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A perspectiva realista do direito importa em uma visão empiricamente orientada para o desenvolvimento das instituições a partir da análise da evolução histórica, bem como da reflexividade e interação recíproca entre relações jurídicas e sociais. No cenário contemporâneo brasileiro, a investigação do realismo institucional pressupõe o estudo profundo do papel do Supremo Tribunal Federal (STF), merecendo o exame detalhado das relações políticas em que o Tribunal está inserido e o mapeamento existencial das emoções e sentimentos que permeiam o Supremo.

A palavra instituição possui dois significados correntes. Pode expressar a ideia de uma organização, como quando alguém se refere à Presidência da República, ao Senado Federal ou ao Ministério Público como uma instituição. Além disso, pode significar a existência de determinadas regras do jogo que são observadas, de maneira a pautar a atividade das pessoas. No caso particular da educação e da pesquisa jurídica, os dois sentidos são complementares, na medida em que o estabelecimento de uma organização de excelência no ensino e na pesquisa exige a implementação do modelo acadêmico, dos padrões de conduta pedagógica, de programas de internacionalização e de projetos de pesquisa de ponta. Noutras palavras, qualidade acadêmica exige investimento de tempo, recursos, pessoal e um projeto consistente de educação. O presente dossiê sobre a institucionalização da educação e pesquisa jurídica investiga o tema através do estudo de caso da formação, desenvolvimento e consolidação da Escola de Direito da Fundação Getúlio Vargas (FGV) no Rio de Janeiro. Os textos reunidos nessa coleção examinam como ocorreu a institucionalização da educação e da pesquisa jurídica na FGV Direito Rio. Em termos de recorte temporal, os textos foram produzidos no final da gestão do Professor Joaquim Falcão a frente da direção da Escola, servindo como material para a reflexão sobre sua gestão entre 2002 e 2017 como seu fundador e principal líder. Além disso, o dossiê serve também como um documento histórico sobre os desafios, limites e possibilidades para o desenvolvimento do projeto inovador de ensino e pesquisa jurídica no cenário do Brasil contemporâneo. A publicação do dossiê na Revista de Estudos Institucionais (REI), editada pelo eminente Professor Carlos Bolonha e vinculada ao Programa de Pós-Graduação em Direito da Universidade Federal do Rio de Janeiro (PPGD/UFRJ), possui o objetivo de ampliar o debate sobre a experiência institucional da FGV Direito Rio para a comunidade acadêmica brasileira em geral, aproveitando o seu efeito multiplicador, enorme alcance e audiência qualificada. Apesar de a FGV desde o seu início ter mantido a série Cadernos FGV Direito Rio - sobre ensino, pesquisa e profissão jurídica - a publicação desses ensaios na REI certamente terá repercussão exógena e difusão distribuída pela rede de instituições de ensino federais de excelência no país.

ObjectiveIn this study, we compared duration of untreated illness (DUI) in obsessive-compulsive disorder (OCD), panic disorder (PD), and social anxiety disorder (SAD) patients and investigated its correlates, both within specific diagnoses and across the whole sample.MethodsEighty-eight patients (33 OCD, 24 SAD, and 31 PD) had their diagnosis confirmed by the Mini International Neuropsychiatric Interview, were assessed for treatment-seeking variables, and were evaluated with instruments aimed at quantifying transdiagnostic features (i.e., the Cause subscale of the Illness Perception Questionnaire–Mental Health and the Anxiety Sensitivity Index–Revised) and severity of illness (i.e., Beck Depression and Anxiety Inventories, the Dimensional Obsessive-Compulsive Scale, the Panic and Agoraphobia Scale, and the Social Phobia Inventory).ResultsThe only differences between groups with short (2 years) DUI were greater fear of public display of anxiety in the first group and greater social avoidance in the second group. The DUI was significantly different between groups that sought treatment after the onset of illness, with OCD patients having longer DUI than PD patients and shorter DUI than SAD patients. Further, DUI correlated negatively with the perception of OCD being caused by stress and positively with severity of panic-related disability in SAD patients, but not in PD or OCD patients.ConclusionThere was substantial delay in treatment seeking among the anxiety and obsessive-compulsive disorder patients, particularly those with OCD or SAD. Perception of stress as a cause of OCD prompted treatment seeking, while severity of panic symptoms delayed treatment seeking.

Background: A growing number of studies are questioning the validity of current DSM diagnoses, either as “discrete” or distinct mental disorders and/or as phenotypically homogeneous syndromes. In this study, we investigated how symptom domains in patients with a main diagnosis of obsessive-compulsive disorder (OCD), panic disorder (PD) and social anxiety disorder (SAD) coaggregate. We predicted that symptom domains would be unrelated to DSM diagnostic categories and less likely to cluster with each other as severity increases. Methods: One-hundred eight treatment seeking patients with a main diagnosis of OCD, SAD or PD were assessed with the Dimensional Obsessive-Compulsive Scale (DOCS), the Social Phobia Inventory (SPIN), the Panic and Agoraphobia Scale (PAS), the Anxiety Sensitivity Index-Revised (ASI-R), and the Beck Depression and Anxiety Inventories (BDI and BAI, respectively). Subscores generated by each scale (herein termed “symptom domains”) were used to categorize individuals into mild, moderate and severe subgroups through K-means clusterization and subsequently analysed by means of multiple correspondence analysis. Results: Broadly, we observed that symptom domains of OCD, SAD or PD tend to cluster on the basis of their severities rather than their DSM diagnostic labels. In particular, symptom domains and disorders were grouped into (1) a single mild “neurotic” syndrome characterized by multiple, closely related and co-occurring mild symptom domains; (2) two moderate (complicated and uncomplicated) “neurotic” syndromes (the former associated with panic disorder); and (3) severe but dispersed “neurotic” symptom domains. Conclusion: Our findings suggest that symptoms domains of treatment seeking patients with OCD and anxiety disorders tend to be better conceptualized in terms of severity rather than rigid diagnostic boundaries. Keywords: Severity of symptoms, General neurotic syndrome, Neuroticism, Anxiety sensitivity, Obsessive–compulsive disorder, Social anxiety disorder, Panic disorder

The St Antony’s Series publishes studies of international affairs of contemporary interest to the scholarly community and a general yet informed readership. Contributors share a connection with St Antony’s College, a world-renowned centre at the University of Oxford for research and teaching on global and regional issues. The series covers all parts of the world through both single-author monographs and edited volumes, and its titles come from a range of disciplines, including political science, history, and sociology. Over more than thirty years, this partnership between St Antony’s College and Palgrave Macmillan has produced about 200 publish.

This chapter results from empirical research that investigated judicial responses to allegations of human rights violations committed by the police in contemporary Brazil. Allegations of torture do not result in investigations owing to the structural features of Brazil’s criminal justice system, which lacks adequate means of investigation. This research diagnosed an asymmetry of information—caused by long delays between killings and their official communication to judicial authorities, or by imprisonment and judicial testimony in which torture was finally alleged—as one of the structural factors preventing proper investigations of human rights violations. An inadequate regime of incentives to judicial cooperation—a lack of rewards for confession (plea bargaining) and sanctions for perjury—induces criminal defendants to lie, and most testimonies are discredited in the courtroom. Finally, the lack of an investigative structure at the attorney general’s office discourages initiatives from legal professionals, so allegations of police violence made by criminal defendants are almost never investigated. This chapter concludes with a policy proposal addressing each structural factor to prevent human rights violations in Brazil.

