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[pt] O acesso sem fio de banda larga está se tornando uma realidade, não apenas para uso corporativo e doméstico, mas para usuários com mobilidade. Dos estimados 1.8 bilhão de pessoas que já utilizam banda larga desde 2012, cerca de dois terços serão consumidores de banda larga móvel e a maioria será servida por redes HSPA (High Speed Packet Access) e LTE-A (Long Term Evolution-Advanced), uma evolução para as redes 4G,capaz de oferecer velocidades acima de 500 Mbps. O planejamento celular tem como objetivo estabelecer a rede de rádio adequada e eficiente em termos de cobertura, capacidade, qualidade de serviço (QoS), custo, utilização de frequências, a implantação de equipamentos e desempenho. O objetivo deste trabalho é estudar dos métodos de planejamento de cobertura e capacidade de sistemas celulares LTE-Advanced e propor uma metodologia passo-a-passo para o planejamento inicial e dimensionamento do número de estações rádio base necessárias para atender uma determinada área de serviço com a capacidade requerida. Um estudo de caso é apresentado, ilustrando a aplicação da metodologia proposta. É apresentada também uma análise comparativa dos recursos requeridos para atender às especificações do projeto quando são utilizadas as bandas de frequência de 2.6 GHz, atualmente autorizada no Brasil, e a banda de 700 MHz, que está em consideração para uso futuro. Os resultados quantificam claramente as vantagens do uso da banda de 700 MHz em relação à banda de 2.6 GHz.

[en] The wireless broadband is becoming a reality, not only for corporate and domestic use, but for mobile users. Of the estimated 1.8 billion people already using broadband since 2012, about two thirds will be mobile broadband consumers and the majority will be served by HSPA (High Speed Packet Access) and LTE-A (Long Term Evolution-Advanced), an evolution to 4G networks, able to offer speeds up to 500 Mbps. The cell planning establishes a radio network properly and efficiently in terms of coverage, capacity, quality of service (QoS), cost, frequency usage, deployment of equipment and performance. The objective of this work is to study the methods of planning coverage and capacity of LTE-A cellular systems and propose a methodology step-by-step for the initial planning and dimensioning of the number of base stations required to meet a given service area with the required capacity. A study case is presented, illustrating the application of the proposed methodology. It also presented a comparative analysis of the required resources to meet the project specifications when used frequency bands of 2.6 GHz, nowadays licensed in Brazil, and the 700 MHz band, which is under consideration for future use. The results clearly quantify the advantages of the use of the 700 MHz band relative to the 2.6 GHz band.

Advisors/Committee Members: LUIZ ALENCAR REIS DA SILVA MELLO.

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[pt] Este trabalho apresenta um modelo de tarifação dinâmica cujo objetivo é determinar qual o preço que deve ser cobrado por uma chamada telefônica, originada em uma estação móvel, de forma a maximizar a receita da empresa operadora do serviço móvel celular, garantindo os valores máximos aceitáveis para a probabilidade de bloqueio de uma chamada e para a probabilidade de queda de ligações devido ao handoff.

[en] This work presents a dynamic pricing model whose objective is to determinate the price that should be charged for a telephone call originated in a mobile phone in order to maximize the telephone enterprise revenue as long as it guarantees the maximum acceptable values for the probability of blocking of originating calls and for calls that are requesting a handoff.

[es] Este trabajo presenta un modelo de tarifación dinámica cuyo objetivo es determinar cuál es el precio que deve ser cobrado por una llamada telefónica, originada en una estación móvil, de tal forma que maximize la receta de la empresa operadora del servicio móvil celular, garantizando los valores máximos aceptables para la probabilidad de bloqueo de una llamada y para la probabilidad de caída de conexión debido al handoff.

Advisors/Committee Members: MARCO ANTONIO GRIVET MATTOSO MAIA.

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[pt] Esta dissertação apresenta uma abordagem para a coordenação de enxames de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANT), baseada na comunicação via Internet provida pelas redes de telefonia móvel. Um grande número de atividades pode ser coberto com uma missão conjunta de VANTs voando em formação, como a vigilância e monitoramento de grandes eventos, tarefas de busca e salvamento, controle de pestes agrárias, fiscalização e conservação florestal, inspeção de oleodutos e redes de distribuição elétrica ou mesmo em missões militares de ataque e reconhecimento. A coordenação de enxame de VANTs pode ser fatorada na comunicação entre os membros do enxame e o algoritmo de controle e interrelacionamento entre os membros. A solução proposta consiste no uso de smartphones acoplados a VANTs capazes de prover o nível necessário de comunicação confiável sobre a Internet móvel, e processar o algoritmo proposto para a coordenação dos enxames de VANTs. Experimentos foram feitos através da emulação de VANTs e redes de dados de telefonia que demostraram a eficácia do algoritmo proposto e analisam o impacto da latência de rede e da velocidade dos VANTs sobre a precisão da coordenação de movimento de enxames.

[en] This work presents an approach to coordinate swarms of Unmanned Aerial Vehicles (UAV) based on Internet communication provided by mobile phone networks. Several activities can be done by several UAVs flying in formation, such as surveillance and monitoring of mass events, search and rescue tasks, control of agricultural pests, monitoring and forest conservation, inspection of pipelines and electricity distribution networks or even military attack and recognition missions. Coordination of UAVs swarm can be branch in two sub-problems: communication between members of the swarm and the algorithm that controls members behaviors regarding their movements. The proposed solution assumes the use of a smartphone coupled with each UAV of the swarm, in order to provide the required level of reliable communication on the mobile Internet and run the proposed algorithm for the coordination of swarms of UAVs. Experiments were performed with emulated UAVs and WAN mobile networks. The results have demonstrated the effectiveness of the proposed algorithm, and have shown the influence of the network latency and the UAV speeds on the accuracy of the movement coordination in the swarms.

Advisors/Committee Members: MARKUS ENDLER.

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[pt] A pervasividade em jogos pode ser reconhecida cada vez que as fronteiras do jogo se expandem do mundo virtual para o mundo real. Sensores, aparelhos móveis, redes de computadores e a internet tornam possível a existência dos jogos pervasivos. Neste trabalho, consideramos como jogos pervasivos móveis os jogos que usam ciência de contexto e aparelhos móveis. Consideramos também que os smartphones são o veículo ideal para a viabilização dos jogos pervasivos. Até onde sabemos, este é o primeiro trabalho sobre projeto geral de jogos pervasivos móveis. Esta tese propõe uma metodologia para apoiar a etapa de projeto conceitual de jogos pervasivos móveis. As contribuições principais deste trabalho são duas: (1) uma lista de características peculiares e importantes de jogos pervasivos, identificadas na literatura do assunto e em projetos de jogos pervasivos existentes. Cada característica possui também um conjunto de perguntas de verificação. Essa lista de características (e as perguntas de verificação) podem ser usadas para inspirar novas ideias de jogos e também para ajudar a descobrir requisitos funcionais e não-funcionais para jogos pervasivos móveis. (2) Uma linguagem específica de domínio para ajudar a especificar atividades em jogos pervasivos móveis que usem aparelhos móveis, sensores e atuadores como elementos principais de interface. Com essa metodologia, os projetistas podem discutir, identificar, verificar e aplicar características importantes de jogos pervasivos móveis. Também, por se tratar de uma metodologia de natureza leve, os projetistas podem trabalhar no nível geral dos jogos (projeto), ao manterem-se focados na especificação das atividades e evitando se preocupar com detalhes de implementação e código-fonte.

