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Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2022-02-03T23:08:58Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Adriane dos Santos Duarte - 2021 - Completo.pdf: 4159630 bytes, checksum: 4dad3ba5edc0e7b71657ba169712b107 (MD5) Made available in DSpace on 2022-02-03T23:08:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Adriane dos Santos Duarte - 2021 - Completo.pdf: 4159630 bytes, checksum: 4dad3ba5edc0e7b71657ba169712b107 (MD5) Previous issue date: 2021-11-09 The radiofrequency (RF) watermark is a technology that incorporates hidden information into conventional communication signals without the use of extra bandwidth. The confidential information may be used for authentication purposes or to transmit confidential data. Therefore, the watermark provides a way to authenticate users in a secrecy/confidential manner, and one may add authentication in the physical layer to wireless protocols without breaking client protocols. In the first part of this dissertation, one analyzes the performance of using watermark in BPSK and QPSK modulation schemes through theoretical and simulated bit error rate (BER) curves for the watermark and the message depending on the signal-to-noise ratio (SNR). In the second part, as an unprecedented contribution, one proposes using the watermark techniques analyzed in the first part in visible light communication (VLC) systems based on OFDM multiport modulation (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). In this context, for performance comparison, the simulated BER curves for the watermark and the message, depending on the signal-to-noise ratio (SNR), are obtained. Thus, it was possible to conclude that the model presented for the simulation of the watermark in the VLC system has its performance associated with the non-linear effect, which is an inherent characteristic of LED lamps. A marca d’água de radiofrequência (RF) é uma tecnologia que visa incorporar informações ocultas em sinais de comunicação convencionais sem o emprego de largura de banda extra. Essa informação pode ser usada para fins de autenticação ou para a transmissão de outras informações confidenciais/secretas. Assim, a marca d’água fornece uma maneira de autenticar usuários de forma sigilosa e protocolos sem fio podem ter autenticação adicionada na camada física sem que ocorra a quebra dos protocolos do cliente. Na primeira parte deste trabalho, analisa-se o desempenho do uso de marca d’água em esquemas de modulação BPSK e QPSK, através de curvas simuladas de taxas de erro de bit (BER–Bit Error Rate), referentes à marca d’água e à mensagem, em função da razão sinal ruído (SNR–Signal to Noise Ratio). Na segunda parte, como contribuição inédita da aplicação das técnicas CR, CS e ICS; propõe-se o emprego das técnicas de marca d’água, analisadas na primeira parte, em sistemas de comunicação por luz visível (VLC–Visible Light Communications) baseados em modulação multiportadora OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Neste contexto, para fins de comparação de desempenho, curvas simuladas de BER, novamente, referentes à marca d’água e à mensagem, em função da razão sinal ruído (SNR), são obtidas. Dessa maneira, foi possível concluir que o modelo apresentado para a simulação da marca d’água no sistema VLC tem seu desempenho associado ao efeito não linear, que é uma característica inerente às lâmpadas LED.

Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2022-02-07T13:31:01Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Amanda de Oliveira Sabino das Chagas - 2021 - Completo.pdf: 9932940 bytes, checksum: 79a2731a5ce502ad99963d0e3c409738 (MD5) Made available in DSpace on 2022-02-07T13:31:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Amanda de Oliveira Sabino das Chagas - 2021 - Completo.pdf: 9932940 bytes, checksum: 79a2731a5ce502ad99963d0e3c409738 (MD5) Previous issue date: 2021-10-13 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Channel Status Information (CSI) is available on IEEE 802.11 wireless networks. The CSI carries information regarding the propagation environment through the amplitude and phase of the OFDM subcarriers. In this study, CSI is used to detect the risk of falling in hospitalized patients. CSI is applied to detect changes in the wireless signal propagation environment and, regarding this non-intrusive principle, fall risk detectors are implemented in a hospital environment. The proposed detectors detect fall risk as anomalies in the environment from changes in the propagation environment. We propose three detectors using different machine learning algorithms: kNN(k-Nearest Neighbors), PCA (Principal Component Analysis) and Autoencoder. For each of them, the cutoff points are chosen based on the technique of tests and diagnostics of the ROC Curve, obtaining accuracies up to 87.33% for kNN, 93.00% for PCA and 90.92% for Autoencoder. For this work, a database of normal condition and fall risk is developed. In addition to the global analysis of the fall risk detector due to anomalies, we evaluated how different types of falls compromise the functioning of the anomaly detectors, using them to classify situations as risky or without risk of falling. A