Classificação JEL C01, C02, C15, C18, C22, C51, C52, C53, C58, C63, C65, G13, G14, L13, O13, O14, O44, Q41, Q42, Q43, Q47, Q54, Q55, Q58 Procuramos a existência de dinâmicas não-lineares determinísticas (caos provável) nas séries financeiras discretas univariadas observadas, isto é, na commodity das licenças de carbono (EUETSYR2 INDEX), subjacente ao European Union Emission Trading Scheme (EU ETS) para mitigação do CO2, nas commodities energéticas provenientes dos principais combustíveis fósseis (petróleo bruto (USCRWTIC INDEX), gás natural (NG1 COMB comdty), carvão (API21 MON MCCL INDEX), e nas sucessões cronológicas de cotações das acções de utilities das principais construtoras de eólicas europeias (Acciona (ANA SM EQUITY), Gamesa (GAM SM EQUITY), Nordex (NDX1 GR EQUITY), Repower (RPW GR EQUITY ), Siemens (SIE GR EQUITY), Vestas (VWSDC EQUITY )), sabendo da ocorrência de relações não-lineares (não-determinísticas) entre os preços das licenças de carbono e os seus factores fundamentais, tais como, os preços das commodities energéticas, factores de risco macroeconómicos e climáticos (Lutz et al. (2013) [317]). Parece-nos assimfazer todo o sentido detectar a ocorrência de caos determinístico nos sinais observados, devido ao aumento persistente dos preços dos combustíveis fósseis (com volatilidade acentuada), ao crescimento global da economia, ao aumento da procura das commodities energéticas nos países em desenvolvimento, e às restrições adicionais na oferta de combustíveis fósseis, devido aos atrasos de tempo nos investimentos com capacidade produtiva. Isto é, por um lado, as restrições da oferta dos combustíveis energéticos são fundamentais nos estudos aprofundados sobre as moções caóticas determinísticas nas commodities (de imediato) e noutros activos, em geral, e, em particular, nas séries financeiras das commodities observadas. Por outro lado, as organizações industriais dos mercados das commodities energéticas e das utilities das principais construtoras de eólicas europeias são essencialmente oligopolísticas, aumentando o interesse na detecção do caos determinístico nos sinais observados. Os resultados da análise exploratória nas séries temporais de rendibilidades das commodities e das utilities estudadas permitem-nos concluir que estas são não-Gaussianas, apresentam distribuições leptocúrticas, commedidas de assimetria próximos de zero, e distribuições não-iid, devido à existência de agrupamentos de alta volatilidade (volatility clustering). Mais ainda, os resultados do teste ADF paramétrico de Dickey e Fuller (1979) [130] e do teste PP não-paramétrico de Phillips e Perron (1988) [409], ao nível de significância de 5%, são contra a hipótese da eficiência dos mercados (HME) nas séries temporais de rendibilidades de preços dos activos. Por outro lado, os resultados dos testes estatísticos (estatística F, e estatística LM) de efeitos ARCH de Engle (1982) [151] nos resíduos dos modelos nas séries temporais de rendibilidades das commodities (excepto, para as licenças de carbono e carvão) e das utilities observadas, rejeitam a hipótese nula de ausência de efeitos ARCH, pelo que os processos subjacentes apresentam um ruído colorido (isto é, um ruído dependente do estado). Agora, o método misto proposto neste trabalho, subjacente às técnicas de mergulho não-uniforme (Judd e Mees (1995) [261] e Judd e Mees (1998) [263]) e à estimação dos pontos de saturação fractal D (Takens (1985) [491]) para dimensões sucessivas de mergulho, permitiu minorar os erros de predição não-lineares (EPNL ≤ 20%), com base nos modelos de constante local (Small e Tse (2004) [474]) ajustados às séries temporais de preços do carvão, da Acciona, da Gamesa e da Repower, pelo que obtivemos dimensões óptimas de mergulho (5 ≤ de < 10), que facultam a ocorrência de moções não-lineares complexas: caos e ruído aditivo em dimensões altas. Por outro lado, os valores estimados das dimensões de correlação (D2 ∈ [0.11, 0.14]) nas escalas maiores ε, nestas séries, com base no método de aproximação à contagem de caixas, sugerem uma vez mais a existência de moções não-lineares determinísticas, aproximando-se dos valores calculados por Iseri et al. (2008) [250] (D2 ∈ [0.14, 0.16]) na região de escala. Na procura da evidência de divergência exponencial entre trajectórias próximas nos estados iniciais, procedeu-se ao cálculo do expoente de Lyapunov maximal, λ1, nas séries temporais de preços das commodities e das utilities observadas, com base no algoritmo proposto por Sato et al. (1987) [439] e Kurths e Herzel (1987) [289]. Assim, os valores dos λ1 calculados (λ1 ∈ [0.006, 0.079]), para os parâmetros de mergulho estimados previamente (dmaxe ≤ 31, T(I(T)) ≤ 13) e para horizontes temporais curtos (th = 5), aproximam-se parcialmente dos resultados calculados por Rosenstein et al. (1993)[425] nas simulações experimentais no sistema hiper-caótico de Rössler (1979) [426] (λ1 ∈ [0.048, 0.112]), com algum ruído aditivo, reforçando a existência provável de caos. Por fim, o teste de Brock et al. (1996) [71] (teste BDS) para o integral de correlação, aplicado à única sucessão cronológica de rendibilidades seleccionada (Acciona), de acordo com o método misto apresentado, mostra a dependência em série e a provável detecção al. (2008) [250] (D2 ∈ [0.14, 0.16]) na região de escala. Na procura da evidência de divergência exponencial entre trajectórias próximas nos estados iniciais, procedeu-se ao cálculo do expoente de Lyapunov maximal, λ1, nas séries temporais de preços das commodities e das utilities observadas, com base no algoritmo proposto por Sato et al. (1987) [439] e Kurths e Herzel (1987) [289]. Assim, os valores dos λ1 calculados (λ1 ∈ [0.006, 0.079]), para os parâmetros de mergulho estimados previamente (dmax e ≤ 31, T(I(T)) ≤ 13) e para horizontes temporais curtos (th = 5), aproximam-se parcialmente dos resultados calculados por Rosenstein et al. (1993)[425] nas simulações experimentais no sistema hiper-caótico de Rössler (1979) [426] (λ1 ∈ [0.048, 0.112]), com algum ruído aditivo, reforçando a existência provável de caos. Por fim, o teste de Brock et al. (1996) [71] (teste BDS) para o integral de correlação, aplicado à única sucessão cronológica de rendibilidades seleccionada (Acciona), de acordo com o método misto apresentado, mostra a dependência em série e a provável detecção de caos determinístico. Por outro lado, a rejeição sistemática das hipóteses nulas dos testes (H0 - ruído branco, H1 - ruído filtrado linearmente, H2 - transformação não-linear monótona de ruído filtrado linearmente), para um nível de significância das estatísticas dos testes de 2%, subjacentes aos sub-rogados lineares standard de realização constrangida de Theiler et al. (1992) [497] (algoritmos 0, 1, e 2), para a dimensão de correlação D2 (algoritmo de Sedgewick (1988) [450]) e para o expoente de Lyapunov maximal λ1 (algoritmo proposto por Sato et al. (1987) [439] e Kurths e Herzel (1987) [289]), para cada amostra extraída (11) da série temporal de rendibilidades da Acciona (N = 2372), com escalas temporais distintas, sugere um reforço acrescido da não-linearidade e da provável complexidade, no sentido do caos determinístico de alta dimensão. No entanto, os resultados obtidos nas amostras e na sucessão cronológica de rendibilidades da Acciona não nos indicam a existência "pura" de regimes complexos no sentido do caos. Torna-se assim possível que a sucessão cronológica de rendibilidades da Acciona corresponda a uma transformação não-monótona, ou não-Gaussiana, ou apresente um ruído dependente do estado (ruído colorido), ou em alternativa, seja muito provavelmente um processo misto que resulte de vários processos (caos, não-linear determinístico, correlações lineares, ruído branco aditivo, ruído colorido). The main purpose of this thesis consist in an elaborate search for the existence of deterministic non-linear dynamics (probable chaos) in the considered univariate discrete financial series, i.e., the commodity of carbon allowances (EUETSYR2 INDEX), underlying the European Union Emission Trading Scheme (EU ETS) for mitigati- on of CO2, the energy commodities from major fossil fuels (crude oil (USCRWTIC INDEX), natural gas (NG1 comdty COMB), coal (MON API21 MCCL INDEX)), and the time series of utilities stock prices of the major European wind-turbine builders (Acciona (ANASM EQUITY), Gamesa (GAM SM EQUITY), Nordex (NDX1 GR EQUITY), Repower (RPW GR EQUITY), Siemens (SIE GR EQUITY), Vestas (VWSDC EQUITY )), having acknowledged the occurrence of nonlinear relationships (non-deterministic) between the prices of carbon allowances and their fundamentals, such as the prices of energy commodities, macroeconomic risk factors and climate (Lutz et al. (2013) [317]). Thus, it seems to make sense to try to detect the occurrence of deterministic chaos in the observed signals due to the persistent increase in fossil fuel prices (with sharp volatility), the overall growth of the economy, the increasing demand of energy commodities in developing countries, and the additional constraints on supply of fossil fuels, due to time delays in productive capacity investments. Namely, at one hand, the constraints on supply of energy fuels are fundamental for depth studies in deterministic chaotic motions of commodities (immediately) and other assets in general and, in particular, the financial series of commodities observed. On the other hand, the industrial organizations of the energy commodities and utilities markets for the leading wind-turbine builders in Europe are essentially oligopolistic, which increases the interest in the estimation of deterministic chaos in the observed signals. The results of the exploratory analysis of the log-returns time series of the commodities and utilities studied allows us to conclude that these are non-Gaussian, show leptokurtic distributions, with measures of asymmetry close to zero, and non-iid distributions due to the existence of clusters of high volatility (volatility clustering). Moreover, the results of the Dickey and Fuller (1979) [130] parametric ADF test and the Phillips and Perron (1988) [409] non-parametric PP test at a significance level of 5%, are against the hypothesis of market efficiency (HME) in the time series of asset prices returns studied. On the other hand, the results of the statistical tests (F statistics, and LM statistics) of Engle’s ARCH effects (1982) [151] on the residuals of the models in the return time series of commodities (except, carbon allowances and coal) and utilities reject the null hypothesis of no-ARCH effects, so the underlying processes exhibit a colored noise (quasi, a state dependent noise). Now, the mixed method proposed, underlying the non-uniform embedding method (Judd e Mees (1995) [261] e Judd e Mees (1998) [263]) and the estimation of fractal D saturation points (Takens (1985) [491]) for successive embedding dimensions, allowed the minimization of nonlinear errors prediction (EPNL ≤ 20%), based on models of local constant (Small and Tse (2004) [474]) adjusted to the time series of prices of coal, Acciona, Gamesa and Repower, in which we have obtained optimal embedding dimensions (5 ≤ de < 10), providing the occurrence of complex nonlinear motions: chaos and additive noise in high dimensions. Moreover, the estimated values of correlation dimensions (D2 ∈ [0.11, 0.14]) on larger scales ε, for those time series, based on the box counting approximation method, which are quite close to the values estimated by Iseri et al. (2008) [250] (D2 ∈ [0.14, 0.16]) in the scale region, suggest once again evidences of deterministic motions. Searching for evidence of exponential divergence between nearby trajectories in the early stages, the maximal Lyapunov exponent, λ1, was calculated for the time series of prices of commodities and utilities observed, based on the algorithm proposed by Sato et al. (1987) [439] e Kurths e Herzel (1987) [289]. Thus, the estimated values of λ1 (λ1 ∈[0.006, 0.079]), for the embedding parameters previously obtained (dmax e ≤ 31, T(I(T)) ≤13) and for short time horizons (th = 5), are partially near to the results calculated by Rosenstein et al. (1993) [425] in experimental simulations within the hyper-chaotic system of Rössler (1979) [426] (λ1 ∈ [0.048, 0.112]) with some additive noise, which reinforces the probability of chaos. Finally, the Brock et al. (1996) [71] test (BDS test) for the integral correlation applied to the sole chronological succession of the returns selected (Acciona´s returns) according to the mixed method presented, show the dependence in the series and the probable detection of deterministic chaos. On the other hand, the systematic rejection of the null hypotheses of the tests (H0 - white noise, H1 - linearly filtered noise, H2 - monotonic non-linear transformation of linearly filtered noise), for the significance level of 2%, underlying standard linear surrogates of constrained realization of Theiler et al. (1992) [497] (algorithms 0, 1, and 2) for the correlation dimension D2 (Sedgewick’s algorithm (1988) [450]) and for the maximal Lyapunov exponent λ1 (algorithm proposed by Sato et al. (1987) [439] and Kurths e Herzel (1987) [289]), for each extracted sample (11) of the time series of Acciona´s returns (N = 2372), with distinct time scales, suggests further insight to the nonlinearity and to the probable complexity, in the sense of deterministic chaos on high dimension. However, the results obtained in samples and in Acciona´s returns do not indicate the existence of "pure" complex nonlinear dynamics (chaos). Therefore, it is possible that Acciona´s returns corresponds to a non-monotonic transformation, or non-Gaussian, or shows state-dependent noise (colored noise), or alternatively, is likely that it corresponds to a mix of various processes (chaos, nonlinear deterministic, linear correlations, additive white noise, colored noise).