[en] Pervasiveness can be recognized in game playing every time the boundaries of playing expand from the virtual (or fictional) world to the real world. Sensor technologies, mobile devices, networking capabilities, and the internet make pervasive games possible. In the present work, we consider pervasive mobile games as context-aware games that necessarily use mobile devices. Also we consider that smartphones are the main driver to fulfill the promises of pervasive game playing. As far as we are aware, this is the first general work on pervasive mobile game design. This thesis proposes a methodology to support the conceptual design stage of pervasive mobile games. The main contributions of this research work are twofold: (1) A novel list of prominent features of pervasive games, identified from game projects and the literature, and checklists for each feature. This feature list (and corresponding checklists) can be used to spark novel game ideas, and to help in discovering functional and non-functional requirements for pervasive mobile games. (2) A domain specific language to help in specifying activities in pervasive mobile games that use mobile devices, sensors, and actuators as the main interface elements. With the proposed methodology, designers can discuss, identify, verify, and apply…

Advisors/Committee Members: BRUNO FEIJO.

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[pt] Nos últimos anos, o uso de dispositivos móveis em grades computacionais tem sido alvo de crescente investigação. Entretanto, um problema mais desafiador, referente ao estabelecimento dinâmico de grades móveis, baseadas exclusivamente em redes sem fio ad hoc, ainda tem sido pouco investigado. Uma contribuição desta tese é a proposta de uma arquitetura de software específica para grades móveis, que pode ser igualmente aplicável a redes sem fio infraestruturadas e ad hoc. Em grades fixas, a responsabilidade de prover um serviço computacional é compartilhada entre dispositivos com relativa abundância de recursos, se comparadas a grades móveis. Nestas últimas, é interessante que a descoberta e a seleção de recursos para execução de tarefas sejam tratadas conjuntamente, de modo a promover a seleção automática dos dispositivos com maior disponibilidade de recursos, considerando-se os requisitos da aplicação. Entretanto, tais elementos têm sido tradicionalmente tratados em separado na literatura relacionada a grades móveis e, em grande parte das abordagens existentes, assume-se que a seleção de recursos seja executada de forma manual pelos usuários da grade móvel. Esta tese propõe, como uma outra contribuição, um protocolo que integra as fases de descoberta e seleção automática de recursos em grades móveis, permitindo que a provisão de serviços computacionais seja escalonada entre os dispositivos com maior disponibilidade dos recursos requeridos pelo serviço. Devido à característica dinâmica dos recursos que correspondem às requisições dos usuários em uma grade móvel (por exemplo, tempo de CPU livre e memória disponível), o protocolo baseia-se unicamente no envio, sob demanda, de requisições via broadcast. No entanto, principalmente em redes sem fio ad hoc de saltos múltiplos, essa estratégia pode acarretar uma sobrecarga nos dispositivos envolvidos, tanto na difusão de requisições quanto no encaminhamento de respostas. Uma terceira contribuição desta tese é o desenvolvimento de um mecanismo que permite reduzir a sobrecarga, devido à difusão de mensagens de resposta, por meio da supressão de respostas excedentes ao longo da rede. O mecanismo, embora implementado no contexto do protocolo proposto nesta tese, pode ser aplicado também a outros protocolos de descoberta baseados no envio de requisições via broadcast. Os resultados experimentais, obtidos em redes de testes e em plataformas de simulação, mostram que o protocolo proposto provê um balanceamento de carga eficiente entre os dispositivos, mediante o aumento do número de requisições. Além disso, pode-se observar que o mecanismo de supressão de respostas é escalável no que diz respeito ao crescimento do número de dispositivos, em comparação com protocolos de descoberta baseados puramente no envio de requisições por broadcast em redes sem fio ad hoc.

[en] In the last few years, the use of mobile devices in computational grids has seen a growing interest. Nevertheless, a more challenging issue, the dynamic establishment of mobile grids on wireless ad hoc networks,…

Advisors/Committee Members: MARKUS ENDLER.

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[pt] Esta tese apresenta novos algoritmos para controle de admissão de usuários em redes móveis celulares. É utilizada a técnica de reserva de recursos, também conhecida por uso de canais de guarda, para atingir os graus de qualidade de serviço desejados para cada tipo de usuário. São propostos algoritmos dinâmicos, capazes de se adaptar ao perfil de tráfego presente na rede e que possuem diferentes filosofias de projeto. Inicialmente, foi considerado o caso de uma classe que resulta em dois tipos de usuários: chamadas novas e chamadas em handoff. Os algoritmos propostos são testados em condições de tráfego representadas por diversas distribuições para o tempo de permanência do usuário na célula. Foi desenvolvido um novo simulador em linguagem C que é capaz de verificar o desempenho dos algoritmos propostos. Resultados analíticos para desempenho dos algoritmos de uma classe e um número fixo de recursos reservados são apresentados empregando uma modelagem por Cadeia de Markov. Foi desenvolvido um método que permite calcular a intensidade de tráfego máxima a qual o sistema pode ser submetido, e a quantidade de recursos a ser reservada assumindo que o objetivo é maximizar a utilização do sistema atendendo os valores de qualidade de serviço estabelecidos, no caso de tempo de retenção do recurso de rádio modelado por uma chamada com distribuição exponencial. Foi proposto um algoritmo simples, dinâmico e distribuído, baseado em medidas em tempo real, cuja meta é acompanhar a curva ótima de número de recursos reservados. Posteriormente, os resultados analíticos empregando Cadeia de Markov são generalizados para M classes. Alguns dos algoritmos definidos para o caso de uma classe são estendidos para o caso de duas classes e seu desempenho é avaliado, utilizando o simulador desenvolvido neste trabalho. O método para calcular a intensidade máxima de recursos que o sistema comporta, sem violar os requisitos de qualidade de serviço, é estendido para o caso de duas classes. Finalmente, são definidos parâmetros que permitem comparar o desempenho dos algoritmos com 2M classes, considerando uma distribuição genérica para o tempo de permanência do usuário na célula.

[en] This thesis presents new algorithms for Channel Admission Control in wireless communications systems. We investigate techniques based in resource reservation, also known as guard channel, to achieve the quality of service desired for each class of users. We propose dynamic schemes based in the cell traffic. Each algorithm has a different goal, some try to minimize the probability of handoff fail, others try to maximize the traffic intensity when the limit imposed by QoS is being approached. First, we considered one class (M = 1) divided in two classes: new users and handoff users. In order to test the new schemes we developed a simulator in C that uses different distributions for the dwell-time. During the simulation, the measures of channel solicitations and the result of their allocation are used to decide whether new calls will be admitted. We also obtained…

Advisors/Committee Members: JOSE ROBERTO BOISSON DE MARCA.

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[pt] O objetivo deste trabalho é investigar a utilização de um Sistema de Inferência Fuzzy (Fuzzy Inference System) para projetar um sistema de controle semiautônomo adequado a veículos militares, a partir do qual serão definidos valores para o Nível de Intervenção de um controlador automático. São apresentados conceitos básicos sobre a aplicação de Sistemas de Infer ência Fuzzy para a concepção de um ponderador de sinais e sobre a teoria de Controladores Preditivos Baseados em Modelo (Model Predictive Controllers), utilizados na implementação do sistema proposto. A partir da modelagem matemática do sistema dinâmico veicular foram obtidos resultados de simulações do veículo militar enquanto operado em situações perigosas e em que se faça necessária a intervenção do controlador, por exemplo, na presença de ameaças inimigas hostis ou em manobras altamente desestabilizadoras. O comportamento da variável de intervenção do controlador é apresentado por meio de suas curvas de evolução, e indica o seu aumento de acordo com o crescimento do nível de ameaça à qual o veículo está exposto. Os resultados são analisados criticamente, e conclui-se que o uso do sistema proposto resulta em um aumento qualitativo na segurança do veículo, tornando-o um sistema militar mais eficiente, com maior capacidade operacional, além de melhorar as habilidades de seu condutor.

