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Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:19:58Z No. of bitstreams: 1 Christian Fragoas Fernandez Rodrigues_ok.pdf: 8813902 bytes, checksum: c8e3cf523506e5a2ebc8013f10d32450 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:19:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Christian Fragoas Fernandez Rodrigues_ok.pdf: 8813902 bytes, checksum: c8e3cf523506e5a2ebc8013f10d32450 (MD5) Previous issue date: 2018-08-09 Considering the possible MIMO (Multiple Input Multiple Output) technology adoption for 8K resolution digital television broadcasting, this dissertation part from experiments with a MIMO OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 4096 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) transmission system in urban environment. The experimental data allow to compare the attenuations measured in horizontal and vertical polarizations, in which small differences are observed. In a way to contribute with the projects of such systems, the broadcasting systems coverage, the experimental data is employed to optimize (tune) the ITU R-P.1546 propagation model parameters; to that end, descendent gradient and Newton-Raphson methods are used to find the parameter set which minimizes the quadratic medium error between the route loss foreseen by the model and the one measured. This optimization is realized in horizontal and vertical polarizations separate and conjunctionally. As a result, parameter sets that confer higher accuracy to the ITU RP. 1546 model are obtained. Next, the SFN (Single Frequency Network) coverage project is considered. An heuristic algorithm is proposed to obtain station positions that allow to cover an interest region with minimum signal intensity. The obtained coverage is evaluated and heuristics are employed to search for system configurations, SFN antennas localizations allocation, which improve performance. The heuristics consider terrain informations and coverage superpositions between different transmitting stations. The proposed algorithm is interactive and supplies as final result a transmitter quantity and its locations in order to supply a region satisfying an intensity signal baseline. Thus, this dissertation approaches aspects that facilitate broadcasting systems projects, mainly SFNs in the UHF bandwidth. The results are quite promising, the optimization of ITU-R P.1546 model parameters improves its coverage prediction accuracy and the proposed heuristic allows to obtain candidate positions to implement SFNs, to further survey. Considerando a possível adoção de tecnologias MIMO (Multiple Input Multiple Output) para a radiodifusão de televisão digital em resolução 8K, esta dissertação parte de experimentos com um sistema de transmissão MIMO OFDM (Otrhogonal Frequency Division Multiplexing) 4096 QAM (Quadrature Amplitude Modulation) em ambiente urbano. Os dados experimentais permitem comparar as atenuações medidas nas polarizações horizontal e vertical, no que se observa pequenas diferenças. De forma a contribuir com projetos de tais sistemas, a cobertura de sistemas de radiodifusão, os dados experimentais são empregados para otimizar (sintonizar) os parâmetros do modelo de propagação ITU R-P.1546; para isso, utiliza-se os métodos gradiente descendente e Newton-Raphson de forma a encontrar o conjunto de parâmetros que minimiza o erro médio quadrático entre a perda de percurso prevista pelo modelo e a medida. Essa otimização é realizada nas polarizações horizontal e vertical isoladamente e conjuntamente. Como resultado obtêm-se conjuntos de parâmetros que conferem maior acurácia ao modelo ITU R-P.1546. A seguir, considera-se o projeto de cobertura de redes de frequência única (SFN - Single Frequency Network). Propõe-se um algoritmo heurístico para obter posições de estações que permitam cobrir uma região de interesse com uma intensidade mínima de sinal. A cobertura obtida é avaliada e heurísticas são empregadas para buscar por configurações do sistema, a alocação das localizações das antenas da SFN, que melhorem o desempenho. As heurísticas consideram informações de relevo e a sobreposição de coberturas entre diferentes estações transmissoras. O algoritmo proposto é iterativo e como resultado final fornece uma quantidade de transmissores e suas localizações de forma a atender uma região satisfazendo um patamar de intensidade de sinal. Assim, esta dissertação aborda aspectos que permitem facilitar projetos de sistemas de radiodifusão, principalmente de SFNs, na faixa de UHF. Os resultados são bastante promissores, pois a otimização dos parâmetros do modelo ITU R-P.1546 melhora a acurácia da predição de cobertura do mesmo e a heurística proposta permite obter posições candidatas para a implementação de SFNs, para posterior survey.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:20:02Z No. of bitstreams: 1 Leandro Ferreira Gentile Pinto_ok.pdf: 9947806 bytes, checksum: 30ba6fd213fb202fde09ff2c3d3ecc6e (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:20:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leandro Ferreira Gentile Pinto_ok.pdf: 9947806 bytes, checksum: 30ba6fd213fb202fde09ff2c3d3ecc6e (MD5) Previous issue date: 2018-08-07 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior This work presents the results about the use of adaptive filters in the frequency domain. This is done using the RLS (Recursive Least Squares) algorithm and the twodimensional DCT (Discrete Cosine Transform), respectively, with the objective to reduce deviations in climatic forecasts. The differences between the climatic variables observed in the atmosphere and those predicted by a numerical model tend to increase with the integration time due to errors and