Muito freqüentemente, as técnicas utilizadas na identificação de processos estocásticos conduzem a mais de um modelo passível de ser utilizado na caracterização do processo. O problema de escolher entre estes modelos é formulado como um problema de teste de hipóteses, e o teste de razão de verossimilhança é a ele aplicado. Considera-se então a situação particular onde se quer descrever processos de parâmetro discreto (séries temporais) através de modelos ARIMA (autoregressive Integrated Moving Average). O teste de razão de verossimilhança associado ao problema é então deduzido e implementado através do algoritmo de Kalman-Bucy. Comparações com um outro teste usualmente empregado na escolha de modelos para séries temporais mostram a superioridade do teste de razão de verossimilhança. Very often random process identification techniques lead to several prospective models to characterize the process. The problem of choosing among these models is cast as a hypothesis testing problem, to which a likelihood ratio test is applied. For the special situation in which a choice between two autoregressive integrated moving average models is to made, likelihood ratio is derived and afterwards implemented through the Kalman-Bucy algorithm. Comparisons with another procedure usually connected to time series model choices show likelihood ratio tests are definetely superior.

Além de apresentar uma visão unificada das técnicas de transmissão digital em blocos e suas combinações com a técnica de múltiplo acesso CDMA (Code Division Multiple Access), esta dissertação examina uma nova possível técnica de transmissão para sistemas com múltiplo acesso, aqui chamada CS-CDMA (Chip-Spread Code Division Multiple Access), combinada com as técnicas de transmissão em blocos, em portadora única (SC-Single Carrier ), gerando o esquema SC CS-CDMA, e em múltiplas portadoras OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), gerando o esquema MC CSCDMA. Comparações de desempenho com os sistemas de transmissão por blocos CDMA de portadora única conhecido como SC CDMA (Single Carrier Code Division Multiple Access) e de múltiplas portadoras conhecido como MC CDMA (Multi Carrier Code Division Multiple Access) são apresentadas. Uma característica marcante da técnica de transmissão enfocada é que, diferentemente do que ocorre nos sistemas CDMA, a ortogonalidade entre os códigos dos diferentes usuários é mantida mesmo quando a transmissão é feita atravéss de um canal multipercurso seletivo na frequência, permitindo assim que os usuários possam ser idealmente desacoplados na recepção. Além desta vantagem, e muito devido a ela, os resultados de desempenho, obtidos via simulação, indicam uma significativa superioridade do sistema proposto CSCDMA, quando os sinais são transmitidos em portadora única, sobre o tradicional CDMA. Os resultados consideram recepção com equalização no domínio da frequéncia utilizando equalizadores do tipo ZF (Zero Forcing) e MMSE (Minimum Mean Squared Error). In addition to presenting a unified view of digital blocks transmission technologies and their combinations with the technique of multiple access CDMA (Code Division Multiple Access), this dissertation addresses a new possible transmission technique for multiple access sytem, called here CS -CDMA (Chip-Spread Code Division Multiple Access), combined with blocks transmissions techniques, in single carrier (SC- Single Carrier ), generating scheme SC CS-CDMA, and in multi carrier OFDM (Ortogonal Frequency Division Multiplexing), generating escheme MC CS-CDMA. Performance comparisons with the traditional SC CDMA (Single Carrier Code Division Multiple Access) and MC CDMA (Multi Carrier Code Division Multiple Access) block transmission systemare presented. A key feature of the proposed transmission technique is that, differently from what occurs with CDMA, the original code orthogonality between users is preserved despite propagation through multipath frequency selective channels, thus ideally allowing the decoupling of the signals at the receiver side. Beyond this advantage, and mostly due to it, the performance results indicate a clear superiority of the proposed system CS-CDMA, over the traditional CDMA, when signals are transmitted in single carrier. The simulation results consider frequency domain ZF (Zero Forcing) and MMSE (Minimum Mean Squared Error).