[en] The purpose of this work is to investigate the use of Fuzzy Inference Systems to design an appropriate semi-autonomous control system for military vehicles, from which the choice of the automatic controller intervention level would be achieved. Basic concepts about the application of Fuzzy Inference Systems for the design of a weighted signal generator and about the Model Predictive Controllers theory are presented. These concepts were used for the implementation of the proposed semiautonomous control system. From the mathematical model of the vehicular dynamic system, results were obtained through simulated tests where the military vehicle was being operated in hazardous situations and in which the intervention of the automatic controller was necessary, e.g., in the presence of hostile enemy threats or in highly destabilizing maneuvers. The behavior of the controller s intervention variable is presented through its evolution curves and indicates its increase accordingly to the growth of the threat level to which the vehicle is exposed. The results are criticyzed, and it is concluded that the use of the proposed system will result in a qualitative increase in vehicle s safety, making it a more efficient military system, with greater operational capacity and enhancing the skills of its driver.

Advisors/Committee Members: MARCO ANTONIO MEGGIOLARO, MARCO ANTONIO MEGGIOLARO.

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[pt] Com o crescimento gigantesco da Internet e dos sistemas de comunicações móveis celulares, as aplicações de processamento de voz nessas redes têm despertado grande interesse . Um problema particularmente importante nessa área consiste no reconhecimento de voz em um sistema servidor, baseado nos parâmetros acústicos calculados e quantizados no terminal do usuário (Reconhecimento de Voz Distribuído). Como em geral estes parâmetros não são os mais indicados como atributos de voz para o sistema de reconhecimento remoto, é importante que sejam examinadas diferentes transformações dos parâmetros, que permitam um melhor desempenho do reconhecedor. Esta dissertação trata da extração de atributos de reconhecimento eficientes a partir dos parâmetros dos codificadores utilizados em redes móveis celulares e em redes IP. Além disso, como a taxa dos parâmetros fornecidos ao reconhecedor de voz é normalmente superior àquela com a qual os codificadores geram os parâmetros, é importante analisar o efeito da interpolação dos parâmetros sobre o desempenho do sistema de reconhecimento, bem como o melhor domínio sobre o qual esta interpolação deve ser realizada. Estes são outros tópicos apresentados nesta dissertação.

[en] The huge growth of the Internet and cellular mobile communication systems has stimulated a great interest in the applications of speech processing in these networks. An important problem in this field consists in speech recognition in a server system, based on the acoustic parameters calculated and quantized in the user terminal (Distributed Speech Recognition). Since these parameters are not the most indicated ones for the remote recognition system, it is important to examine different transformations of these parameters, in order to allow a better performance of the recogniser. This dissertation is concerned with the extraction of efficient recognition features from the coder parameters used in cellular mobile networks and IP networks. In addition, as the rate that parameters supplied for the speech recogniser must be usually higher than that generated by the codec, it is important to analyze the effect of the interpolation of the parameters over the performance of the recognition system. Moreover, it is paramount to establish the best domain over which this interpolation must be carried out. These are other topics presented in this dissertation.

Advisors/Committee Members: ABRAHAM ALCAIM.

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[pt] O comportamento animal serviu de inspiração para o controle baseado por comportamento aplicado a robôs móveis autônomos. Este se baseia em diretivas simples, ou reações, separadas por camadas com respectivas prioridades. Quando agrupadas, estas diretivas conseguem executar as mais diversas e complexas funções no ambiente, tornando o controle em si uma tarefa segmentada, na qual se divide o objetivo principal em pequenos módulos chamados de comportamentos primários. Estes atuam independentes e, ao trabalharem de forma paralela resultam em comportamentos complexos capazes de realizar tarefas mais complexas, uma evolução do controle reativo. A lógica desta técnica torna mais simples a programação e organização das tarefas porque possui uma estrutura modular que permite a adição de novos sensores (novos comportamentos), sem grandes mudanças no código existente. Esta dissertação desenvolve e implementa a programação baseada em comportamento em robôs móveis autônomos com sensores óticos e ultrassônicos em um ambiente de simulação open source muito comum chamado Player/Stage e validada experimentalmente em 2 robôs autônomos. A arquitetura utilizada no processo de desenvolvimento das camadas comportamentais foi a arquitetura de esquemas motores em conjunto com a técnica de campos potenciais, originalmente idealizada por Ronald C. Arkin em 1998. Os resultados simulados e experimentais foram confrontados com métodos de programação clássica e comprovam todas as vantagens do controle baseado em comportamento.

[en] The animal behavior served as the inspiration for the behavior based control applied to autonomous mobile robots. This is based on simple directives, or reactions, separated by layers with their priorities. When combined, these directives can run the most diverse and complex functions in the environment, making the control itself a segmented task, which divides the main objective into small modules called primary behaviors. Those act independently and, when working in parallel, result in complex behaviors that are capable of executing more complex tasks, an evolution of reactive control. The logic from this technique makes it easy to program and organize robot controllers because it has a modular structure that allows the addition of new sensors (new behaviors) without major changes in the existing code. This thesis develops and implements a behavior based programming on autonomous mobile robots with optical and ultrasonic sensors in very common open source simulation software, called Player/Stage, and validates experimentally in 2 autonomous robots. The architecture used in the development of behavioral layers was the motor schema with potential fields, originally created by Ronald C. Arkin in 1998. The simulated and experimental results were confronted with classical methods of programming and proved all the benefits of behavior based control.

Advisors/Committee Members: MARCO ANTONIO MEGGIOLARO, MARCO ANTONIO MEGGIOLARO.

▼ [pt] Processos Multicanal (PMC) estão presentes nas linhas de produção de muitos segmentos industriais, tais como na indústria alimentícia, farmacêutica, de fabricação de aço e de papel. No entanto, há poucos trabalhos na literatura dedicados ao controle estatístico de processos dessa natureza. O trabalho de Boyd (1950) é o primeiro deles. Neste trabalho são descritos os gráficos de controle de grupos (GCG). Este é o procedimento tradicional, recomendado em textos didáticos de CEP como Pyzdek (1992) e Montgomery (até a 3a edição, de 1997). Posteriormente, Mortell e Runger (1995) elaboram um modelo matemático mais realista para PMC, decompondo a fonte de variação do processo em duas componentes distintas: uma, comum a todos os canais e outra, correspondendo à variação individual de cada canal do processo. Tal modelo foi tão bem aceito na literatura que, desde a sua publicação, tem sido utilizado para o desenvolvimento de esquemas de controle mais eficientes para PMC. Dos esquemas desenvolvidos na versão Shewhart, para o controle estatístico das médias das componentes individuais de variação, devem ser destacados os gráficos de controle de Mortell e Runger (1995), de Runger, Alt e Montgomery (1996) e o GCG de Barbosa (2008). Dentre os esquemas mencionados, somente os dois primeiros foram desenvolvidos tanto em uma versão de Shewhart como em uma versão EWMA (Exponentially Weighted Moving Average), visando obter maior sensibilidade a pequenas alterações na média. Esta tese traz novas propostas para PMC bem representados pelo modelo de Mortell e Runger (1995). Propõe-se a análise da eficiência dos gráficos de controle existentes na detecção de aumentos na dispersão de um canal, bem como o desenvolvimento, na versão Shewhart e EWMA, de novos GCG especificamente destinados à sinalização de tais aumentos. Quando não é viável obter mais de uma observação por canal do processo, propõem-se os gráficos: GCG de MR das diferenças em relação ao nível-base (DNB) e GCG EWMA MR DNB. Já para as situações em que é possível obter mais de uma observação por canal, propõem-se: GCG de S(2) e GCG EWMA de ln[S(2)]. É importante ressaltar que todos os trabalhos desenvolvidos na literatura (seguindo o modelo de Mortell e Runger, 1995) foram dedicados exclusivamente ao controle estatístico da média das componentes individuais de variação, portanto, esta tese tem caráter inédito. Além das contribuições mencionadas, visando obter maior sensibilidade a alterações de pequena magnitude na média das componentes individuais, propõe-se e analisa-se uma versão EWMA do GCG de Barbosa (2008), o mais eficiente na versão Shewhart. Adicionalmente, para obter esquemas EWMA mais eficientes, são obtidos os projetos ótimos de todos os esquemas EWMA apresentados nesta tese, incluindo os gráficos de controle de EWMA de R(t) de Mortell e Runger (1995) e de MEWMA de S(2) de Runger, Alt e Montgomery (1996). São analisadas as curvas de desempenho de todos os esquemas de controle para uma variedade de situações. Nas análises de desempenho, pode-se observar que os… Advisors/Committee Members: EUGENIO KAHN EPPRECHT.

