estes novos aparelhos são capazes de ler diferentes tipos de etiquetas usadas para armazenar, recuperar e gerenciar informações, e estão conosco em toda parte para apoiar nossas tarefas diárias. Estes pequenos computadores são conscientes de seu entorno, e propícios à comunicação e colaboração com o mundo real. Devido a sua popularidade, disponibilidade e massa crítica de usuários atingida, novos serviços são desenvolvidos baseados no conceito da computação ubíqua, onde computadores e seres humanos são unificados em torno da noção de ambiente. Estes sistemas pervasivos lidam com questões de interação de contexto e reconhecimento de ambientes, e se adaptam de acordo com as preferências do usuário. Nesta dissertação são descritos o desenvolvimento e testes de usabilidade de uma rede social que é fundamentada nos conceitos da computação ubíqua e Internet das Coisas. Esta rede social, dirigida para o tema da enogastronomia, é acessível por dispositivos móveis e utiliza códigos de duas dimensões colados nas garrafas dos vinhos para através do software e da câmera do celular trazer informações de acordo com o contexto do objeto, lugar e preferência do usuário. / [en] Every day more and more Brazilians have a next generation mobile phone with an internet connection. These new devices are able to read different types of labels used to store, retrieve and manage information; they are with us everywhere to support our daily tasks. These small computers are aware of their surroundings and propitious to communication and collaboration with the real world. Due to their popularity, availability and critical mass of users reached, new services are developed based on the concept of ubiquitous computing, where computers and humans are unified around the concept of environment. These systems deal with issues of pervasive interaction of context, recognition of environments and adapt according to user preferences. This thesis presents a description of the development and usability testing of a social network that is based on the concepts of ubiquitous computing and the Internet of Things. This social network, addressed to the theme of enogastronomy, is accessible by mobile devices and uses twodimensional codes pasted on the bottles of wine for using the software and the phone s camera to bring information in accordance with the context of the object, place and user preference.