simplifications in the equations. The Eta regional atmospheric model is used by CPTEC / INPE for numerical climate prediction calculations, which contains errors. This dissertation adopts the use of adaptive filtering and digital signal and image processing techniques to reduce Eta model weather forecasts to improve these predictions. Errors are calculated from the NCEP reanalysis data. The climatic variables used in this work are the zonal and meridional components of the wind, geopotential height and specific humidity, analyzed in twenty atmospheric pressure levels and in the spatial resolution of 40 km. The experimental results indicate that the adaptive filters of order (N = 4) are able to reduce the prediction errors, which are evaluated using the mean square error and the maximum error. Este trabalho apresenta os resultados sobre o emprego de filtros adaptativos no domínio da frequência. Isso é feito utilizando o algoritmo RLS (Recursive Least Squares) e a DCT (Discrete Cosine Transform) bidimensional, respectivamente, com o objetivo de reduzir desvios em previsões climáticas. As diferenças entre as variáveis climáticas observadas na atmosfera e as previstas por um modelo numérico tendem a aumentar com o tempo da integração, devido a erros e simplificações nas equações. O modelo atmosférico regional Eta é utilizado pelo CPTEC/INPE para cálculos de previsão numérica climática, que contém erros. Esta dissertação adota o uso da filtragem adaptativa e técnicas de processamento digital de sinais e imagens para reduzir os erros das previsões climáticas do modelo Eta, de modo a aprimorar essas previsões. Os erros são calculados a partir dos dados das reanálises do NCEP. As variáveis climáticas utilizadas neste trabalho são as componentes zonal e meridional do vento, altura geopotencial e umidade específica, analisadas em vinte níveis de pressão atmosférica e na resolução espacial de 40 km. Os resultados experimentais indicam que os filtros adaptativos de ordem (N = 4) conseguem reduzir os erros de previsão, que são avaliados usando o erro quadrático médio e o erro máximo.

Submitted by Aglair Aguiar (aglair@ct.ufrj.br) on 2020-04-04T18:04:15Z No. of bitstreams: 1 888974.pdf: 843461 bytes, checksum: 760c4376586a61599c2d5bdbae2ecfeb (MD5) Made available in DSpace on 2020-04-04T18:04:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 888974.pdf: 843461 bytes, checksum: 760c4376586a61599c2d5bdbae2ecfeb (MD5) Previous issue date: 2018-08 Com a proliferação de serviços wireless, a demanda por espectro disponível também cresce. Logo, a eficiência espectral é um assunto de grande interesse na comunidade científica, que procura por meios para fornecer qualidade de serviço ao crescente número de usuários. massive MIMO é uma técnica repleta de atrativos a ser empregada na futura geração wireless, já que aproveita o espectro existente eficientemente. Este trabalho propõe duas estratégias de seleção de antenas para serem empregadas no downlink de um sistema massive MIMO, visando a redução da potência de transmissão. Os algoritmos propostos podem também ser usados para selecionar um subconjunto de sensores ativos em uma rede centralizada de sensores. A estratégia proposta para seleção de antenas é inspirada na técnica matching pursuit. Os resultados apresentados indicam que uma seleção eficiente pode ser obtida com baixa complexidade computacional. As wireless services proliferate, the demand for available spectrum also grows. As a result, the spectral efficiency is still an issue addressed by many researchers looking for solutions to provide quality of service to a growing number of users. massive MIMO is an attractive technology for the next wireless systems since it can alleviate the expected spectral shortage. This work proposes two antenna selection strategies to be applied in the downlink of a massive MIMO system, aiming at reducing the transmission power. The proposed algorithms can also be employed to select a subset of active sensors in centralized sensor networks. The proposed strategy to select the antennas is inspired by the matching pursuit technique. The presented results show that an efficient selection can be obtained with reduced computational complexity.

Submitted by Aglair Aguiar (aglair@ct.ufrj.br) on 2020-03-31T02:55:42Z No. of bitstreams: 1 888712.pdf: 2492906 bytes, checksum: 1544b11898074b81e98979c7229948a3 (MD5) Made available in DSpace on 2020-03-31T02:55:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 888712.pdf: 2492906 bytes, checksum: 1544b11898074b81e98979c7229948a3 (MD5) Previous issue date: 2018-03 Nesta tese foi realizada uma pesquisa extensa sobre as tecnologias existentes para comunicação sem fio subaquática. Foram analisadas as principais características das comunicações acústicas, RF e ótica. O estudo foi aprofundado na comunicação acústica, e foi realizada uma análise da resposta em frequência do canal de Arraial do Cabo com dados adquiridos no local. O efeito Doppler, um fenômeno inerente aos canais subaquáticos acústicos, foi investigado de forma minuciosa. Dentre as técnicas estudas para compensação deste efeito, foi escolhido um algoritmo adaptativo, o qual foi re-analisado com uma nova abordagem. Uma versão simplificada deste algoritmo foi proposta para reduzir a quantidade de símbolos pilotos. Foi também desenvolvida uma estratégia para determinar a frequência de treinamento deste novo algoritmo. A principal contribuição da tese é a proposta de uma nova estrutura de receptor para compensar o efeito Doppler. Nesta estrutura, é proposta a adaptação de forma iterativa do filtro correlator. A adaptação do suporte temporal deste filtro reduz a interferência inter-simbólica. Além desta ideia, foi demonstrado que a componente de fase do sinal