Informação do Estado do Canal (CSI - Channel State Information) está disponível em redes sem fio do padrão IEEE 802.11. A CSI traz informação sobre o ambiente de propagação através da amplitude e fase das subportadoras OFDM. Neste estudo, emprega-se a CSI para a detecção de risco de queda de pacientes hospitalizados. Detecta-se a mudança no ambiente de propagação do sinal sem fio e a partir deste princípio não-intrusivo são implementados detectores de risco de queda em ambiente hospitalar. Os detectores propostos detectam o risco como anomalias no ambiente a partir da identificação de alterações no ambiente de propagação. Propomos três detectores usando diferentes algoritmos de aprendizagem de máquina: kNN (k-Nearest Neighbors), PCA (Principal Component Analysis) e Autoencoder. Para cada um deles são escolhidos os pontos de corte a partir da técnica de testes e diagnósticos da Curva ROC, obtendo acurácias de até 87,33% para o kNN, 93,00% para o PCA e 90,92% para o Autoencoder. Para esse trabalho é desenvolvido um banco de dados de situações normais e de risco de queda. Além da análise global do detector de risco de queda por anomalias, avalia-se como diferentes tipos de queda comprometem o funcionamento dos detectores de anomalias, ao usá-los para classificar as situações como de risco ou sem risco de queda.

Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2021-09-23T14:01:00Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Bernadin Pinquière - 2020 - Completo.pdf: 2199166 bytes, checksum: 286b25b750e2cef14cefc57fbc24217e (MD5) Made available in DSpace on 2021-09-23T14:01:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Bernadin Pinquière - 2020 - Completo.pdf: 2199166 bytes, checksum: 286b25b750e2cef14cefc57fbc24217e (MD5) Previous issue date: 2020-08-12 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES This work presents the study on the characteristics of a data transmission channel using optical fibers electrooptically modified by the poling technique. This technique is performed in order to create a noo-zero non linearity coefficient by simultaneously applying an intense electric field and high temperature. This coefficient is determined by the change in phase of the interference caused by the high voltage in the active arm of the interferometer, i.e. the application of voltage modulates the propagating wave. The first attempt to perform this study was using an experimental setup of a Mach-Zehnder interferometer (MZI). Before the tests, a commercial modulator (OC-192, of JDS Uniphase) was used to calibrate the system. Then, the commercial modulator was replaced by an electrooptically modified optical fiber. Due to limitations in the available equipment, e.g, the lack of an electric amplifier that achieves 200 V and an ASE (Amplified Spontaneous Emission) light source, the attempt to study the properties of this modulation system was done through simulations using the platform COMSOL Multiphysics®. Here it was used the geometrical and optical features of two types of real fibers (F051007-1C and SMF28) to build the MZI system. The obtained results showed that no changes or distortions in the sinusoidal waves are expected if the frequency of the waves is below 10 GHz, which is close to the theoretical value calculated for this system (9.1 GHz). Based on these results, it was concluded that the model made for the simulation of the experimental system has the potential to be a powerful tool to perform the channel estimation in this type of system. Este trabalho apresenta uma proposta para estudo das características de um canal de transmissão de dados feito com fibras ópticas modificadas eletroopticamente pela técnica de poling. Essa técnica é realizada para poder criar um coeficiente de não-linearidade não nulo aplicando simultaneamente um campo elétrico intenso e uma temperatura alta. Esse coeficiente é determinado pela mudança de fase interferência causada pela alta tensão no braço ativo do interferômetro, ou seja, a aplicação de tensão modula a fase da onda propagante. A primeira tentativa de realizar este estudo foi usando uma configuração experimental de um interferômetro Mach-Zehnder (MZI). Antes dos testes, um modulador comercial (OC-192, da JDS Uniphase) foi utilizado para calibrar o sistema. Em seguida, o modulador comercial foi substituído por uma fibra óptica modificada eletroopticamente. Devido à falta de equipamentos importantes, por exemplo, a falta de um amplificador elétrico que atinja 200 V e uma fonte de luz ASE (Emissão Espontânea Amplificada), a tentativa de estudar as propriedades desse sistema de modulação foi realizada através de simulações usando a plataforma COMSOL Multiphysics®. Foram utilizadas as características geométricas e ópticas de dois tipos de fibras reais (F051007-1C e SMF28) para construir o sistema MZI. Os resultados obtidos mostraram que não são esperadas alterações ou distorções nas ondas senoidais se a frequência delas for inferior a 10 GHz, o que é próximo ao valor teórico calculado para este sistema (9,1 GHz). Com base nesses resultados, concluiu-se que o modelo feito para a simulação do sistema experimental tem o potencial de ser uma ferramenta poderosa para realizar a estimativa de canal nesse tipo de sistema.