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO FUNDAÇÃO DE APOIO À PESQUISA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO BOLSA NOTA 10 Modulação Espacial com Pré-codificação Generalizada (Generalized Precoding Aided Spatial Modulation, GPSM) é uma estratégia de comunicação em sistemas MIMO em que o transmissor codifica a informação em duas entidades: a transmissão paralela de símbolos pertencentes à constelação de uma modulação digital, e os índices das posições do vetor de informação que transportam estes símbolos, denominada information bearing positions (IBP), enquanto as demais posições transportam zero. Além disto, o transmissor, previamente à transmissão dos dados pré-codifica o vetor de informação, possibilitando a redução da complexidade do nó receptor. Entre as vantagens desta estratégia destaca-se a concentração da energia transmitida apenas nas posições do vetor de informação que efetivamente contém símbolos, favorecendo o desempenho do sistema. Esta tese considera um sistema MIMO multiusuário (MU-MIMO) que emprega GPSM no enlace direto. O modelo de sinais desenvolvido para descrever este sistema evidencia a influência das matrizes que codificam as IBP no desempenho do sistema. Com base neste modelo, o sistema GPSM MU-MIMO é apresentado para três pré-codificadores lineares: Zero-Forcing, Block Diagonalization e Block Diagonalization de Duas Fases. Para cada um destes pré-codificadores são propostas estratégias de seleção das matrizes de codificação IBP, de acordo com a matriz que descreve o canal MU-MIMO corrente, a serem empregadas pelo transmissor visando melhorar o desempenho de detecção do sistema. As curvas de desempenho de detecção são comparadas a limitantes semianalíticos desenvolvidos. Por fim, considera-se o cenário em que existem mais antenas disponíveis na estação rádio-base e/ou nos usuários do que o número de cadeias de radiofrequência que os equipam. Esta tese apresenta estratégias ótimas e de complexidade reduzida de se explorar o uso das antenas mais favoráveis à transmissão e/ou recepção, em adição à escolha das matrizes de codificação IBP, com o objetivo de prover melhorias ao desempenho do sistema. Generalized Pre-coding Aided Spatial Modulation (GPSM) is a MIMO system communication strategy in which the transmitter encodes the information in two entities: the parallel transmission of symbols belonging to a digital modulation constellation, and the choice of the indices of the information vector elements that carries the informaiton symbols, denoted information bearing positions (IBP), while the remaing positions are set to zero. Besides, the transmitter precodes, prior to transmission, the information vector, which lets the receiver node benefit from complexity reduction. Among the advantages of this strategies, the concentration of the transmitted energy only on the information vector positions that transports modulated symbols, resulting in system performance improvement. This thesis considers a multiuser MIMO (MU-MIMO) that employs GPSM in the donwlink transmission. The presented signal model to describe this system evidences the influence of the IBP coding matrices on the system performance. Based on this model, GPSM MU-MIMO system is presented considering three linear precoders: Zero-Forcing, Block Diagonalization and Double-Stage Block Diagonalization. For each precoder, strategies to select the IBP encoding matrix, acording to the matrix that describes the current MU-MIMO channel, is proposed. These matrices are to be employed by the user, aiming at system detection performance improvement. Detection performance curves are compared to semianalytic lower bounds. Finally, a scenario in which that are a number of available antennas at the BS and/or at the users that exceed the number of radiofrequency chains. this thesis porposes optimal and reduced complexity strategies that exploit the use of the most favorable antennas for transmission and/or reception, in addition to the choice of the IBP enconding matrices, aiming at system performance improvement.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA Este trabalho tem como finalidade o estudo das possibilidade do sistema GFDM (Generalized Frequency Division Multiplexing). Para o estudo feito foi apresentado um modelo matricial para representar os sinais gerados no sistema GFDM, a semelhança do modelo de sinal do sistema OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Tal modelo permitiu a obtenção de expressões analíticas para a Densidade Espectral de Potência (DEP, Spectral Power Density) dos sinais e sua comparação com a DEP dos sinais transmitidos em sistemas OFDM. A partir do modelo matricial apresentado são estudados o desempenho de diferentes tipos de equalizadores/detectores lineares clássicos passíveis de utilização neste sistema de comunicações digitais, tais como Zero Forcing, Minimum Mean Square Error e Matched Filter. Além disso o trabalho propõe e analisa o desempenho resultante da aplicação de técnicas de supressão de interferência PIC (Parallel Interference Cancellation) em conjunto com os detectores lineares mencionados e dos detectores LAS (Likelihood Ascent Search) precedidos por equalizadores Matched Filter (MF-LAS). O número de estágios PIC realizados em cada detecção é controlado por uma estratégia de parada baseada na métrica de distância. Diferentes esquemas de detecção MF-LAS em conjunto com PIC são também propostos e examinadas. Finalmente, partindo do modelo matricial desenvolvido neste trabalho é realizada a estimação de canal empregando a estratégia de símbolos pilotos ortogonais. As diferentes estratégias de detecção examinadas para o sistemas GFDM são comparadas em termos de desempenho BER (Bit Error Rate) e da complexidade computacional associada aos respectivos detectores. Comparações entre os sistemas GFDM e OFDM com destaque na complexidade na geração de sinais, eficiência espectral e desempenho estão também incluídos nesta dissertação. The main goal of the presented work is to study the possibilities of the GFDM system (Generalized Frequency Division Multiplexing). For achieving this purpose, a matrix model is presented which represents the signals generated in the GFDM system, similar to the signal model of the OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) system. This model allows the obtainment analytical expressions for the Spectral Power Density (DEP) of the signals and their comparison with the DEP of the signals transmitted in OFDM systems. Furthermore, we study the performance of different types of classical linear equalizers/detectors that can be used in the digital communications systems, such as Zero Forcing, Minimum Mean Square Error and Matched Filter. In addition, we propose and analyze the performance resulting from the application of PIC (Parallel Interference Cancellation) interference suppression techniques together with the linear detectors mentioned and LAS (Likelihood Ascent Search) detectors preceded by Matched Filter (MF-LAS) equalizers. The number of PIC stages performed at each detection is controlled by a stop strategy based on the distance metric. Different MF-LAS detection schemes together with PIC are also proposed and examined. Finally, the channel estimation is performing based on the matrix model developed in this work and using orthogonal pilots symbols. The differents strategies of detection examined for GFDM systems are compared in terms of BER performance (Bit Error Rate) and the computational complexity associated with the respective detectors. Comparisons between GFDM and OFDM systems based on criterions as the complexity of the signal generation, spectral efficiency and performance are also included in this dissertation.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO Este trabalho analisa um problema específico envolvendo o compartilhamento de frequências entre o Serviço Fixo Terrestre (FS) e uma aplicação de alta densidade do Serviço Fixo por Satélite (HDFSS). Este problema, identificado pela primeira vez durante as discussões sobre sistemas de alta densidade ocorridas durante a Conferência Mundial de Radiocomunicações da União Internacional de Telecomunicações de 2003 tem, desde então, sido objeto de diversos estudos. No cenário geral considerado neste trabalho, sistemas do FS e do HDFSS compartilham a mesma faixa de frequências em uma mesma região geográfica. Os sistemas do FS operam como usuários primários e os sistemas HDFSS operam, utilizando técnicas de Rádio Cognitivo, como usuários secundários. Para facilitar a convivência entre os dois serviços, o uso de um Mapa de Ambiente de Rádio (REM - Radio Environment Map) é considerado. Este tipo de mapa, produzido por um Centro de Base de Dados (Data Base Center) a partir de informações recebidas dos usuários secundários, indica em que partes da região geográfica considerada um determinado canal está disponível para uso pelos usuários secundários. Neste trabalho, um novo método de geração de REM é proposto e avaliado. No desenvolvimento do método é utilizada uma modelagem original que considera uma densidade espectral de potência genérica para os sinais transmitidos pelos usuários primários. Além disso, métricas adequadas para avaliar a qualidade de REMs e o desempenho dos métodos de geração são definidas e propostas. Estas métricas são utilizadas numa análise comparativa de desempenho envolvendo o método de geração de REM proposto e um método de geração existente. A análise é feita com base nos resultados obtidos para cenários específicos que, diferentemente dos cenários utilizados em outros trabalhos, considera a existência de múltiplos enlaces do FS na região de interesse. This work analyzes a specific problem involving the frequency sharing between the Fixed Service (FS) and a High Density application in the Fixed Satellite Service (HDFSS). This problem was first identified through discussions on high density systems held at the 2003 World Radiocommunication Conference and, since then, it has been the object of several studies. This study considers a general scenario involving a geographical area where FS systems shares its operating frequency band with HDFSS systems. The FS systems operate as primary users and the HDFSS systems operate as secondary users using Cognitive Radio techniques. To facilitate the frequency sharing between these two systems, the use of a Radio Environment Map (REM) is considered. This kind of map, produced by a Data Base Center (DBC), is based on the collaboration data received from all secondary users and indicates those locations (inside the considered geographical area) where a given frequency channel is available for use by secondary users. In this work, a new REM generation method is proposed and evaluated. In developing the method, an original mathematical modeling, that considers a generic power spectrum density for the primary users transmissions, is used. Furthermore, appropriate metrics are defined and proposed aiming to assess the REM quality and the REM generation method performance. These metrics are used in a comparative performance analysis involving the proposed REM generation method and an existing generation method. This analysis is based on results obtained for specific scenarios that, unlike those evaluated in other studies, consider the existence of multiple FS links in the geographical area of interest.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA Esta dissertação enfoca o enlace direto de sistemas MIMO multiusuário com pré-codificação onde a estação base e os terminais dos usuários possuem múltiplas antenas mas transmitem e recebem, respectivamente, símbolos de informação através de subconjuntos selecionados de seus conjuntos de antenas. O trabalho considera sistemas que utilizam técnicas de précodificação linear como Zero Forcing (ZF) e Minimum Mean Square Error (MMSE). Expressões gerais que descrevem os sistemas e relacionam a energia gasta na transmissão com a energia disponível para a detecção em cada usuário são apresentadas. Com base nestas relações, um procedimento para seleção de antenas na transmissão é proposto visando a minimização da probabilidade de erro. Um algoritmo de busca não exaustiva denominado ITES (Iterative Search) foi desenvolvido e testado e mostrou-se capaz de, com apenas uma pequena fração do esforço computacional, fornecer um desempenho próximo ao da seleção ótima, que demanda uma busca exaustiva. A seleção de antenas na recepção é também efetuada usando um critério de otimização semelhante. O caso geral da seleção conjunta de antenas na transmissão e na recepção contempla a combinação de ambas estratégias, resultando na redução da complexidade tanto na estação base, quanto nos terminais dos usuários. Os resultados de desempenho em termos da taxa de erro de bit, obtidos por meio de simulações e abordagem semianalítica, são apresentados para diferentes cenários. This thesis focuses on the downlink of a multiuser multiple-input multiple-output (MU-MIMO) systems where the Base Station (BS) and the users stations (UEs) transmit and receive information symbols, respectively, by selected subset of their antennas. The performance of the system is evaluated employing linear precoding techniques as Zero Forcing (ZF) and Minimum Mean Square Error (MMSE). A general model to describe the system and expressions that relate the energy spent in transmission with the energy available for detection at each user are presented. A transmit antenna selection procedure is proposed aiming at the minimization of the detection error probability. A suboptimal search algorithm, called ITES (Iterative Search), able to deliver a performance close to the one resulting from the optimal exhaustive search selection is also proposed. The receive antenna selection is also performed using a similar optimization criterion. Joint antennas selection at the transmitter and receiver contemplates the efficient combination of both strategies, leading to a complexity reduction in BS and UEs. BER performance results, obtained via simulation and semi-analytical approaches, are presented for different scenarios.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA Neste trabalho, limites para a densidade de fluxo de potência equivalente produzida pelos lances de descida de sistemas de satélites nãogeoestacionários (não-GEO), operando na faixa de 3,7-4,2 GHz, são analisados. Estes limites visam proteger os receptores do Serviço Fixo por Satélite (FSS) das interferências produzidas por sistemas de satélites não geoestacionários, quando ambos operam na faixa de frequências considerada. A analise destes limites foi motivada pela Resolução 157 da Conferência Mundial de Radiocomunicações de 2015 (WRC-15), que ressalta a necessidade de estudos envolvendo aspectos técnicos e operacionais relativos à operação de sistemas não-GEO operando na faixa de frequências de 3,7 - 4,2 GHz de modo a permitir que esses sistemas possam operar nestas faixas de frequências assegurando, ao mesmo tempo, que os serviços primários existentes, entre eles o FSS, continuem protegidos. A importância do assunto fez com que este tópico fosse incluído na agenda da WRC-19. No trabalho, é inicialmente desenvolvida uma metodologia para a determinação de máscaras limitantes para a densidade de fluxo de potência equivalente produzida pelos lances de descida (epfd(descida)) de sistemas de satélites não-GEO. Esta metodologia foi utilizada na obtenção de duas máscaras baseadas, respectivamente, nos critérios de proteção das recomendações ITU-R S.1323 e ITU-R F.1495. Uma análise comparativa das máscaras de epfd(descida) obtidas foi feita considerando-se cinco constelações de satélites não-GEO do tipo Walker Delta, escolhidas adequadamente para cobrir um amplo conjunto de possibilidades. A análise utilizou, como base, o comportamento estatístico das margens associadas a cada uma das máscaras de epfd(descida) propostas. In this work, the limits for the equivalent power-flux density produced by the down-links of non-geostationary satellite systems (non-GSO), operating in the 3,7-4,2 GHz band are analyzed. These limits aim the protection of Fixed-Satellite Service (FSS) receivers, from the interferences produced by non-geostationary satellite systems, operating in the same frequency band. The analysis of these limits was motivated by Resolution 157 of the 2015 World Radiocommunication Conference (WRC-15), that recognized the need for studies on technical and operational aspects related to the operation of non-GSO systems operating in the 3,7-4,2 GHz frequency band, so that these systems can adequately operate in these frequency band while ensuring, at the same time, that the existing primary services, among them the FSS, remain protected. Due to its importance the topic was included in the agenda of the WRC-19. In this work, a methodology for the determination of limiting masks for the equivalent power-flux density generated by the down-links (epfd(down)) of non-GSO satellite systems is initially developed. This methodology was used to obtain two mask based, respectively, on the protection criteria of the ITU-R S.1323 and ITU-R F.1495 recommendations. A comparative analysis of the two obtained epfd(down) masks was made considering five Walker Delta type non-GSO satellite constellation, appropriately chosen to cover a wide set of possibilities. The analysis used, as a basis, the statistic behavior of the margins associated to each of the proposed epfd(down) masks.