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[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.

Advisors/Committee Members: JOSE MAURO PEDRO FORTES.

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[pt] Uma rede móvel ad hoc consiste de uma coleção de dispositivos computacionais portáteis, equipados com uma interface de comunicação sem fio, com uma distribuição arbitrária e dinâmica no espaço, e onde cada host também serve de roteador para os demais hosts, descobrindo e mantendo rotas multi-hop entre os hosts. De uma forma geral, os protocolos para redes móveis ad hoc são mais complexos do que os protocolos para as redes fixas, devido à várias características destas redes, como por exemplo, a topologia dinâmica, a interferência mútua, o acesso compartilhado e a largura de banda restrita dos enlaces sem fio, bem como a operação com energia restrita e menor quantidade de recursos disponíveis nos hosts móveis. Um grande foco da pesquisa em redes móveis ad hoc tem sido o desenvolvimento, a análise e a comparação de protocolos de roteamento. Por isto, existe a demanda por ambientes para a prototipação rápida, a simulação e a depuração de protocolos de roteamento (e de outras camadas) para este tipo de redes. Preferencialmente estes ambientes devem ser flexíveis, ser simples de usar, e permitir definir vários níveis de abstrações para descrever as características físicas da rede móvel, tais como o padrão de mobilidade, os enlaces sem fio, consumo de energia, etc. Esta dissertação trata do projeto e implementação de um framework para a simulação de redes móveis ad hoc que visa facilitar a criação de ambientes para prototipação, teste, análise de desempenho e complexidade de protocolos para este tipo de redes.

[en] A mobile ad hoc network consists of a set of portable computational devices, equipped with a wireless communication interface, that are randomly and dynamically distributed in space, and where each host serves as a router for the other hosts by discovering and maintaining multi-hop routes among the hosts. In general, protocols for mobile ad hoc networks are more complex than equivalent protocols for static networks, due to several properties of such networks, such as its dynamic topology, the mutual interference, concurrent access and smaller communication bandwidth of the wireless links, as well as, operation with restricted amount of energy, and scarce resources of the mobile devices. A main focus of research in mobile ad hoc networks has been the development, analysis and comparison of routing protocols for such networks. Therefore, there is some demand for environments that facilitate the rapid prototyping, the simulation and the debugging of protocols at the network and other layers for such networks. These environments should preferably be flexible, easy to use, and allow for the definition of different levels of abstractions for modeling the main characteristics of the mobile network, such as the pattern of mobility, the wireless links, the energy consumption, etc. This thesis describes the design and implementation of a framework for the simulation of mobile ad hoc networks, which aims at supporting the development of concrete simulation environments for prototyping, testing and doing the…

Advisors/Committee Members: MARKUS ENDLER.

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[pt] Várias técnicas de múltiplo acesso estão sob discussão para sistemas celulares de 3a. geração. Uma delas é baseada em um sistema híbrido TD/CDMA (Time Division, Code Division Multiple Access). Neste sistema os sinais de todos os usuários simultaneamente ativos são síncronos, o que permite o emprego de receptores de detecção conjunta. Estes receptores conseguem cancelar idealmente as componentes de interferência de múltiplo acesso e entre símbolos e assim apresentam desempenho superior aos receptores CDMA convencionais. Além do desenvolvimento de receptores com melhor desempenho, outra técnica para aumentar a capacidade dos sistemas celulares é o emprego de antenas inteligentes. Neste trabalho, uma ferramenta de simulação foi desenvolvida para verificar o desempenho de sistemas TD/CDMA com e sem o emprego de receptores de detecção conjunta, em três situações: com a variação do número de usuários, considerando-se falhas no mecanismo de controle de potência e de estimação do canal. Adicionalmente, foi estudada a conveniência do emprego antenas inteligentes em conjunto com receptores CDMA convencionais e com detecção conjunta. Os resultados obtidos indicam que, apesar de aumentar a complexidade do sistema, o uso de receptores de detecção conjunta é bastante atraente, já que seu desempenho mostrou-se significativamente superior ao dos receptores CDMA convencionais.

[de] Several multiple acess techniques are under discussion for third generation cellular systems. One of them is based on a hybrid time division, code division multiple acess (TD/CDMA). Since in this acess technique all users sharing the same slot are time synchronized, it is possible to jointly detect the different user signals arriving at the base station, eliminating both intersymbol and multiple acess interferences. Besides the use of techniques aiming to improve the receiver performance, another way to increase the capacity of a cellular system is adaptive antennas at the base station. A simulation tool was developed to verify the performance of a TD/CDMA system with with and without joint detection in three different situations: varying the number of simultaneous active users, in presence of failures on the power control mechanism and in presence of imprecisions of the channel estimator. It was compared also the performance of both receivers considering the effects of using smart antennas. The obtained results indicate that, in spite of increasing system complexity, the use of joint detection receivers might be a better option since its performance wes shown to be significantly better than that of conventional CDMA receivers.

Advisors/Committee Members: JOSE ROBERTO BOISSON DE MARCA.

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[pt] Há alguns anos a Internet vem continuamente tomando uma importância cade vez maior na vida das pessoas, seja para trabalho, diversão, informação ou negócios. Essa disseminação está fazendo com que a necessidade de acesso vá além do escritório ou do lar e alcance o ar livre, ou seja as pessoas gostariam de acessar a Internet de seu notebook enquanto estão no caminho para o trabalho, casa ou escola. Para possibilitar isso o IETF fez estudos e definiu o padrão do IP Móvel. Porém o IP Móvel não resolve totalmente o problema de mobilidade na Internet, e para complementá-lo surgiram os protocolos de micromobilidade. Neste trabalho analisamos detalhadamente os dois principais protocolos de micromobilidade mais completos e sugerimos uma extensão para a melhoria do desempenho do acesso sem fio à Internet.

[en] Since some years ago the Internet is continually grwoing in importance in the peoples life, even for work, amusement, information or businesses. That spread is making the need for access goes outside the office or the home and reach the free air, the people would like to access Internet of his/her notebook while they are in their path for the work, home or school. To make it possible the IETF made studies and it defined a standard, The Mobile IP. However the Mobile IP doesn t totally solve the mobility problem in Internet, and to complement it, the micromobility protocols had appeared. In this work was analyzed the two main protocols of micromobility in detail and was suggested an extension for the improvement of the performance of the wireless access to the Internet.

Advisors/Committee Members: MARCO ANTONIO GRIVET MATTOSO MAIA.