recebido, que é dependente do tempo, deve ser removida em um estágio anterior ao usual. Ou seja, foi proposta uma modificação na sequência do processamento do sinal recebido para melhorar a sua estimativa. Para testar esta nova estrutura do receptor, foi implementado um sistema de comunicação. Foram realizadas simulações numéricas com sistemas de uma única e de múltiplas portadoras. Os resultados das simulações mostram que a nova estrutura pode reduzir a quantidade de erros de bits para altos valores de razão sinal-ruído. A melhora do desempenho pode ser observada em todas as velocidades relativas testadas, e também para constelações densas. In this thesis we perform a research survey of the three available technologies for wireless underwater communications. We discuss the main features and drawbacks inherent to acoustic, RF, and optical communications. We focus our research on underwater acoustic communications, and we analyze and evaluate the channel frequency response of Arraial do Cabo using data acquired in situ. We further investigate the Doppler effect, a phenomenon that is inherent to underwater acoustic channels. We analyze and justify a compensation algorithm to mitigate the Doppler effects. We propose a simplified algorithm version for minimizing the required number of pilot symbols. We also develop a simple strategy to determine how often our proposed compensation method should be retrained. Our main contribution is the proposal of a new receiver design to deal with Doppler effects. We present the idea of iteratively adapt the correlator filter placed at the receiver side. We show that the adaptation of this filter’s support reduces the inter-symbol interference of the estimated symbols. Besides this idea, we demonstrate that the time-dependent phase-shift component of the received signal should be removed beforehand. That is, we propose a modification in the signal processing sequence blocks for improving the symbol estimation. For testing and comparing this new receiver design, we implement a communication model encompassing physical layer aspects. We perform several numerical simulations for single-carrier and multicarrier systems. Simulation results show that our proposal might provide a reduction in the bit error rate for high signal-to-noise ratios. This performance improvement can be observed for all tested relative movement, and even with dense digital signal constellation.

Submitted by Aglair Aguiar (aglair@ct.ufrj.br) on 2019-01-10T16:20:43Z No. of bitstreams: 1 865832.pdf: 2709430 bytes, checksum: de05aeb66dea06c122f1df470892f84e (MD5) Made available in DSpace on 2019-01-10T16:20:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 865832.pdf: 2709430 bytes, checksum: de05aeb66dea06c122f1df470892f84e (MD5) Previous issue date: 2017-06 A primeira parte deste trabalho introduz um novo sistema de localização baseado em aprendizado de máquina para aumentar a acurácia da identificação do andar na localização em prédios baseada em radiofrequêcia (RF), enquanto preserva-se baixo o erro de localização bidiminensional. O método também reduz a complexidade computacional do cálculo da estimativa de posição. Um banco de dados de amostras de RF foi coletado em um prédio com 13 andares para avaliar a proposta. A segunda parte deste trabalho analisa o imageamento tomográfico não-invasivo utilizando RF, ou mapeamento através de paredes (TWM - Through-the-Wall Mapping). Quatro algoritmos de reconstrução – dois projetivos e dois algébricos – são comparados utilizando um modelo de perda de propagação corrompido por ruído Rayleigh em uma geometria de aquisição com feixes de raios paralelos. Em seguida, a tese propõe a aplicação do método dos elementos finitos (FEM - Finite Element Method) para simular diversas configurações de TWM, proporcionando um modelo de simulação mais acurado. Os parâmetros da discretização (meshing) do modelo FEM foram otimizados, reduzindo significativamente o custo computacional, sem comprometer a acurácia. A reconstrução de duas plantas-baixas é realizada empregando diferentes taxas de amostragem, frequências de operação e modelos de antena. Por fim, uma geometria de aquisição circular com múltiplos sensores (MCG - Multi-Sensor Circular Acquisition Geometry) é definida para reduzir o tempo de obtenção de amostras de RF em comparação com a geometria de raios paralelos. O esquema MCG é avaliado utilizando o modelo FEM proposto. The first part of this work introduces a novel machine-learning based location engine aiming at improving floor identification accuracy in radio frequency (RF) multi-floor indoor positioning while preserving a low two-dimensional positioning error. The location engine also reduces the position fix computational complexity. A large database of RF samples was collected in a 13-storey building to evaluate the proposal. The second part of this work studies in detail radio tomographic imaging, also referred to as RF-based through-the-wall mapping (TWM). Four different reconstruction algorithms – two projective and two algebraic – are compared using a path-loss model corrupted by Rayleigh noise in a parallel-beam acquisition geometry. After that, the thesis proposes applying the Finite Element Method (FEM) to simulate several parallel-beam geometry RF TWM setups, providing a more accurate simulation model. The meshing parameters of the FEM model geometry have been optimized, enabling a significant computational cost reduction while preserving accuracy. Reconstruction of two floor maps is carried out using the FEM model with different sampling rates, operational frequencies, and antenna models. Finally, a multi-sensor circular acquisition geometry (MCG) is defined to reduce the time required to acquire the RF samples in comparison to the parallel-beam geometry. The MCG scheme is evaluated using the proposed FEM framework.