Submitted by Aglair Aguiar (aglair@ct.ufrj.br) on 2020-05-22T01:47:13Z No. of bitstreams: 1 891678.pdf: 868018 bytes, checksum: 3a4b22a3660718a28a5f3d6368cb6f53 (MD5) Made available in DSpace on 2020-05-22T01:47:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 891678.pdf: 868018 bytes, checksum: 3a4b22a3660718a28a5f3d6368cb6f53 (MD5) Previous issue date: 2019-08 Em submarinos, cabe aos operadores de sonar a tarefa de identificar e classificar contatos de sonar passivo, de forma que possíveis ameaças sejam detectadas. A automatização deste processo é extremamente relevante, visto que facilita o trabalho do profissional desta área, ao exigir um menor esforço físico e mental durante a vigilância. A proposta deste estudo é investigar a eficiência de modelos especializados na constituição de tal sistema, visando a derivar um mecanismo que detecte de forma eficaz navios desconhecidos, bem como identifique corretamente os rótulos daqueles conhecidos. Três níveis de especialização foram considerados: não-especializado, especializado por classes, e especializado por navios, assumindo as seguintes técnicas para a construção do sistema: Análise de Componentes Principais (PCA), Análise de Componentes Principais por Kernel (KPCA), Máquinas de Vetor-Suporte de Uma Classe (OCSVM), Modelos de Mistura de Gaussianas (GMM), k-vizinhos mais próximos (kNN), k-vizinhos mais próximos esparso (s-kNN) e Local Outlier Factor (LOF). Experimentos conduzidos com dados reais adquiridos em uma raia acústica mostraram um melhor desempenho dos modelos especializados em navios, que atingiram uma taxa de detecção de novidades de 83,4%, conjugada com uma taxa média de reconhecimento de classes conhecidas de 90,5%. Em relação especificamente à tarefa de classificação das classes conhecidas, 98,7% são corretamente rotuladas. In submarines, sonar operators have the task of identifying and classifying passive sonar contacts, so that possible threats are detected. The automation of this process is extremely relevant, since it facilitates the work of the professional of this area, requiring less physical and mental efforts during the surveillance. The proposal of this study is to investigate the efficiency of specialized models in the constitution of such a system, aiming to derive a mechanism that effectively detects unknown ships, as well as correctly identifies the labels of those already known. Three levels of specialization were considered: non-specialized, specialized in classes, and specialized in ships, assuming the following techniques for the construction of the system: Principal Component Analysis (PCA), Kernel Principal Component Analysis (KPCA), One-Class Support-Vector Machines (OCSVM), Gaussian Mixture Models (GMM), k-Nearest Neighbors (kNN), sparse k-Nearest Neighbors (s-kNN) and Local Outlier Factor (LOF). Experiments conducted with real data acquired on an acoustic lane showed a better performance of the models specialized in ships, which reached a novelty detection rate of 83.4%, conjugated with an average recognition rate of known classes of 90.5%. Regarding specifically the task of classifying the known classes, 98.7% are correctly labeled.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:17:24Z No. of bitstreams: 1 Sergio Pinto Gomes Junior_BDTD.pdf: 1368167 bytes, checksum: 635dab10c62e6a0814043bd8dc081478 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:17:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sergio Pinto Gomes Junior_BDTD.pdf: 1368167 bytes, checksum: 635dab10c62e6a0814043bd8dc081478 (MD5) Previous issue date: 2019-02-28 Speech has become an increasingly important mean of interaction between humans and computers. Aiming at making this interaction even more natural, researchers have proposed different systems of speech emotion recognition. In this area, in recent years, deep neural networks have been the focus of research. Given this, in this work we investigated the effect of techniques of transfer learning and data augmentation on the accuracy obtained by a residual convolutional neural network, comparing it to other classification strategies like ResNet without pre-training, the Gaussian Mixture Model and the Probabilistic Neural Network. In addition, samples of the Happiness, Neutral, Anger and Sadness classes contained in two emotion datasets (IEMOCAP and EmoDb) were used for training and testing of the proposed systems. In the experiments with the GMM, a accuracy of 85.77 % was achieved for the EmoDb dataset, and 66.83 % for the IEMOCAP. On the other hand, the