A prestação de serviços de comunicação utilizando plataformas móveis é realizada tradicionalmente por sistemas via satélite do Serviço Móvel por Satélite (MSS) em faixas de frequência relativamente baixas. O crescimento elevado no número de conectividades de banda larga tornou claro que o espectro do Serviço Móvel por Satélite não é suficiente para atender às novas necessidades. Este fato motivou a Conferência Mundial de Radiocomunicações 2015 (WRC-15) a solicitar, em sua Resolução 158, que Setor de Radiocomunicações da União Internacional de Telecomunicações realizasse estudos envolvendo o compartilhamento de frequências e a compatibilidade entre estações terrenas em movimento (ESIMs) operando na faixas alocadas ao Serviço Fixo por Satélite (FSS) e outros serviços. Como consequência, o assunto foi também incluído na agenda da WRC-19. O presente trabalho, aborda a proteção de receptores do Serviço Fixo Terrestre contra interferência produzidas por ESIMs e propõe, inicialmente, uma metodologia para determinar a Áreas de Coordenação em torno da área de serviço de ESIMs operando no FSS na faixa 27,5-29,5 GHz. Conforme evidenciado no trabalho, as áreas de coordenação obtidas são normalmente complexas e inadequadas para utilização em um texto regulamentar. Assim, é também proposta uma metodologia para a determinação de uma Área de Coordenação Alternativa baseada numa distância D pré estabelecida. Na metodologia, a escolha da distância D adequada é feita com base em curvas do tipo ROC (Receiver Operating Chracteristics), usualmente utilizadas em problemas de detecção. Finalmente, é feita uma análise da redução de potência de transmissão das ESIMs (redução que depende de sua localização na área de serviço) necessária para garantir a proteção dos receptores do Fixo Terrestre fora da Área de Coordenação Alternativa proposta. The provision of communication services to mobile platforms has traditionally been accomplished by Mobile-Satellite Service (MSS) satellite systems using relatively low frequency bands. The high growth in connectivity requirements has made it clear that the spectrum allocated to the MSS is not enough to meet these new needs. This fact has motivated the World Radiocommunication Conference in 2015 (WRC-15) to invite, in its Resolution 158, Radiommunications Sector of the International Telecommunication Union (ITU-R) to carry out studies involving the frequency sharing and the compatibility between earth stations in motion (ESIM) operating within geostationary FSS allocations and other services. As a consequence, the issue was also included in the WRC-19 agenda. This paper deals with the protection of Fixed Service receivers against interference produced by ESIMs and proposes, initially, a methodology to determine the Coordination Areas around the service area of the ESIMs operating in the FSS in the range 27.5-29.5 GHz. As evidenced in the paper, the obtained coordination areas are usually complex and unsuitable for use in a regulatory text. Thus, a methodology is also proposed for the determination of an Alternative Coordination Area based on a predetermined distance D. In the methodology, the choice of the proper distance D is made based on ROC type curves (Receiver Operating Characteristics), usually used in detection problems. Finally, an analysis of the ESIMs transmission power reduction (reduction that depends on their location in the service area) necessary to guarantee the protection of the Fixed Service receivers outside the proposed Alternative Coordination Area.

A tecnologia do rádio cognitivo tem sido pesquisada para utilização mais eficiente do espectro, pois permite o aproveitamento de faixas de frequência subutilizadas. Dispositivos rádio cognitivos que operam na banda de frequência da TV digital são conhecidos como White Space Devices (WSD) e utilizam canais livres sob a condição de não provocar interferência acima do limite estabelecido pelo órgão regulador. A autoridade reguladora do Reino Unido, Office of Communication (Ofcom), publicou, em fevereiro de 2015, a primeira regulação européia permitindo a operação de sistemas WSD na banda da TV digital através do suporte de sistemas de banco de dados geolocalizados. O regulamento Ofcom define uma metodologia para calcular a potência de transmissão máxima de um WSD através de um método de entrada única (single-entry) da interferência intersistema máxima. Devido a isso, a interferência agregada de WSDs co-canais que operam na mesma região pode ultrapassar a interferência intersistema máxima. Além deste problema, verifica-se que a metodologia Ofcom não define a interferência intersistema máxima pelo mesmo critério da interferência intrasistema como foi definida pelo planejamento do sistema primário de TV. Esta tese desenvolve uma nova metodologia de cálculo da potência de transmissão dos WSDs que soluciona os problemas identificados na metodologia Ofcom. A metodologia proposta garante a proteção do receptor de TV digital através de uma abordagem de múltiplas entradas da interferência dos WSDs e, adicionalmente, aumenta a capacidade do sistema WSD quando comparada à metodologia Ofcom. The technology of cognitive radio has been researched for more efficient use of spectrum, since it allows the use of under-utilized frequency bands. Cognitive radio devices operating in the digital TV frequency band are known as White Space Devices (WSD) and use free channels under the condition of not causing interference above the limit set by the regulator. The UK regulatory authority, Office of Communication (Ofcom), published in February 2015, the first European regulation allowing WSD systems in the digital TV band through the support of geo-database systems. The Ofcom regulation defines a methodology to calculate the maximum WSD transmission power through a single-entry method for the maximum intersystem interference. Due to this, the aggregate interference of cochannel WSDs operating in the same region may exceed this maximum intersystem interference. In addition to this problem, it is verified that the Ofcom methodology does not define maximum intersystem interference by the same criterion of intrasystem interference as was defined by the primary TV system planning. This thesis develops a new methodology for calculating the transmission power of WSDs that solves the problems identified in the Ofcom methodology. The proposed methodology guarantees the protection of the digital TV receiver through a multiple-entry approach of the WSDs interference and, additionally, increases the WSD system capacity when compared to the Ofcom methodology.

Neste trabalho, os limites atuais de densidade de fluxo de potência do Artigo 21 do Regulamento de Radiocomunicações da UIT para sistemas não-GEO operando na banda 3.7-4.2 GHz são analizados. Estes limtes visam proteger os receptores do Serviço Fixo Terrestre, operando na mesma faixa de frequência, das interferências produzidas por sistemas de satélites não geoestacionários. A análise foi motivada pela Resolução 157 [1] da Conferência Mundial de Radiocomunicações de 2015, que reconheceu a necessidade de uma revisão do Artigo 21 para que sistemas não-GEO possam operar nestas faixas de frequências assegurando, ao mesmo tempo, que os serviços primários existentes continuem protegidos. Na análise, cinco estruturas de constelações de satélites não-GEO do tipo Walker Delta, adequadamente escolhidas, foram consideradas. Resultados mostraram que os atuais limtes de pfd podem impor restrições indevidas aos sistemas não-GEO operando nesta faixa. Assim, uma metodologia para investigar uma máscara limitante de pfd mais adequada é apresentada. A aplicação desta metodologia leva a uma máscara alternativa que se aproxima dos limites atuais de pfd para satélites geoestacionários quando o número de satélites no sistema interferente não-GEO é igual a um. Uma avaliação da máscara de pfd proposta mostra que ela não impõe restrições desnecessárias aos sistemas de satélites não-GEO. Isto, junto a outros fatos, indica que os limites de pfd propostos são, de fato, muito mais adequados do que os atuais. In this work, the current power-flux density limits in Article 21 of the ITU-R Radio Regulations for non-GSO systems operating in the 3.7-4.2 GHz band are analyzed. These limits aim the protection of Fixed Service receivers, operating in the same frequency band, from the interference produced by non-GSO satellite systems. The analysis was motivated by Resolution 157 [1] of the World Radiocommunication Conference 2015, that recognized the need for a revision of Article 21 with a view to enabling non-GSO systems to operate in these FSS frequency bands while ensuring that existing primary services are protected. In the analysis, five different Walker Delta type satellite constellation structures, adequately chosen, were considered. Results have shown that the current pfd limits may impose undue constraints to non-GSO systems operating in this band. Therefore, a methodology to investigate a more adequate pfd limiting mask is presented. The application of this methodology leads to an alternative mask that approaches the current pfd limits for the geostationary satellites when the number of satellites in the non-GSO interfering system is equal to one. An evaluation of the proposed pfd mask shows that it does not impose unnecessary constraints to the non-GSO satellite systems. This, along with other facts, indicates that the proposed pfd limits are, indeed, much more adequate than the current ones.

Neste trabalho é desenvolvido um modelo matemático para descrever o comportamento estatístico da interferência produzida por redes VSAT/MFTDMA. O modelo proposto é utilizado para avaliar a interferência produzida pelos lances de subida de enlaces VSAT/MF-TDMA em enlaces de uma outra rede que utiliza um satélite vizinho. No modelo proposto, expressões analíticas foram desenvolvidas para levar em conta os efeitos de variações nas potências transmitidas, nos tamanhos das antenas e nos erros de apontamento das antenas transmissoras. As posições geográficas das estações terrenas são modeladas por processos pontuais de Poisson, bi-dimensionais. O modelo proposto é suficientemente geral para acomodar outros tipos de processos pontuais, além de situações envolvendo áreas de serviço contendo múltiplos tipos de distribuição geográfica das estações terrenas. Resultados numéricos obtidos com o modelo proposto são comparados àqueles baseados em valores reais de parâmetros (e.g. localização das estações terrenas, tamanhos de antenas e potências de transmissão) que foram fornecidos por um operador brasileiro de satélites. In this work a mathematical model to describe the statistical behavior of the interference produced by VSAT/MF-TDMA networks is developed. The model is used to assess the interference produced by the uplinks of a VSAT/MF-TDMA network into links of a network that uses a neighboring satellite. In the proposed model, analytical expressions were developed to account for the effects of the varying transmitting powers, antenna sizes, and transmitting antenna pointing errors. The earth station locations are modeled by a two dimensional Poisson point process. The model is general enough to accommodate other types of point processes and can be applied to situations involving service areas containing multiple types of earth station geographical distribution. Numerical results obtained with the proposed model are compared to those based on the actual parameters values (e.g. earth station locations, antenna sizes and transmitting powers) which were provided by a Brazilian satellite operator.