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:19:22Z No. of bitstreams: 1 Ediwan Sousa da Silva.pdf: 9666014 bytes, checksum: 5f8f3740f849ca45bb8f99f98eef4385 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:19:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ediwan Sousa da Silva.pdf: 9666014 bytes, checksum: 5f8f3740f849ca45bb8f99f98eef4385 (MD5) Previous issue date: 2017-05-26 This dissertation develops a formalism to analyze the propagation of waves in open dielectric waveguides, using: Vectorial Magnetic Method and Finite Element Method.The domain of open waveguides is infinite. The application of perfectly matched absorbing boundaries (PML Perfectly Matched Layer) adapts the external region to a finite, computationally tractable domain. In the developed analysis, the PML s were implemented in a Fortran program to simulate the propagation of electromagnetic waves in dielectric anisotropic structures. That program was formulated by: Vectorial Magnetic Method and Finite-Element Method, with very satisfying results. In order to validate the method, the rectangular anisotropic, embedded, and ARROW (AntiRessonant Reflecting Optical Waveguide) waveguides were studied. The confrontation with the results from literature was satisfying. Este trabalho desenvolve um formalismo para analisar a propagação de ondas em guias de onda dielétricos abertos, pelos métodos: Vetorial Magnético e dos Elementos Finitos.O domínio de guias abertos é infinito. A aplicação de fronteiras absorventes perfeitamente casadas (PML Perfectly Matched Layer) adapta a região externa ao domínio finito, computacionalmente tratável. Na análise desenvolvida, as camadas PML foram implementadasem programa Fortran para simular a propagação de ondas eletromagnéticas em estruturas dielétricas anisotrópicas. Esse programa foi formulado pelos métodos Vetorial Magnético e dos Elementos Finitos, com resultados bastante satisfatórios. Para validar o método, estudaram-se os guias: retangular anisotrópico, canal e o guia ARROW (AntiRessonant Reflecting Optical Waveguide). As confrontações dos resultados obtidos com os da literatura foram satisfatórias.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:19:07Z No. of bitstreams: 1 Francisco Simon Sanchis Jorge.pdf: 4124041 bytes, checksum: b5877064432789d2cb22173d7cb02989 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:19:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francisco Simon Sanchis Jorge.pdf: 4124041 bytes, checksum: b5877064432789d2cb22173d7cb02989 (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 In this work the coupling between dielectric waveguides is analyzed using the modal perturbation technique (mode coupling). The approach is general, thus, applicable to any kind of structures constituted by different kinds and numbers of dielectric waveguides. Fundamental factors related to the coupling between waveguides are calculated and some of the structure results compared to those published in the literature. Although the theory is general, in this study, were just analyzed coupled dielectric slabs. The reason for this approach is to reach a perfect understanding about the applicability of the method, for, in future works, be able to apply it in more complex structures; fotonic crystals; coupling between several optic fibers, etc. The effective permittivity method was also developed, without restrictions, with the purpose of completing the programming of the modal perturbation method, related to the analysis of isolated slabs. Este trabalho analisa acoplamentos de guias dielétricos pela técnica da perturbação modal (modos acoplados). A abordagem é generalizada, isto é, aplicável a quaisquer estruturas constituídas por diferentes tipos e números de guias dielétricos. Os fatores fundamentais do acoplamento entre os guias são calculados e os resultados de algumas estruturas confirmados com os publicados na literatura. Embora a teoria seja geral, nesse estudo, limitou-se às estruturas de duas lâminas dielétricas acopladas. A intenção dessa abordagem foi a de se ter uma perfeita compreensão da aplicabilidade do método, para, em trabalhos futuros, usá-lo em estruturas complexas; cristais fotônicos; acoplamentos de diversas fibras ópticas, etc. O método da permissividade efetiva foi desenvolvido, também, sem restrição, com o objetivo de completar a programação do método da perturbação modal. No que diz respeito à análise das lâminas isoladas.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:19:06Z No. of bitstreams: 1 Alexandre Ribeiro Freitas.pdf: 3923889 bytes, checksum: e9fbad1b2b2ac38ce9b83f3a393a5dde (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:19:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alexandre Ribeiro Freitas.pdf: 3923889 bytes, checksum: e9fbad1b2b2ac38ce9b83f3a393a5dde (MD5) Previous issue date: 2015-09-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior This thesis presents results of application of adaptive filters, using the NLMS (Normalized Least Mean Square) and RLS (Recursive Least Square), to reduce deviations in weather forecasts. Discrepancies between the actual state of the atmosphere and predicted by a numerical model tend to increase over the integration period. The atmospheric model Eta is used operationally for numerical forecasting at CPTEC / INPE and as other atmospheric models, shows the accuracy of the weather forecasts. There is research aimed at introducing improvements in atmospheric model Eta 40km and others who evaluate the predictions and identify model errors for their products to be used properly. This work is intended to filter data from the Eta model and adjust them so as