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[pt] O termo de ondas milimétricas refere-se à porção do espectro eletromagnético com frequências entre 30 e 300 GHz, correspondente a comprimentos de onda de 10 até 1 mm, respectivamente. As características das ondas milimétricas diferem das micro-ondas e das infravermelhas, e são estas diferenças que fazem com que um sistema de ondas milimétricas seja o candidato ideal para algumas aplicações. Nos anos passados, a falta e o alto custo de fontes, dispositivos, componentes e instrumentação adequada, para esta faixa de frequências, levaram a um progresso muito devagar nesta área, no entanto, as limitações dos sistemas infravermelhos e ópticos e a superlotação da região do micro-ondas do espectro ocasionaram um maior interesse em frequências milimétricas nos últimos anos. A quinta geração dos sistemas móveis deve estar pronta nos próximos anos, e muitas pesquisas estão se desenvolvendo nas faixas de 28 GHz, 38 GHz e 60 GHz. A faixa de 60 GHz, na qual as ondas têm uma maior atenuação comparada com as outras duas, oferece um maior espectro eletromagnético. Nesta faixa de frequência, as ondas se refletem muito e pode se aproveitar estas reflexões para uma melhor recepção sendo, por tanto, uma ótima opção para comunicação móvel de curta distância com altas taxas de transferência de dados. Para poder aproveitar a maior quantidade de multipercursos, a antena receptora deve ter uma largura de feixe grande. Assim, neste trabalho, duas antenas foram projetadas, construídas e, de alguma forma, testadas para uma frequência de 60 GHz, onde as larguras de feixe simuladas obtidas foram de 112 graus e 115 graus.

[en] The millimeter wave term refers to that portion of the electromagnetic spectrum with frequencies between 30 and 300 GHz corresponding to wavelengths of 1 to 10 mm. The characteristics of the millimeter wave differ from microwave and infrared, and these differences make a millimeter wave system, an ideal candidate for some applications. In the past the lack and the high cost of supplies, devices, components and instrumentation suitable for this frequency band caused very rambling progress in this area. However, the limitations of infrared optical systems and overcrowding of the microwave spectrum region led to a greater interest in the millimeter frequency in recent years and it is expected an increase in this interest. The fifth generation of mobile systems should be ready in the coming years, and many studies are developing in the 28 GHz, 38GHz and 60GHz bands. In the 60 GHz band, waves has a higher attenuation compared to the other two, but also offers greater electromagnetic spectrum, in this band, waves has a lot of reflection, then, scattering can be taken for better reception. So, this band is a great choice for short distance mobile communication with high data rates. To get the greatest amount of multipath, the receiving antenna must have a wide beam width. In this work, two antennas were designed, built and somewhat tested for a frequency of 60 GHz for mobile environment, where the beam widths obtained are…

Advisors/Committee Members: GLAUCIO LIMA SIQUEIRA.

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[pt] Jogos pervasivos móveis são um tipo novo de jogo que mistura aparelhos móveis (como telefones celulares), mundos virtuais e atividades que acontecem no mundo real. Nessa àrea recente, a literatura sobre projeto conceitual e requisitos de qualidade sobre pervasividade são escassas. A pervasividade é a qualidade (difícil de ser definida objetivamente) que difere os jogos pervasivos móveis dos jogos digitais tradicionais. Neste trabalho, nós discutimos o desenvolvimento de um jogo pervasivo móvel usando requisitos de qualidade relacionados à pervasividade. Nós consideramos esses requisitos durante todo o processo de desenvolvimento (i.e., as etapas de projeto, produção e pós-produção), focando na análise, implementação e gameplay. Nós esperamos que os nossos resultados possam ajudar a melhorar guias de desenvolvimento relacionadas a jogos pervasivos móveis.

[en] Pervasive games is an emerging game genre that mixes up mobile devices (such as smartphones), virtual worlds, and gameplay based on the real world, creating a mixed-reality game. This recent area lacks literature about conceptual design and quality requirements related to pervasiveness – the ultimate and elusive quality that differentiate pervasive mobile games from traditional digital games. In the present work, we discuss the development of a pervasive mobile game using quality requirements related to pervasiveness. Also, we consider those requirements in the entire game project (e.g., design, production, and post-production stages), focusing on the analysis, implementation, and gameplay. We expect that our results could help in improving the current state of design guidelines to develop pervasive mobile games.

Advisors/Committee Members: BRUNO FEIJO.

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[pt] A presente dissertação tem como objetivo avaliar as mudanças que estão ocorrendo nas arquiteturas das redes ópticas dos operadores de telecomunicações para adequarem-se aos novos serviços oferecidos aos usuários. Esses serviços demandam cada vez mais flexibilidade, confiabilidade e capacidade de todos os níveis das redes ópticas, desde o acesso até os backbones metropolitanos e de longa distância, passando pelas redes de agregação. No acesso, a principal transformação é a extensão da fibra óptica para pontos cada vez mais próximos do usuário, utilizando-se de tecnologia PON (Passive Optical Network), de maneira a oferecer maior banda permitindo a diversificação de serviços e aplicações, como vídeo de alta definição com interatividade. No backbone metropolitano também são verificadas importantes mudanças, implicando a necessidade de capacidades de transporte cada vez maiores (múltiplos lambdas de 40 Gbps ou 100 Gbps) com uso de DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) e OTN (Optical Transport Network), com roteamento de lambda no nível óptico por meio do uso de ROADM (Reconfigurable Add-Drop Multiplexer) e switching eletrônico também suportado pela OTN. Essa rede de elevada capacidade conecta-se diretamente às redes de acesso ou redes coletoras ou de agregação, aptas a transportar de forma eficiente tráfego baseado em pacotes. Nesse contexto, substituem-se as soluções tradicionais baseadas em TDM (Time Division Multiplexing) por soluções mais adaptadas ao transporte de pacotes e que garantam qualidade de serviço. Essa mesma rede de alta capacidade metropolitana também deve fazer interface com as redes de transmissão regionais e interurbanas de longa distância. O trabalho dará especial atenção às topologias de rede de acesso e backbone metropolitano descritas acima, comparando arquiteturas e investimentos associados.

[en] This dissertation aims to evaluate the changes that are occurring in the telecom operators’ optical network infrastructures to suit to the new services offered to their customers. These services demand increasingly flexibility, reliability and capacity from all optical network layers, from access to long-haul and metropolitan backbone, including aggregation layer. On access, the main transformation is the extension of the optical fiber to points closer to the customers using PON (Passive Optical Networks) technologies in order to offer higher bandwidths. With this strategy it is possible to enable applications and services diversification, like interactivity high definition video. It is also verified important changes on the metropolitan backbone. It is observed the need of improving the transport capacity (multiple 40 Gbps or 100 Gbps wavelengths) using DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) and OTN (Optical Transport Network), with wavelength routing using ROADM (Reconfigurable Add-Drop Multiplexer) and electronic switching. This high-capacity network is connected directly to the access or aggregation networks, which are able to efficiently carry packet-based traffic. In this…

Advisors/Committee Members: MARBEY MANHAES MOSSO.

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[pt] O uso frequente de dispositivos móveis de comunicação pode ser observado no cotidiano e gera implicações em diferentes campos, entre eles na Educação. Esta pesquisa teve como objetivo geral identificar percepções de universitários sobre o uso destes dispositivos, e particularmente dos telefones celulares, em atividades de estudo, em diálogo com referenciais teóricos da psicologia sócio-histórica, com foco nas relações entre comunicação e cognição. No desenvolvimento da pesquisa, buscou-se também: descrever os principais modos de uso do celular em atividades de estudo; compreender as motivações para os usos identificados; verificar as percepções de ganhos relacionados à realização de atividades de estudo com uso dos dispositivos; identificar se existem diferenças de usos e de visões entre estudantes das Ciências Exatas e das Ciências Humanas. De caráter qualitativo, a pesquisa teve como procedimentos metodológicos a aplicação de entrevistas semiestruturadas a 20 estudantes de seis cursos de graduação da Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro e a análise de conteúdo de cada uma delas. Os dados produzidos indicam que os estudantes valorizam a aprendizagem entre pares mediada pelos dispositivos móveis de comunicação e reconhecem ganhos advindos das interações que acontecem nos ambientes virtuais. Por outro lado, apontam o uso destes dispositivos como fonte de distração ou de fuga em situações desinteressantes, entediantes ou incômodas em sala de aula; e têm a expectativa de que seus professores desempenhem papel ativo na proposição de atividades que utilizem dispositivos móveis como recurso pedagógico.