probabilistic network developed in this work was able to correctly classify 79.64 % of the test samples from the EmoDb dataset. In the experiments with ResNet, the spectrograms of the speech signals were generated to be used instead of images. In these experiments it was observed that the techniques of data augmentation and transfer learning greatly contribute to the result of the emotion recognition. Using those techniques, the convolutional network correctly classified 81.26 % of the test samples. A fala tem se tornado um meio de interação entre o ser humano e os computadores cada vez mais importante. Visando tornar essa interação ainda mais natural, pesquisadores têm proposto diferentes sistemas de reconhecimento de emoções na fala. Na área de reconhecimento de emoções em sinais de fala, as redes neurais profundas vêm sendo foco de intensa investigação. Visto isso, neste trabalho foi avaliado o efeito da técnica de transferência de aprendizado e do aumento da base de dados na acurácia de uma rede neural convolucional residual para a predição de emoções, comparando-a com outras técnicas de classificação tais como: a ResNet sem pré-treino, o Modelo de Mistura de Gaussianas e a Rede Neural Probabilística. Para isto, foram utilizadas as amostras das classes Felicidade, Neutra, Raiva e Tristeza contidas nas bases de dados IEMOCAP e EmoDb visando o treino e teste dos sistemas propostos. Nos experimentos com o GMM foi alcançada uma taxa de reconhecimento de 85,77% para a base de dados EmoDb e 66,83% para a IEMOCAP. Já a rede probabilística desenvolvida nesse trabalho conseguiu classificar corretamente 79,64% das amostras de teste da base de dados EmoDb. Nos experimentos com a ResNet, foram gerados os espectrogramas dos sinais de voz para serem utilizados no lugar de imagens. Nesses experimentos foi observado que as técnicas de aumento da base e de transferência de aprendizado contribuem significativamente para um melhor reconhecimento das emoções. Nesse caso, a rede convolucional classificou corretamente 81,26% das amostras.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:17:30Z No. of bitstreams: 1 Tayssa de Almeida Dominguez Guedes da Costa.pdf: 7165460 bytes, checksum: 46c13bb755c9531714389fbc207b63cd (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:17:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tayssa de Almeida Dominguez Guedes da Costa.pdf: 7165460 bytes, checksum: 46c13bb755c9531714389fbc207b63cd (MD5) Previous issue date: 2019-02-27 In this work, the location of devices is developed by using the circular register of the signal intensity received from the SFNs (Single Frequency Networks) ISDB-T (Integrated Services Digital Terrestrial Broadcasting ). Thus, a radiofrequency signature (RF fingerprinting) from the field strengths in the area where want to provide the location service, performing simulations with the propagation model ITU-R-P1546 and generating a georeferenced database. In this way,the signatures of each radial evaluated simultaneously for location determination using different measures of similarities, such as Mean Squared Error (MSE), circular correlation (CC), signal energy intensity (ES) and artificial neural network (ANN) location estimation. The configuration of the transmission and reception systems is defined and different configurations of SFN networks are evaluated, both in relation to the number of transmitters, and their arrangement geographically. They are verified through the CDF (Cumulative Distribution Function) the position errors obtained, in meters, with each one of the measures applied, in order to verify which of the network configurations presents the best performance for the correct estimation of the location. It is shown that the proposal is feasible, evaluating the city of Rio de Janeiro and obtaining an average error of 85.3 m with an SFN network of 6 transmitters in an area of 635 km2. In general, it is demonstrated that the increase of transmitters used by one or more networks performance improvement and the cross-device results in a fall in the performance of similarity measures, as well as the evaluation without True North orientation (NV), except for CC that disregard this information. Neste trabalho, desenvolve-se a localização de dispositivos empregando-se o registro circular da intensidade do sinal recebido das SFNs (Single Frequency Networks) ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting Terrestrial). Assim, compõe-se uma assinatura de radiofrequência (RF fingerprinting) a partir das intensidades