to minimize the error between the results provided by the Eta model and the NCEP. Thus, we employ digital signal processing techniques and images in order to improve weather forecasts Eta model. The adaptive filter in this paper will adapt the series throughout the forecast period. To train the filter regions, clustering techniques were used, such as clustering algorithm k-means so as to select climate series which have similar behavior to each other. Climate variables are the meridional wind and geopotential height in the area covered by atmospheric forecast model Eta with resolution of 40 km, to a pressure level of 250 hPa. Finally, the results show that the filter with 4 coefficients, adapted by RLS algorithm in conjunction with the criteria for selection of areas through k-means algorithm has the best performance by reducing the EQMn and dispersion of error, both the meridional wind variable and for the variable geopotential height. Esta dissertação apresenta resultados da aplicação de filtros adaptativos, utilizando os algoritmos NLMS (Normalized Least Mean Square) e RLS (Recursive Least Square), para a redução de desvios em previsões climáticas. As discrepâncias existentes entre o estado real da atmosfera e o previsto por um modelo numérico tendem a aumentar ao longo do período de integração. O modelo atmosférico Eta é utilizado operacionalmente para previsão numérica no CPTEC/INPE e como outros modelos atmosféricos, apresenta imprecisão nas previsões climáticas. Existem pesquisas que visam introduzir melhorias no modelo atmosférico Eta e outras que avaliam as previsões e identificam os erros do modelo para que seus produtos sejam utilizados de forma adequada. Dessa forma, neste trabalho pretende-se filtrar os dados provenientes do modelo Eta e ajustá-los, de modo a minimizar os erros entre os resultados fornecidos pelo modelo Eta e as reanálises do NCEP. Assim, empregamos técnicas de processamento digital de sinais e imagens com o intuito de reduzir os erros das previsões climáticas do modelo Eta. Os filtros adaptativos nesta dissertação ajustarão as séries ao longo do tempo de previsão. Para treinar os filtros foram utilizadas técnicas de agrupamento de regiões, como por exemplo o algoritmo de clusterização k-means, de modo a selecionar séries climáticas que apresentem comportamentos semelhantes entre si. As variáveis climáticas estudadas são o vento meridional e a altura geopotencial na região coberta pelo modelo de previsão atmosférica Eta com resolução de 40 km, a um nível de pressão de 250 hPa. Por fim, os resultados obtidos mostram que o filtro com 4 coeficientes, adaptado pelo algoritmo RLS em conjunto com o critério de seleção de regiões por meio do algoritmo k-means apresenta o melhor desempenho ao reduzir o erro médio e a dispersão do erro, tanto para a variável vento meridional quanto para a variável altura geopotencial.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:18:49Z No. of bitstreams: 1 Tiago Fernandes Moraes.pdf: 6170178 bytes, checksum: c290aa5371fe88688f0c4b70d365fc65 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:18:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tiago Fernandes Moraes.pdf: 6170178 bytes, checksum: c290aa5371fe88688f0c4b70d365fc65 (MD5) Previous issue date: 2014-04-30 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The aim of this work is to contribute to the development of a technique based on intelligent systems that allows the accurate location of the Short Duration Voltage Variations (SDVV) origin in an electrical power distribution system. Once the fault is detected via a Phase-Locked Loop (PLL), voltage signals acquired during the fault are decomposed into instantaneous symmetrical components by the proposed method. Then, the energies of the symmetrical components are calculated and used to estimate the fault location. In this work, two systems based on Artificial Neural Networks (ANN) are evaluated. The first one is designed to classify the fault location into one of predefined possible points and the second is designed to estimate the fault distance from the feeder. The technique herein proposed is applies to three-phase feeders with balanced loads. In addition, it is considered that there is availability of voltage measurements in the initial node of the feeder and also in sparse points along the distribution power grid. The employed database was made using simulations of a model of radial feeder using the PSCAD / EMTDC program. Sensitivity tests employing cross-validation are performed for both approaches in order to verify the reliability of the results. Furthermore, in order to check the generalization capability, tests with faults not originally contained in the database were performed. The performances of both architectures of neural networks were satisfactory and they demonstrate the feasibility of the proposed techniques to perform fault location on distribution grids. O objetivo deste trabalho é contribuir com o desenvolvimento de uma técnica baseada em sistemas inteligentes que possibilite a localização exata ou aproximada do ponto de origem de uma Variação de Tensão de Curta Duração (VTCD) (gerada por uma falta) em um sistema de distribuição de energia elétrica. Este trabalho utiliza um Phase-Locked Loop (PLL) com o intuito de detectar as faltas. Uma vez que a falta é detectada, os sinais de tensão obtidos durante a falta são decompostos em componentes simétricas instantâneas por meio do método proposto. Em seguida, as energias das componentes simétricas são calculadas e utilizadas para estimar a localização da falta. Nesta pesquisa, são avaliadas duas estruturas baseadas em Redes Neurais Artificiais (RNAs). A primeira é projetada para classificar a localização da falta em um dos pontos