[en] The frequent use of mobile communication devices can be observed in the daily life and generates implications in different fields, among them in Education. This research aimed to identify the perceptions of university students about the use of these devices, specifically mobile phones, in study activities, in dialogue with theoretical references of socio-historical psychology, focusing on the relations between communication and cognition. In the development of the research, we also seek: to describe the main ways of using the mobile phone in study activities; to understand the motivations for identified uses; to verify the earnings perceptions related to the performance of study activities using the devices; to identify if there are differences of uses and visions among students of STEM (Science, Technology, Engineering and Math) and students of Humanities and Social Sciences. As a qualitative study, the research had as methodological procedures the application of semi-structured interviews to 20 students from six undergraduate courses of the Federal University of the State of Rio de Janeiro (Unirio) and the content analysis of each one of them. The data produced indicate that students value peer-to-peer learning mediated by mobile communication devices and recognize gains in interactions that occur in virtual environments. On the other hand, they point to the use of these devices as a source of…

Advisors/Committee Members: ROSALIA MARIA DUARTE.

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[pt] Apesar do acentuado crescimento do uso de dispositivos móveis no contexto de viagens, muitas lacunas de pesquisa ainda estão presentes. A tese se propõe a medir a influência dos traços de personalidade (introversão, abertura a experiências, instabilidade emocional, necessidade de excitação) sobre os construtos dos modelos de aceitação de tecnologia (utilidade percebida, facilidade percebida de uso, confiança e risco percebidos), além da conectividade ubíqua percebida. Buscou-se também verificar os possíveis efeitos de moderação das gerações sobre algums relações do modelo proposto com equações estruturais. Uma fase qualitativa exploratória foi conduzida com 15 entrevistados, que forneceram indicações para composição de uma survey aplicada a 912 respondentes. Na amostra da geração X (N igual a 587), a abertura a experiências apresentou efeito significativo sobre a utilidade utilidade percebida e risco. Já a necessidade de excitação apresentou efeito significativo sobre a confiança. Tanto a utilidade apresentou efeito significativo sobre a atitude, quanto também a facilidade de uso, a confiança e a conectividade ubíqua percebida. A conectividade ubíqua percebida também apresentou efeito significativo sobre a utilidade e sobre a facilidade de uso percebida. Já a atitude apresentou efeito significativo sobre a intenção de compra. Como resultados da amostra da geração Y (N igual a 312), dos traços de personalidade, apenas a necessidade de excitação apresentou efeito significativo sobre a confiança. Semelhante à amostra da geração X, tanto a utilidade apresentou efeito significativo sobre a atitude, quanto também sobre a facilidade de uso e confiança. Na geração Y, a conectividade ubíqua percebida também apresentou efeito significativo sobre a utilidade e sobre a facilidade de uso percebida, assim como a atitude apresentou efeito significativo sobre a intenção de compra. Foi verificado efeito moderador significativo das gerações sobre algumas das relações propostas no modelo principal e nos modelos alternativos. Os traços de personalidade não se mostraram como antecedentes tão cruciais para se prever relações com os construtos de adoção de tecnologia (facilidade de uso, utilidade confiança e risco), atitude e intenção de compra. No entanto a conectividade ubíqua e o efeito das gerações sobre alguns elementos da compra via dispositivos móveis, parecem ser elementos importante para serem incluídos em análises gerenciais que venham a ser realizada no contexto dos turismo mediado por dispositivos móveis.

[en] Despite the sharp growth in the use of mobile devices in the context of travel, many research gaps are still present. The thesis brings as innovation the combination of constructs of technology acceptance models, personality traits and the moderation effect of the generations, aiming to propose and test a new model with structural equations. A qualitative exploratory phase was conducted with 15 interviewees, who provided indications for the composition of a survey applied in 912 respondents. Personality traits…

Advisors/Committee Members: JORGE BRANTES FERREIRA, JORGE BRANTES FERREIRA.

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[pt] Nas últimas décadas, tem-se observado um crescente interesse nas tecnologias relacionadas a ambientes de comunicação móvel sem fio. Em grande parte, esse interesse vem acompanhando o crescimento do mercado de telecomunicações, mais especificamente dos sistemas de telefonia móvel celular. Os usuários vêm absorvendo rapidamente essas tecnologias, originando novas necessidades, como a utilização de serviços de dados multimídia, que exige garantias de qualidade. Nesse contexto, um dos desafios encontrados é conseguir a utilização eficiente do limitado espectro de freqüências disponível, fornecendo serviços com qualidade para os usuários. Esta dissertação propõe uma arquitetura para provisão de qualidade de serviço -QoS- fim-a-fim em redes móveis sem fio, levando em consideração características inerentes a esses ambientes. Para alcançar esse objetivo, são propostas modificações aos frameworks para provisão de QoS em ambientes genéricos de processamento e comunicação, visando atender às necessidades trazidas pelas redes móveis, gerando uma arquitetura adaptável para fornecer QoS em ambientes que ofereçam suporte à mobilidade. Uma instanciação dos frameworks para provisão de QoS em redes móveis sem fio é descrita através de um cenário de mobilidade, no qual é simulada uma rede infraestruturada de serviços integrados funcionando sobre o IP Móvel, de modo a validar a peoposta.

[en] In the last decades, increasing interest has been observed in technologies related to wireless mobile communication environments. Great part of such interest follows the growth in the telecommunications industry, more specifically of cellular mobile telephony systems. Users are quickly absorbing these technologies and generating new necessities, such as the use of services of multimedia data, which demand quality assurance. In this context, one of the challenges is the efficient use of the limited frequency spectrum available, providing users quality services. This thesis proposes an architecture for the provision of end-to-end QoS in wireless mobile networks, taking into account inherent characteristics of these environments. To reach this purpose, modifications were proposed to the frameworks for QoS provisioning in generic processing and communication environments, aiming to fulfill the necessities brought by mobile networks, generating an adaptable architecture to offer QoS in environments that support mobile connections. In order to validate the proposal, an instantiation of frameworks for QoS provisioning in wireless mobile networks is described by means of a mobility scenario in which an infrastructure network of integrated services is simulated working over Mobile IP.

Advisors/Committee Members: LUIZ FERNANDO GOMES SOARES.

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[pt] Este trabalho apresenta um sistema de computação constituído, basicamente, por redes locais de baixo custo e estações especiais, interligadas por uma rede local de alto desempenho, justificando o seu uso em um ambiente educacional, tipicamente numa escola técnica industrial.

[fr] Ce traveil présente un système d’informatique constitué essentiellement des réseaux locaux trés simples et de stations spéciales liés par un autre réseau de haute performance justifiant ansi son utilisation dans les écoles techiques industrielles.

Advisors/Committee Members: LUIZ FERNANDO GOMES SOARES.

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[pt] A interação em ambientes virtuais de engenharia se caracteriza pelo alto grau de precisão necessário para a realização de tarefas típicas desse ipo de ambiente. Para isso, normalmente são utilizados dispositivos de interação específícos que possuem 4 graus de liberdade ou mais. As atuais aplicações envolvendo interação 3D utilizam dispositivos de interação para a modelagem de objetos ou para a implementação de técnicas de navegação, seleção e manipulação de objetos em um ambiente virtual. Um problema relacionado é a necessidade de controlar tarefas naturalmente não-imersivas, como a entrada de símbolos (e.g., texto, fotos).Outro problema é a grande curva de aprendizado necessária para manusear tais dispositivos não convencionais. A adição de sensores popularização os smartphones e tablets possibilitaram a utilização desses dispositivos em ambientes virtuais de engenharia. Esses dispostitivos se diferenciam, além da popularidade e presença de sensores, pela possibilidade de inclusão de informações adicionais e a realização de tarefas naturalmente não-imersivas. Neste trabalho é apresentada uma ferramenta de interação 3D para tablets, que permite agregar todas as principais técnicas de interação 3D como navegação, seleção, manipulação, controle de sistema e entrada simbólica. Para avaliar a ferramenta proposta foi utilizada aplicação SimUEOP-Ambsim, um simulador de treinamento em plataformas de óleo e guias que tem a complexidade necessária e permite o uso de todas as técnicas implementadas.