Este trabalho de dissertação de mestrado apresenta os resultados obtidos com a conjunção de duas técnicas propostas para utilização em modernos sistemas de comunicações: a Modulação Espacial (Spatial Modulation - SM) e a detecção desacoplada de sinais. Na primeira parte são abordados os fundamentos teóricos da detecção de sinais com modulação espacial, uma comparação entre os sistemas MIMO (Multiple Input Multiple Output) tradicionais e os sistemas SM-MIMO, uma revisão bibliográfica sobre trabalhos previamente feitos no tema e os diferentes tipos de detectores que podem ser empregados em sistemas com modulação espacial. A seguir são abordadas diferentes técnicas para desacoplamento de sinais, as quais permitem a separação na estação radio-base dos sinais oriundos de diferentes tipos de usuários, visando simplificar e adequar o procedimento de detecção às necessidades do usuário da rede. Finalmente uma análise de desempenho, em termos da taxa de erro de bit, e complexidade computacional, em termos do número médio de flops requerido por vetor de símbolos detectado, é realizada para as diferentes associações de técnicas de desacoplamento e detectores SM enfocados neste trabalho. This work dissertation presents the results obtained from the conjunction of two proposal techniques for the use in modern systems of communications: the Spatial Modulation and the Decoupling Signal Detection. In the first part are discussed the theorical bases of the signal detection with Spatial Modulation, a comparison between the traditional MIMO systems and the SM-MIMO systems, a bibliographical review about previousworks in the topic and the different kinds of detectors that can be used in systems with Spatial Modulation. Then the different techniques of signal decoupling are discussed, which allow the separation in the radio base station of the signals coming from the different classes of users, to simplify and adapt the process of detection and the requirements of the user in the network. Finally a performance analysis in terms of the bit error rate and computational complexity in terms of average number of flops required fot the vector of symbols detected, is done for the studied detectors in the dissertation, using the same different techniques of decoupling studied in this work.

Processamento em arranjos de sensores é uma área com vasta aplicação, tanto civil quanto militar, por exemplo em sonar, radar, sismologia e comunicações sem fio. Por meio de processamento espacial e espácio-temporal é possível melhorar suas funcionalidades e explorar novas possibilidades. Esta área vem atraindo cada vez mais a atenção e os esfor¸cos da comunidade científica, especialmente agora, em que antenas phased-array se estabeleceram como uma tecnologia comercial e madura. Neste contexto, nós tratamos o problema de processamento com posto reduzido em processamento espacial (beamforming) e espácio-temporal de sinais radar e a nova área de radares com função dual de radar e comunicações (dualfunction radar-communications, DFRC), que pode ser resumida na incorporação de mensagens de comunicações nas transmissıes radar como uma tarefa secundária. Nesta tese, nós investigamos a aplicação de um novo esquema de reduções de posto baseado em interpolação e decimação em duas áreas distintas: processamento espacial e processamento espácio-temporal de sinais radar. Este algoritmo para redução de posto nunca havia sido testado nestes ambientes antes e apresentou resultados bastante expressivos. Nós também propomos simplificações para reduzir a complexidade computacional do algoritmo em bemforming. Quanto ao tópico de DFRC, nós propomos dois métodos originais para incorporar modulação de amplitude/fase aos lóbulos laterais do diagrama de irradiação do radar de forma robusta. Os métodos propostos são muito mais simples do que o estado-da-arte e apresentam desempenho superior em termos de robustez e aplicabilidade em operações de tempo-real. Nós ainda provemos várias outras análises, comparações e contribuições a esta nova área. Array processing is an area with many civilian and military applications, e.g. sonar, radar, seismology and wireless communications. By means of space and space-time processing it is possible to enhance their features and explore new possibilities. This area has been attracting increasingly more attention and gathering more efforts of the science community, especially now, that phased array antennas are established as a commercial and mature technology. Within this context, we address the problem of reduced rank processing in space and space-time radar signal processing and the new area of dual-function radar-communications (DFRC), which may be summarized as embedding communication messages into radar emissions as a secondary task for the radar. In this thesis, we investigate the application of a new joint interpolation and decimation rank reducing scheme in two different areas: beamforming and space-time radar processing. This rank reducing algorithm was never tested within these contexts before and shows impressive results. We also propose simplifications for decreasing the computational complexity of the algorithm in beamforming. In the topic of DFRC, we propose two original robust radar-embedded sidelobe phase/amplitude modulation methods which have simple closed form equations. The proposed methods are much simpler than the state of the art and have superior performance in terms of robustness and real-time applicability.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO Na primeira parte desta tese, são desenvolvidos dois esquemas de detecção por listas para sistemas MIMO multiusuário. As técnicas propostas usam uma única transformação de redução de reticulado (LR) para modificar a matriz de canal entre os usuários e a estação base (BS). Após a transformação LR, um candidato confiável do sinal transmitido é obtido usando um detector de cancelamento sucessivo de interferências (SIC). No detector em múltiplos ramos com redução de reticulado e cancelamento sucessivo de interferências (MB-LR-SIC) proposto, um número fixo de diferentes ordenamentos para o detector SIC gera uma lista de possíveis candidatos para a informação transmitida. O melhor candidato é escolhido usando o critério maximum likelihood (ML). No detector por listas de tamanho variável (VLD) proposto, um algoritmo que decide se o candidato atual tem uma boa qualidade ou se é necessário continuar procurando por um candidato melhor nos ordenamentos restantes é utilizado. Os resultados numéricos mostram que os esquemas propostos têm um desempenho quase ótimo com uma complexidade computacional bem abaixo do detector ML. Um esquema de detecção e decodificação iterativa (IDD) baseado no algoritmo VLD é também desenvolvido, produzindo um desempenho próximo a um sistema mono usuário (SU) livre de interferências. Na segunda parte desta tese, uma técnica de detecção desacoplada de sinais (DSD) para sistemas MIMO massivo é proposta. Esta técnica permite que o sinal composto recebido na BS seja separado em sinais independentes, correspondentes a diferentes classes de usuários, viabilizando assim o uso dos procedimentos de detecção propostos na primeira parte desta tese em sistemas MIMO massivos. Um modelo de sinais para sistemas MIMO massivo com antenas centralizadas e/ou antenas distribuídas operando em redes heterogêneas de quinta geração é proposto. Uma análise baseada na soma das taxas e um estudo de custo computacional para DSD são apresentados. Os resultados numéricos ilustram o excelente compromisso desempenho versus complexidade obtido com a técnica DSD quando comparada com o esquema de detecção conjunta tradicional. In the first part of this thesis, we introduce two list detection schemes for the uplink scenario of multiuser multiple-input multiple-output (MUMIMO) systems. The proposed techniques employ a single lattice reduction (LR) transformation to modify the channel matrix between the users and the base station (BS). After the LR transformation, a reliable candidate for the transmitted signal vector, provided by successive interference cancellation (SIC) detection is obtained. In the proposed multi-branch lattice reduction SIC (MB-LR-SIC) detector, a fixed number of different orderings, generates a list of SIC detection candidates. The best candidate is chosen according to the maximum likelihood (ML) selection criterion. For the proposed variable list detection (VLD) scheme, an algorithm to decide if the current candidate has good quality or if it is necessary to further explore different orderings to improve the detection performance is employed. Simulation results indicate that the proposed schemes have a near-optimal performance while keeping its computational complexity well below that of the ML detector. An iterative detection and decoding (IDD) scheme based on the VLD algorithm is also developed, producing an excellent performance that approaches the single user (SU) scenario. In the second part of this thesis, a decoupled signal detection (DSD) technique which allows the separation of uplink signals, for each user class, at the base station (BS) for massive MIMO systems is proposed. The proposed DSD allows to implement the detection procedures proposed in the first part of this thesis in massive MIMO scenarios. A mathematical signal model for massive MIMO systems with centralized and distributed antennas in the future fifth generation (5G) heterogeneous cellular networks is also developed. A sum-rate analysis and a study of computational cost for DSD are also presented. Simulation results show excellent performance of the proposed DSD algorithm when combined with linear and SIC-based detectors.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA O compartilhamento de frequências entre sistemas de comunicações por satélite e sistemas terrestres tem sido objeto de estudos desde o aparecimento dos primeiros sistemas comerciais de comunicações por satélite. Esta dissertação analisa a proteção de receptores do Serviço Fixo Terrestre (FS - Fixed Service) contra a interferência agregada produzida pela transmissão de múltiplos satélites geoestacionários do Serviço Fixo por Satélite (FSS - Fixed Satellite Service) na faixa de 7 GHz. Estudos recentes, realizados no âmbito do Setor de Radicomunicações da União Internacional de Telecomunicações (ITU-R), consideraram modelos matemáticos determinísticos conservadores. Este trabalho desenvolve uma análise probabilística dessa interferência agregada, baseada em um modelo matemático no qual as densidades de fluxo de potência produzidas pelos satélites na superfície da Terra e os ganhos nos lóbulos laterais da antena receptora do FS são caracterizados como variáveis aleatórias. O modelo matemático proposto foi aplicado a alguns cenários específicos e os resultados obtidos foram comparados àqueles resultantes do cálculo determinístico. The sharing of frequencies between satellite communication systems and terrestrial systems have been studied since the appearance of the first commercial satellite comunicacacoes. This dissertation analyzes the protection of Fixed Service (FS) receivers from the aggregate interference produced by the transmissions of multiple Fixed Satellite Service (FSS) geostationary satellites in the 7 GHz band. Recent studies within the Radiocommunication Sector of the International Telecommunication Union (ITU-R) have considered conservative deterministic mathematical models. This work develops a probabilistic analysis of this aggregate interference, based on a mathematical model in which the power flux density produced by the the satellites on the Earth surface and the FS receiving antenna side-lobe gains are characterized as random variables. The proposed mathematical model was applied to some specific scenarios and the obtained results were compared to those resulted from the deterministic calculation.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA Este trabalho apresenta uma análise detalhada de uma recente proposta de combinação da transmissão em blocos com portadora única e a técnica CDMA, referida como CS-CDMA (Chip Spread CDMA). Uma característica marcante desta técnica de transmissão é que diferentemente do que ocorre nos sistemas DS-CDMA, a ortogonalidade entre os códigos dos diferentes usuários é mantida mesmo quando a transmissão é feita através de um canal multipercurso seletivo em frequência, suposto invariante no tempo, permitindo assim que os usuários possam ser identicamente desacoplados na recepção. Além desta vantagem, resultados de desempenho indicaram uma significativa superioridade deste sistema sobre o tradicional DS-CDMA. Entretanto comparações existentes, consideraram apenas o up-link, do sistema e adotaram algumas premissas, que incluem, a utilização de códigos ortogonais pelos diversos usuários e a suposição de canais de transmissão invariantes no tempo. O presente trabalho apresenta uma análise detalhada da técnica (CS-CDMA e uma análise comparativa dos sistemas em condições menos favoráveis. Os sistemas operam em ambientes invariante e variante no tempo, com códigos ortogonais e não ortogonais e em dois cenários diferentes, down- link e up-link. Os resultados consideram recepção com equalização no domínio da frequência utilizando equalizadores do tipo ZF (Zero Forcing) e MMSE (Minimum Mean Squared Error). Simulações foram realizadas no intuito de se avaliar o desempenho dos dois sistemas considerados. Curvas de probabilidade de erro foram obtidas e ilustram e comparam tais desempenhos em diferentes situações e cenários de interesse. This dissertation proposes detailed analysis of a recent combined mechanism for transmission in blocks with a single carrier and CDMA technique known as Chip Spread CDMA (CS-CDMA). An important feature of this transmission technique is that unlike what happens in Direct Sequence (DS-CDMA) systems, the orthogonality between codes of different users is maintained even when the transmission, considered time-invariant, is made through a selective multipath channel frequency, which ideally allows users to be uncoupled in reception. However, existing comparisons only consider the up-link transmission and adopt certain assumptions, which include orthogonal codes for different users and time invariant channels. This technique have shown a significant superiority as compared with the traditional DS-CDMA. A comparison of (CS-CDMA systems in more realistic conditions are presented in this work. Various environments were tested in the presence of BPSK modulation systems, as well as invariant and time-varying transmission. Comparison between scenarios down-link and up-link are also presented. The results consider equalized reception in the frequency domain using the ZF (Zero Forcing) equalizers and MMSE (Minimum Mean Squared Error). Simulations were carried out in order to evaluate the performance of the two systems considered. Error probability curves were obtained to illustrate and compare the performances in different situations and scenarios.