possíveis e a segunda é projetada para estimar a distância da falta ao alimentador. A técnica aqui proposta aplica-se a alimentadores trifásicos com cargas equilibradas. No desenvolvimento da mesma, considera-se que há disponibilidade de medições de tensões no nó inicial do alimentador e também em pontos esparsos ao longo da rede de distribuição. O banco de dados empregado foi obtido através de simulações de um modelo de alimentador radial usando o programa PSCAD/EMTDC. Testes de sensibilidade empregando validação-cruzada são realizados em ambas as arquiteturas de redes neurais com o intuito de verificar a confiabilidade dos resultados obtidos. Adicionalmente foram realizados testes com faltas não inicialmente contidas no banco de dados a fim de se verificar a capacidade de generalização das redes. Os desempenhos de ambas as arquiteturas de redes neurais foram satisfatórios e demonstram a viabilidade das técnicas propostas para realizar a localização de faltas em redes de distribuição.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:18:57Z No. of bitstreams: 1 Leonardo Ribeiro Marinho.pdf: 3172779 bytes, checksum: 5b7f41f286f9b479e17ad96628f43af7 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:18:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leonardo Ribeiro Marinho.pdf: 3172779 bytes, checksum: 5b7f41f286f9b479e17ad96628f43af7 (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 The evolution of digital communication systems is intrinsically related to the development of optical fiber technology. Since its creation in the 1960s, many studies have been conducted in order to increase the system capacity, such as the attenuation reduction, chromatic dispersion control and elimination of nonlinearities. In this context, Bragg fibers appear as a structure with great potential to mitigate these drawbacks. Bragg fibers have a different operational mechanism with respect to traditional fibers to support the confined modes. Their core has a low refractive index, and the cladding consists of dielectric rings of different refractive indices, allocated alternately. For a Bragg fiber with hollow core, as considered in this paper, there are losses due to the occurrence of leaky modes. Therefore, the dispersion analysis of these structures falls in the complex plane, making it even harder. This dissertation will be based on a strategy essential to the analysis of transverse modes: TE0m, TM0m and hybrids. The found results have been validated by comparing them with those obtained in the literature. The paper discusses the losses and dispersions of the mentioned modes, and the results obtained will serve to guide the research on Bragg fibers. A evolução nos sistemas digitais de comunicação está intrinsicamente relacionada ao desenvolvimento da tecnologia de fibras ópticas. Desde a sua criação, na década de 60, inúmeras pesquisas vem sendo realizadas com o intuito de aumentar a capacidade de informação transmitida, por meio da redução da atenuação, controle da dispersão cromática e eliminação das não-linearidades. Neste contexto, as Fibras de Bragg surgem como uma estrutura de grande potencialidade para se minimizar tais inconvenientes. As fibras de Bragg possuem um mecanismo de operação diferente em relação às fibras tradicionais de suportar os modos confinados. Nelas, o núcleo possui um baixo índice de refração, e a casca é constituída por anéis dielétricos de diferentes índices de refração, alocados alternadamente. Para uma fibra de Bragg com núcleo oco, como a considerada neste trabalho, há perdas decorrentes dos modos de fuga. Portanto, a análise da dispersão destas estruturas se situa no plano complexo, tornando-a muito difícil. Esta dissertação será fundamentada em uma estratégia imprescindível à análise dos modos transversais TE0m, TM0m e dos híbridos. Os resultados encontrados são validados confrontando-os com os obtidos na literatura. O trabalho discutirá as perdas e dispersões dos modos citados, e os resultados obtidos poderão nortear as pesquisas das fibras de Bragg.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T14:05:09Z No. of bitstreams: 6 Marcia Luzia Correia de Abreu Pt 1.pdf: 221745 bytes, checksum: 89c4a0209e0b02c644230f5eabf2aec8 (MD5) Marcia Luzia Correia de Abreu Pt 2.pdf: 181888 bytes, checksum: 13449fb37a70252310b56d06a493d271 (MD5) Marcia Luzia Correia de Abreu Pt 3.pdf: 368544 bytes, checksum: 696d1ed7eb9e88ae9bd00ddacb8b78c7 (MD5) Marcia Luzia Correia de Abreu Pt 4.pdf: 3092340 bytes, checksum: 4e52f093d6d5f8c8a9acef5856a36380 (MD5) Marcia Luzia Correia de Abreu Pt 5.pdf: 130374 bytes, checksum: 8f8ebaefb286ef6728b89d0cf7a7b959 (MD5) Marcia Luzia Correia de Abreu Pt 6.pdf: 84757 bytes, checksum: c061f716c9cbd1531d785a777cfbdaf5 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T14:05:09Z (GMT). No. of bitstreams: 6 Marcia Luzia Correia de Abreu Pt 1.pdf: 221745 bytes, checksum: 89c4a0209e0b02c644230f5eabf2aec8 (MD5) Marcia Luzia Correia de Abreu Pt 2.pdf: 181888 bytes, checksum: 13449fb37a70252310b56d06a493d271 (MD5) Marcia Luzia Correia de Abreu Pt 3.pdf: 368544 bytes, checksum: 696d1ed7eb9e88ae9bd00ddacb8b78c7 (MD5) Marcia Luzia Correia de Abreu Pt 4.pdf: 3092340 bytes, checksum: 4e52f093d6d5f8c8a9acef5856a36380 (MD5) Marcia Luzia Correia de Abreu Pt 5.pdf: 130374 bytes, checksum: 8f8ebaefb286ef6728b89d0cf7a7b959 (MD5) Marcia Luzia Correia de Abreu Pt 6.pdf: 84757 bytes, checksum: c061f716c9cbd1531d785a777cfbdaf5 (MD5) Previous issue date: 2012-10-30 This dissertation has the objective to verify the contribution of different tips for line detection, to the classification of multispectral images, with the possible use in the discrimination and mapping of class of covering of the land. In this context, the comparison between different