[en] Interaction in engineering virtual environments is characterized by the necessity of the high precision level needed for the execution of specic tasks for this kind of environment. Generally this kind of task uses specicinteraction devices with 4 or more degrees of freedom (DOF). Current applications involving 3D interaction use interaction devices for object modelling or for the implementation of navigation, selection and manipulation tecniques in a virtual environment. A related problem is the necessity of controlling tasks that are naturally non-immersive, such as symbolic input (e.g., text, photos). Another problem is the large learning curve to handle such non-conventional devices. The addition of sensors and the popularization of smartphones and tablets, allowed the use of such devices in virtual engineering environments. These devices, besides their popularity and sensors, dier by the possibility of including additional information and performing naturally non-immersive tasks. This work presents a 3D interaction tablet-based tool, which allows the aggregation of all major 3D interaction tasks, such as navigation, selection, manipulation, system control and symbolic input. To evaluate the proposed tool we used the SimUEP-Ambsim application, a training simulator for oil and gas platforms that has the complexity needed and allows the use of all techniques implemented.

Advisors/Committee Members: ALBERTO BARBOSA RAPOSO.

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[pt] O trabalho propõe um método heurístico para a análise de modelos de redes de filas fechadas, denominado algoritmo linearizado de redes simplificado (ALS), o qual é o resultado de uma simplificação no Algoritmo Linearizador original. O ALS mostrou-se interessante na análise de redes de grande porte (redes com mais de 10 classes de usuários) por apresentar um tempo de processamento bastante pequeno, se comparado com o tempo do Algoritmo Linearizador e de outros algoritmos existentes na literatura. É apresentado também a definição de um método aproximado para a integração dos mecanismos de encaminhamento e controle de fluxo em redes de computadores comutados por pacote. Resultados de simulação mostram que com esse esquema é possível utilizar de uma maneira bastante eficiente os recursos da rede.

[en] This work presents a heuristic method called Simplifield Linearizer Algorithm for analyisis of closed queueing network models. The proposed method from some simplifications introduced in the original Linearizer Algorithm. The Simplified Linearizer Algorithm is quite useful in the analysis of large network (network with more than ten user classes) due to its smaller processing time as compared with the processing time required by the Linearizer Algorithm and others describ in the literature. Also, this work defines an approximate method for the integration of the routing and flow control mechanism in packet switching computer networks. Simulation results shom that this integration scheme improves the efficiency associated with the utilization of the network resources.

Advisors/Committee Members: JOSE ROBERTO BOISSON DE MARCA.

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[pt] A pesquisa parte do princípio de que as histórias em quadrinhos constituem um importante meio de entretenimento e comunicação. Em decorrência da característica de mesclar imagem e texto como nenhuma outra forma de arte, se desenvolveram em um nicho próprio. Considera-se que a linguagem das HQs evolui a partir da estrutura de códice com seu sistema de páginas. Detentora de uma linguagem visual própria percebe-se na contemporaneidade, transformações com o advento das tecnologias. Atualmente, podem ser lidas em dispositivos móveis agregando incrementos ao se aproximar de outras mídias. Diante deste novo paradigma digital atinge nível de mobilidade que o computador pessoal não permitia, propondo um novo nicho de expressão e produção artística. Com foco na fruição e leitura em plataformas digitais, a pesquisa traça um panorama dos principais aplicativos de distribuição e leitura enquanto analisa títulos e narrativas específicas. Também aborda a evolução da linguagem visual das histórias em quadrinhos, contemplando a transposição para o mundo digital na internet e aspectos relacionados com a adaptação para os dispositivos móveis.

[en] This research is based on the principle that comics represent an important form of entertainment and communication. Due to its capability to combine image and text like no other art form, it establishes itself as a unique means of expression. We could determine that its configuraton originates from pages of a códex structure. Since it holds its own specific visual language. Nowadays comics can be read on mobile devices more elements in connection with other media. On account of these new digital paradigms comics reach a mobility level that the personal computer alone coudn t offer, opening up new áreas of expression and artistic creativity. Considering its utilization in digital platforms, this study presents a outline of the main applications in its circulation and reading, trying at the same time to analyze titles and specific characteristics. It also covers the evolution of the visual language in comics, including its transposition to the digital world of the interner as well as other aspects related to the adaptation to the mobile devices.

Advisors/Committee Members: LUIZ ANTONIO LUZIO COELHO.

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[pt] A classificação de litologias e uma tarefa importante na caracterização de reservatorios de petróleo. Um de seus principais objetivos e dar suporte ao planejamento e as atividades de perfuracao de poços. Dessa forma, quanto mais rapidos e eficazes sejam os algoritmos de classificacao, mais confiavel ser a as decisoes tomadas pelos geologos e geofısicos. Esta dissertação analisa os metodos ensemble aplicados a classificacao automática de litologias. Para isso, foi realizada uma comparação entre classificadores individuais (Support Vector Machine e Multilayer Perceptron) e estes mesmos classificadores com métodos Ensemble (Bagging e Adaboost). Assim, concluımos com uma avaliação comparativa entre as técnicas, bem como apresentamos o trade-off em utilizar métodos Ensemble em substituição aos classificadores individuais.

[en] Lithology classification is an important task in oil reservoir characterization, one of its major purposes is to support well planning and drilling activities. Therefore, faster and more effective classification algorithms will increase the speed and reliability of decisions made by geologists and geophysicists. This work analises ensemble methods applied to automatic lithology classification. For this, we performed a comparison between single classifiers (Support Vector Machine and Multilayer Perceptron) and these classifiers with ensemble methods (Bagging and Boost). Thus, we conclude with a comparative evaluation of techniques and present the trade-off in using Ensemble methods to replace single classifiers.

Advisors/Committee Members: MARCELO GATTASS.

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[pt] Existe um crescente interesse na introdução de serviços integrados no ambiente de comunicações móveis e sem fio. Estes serviços podem incluir, em alguns casos, informação na forma de áudio, vídeo, imagens e dados simultaneamente junto com o serviço existente de voz nas redes celulares. Devido à necessidade por maior faixa, o aumento da capacidade da interface rádio continuará sendo um dos principais requisitos para a introdução destes novos serviços. Para atender esta necessidade, vários métodos de acesso estão sendo propostos. Esta tese propõe um novo protocolo de acesso, D-RAMA, que visa extender os métodos de acesso determinísticos TRAMA e FRAMA. A validação do algoritmo é feita por meio de simulação considerando diversas interfaces rádio, assim como diferentes tipos de tráfegos.

[en] Third generation systems will present several new enhancements while compared with current second generation technologies. Some of the most important ones are the support of integrated services (audio, video, data) as well as speech, operation in different radio environments with several propagation conditions and increased capacity. These features demand an efficient media access control (MAC) protocol, supporting both Constant Bit Rate (CBR) and Variable Bit Rate (VBR) traffic types with different Quality of Service (QoS) requeriments. In order to supply this demand, several packet access methods are being proposed. This thesis presents a new media access protocol, D-RAMA (Dynamic Priorities Resource Auction Multiple Access) and FRAMA (Fair resource Auction Multiple Access) methods, and is designed to fulfill the requirements of third generation systems. The protocol is validated through simulations, considering several radio interfaces and traffic sources.

Advisors/Committee Members: JOSE ROBERTO BOISSON DE MARCA.