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO FUNDAÇÃO DE APOIO À PESQUISA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO Sistemas OFDM têm conseguido atenção dos órgãos internacionais de padronização na última década. Vários trabalhos na literatura tratam sobre como otimizar a transmissão desses sistemas na situação de enlace aberto, ou seja, onde não há comunicação reversa entre transmissor e receptor. Este trabalho foca a utilização de enlace fechado para sistemas de transmissão OFDM, um assunto pouco explorado até agora. Aqui focamos principalmente no método recentemente proposto na literatura de alocação dinâmica de símbolos-pilotos. Foi mostrado recentemente que, para sistemas OFDM coerentes e de enlace fechado, essa opção é a que traz mais ganhos. Os símbolos-piloto são usados para obter amostras do comportamento do canal a fim de detectar os símbolos de dado corretamente. Esses pilotos, porém, não precisam estar dispostos para a melhor estimação possível do canal. Almeja-se apenas uma estimação boa o suficiente. Nesse trabalho propõe-se uma estratégia de alocação de pilotos com o objetivo de minimizar a probabilidade de erro de bits do sistema. Sugere-se também um algoritmo de menor complexidade que mantém grande parte do desempenho da solução ótima. Resultados experimentais mostram ganhos bastante significativos. OFDM systems have gathered quite some attention from international standardization bodies for the past decade. Various works in literature aim at optimizing transmission for these systems in the open-loop scenario, i.e. when there is no feedback communication between transmitter and receiver. This work focuses on the utilization of a closed-loop for OFDM systems, a subject which has not been thoroughly explored so far. Here we primarily focus on the recently proposed method of dynamic pilot-symbol allocation. It was shown in a recent paper that for coherent closed-loop OFDM systems, this option is capable of delivering substantial increases in performance. The pilot-symbols are used to sample channel behavior so that data symbols can be decoded correctly. However, these pilot do not need to be located so as to estimate the channel in the best possible way. The system requires an estimation which is only good enough. In this work, we propose a pilotsymbol allocation strategy with the goal of minimizing the bit error rate. We also suggest a lower complexity algorithm, which attains most of the performance of the optimal solution. Experimental results show significant gains.

CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO Neste trabalho são examinados métodos de codificação de imagens em sub-bandas utilizando quantização vetorial inter-bandas para faixas abaixo de 1 bit/pixel. O espectro de freqüências da imagem é decomposto em 16 sub-bandas uniformes através de um banco de filtros espelhados em quadratura bi-dimensionais. As amostras dos sinais das 16 sub-bandas são usadas para compor um vetor de 16 componentes que, posteriormente, é codificado por um esquema de quantização vetorial (QV). Com o objetivo de reduzir a complexidade e o espaço de memória, são investigadas duas estruturas de quantização vetorial. Uma delas utiliza QV particionada, com o objetivo não só de reduzir a complexidade, como também de explorar as propriedades espectrais. A outra realiza a quantização vetorial direta, enquanto a complexidade é reduzida significativamente. Resultados de simulações são apresentados para as taxas de 0,50 bit/pixel, 0,63 bit/pixel e 0,75 bit/pixel. Uma análise comparativa mostra que o desempenho dos dois esquemas é comparável ao que utiliza quantização vetorial direta, enquanto a complexidade é reduzida significativamente. Resultados de simulações mostram ainda que, a taxas abaixo de 1 bit/pixel, não é recomendável o uso de QV inter-bandas particionada com alocação de bits adaptativa, nem de QV inter-bandas multi-estágios com busca em árvore. A técnica QV inter-bandas quando a sub-banda dominante é codificada separadamente através de um quantizador vetorial intra-banda. Considera-se a decomposição do espectro de freqüências em 16 sub-bandas uniformes e em 13 sub-bandas. Para a decomposição em 16 sub-bandas, esse esquema apresenta desempenho comparável à QV inter-bandas direta e complexidade equivalente à QV inter-bandas multi- estágios. In this thesis sub-band coding of images using inter-band vector quantization is examined at rates below 1 bit/pixel. The image spectrum is decomposed into 16 uniform bands using 2-D separable quadrature mirror filters. These 16 bands are used to create 16-dimension vectores, which are coded using vector quantization (VQ). In order to reduce the computational complexity and the storage requirements, two vector quantization structures are considered. One approach is to split the vectors not only to reduce complexity but also to exploit spectral properties of the data image. In the order approach the vector quantization is done in multiple stages. Simulation results are presented at rates of 0,50 bit/pixel, 0,63 bit/pixel and 0,75 bit/pixel. A comparative analysis shows that the performance of the two systems is comparable to the basic coding structure, while the complexity is significantly reduced. Simulation results also show that split VQ with adaptive bit allocation and multi-stage VQ with tree search are not recommended at these rates. The best trade-off between complexity and performance is achieved with the inter-band multi-stage VQ scheme using the sequential search procedure. At last, the use of inter- band VQ is examined when the dominant sub-band is separately coded using intra-band VQ. When the image spectrum is decomposed into 16 bands, this scheme has a performance comparable to the basic coding structure while the complexity and storage reduction is equivalent to the inter-band multi-stage VQ technique.

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR Este trabalho aborda o problema da compressão de imagens explorando a técnica de codificação por sub-bandas(SBB). Como estrutura básica, usada na primeira parte do trabalho, tem-se a divisão da imagem em 16 sub-bandas buscando replicar os resultados de woods [1]. As componentes das 16 SBB são quantizadas e codificadas, e bits são alocados às SBB usando como critério a minimização do erro médio quadrático. Os quantizadores são projetados segundo uma distribuição Gaussiana Generalizada. Neste processo de codificação, a sub-banda de mais baixa freqüência é codificada com DPCM, enquanto as demais SBB são codificadas por PCM. Como inovação, é proposto o uso do algoritmo de Lempel-Ziv na codificação sem perdas (compactação) das sub-bandas quantizadas. Na compactação são empregados os algoritmos de Huffman e LZW (modificação do LZA). Os resultados das simulações são apresentados em termos da taxa (bits/pixel) versus relação sinal ruído de pico e em termos de analise subjetiva das imagens reconstruídas. Os resultados obtidos indicam um desempenho de compressão superior quanto o algoritmo de Huffman é usado, comparado com o algoritmo LZW. A melhoria de desempenho, na técnica de decomposição em sub-bandas, observada com o algoritmo de Huffman foi superior (2dB acima). Todavia, tendo em vista as vantagens da universalidade do algoritmo de Lempel-Ziv, deve-se continuar a investigar o seu desempenho implementado de forma diferente do explorado neste trabalho. This work focus on the problem of image compression, with exploring the techniques of subband coding. The basic structure, used in the sirst part of this tesis, encompass the uniform decomposition of the image into 16 subbands. This procedure aims at reproducing the reults of Woods [1]. The component of the 16 subbands are quatized and coded and bits are optimally allocated among the subbands to minimize the mean-squared error. The quantizers desingned match the Generelized Gaussian Distribuition, which model the subband components. In the coding process, the lowest subband is DPCM coded while the higher subbands are coded with PCM. As an innovation, it is proposed the use of the algorithm LZW for coding without error (compaction) the quantized subbands. In the compactation process, the Huffamn and LZW algorithms are used. The simulation results are presented in terms of rate (bits/pel) versus peak signal-to-noise and subjective quality. The performance of the subband decomposition tecnique obtained with the Huffamn´s algorithm is about 2dB better than that obtained with the LZW. The universality of the Lempel-Ziv algorithm is, however, an advantage that leads us to think that further investigation should still be pursued.