techniques of detection of characteristics for extraction of power lines in agricultural areas is affected, namely, distinction techniques using variation of contrast and morphologic filtering, and detection of edges using filter Canny and detector SUSAN. In this case were used techniques of extraction of lines with Hough Transform and Radon Transform too, using different algorithms in aerial images of remote sensing. These results had evaluated and compared producing tables of efficiency for each procedure. These tables direct the different solutions that change of boarding depending of the final objective of the detection of the Power Lines. Essa dissertação tem o objetivo de verificar a contribuição de diferentes abordagens para extração de linhas, à classificação de imagens multiespectrais, com o possível uso na discriminação e mapeamento de classes de cobertura da terra. Nesse contexto, é efetuada a comparação entre diferentes técnicas de extração de características para extração de linhas de transmissão em áreas rurais, a saber, técnicas de realce utilizando variação de contraste e filtragem morfológica, bem como detecção de bordas utilizando filtro Canny e detector SUSAN, citando como técnica de extração de linhas a Transformada de Hough e Transformada de Radon, utilizando diferentes algoritmos, em imagens aéreas e de sensoriamento remoto. O processo de análise de imagens, com diferentes abordagens leva a resultados variados em diferentes tipos de coberturas do solo. Tais resultados foram avaliados e comparados produzindo tabelas de eficiência para cada procedimento. Estas tabelas direcionam a diferentes encaminhamentos, que vão variar de abordagem dependendo do objetivo final da extração das Linhas de Transmissão.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:17:47Z No. of bitstreams: 2 Richard Henrique Ribeiro Antunes.pdf: 7026214 bytes, checksum: 0d4a6b85f5521b47d7ba025e8ba50775 (MD5) Richard Henrique Ribeiro Antunes_FC.pdf: 10756 bytes, checksum: 41c5e141968ae942f509c67bc8385e56 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:17:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Richard Henrique Ribeiro Antunes.pdf: 7026214 bytes, checksum: 0d4a6b85f5521b47d7ba025e8ba50775 (MD5) Richard Henrique Ribeiro Antunes_FC.pdf: 10756 bytes, checksum: 41c5e141968ae942f509c67bc8385e56 (MD5) Previous issue date: 2012-03-28 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro The objective of this work is to know and understand the unforeseen in the supply of electricity, when there are short duration voltage variations (SDVV). The required databases for the diagnosis of faults were obtained through simulations of a model of radial feeder through software PSCAD/EMTDC. This work uses a Phase-Locked Loop (PLL) in order to detect and perform the estimation SDVV automatic frequency, phase angle and amplitude of the voltage and current from the power grid. This research is developing two artificial neural networks: one to identify and another to locate the SDVV occurred in the distribution system of electricity. The technique proposed here applies to three-phase feeders with unbalanced loads, which can have side extensions triphasic, biphasic and monophasic. In developing the same, it is considered that there is availability of measurements of voltages and currents at the node of the initial feeder and also in some points scattered along the distribution feeder. The performances of the architectures of neural networks were satisfactory and demonstrate the feasibility of ANNs in obtaining the generalizations that enables the system for the classification of short circuits. O objetivo deste trabalho é conhecer e compreender melhor os imprevistos no fornecimento de energia elétrica, quando ocorrem as variações de tensão de curta duração (VTCD). O banco de dados necessário para os diagnósticos das faltas foi obtido através de simulações de um modelo de alimentador radial através do software PSCAD/EMTDC. Este trabalho utiliza um Phase-Locked Loop (PLL) com o intuito de detectar VTCDs e realizar a estimativa automática da frequência, do ângulo de fase e da amplitude das tensões e correntes da rede elétrica. Nesta pesquisa, desenvolveram-se duas redes neurais artificiais: uma para identificar e outra para localizar as VTCDs ocorridas no sistema de distribuição de energia elétrica. A técnica aqui proposta aplica-se a alimentadores trifásicos com cargas desequilibradas, que podem possuir ramais laterais trifásicos, bifásicos e monofásicos. No desenvolvimento da mesma, considera-se que há disponibilidade de medições de tensões e correntes no nó inicial do alimentador e também em alguns pontos esparsos ao longo do alimentador de distribuição. Os desempenhos das arquiteturas das redes neurais foram satisfatórios e demonstram a viabilidade das RNAs na obtenção das generalizações que habilitam o sistema para realizar a classificação de curtos-circuitos.