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[pt] Este trabalho aborda o problema da alocação dos canais de tráfego em sistemas móveis celulares. A utilização de métodos de alocação mais eficientes constitui uma das principais alternativas para a melhoria do desempenho de sistemas congestionados. Além disto, a constante redução do tamanho das células exige a aplicação de métodos mais flexíveis no que diz respeito ao pré-planejamento das freqüências. Alguns dos inúmeros métodos já propostos são apresentados, e dois deles - CBWL e Segregação de Canais - são simulados em um sistema FDMA micro-celular-uni- dimensional. É feita uma comparação do desempenho oferecido por estes dois métodos, e os resultados obtidos indicam a necessidade da utilização de alguma estratégia de prioridade para o atendimento das solicitações de handoff.

[en] In this work the problem of traffic channel assignment in móbile cellular systems is adressed. The use of more efficient assignment methods represents one of the main alternatives to enhance the performance of congested systems. Moreover, the ceaseless reduction of cell sizes requires the adoption of more flexible methods already proposed are presented, and two of them - CBWL and Channel Segregation - are simulated in FDMA 1-dimensional microcellular system. The performance offered by these two methods is compared, and the results indicate the need of using some priority strategy for attending handoff requests.

Advisors/Committee Members: JOSE ROBERTO BOISSON DE MARCA.

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[pt] Em meados dos anos 90, após reconhecer que os serviços de emergência estavam inadequados, a FCC (Federal Communications Commission), órgão governamental dos Estados Unidos que regulamenta as atividades das operadoras de telecomunicações, determinou que todas as operadoras de telefonia móvel celular deveriam ser capazes de fornecer a posição geográfica de um usuário que estivesse realizando uma chamada de emergência. Essa posição seria determinada através da posição da estação móvel, ou seja, o aparelho celular. Existem diversas técnicas para determinação da posição geográfica de uma estação móvel. Entre as técnicas mais conhecidas se destacam TOA (Time of Arrival ou Tempo de Chegada), TDOA (Time Difference of Arrival ou Diferença de Instantes de Chegada) e DOA (Direction of Arrival ou Direção de Chegada). Dentre estas, TDOA tem mostrado ser a mais promissora e mais utilizada, por possibilitar uma implementação mais simples e que não exige alterações no terminal móvel do assinante e por ser mais robusta em presença de erros introduzidos pelo canal. A determinação da posição da estação móvel através da técnica baseada em TDOA consiste em duas etapas: na primeira, é feita a estimativa de um conjunto de parâmetros denominados TDOA`s e na segunda etapa, esses parâmetros são utilizados para formar um sistema de equações hiperbólicas, cuja solução fornece a posição da estação móvel. O objetivo desta dissertação é avaliar o desempenho dos principais métodos existentes na literatura para solução das equações hiperbólicas, a partir de um conjunto de TDOA`s já a estimados previamente. A avaliação de desempenho dos métodos leva em conta possíveis erros nas medidas de TDOA`s, que normalmente são introduzidos por fenômenos naturais, como multi-percurso na propagação dos sinais emitidos pela estação móvel, ausência de linha direta de visada e outros, ou por outros fatores associados ao tipo de algoritmo utilizado para estimação dos TDOA`s. Além disso um novo método é proposto seu desempenho comparado aos demais.

[en] In the middle of the 90`s, after recognizing that the current emergency services were not appropriated, the FCC (Federal Communications Commission), a USA governmental institution that rules the telecommunication carriers activities, stated that every wireless carrier should be able to provide the geographic position of a subscriber making an emergency call. The subscriber position shall be determined by means of the position of the mobile station, that is, the cell phone. There are many techniques available to determine the geographic position of the mobile station. Amongst the most known techniques, we can cite the TOA (Time Of Arrival) technique, TDOA (Time Difference Of Arrival) technique and DOA (Direction Of Arrival) technique. And amongst these 3 techniques, TDOA has shown to be the most promising and most used, for it permits a simple implementation that doesn`t require modifications in the subscriber handset and for being more robust in presence of channel impairments than the other techniques. The…

Advisors/Committee Members: MARCO ANTONIO GRIVET MATTOSO MAIA.

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[pt] Este trabalho examina várias técnicas de alocação de canais, e alocação de potência, baseados no parâmetro relação sinal ruído interferência. Os esquemas de controle de potência que utilizam este parâmetro, são resolvidos a partir da determinação do raio espectral de uma matriz obtida a partir da manipulação da matriz de ganhos de enlace. Foi provado que é possível resolver esta matriz por outro método baseado em determinantes, e também foi mostrado que este método permite se obter rapidamente uma alocação de canais factível. Além disso, várias técnicas de otimização da alocação de potência foram estudadas, ampliando a abordagem para uma visão completa do problema de alocação de potência.

[en] This work examines several techniques of allocation of canals, and allocation of power, based in the parameter relation signal noise interference. The projects of power control that use this parameter, are decided from the determination of the spectral ray of a matrix gotten from the manipulation of the matrix of profits of enlace. It was proven that it is possible to solve this matrix through another method based on determinative, and also was shown that this method allows to get a feasible allocation of canals quickly. Moreover, several techniques of otimization of the power allocation had been studied, extending the boarding for a complete vision of the problem of power allocation.

Advisors/Committee Members: MARCO ANTONIO GRIVET MATTOSO MAIA.

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[pt] Poucos estudos têm investigado e propôs uma solução de middleware para a Internet das Coisas Móveis (IoMT), onde as coisas inteligentes (Objetos Inteligente) podem ser movidos, ou podem mover-se de forma autônoma, mas permanecem acessíveis a partir de qualquer outro computador através da Internet. Neste contexto, existe uma necessidade de gateways com eficiência energética para fornecer conectividade para uma grande variedade de objetos inteligentes. As soluções propostas têm mostrado que os dispositivos móveis (smartphones e tablets) são uma boa opção para se tornar os intermediários universais, proporcionando um ponto de conexão para os objetos inteligentes vizinhos com tecnologias de comunicação de curto alcance. No entanto, eles só se preocupam apenas sobre a transmissão de dados de sensores-primas (obtido a partir de objetos inteligentes conectados) para a nuvem onde o processamento (e.g. agregação) é executada. Comunicação via Internet é uma atividade de forte drenagem da bateria em dispositivos móveis; Além disso, a largura de banda pode não ser suficiente quando grandes quantidades de informação estão sendo recebidas dos objetos inteligentes. Por isso, consideramos que uma parte do processamento deve ser empurrada tão perto quanto possível das fontes. A respeito disso, processamento de eventos complexos (CEP) é muitas vezes usado para o processamento em tempo real de dados heterogêneos e pode ser uma tecnologia chave para ser incluído nas Gateways. Ele permite uma maneira de descrever o processamento como consultas expressivas que podem ser implantados ou removidos dinamicamente no vôo. Assim, sendo adequado para aplicações que têm de lidar com adaptação dinâmica de processamento local. Esta dissertação descreve uma extensão de um middleware móvel com a inclusão de processamento contínuo dos dados do sensor, a sua concepção e implementação de um protótipo para Android. Experimentos têm mostrado que a nossa implementação proporciona uma boa redução no consumo de energia e largura de banda.

[en] Few studies have investigated and proposed a middleware solution for the Internet of Mobile Things (IoMT), where the smart things (Smart Objects) can be moved, or else can move autonomously, but remain accessible from any other computer over the Internet. In this context, there is a need for energy-efficient gateways to provide connectivity to a great variety of Smart Objects. Proposed solutions have shown that mobile devices (smartphones and tablets) are a good option to become the universal intermediates by providing a connection point to nearby Smart Objects with short-range communication technologies. However, they only focus on the transmission of raw sensor data (obtained from connected Smart Objects) to the cloud where processing (e.g. aggregation) is performed. Internet Communication is a strong battery-draining activity for mobile devices; moreover, bandwidth may not be sufficient when large amounts of information is being received from the Smart Objects. Hence, we argue that some of the processing…

Advisors/Committee Members: MARKUS ENDLER.