Neste trabalho é investigada uma técnica de compressão de imagens empregando a Transformada Wavelet Discreta em conexão com o código de compressão mLLZ/d, que é baseado no algoritmo de Lempel-zig com perdas. Primeiramente é apresentada a teoria das wavelets e são discutidos diversos códigos para compactação e compressão baseados no algoritmo de Lempel-Ziv. Em seguida, são apresentados os resultados de diversas simulações realizadas com quatro imagens comumente empregadas neste tipo de análise, de forma a avaliar o desempenho do método em termos de qualidade objetiva e subjetiva. Finalmente, os resultados foram analisados e comparados aos obtidos com outras técnicas de compressão, publicadas em dissertações de mestrado anteriores. In this work an image compression method employing the Discrete Wavelet Tranform in connection with the Lossy Lempel-Ziv code mLLZ/d is investigated. At first, the wavelet theory as well as several lossy and lossless codes based on the Lempel-ziv algorithm are discussed. Afterwards, simulations are implemented using four images, which are commonly used as a standard for this type of analysis, in order to evaluate the performance of the method in terms of both objective and subjective quality. Finally, the results are analyzed and compared to the ones obtained with other compression techniques, already published in former thesis.

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO Recomendações específicas da União Internacional de Telecomunicações estabelecem objetivos de desempenho para enlaces de comunicações digitais terrestres. Esses objetivos impôem restrições a parâmetros tais como a taxa de segundos errados, a taxa de segundos severamente errados e a taxa de erro de bloco de fundo, a partir dos quais se define a disponibilidade do enlace. Os valores destes parâmetros são afetados por diversos fatores de degradação, sendo os principais deles a atenuação devido a chuvas e a interferências. Neste estudo é apresentada uma metodologia para a estimação destes parâmetros que considera, de forma conjunta, os efeitos devidos a essas degradações. O estudo considera, de forma analítica, as relações entre os diversos parâmetros envolvidos, e a caracterização estatística de cada um deles. Resultados numéricos ilustram o uso dos estimadores desenvolvidos no trabalho em situações de interesse prático. Specific recommendations published by The International Telecommunications Union establish performance objectives for digital communication links. These objectives impose constraints to parameters like the errored second rate, the severely errored second rate and the background block error ratio. Based on these parameters is defined the link availability. The values of these parameters are affected by various degradation factors, being the attenuation due to rain and external interferences the principal ones. This study presents a methodology to estimate the performance parameters for the parameters that jointly considers the effects due to these two degradations and uses analytical relations among the parameters involved as well as their statistical characterization. Numerical results illustrate the use of the developed estimators in situations of practical interest.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR Esta dissertação apresenta um desenvolvimento analítico que permite caracterizar as distorções produzidas na densidade espectral de potência de sinais OFDM devido à sua passagem através de sistemas não lineares. O processo estocástico que caracteriza a envoltória complexa de um sinal OFDM é odelado como um processo estocástico gaussiano complexo, próprio. A não linearidade do canal de transmissão é caracterizada pela expansão, em série de potências, de suas características de conversão AM/AM e AM/PM. Utilizando-se o Teorema dos Momentos para processos gaussianos complexos chega-se a expressões analíticas fechadas para a função autocorrelação e para a densidade espectral de potência do sinal produzido na saída da não- linearidade. As expressões obtidas são aplicadas a situações particulares nas quais 1, 2 e 3 sinais OFDM compartilham a não- linearidade permitindo quantificar, nestas situações específicas, as distorções correspondentes aos produtos de intermodulação de diferentes ordens e o efeito, nestas distorções, de variações no valor do back-off de entrada do sinal. This MSc dissertation presents a theoretical analysis that evaluates the distortion experienced by the power spectrum density of OFDM signals when they are transmitted through a non-linear channel. The complex envelope of the OFDM signals are modeled as a complex proper gaussian random process and the channel non-linearity is characterized through a power series expansion of its AM/AM and AM/PM distortion curves. Using the Moment Theorem for complex gaussian random processes, closed form expressions for the autocorrelation function and the power spectrum density of the signal produced at the non-linear channel output are obtained. These expressions are applied to specific situations in which 1, 2 and 3 OFDM signals share the nonlinear channel, producing results that quantify the distortions corresponding to intermodulation products of different orders and the effect of varying the signal input back-off value.

CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO Neste trabalho, um método de compressão de dados com perdas, baseado no algoritmo de compressão sem perdas de Lempel-Ziv é proposto. Simulações são usadas para caracterizar o desempenho do método, chamado LLZ. É também aplicado à compressão de imagens e os resultados obtidos são analisados. In this work, a lossy data compression method, base don the Lempel-Ziv lossles compression scheme is proposed. Simulations are used to study the performance of the method, called LLZ. The lLZ is also used to compress digital image data and the results obtained is analized.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA Os sistemas de transmissão em bloco, permitem a transmissão de N símbolos de forma simultânea, seja em modulação de portadora única ou multiportadora. A recepção ótima, no sentido de máxima verossimilhança em canais com multipercursos apresenta um custo computacional elevado de AN, onde A é a ordem da constelação (A igual a 2 para BPSK). Para evitar este alto custo computacional é usual fazer a detecção símbolo a símbolo após a equalização. Nesta dissertação é proposto um receptor com detecção por grupos que apresenta uma complexidade intermediária entre o receptor ótimo e os receptores que utilizam detecção símbolo-a-símbolo em sistemas com transmissão em blocos. O tipo de estrutura idealizada agrupa as componentes do bloco equalizado em grupos e realiza detecção conjunta ótima dos símbolos em cada grupo. Com relação possíveis estratégias de agrupamento foram propostos três métodos, o primeiro método faz uma busca exaustiva pelo agrupamento ótimo e tem como consequência um custo computacional elevado para um número grande de símbolos por bloco. Na procura por algoritmos que evitem uma busca exaustiva pelo agrupamento ótimo, mas que resultem em bons ganhos de desempenho, e a sua aplicação em sistemas com um número elevado de símbolos por bloco, foram propostos dois métodos de agrupamento sub-ótimos e eficientes, cujos receptores apresentaram ganhos de desempenho apreciáveis quando comparados ao receptor convencional. Block transmission systems allow transmissions of N symbols simultaneously, with single carrier or multi-carrier modulation. Maximum likelihood optimal reception in multipath channels have a high computational cost of AN, where A is the constellation order (A iqual 2 for BPSK). To avoid this cost is usual to make symbol-by-symbol detection after equalization. In this work we propose a receiver with group detection that has a good tradeof between computation complexity and bit error rate performance. The idealized structure groups the components of the equalized block in sub-blocks and does optimal joint detection of the symbols in each sub-block. With relation to possible grouping strategies three methods were proposed. The first one searchs for an optimal grouping and has, as a consequence, a high computational cost for block with a large number of symbols. Sub-optimal efficient algorithms that avoid the exhaustive search for the optimal grouping but show good performance gains and feasible application in systems with large number of symbols per block were proposed. The resulted receivers achieved substantial performance gain in comparison with the conventional symbol-by-symbol receiver.

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA A utilização de satélites, a maioria deles ao longo da órbita de satélites geoestacionários (geostationary satellite orbit - GSO), proporcionou um enorme crescimento nas comunicações de longa distancia e na radiodifusão de informação. Sendo a órbita de satélites geoestacionários um recurso limitado, existe motivação para a elaboração de planejamentos a priori desse recurso de modo a garantir, na prática, para todos os países, acesso à GSO. Esses planejamentos envolvem estudos, análises e modelagens das caracterısticas especıficas dos sistemas envolvidos, além do desenvolvimento de técnicas e algoritmos adequados a sıntese do planejamento. Técnicas aplicáveis a um determinado planejamento dependem diretamente do tipo de sistema e do tipo de serviço a ser planejado e devem levar em consideração as interferencias produzidas e sofridas por cada um dos sistemas planejados. Os nıveis de interferencia devem ser adequados de modo a permitir a operação conjunta dos diversos sistemas e seu calculo depende basicamente das caracterısticas dos sistemas envolvidos e da geometria do problema (posições orbitais dos satelites, posições das estações terrenas, apontamento de antenas, etc.). No ambito da Uniçao Internacional de Telecomunicações (UIT), planejamentos de diversos serviços de comunicações por satelite foram feitos, em nível internacional, por Conferencias Mundiais de Comunicaões. Dentre estes planejamentos esta o Planejamento do Serviço de Radiodifusão por Satelite (SRS) que constitui os Apendices 30 e 30A do Regulamento de Radiocomunicações da UIT. A modificação dos valores dos parametros tecnicos dos sistemas do Plano do SRS tem, obviamente, impacto no ambiente interferente do Plano. Motivado por interesses específicos da administração brasileira no SRS, este trabalho apresenta uma análise precisa dos efeitos de modificações nos parametros tecnicos das alocações do Brasil no Plano do SRS nas interferencias geradas e sofridas pelos demais sistemas do Plano. The use of satellites, most of them in the geostationary satellite orbit - GSO, allowed for a big development in long distance communications and broadcasting. Since the GSO is limited resource, there is motivation for the development of a priori planning of the use of this resource so that access to the GSO is guaranteed to all countries. These a priori planning involve studies, analyses and modeling of the specific characteristics of the systems being planned, and the development of techniques and algorithms suitable for synthesizing the Plan. Techniques applicable to a given Plan depend directly on the type of service being planned and should consider and shall take into consideration the interferences generated and experienced by the systems in the Plan. The interference levels have to be adequate to allow for the joint operation of all systems in the Plan, and their calculation depends basically on the characteristics of the systems involved and on the problem geometry (orbital positions, earth station locations, antenna pointings, etc.). Within the International Telecommunication Union - ITU, the planning of several satellite services were developed by international radiocommunication conferences. Among them is the Broadcasting Satellite Service (BSS) Plan that is currently in appendices 30 and 30B of the Radio Regulations. Changes in the values of the plan technical parameters obviously have an impact on the interference environment of the Plan. Motivated by specific interests of the Brazilian administration, this work presents a precise analysis of the effect that changes in the technical parameters of the Brazilian allocations in the BSS Plan would have on the interferences generated and experienced by the systems in the Plan.