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:17:40Z No. of bitstreams: 1 Evelyn da Silva Viana.pdf: 3418670 bytes, checksum: 30d4ea986307d706d1c55144479bb8ee (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:17:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Evelyn da Silva Viana.pdf: 3418670 bytes, checksum: 30d4ea986307d706d1c55144479bb8ee (MD5) Previous issue date: 2011-08-05 This dissertation aims to study a method of estimating the speed of railway vehicles using video processing. The proposed system uses cameras disposed alongside railways to monitor traffic as well as estimate train speeds. Such a system would allow the machinist to have a backup control system, regardless of the control systems already used by the operator of the rail system. In this dissertation, tracking algorithms with different methods are discussed. By comparing results obtained with the proposed algorithm and results from empirical data, it was possible to determine the one that best provided the desired results given the characteristics of the system. The algorithm which presented the best results was the one that employs a single block for all reference frames compared. The metric of similarity used for determining which blocks are most similar within the searched universe is the sum of absolute differences (SAD). The processing time required by each of the screening methods studied was also considered in assessing the results presented. A comparison between the rates collected and those informed by the control system showed that the results obtained with the current system, which only uses the signal track circuit, provides unreliable results with very significant errors. The results obtained with the proposed system had errors smaller than those obtained with the current system, suggesting the proposed system is viable and cost-effective compared to currently employed techniques. Esta dissertação tem como objetivo estudar um método para estimar a velocidade de veículos ferroviários usando processamento de vídeo. O sistema proposto consiste na utilização de câmeras ao longo das vias férreas que permitam não só o monitoramento do tráfego ferroviário, mas cujo vídeo captado possa ser utilizado para a obtenção de estimativas para a velocidade instantânea dos trens que por ela trafegam. Tal sistema seria utilizado independentemente dos sistemas de controle já utilizados pela operadora do sistema ferroviário, permitindo que os controladores possam ter uma segunda análise no caso de falha da primeira, assim como um modelo que permita avaliar a velocidade instantânea do veículo ferroviário ao longo do percurso. Os algoritmos de rastreamento empregados para esse fim abordaram diferentes métodos. Confrontaram-se os resultados obtidos com os algoritmos propostos com os dados empíricos de forma a determinar aquele com melhor resposta dada as características do sistema. O algoritmo que apresentou os melhores resultados emprega um único bloco de referência para todos os quadros comparados. A métrica de similaridade responsável por determinar quais blocos são mais ou menos similares dentro do universo de busca estipulado é a soma de diferenças absolutas (SAD, Sum of Absolute Differences). O tempo de processamento requerido por cada um dos métodos de rastreamento estudados também foi considerado nas avaliações de resultados apresentadas. Uma comparação realizada entre as velocidades coletadas e aquelas informadas pelo sistema de controle mostraram que os resultados obtidos com o sistema atual, utilizando a sinalização apenas por circuito de via apresenta resultados pouco confiáveis com erros bastante significativos. Os resultados obtidos com o sistema proposto apresentaram erros menores quando comparados àqueles obtidos pelo sistema vigente, apresentando-se assim como uma solução viável e de baixo custo quando comparada às técnicas atualmente empregadas para a medida de velocidade de trens.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:17:38Z No. of bitstreams: 1 Flavio Considera El-Karah.pdf: 2703665 bytes, checksum: 3739a9d9146f4b6c253967edd592f50c (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:17:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Flavio Considera El-Karah.pdf: 2703665 bytes, checksum: 3739a9d9146f4b6c253967edd592f50c (MD5) Previous issue date: 2011-03-29 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior This work uses a genetic algorithm (GA) in the design of finite impulse response (FIR) filters with quantized coefficients represented in the signed-power-of-two (SPT) format. FIR filters presents linear phase and for that reason this type of filter is chosen when an application demands constant group delay. The SPT numbers, which are easy to implement into hardware, were discussed and a comparison between its minimal and canonical forms was made aiming at the potential reduction of arithmetical operations and the possibilities each one offered for number representation. The GA searches for the optimum filter coefficients that produce a filter according to its project specifications. Many analysis were made on the effects of changes made to the GA's parameters like selection intensity, population size, mutation, crossover among others. A new crossover operator was proposed, in which the filter's coefficients are repositioned produced a good results in filter optimization. The algorithm was implemented in the design of low-pass, high-pass, band-pass and band-stop filters. Esta dissertação tem como objetivo aplicar um algoritmo genético (GA) ao projeto de filtros FIR com coeficientes quantizados representados em somas de potências de dois com sinal (SPT). Os filtros FIR apresentam configurações que permitem a obtenção de fase linear, atributo desejado em diversas aplicações que necessitam de atraso de grupo constante. A representação SPT, de fácil implementação em circuitos, foi discutida e uma comparação das representações SPT mínimas e canônicas foi feita, baseada no potencial de redução de operações e na variedade de valores representáveis. O GA é aplicado na otimização dos coeficientes SPTs do filtro, para que este cumpra as suas especificações de projeto. Foram feitas análises sobre o efeito que diversos parâmetros do GA como a intensidade de seleção, tamanho das populações, cruzamento, mutação, entre outros, têm no processo de otimização. Foi proposto um novo cruzamento que produz a recombinação dos coeficientes e que obteve bons resultados. Aplicou-se o algoritmo obtido na produção de filtros dos tipos passa-baixas, passa-altas, passa-faixas e rejeita-faixas.