de campo na área onde se deseja prover o serviço de localização, realizando simulações com o modelo de propagação ITU-R-P1546 e gerando um banco de dados geo-referenciado. Desta forma, aplicam-se as assinaturas de cada radial avaliada simultaneamente para determinação da localização utilizando diferentes medidas de similaridades, como o MSE (Mean Squared Error), correlação circular (CC), intensidade de energia do sinal (ES) e estimativa de localização com redes neurais artificiais (ANN). Define-se a configuração dos sistemas de transmissão e recepção e avaliam-se diferentes configurações de redes SFNs, tanto em relação à quantidade de transmissores, quanto à disposição dos mesmos geograficamente. Verificam-se através da CDF (Cumulative Distribution Function) os erros de posição obtidos, em metros, com cada uma das medidas aplicadas, a fim de se verificar qual das configurações de rede apresenta um melhor desempenho para a estimativa correta da localização. Demonstra-se que a proposta é viável, avaliando-se o município do Rio de Janeiro e obtendo-se um erro médio de 85,3 m com uma rede SFN de 6 transmissores em uma área de 635 Km2. Em geral, demonstra-se que o aumento de transmissores utilizados por uma ou mais redes traz melhoria de desempenho e o efeito cross-device resulta em queda no desempenho das medidas de similaridade, assim como a avaliação sem orientação Norte Verdadeiro (NV), exceto para CC que prescinde desta informação.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:17:26Z No. of bitstreams: 1 Andre Luiz Marques Leopoldino.pdf: 6099054 bytes, checksum: 0cc1710416de192f9351c348f3b46563 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:17:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre Luiz Marques Leopoldino.pdf: 6099054 bytes, checksum: 0cc1710416de192f9351c348f3b46563 (MD5) Previous issue date: 2019-02-27 Growing concern about environmental issues caused by the use of environmentally harmful fossil fuels has stimulated research into the spread of so-called green energy sources. Among them, the photovoltaic energy, also known as photovoltaic system (PV system), stands out for the possibility of being used both on a large scale and on a small scale, as for example, PV-household applications. An important feature of the PV system is the possibility of being dynamically conditioned to produce its maximum energy. For this purpose, these sources are used together with power converters controlled by MPPT (Maximum Power Point Tracking) algorithms. Currently, one of the bottlenecks in the use of photovoltaic energy lies in the effect of partial-shading effect due to different causes as, for example, by leaves or objects falling on the panels. As a consequence, the power x voltage characteristic curve may present local maximum points and a global maximum point. In this context, this work proposes a hybrid solution using Particle Swarm Optimization (PSO) and Incremental Conductance algorithms in a complementary way, so that the resulting algorithm is able to identify the global maximum point in any situation, provided there is a prior knowledge of the domain to be traced. Further details of this method, based on particle swarm optimization, are presented throughout the paper. Simulation results involving different test cases are presented with the objective of observing the performance of the proposed algorithm. A crescente preocupação com as questões ambientais causadas pelo uso dos combustíveis fósseis nocivos ao meio ambiente estimularam pesquisas para a disseminação das chamadas fontes de energia verde. Entre elas, a energia fotovoltaica se destaca pela possibilidade de ser utilizada tanto em larga escala quanto em pequena escala como, por exemplo, em residências. Uma característica importante da geração fotovoltaica é possibilidade de condicioná-la, dinamicamente, para produzir a máxima energia possível. Para isso, estas fontes são utilizadas em conjunto com conversores de potência controlados por algoritmos MPPT (Maximum Power Point Tracking). Atualmente, um dos gargalos no uso da energia fotovoltaica reside no efeito do sombreamento parcial causado, por exemplo, por folhas ou objetos que caem sobre os painéis, de modo que a curva característica potência x tensão (P-V) pode apresentar pontos de máximo local e ponto de máximo global. Neste contexto, este trabalho propõe uma solução híbrida utilizando algoritmos PSO e Condutância Incremental de modo que o algoritmo resultante seja capaz de identificar o ponto de máximo global em toda e qualquer situação, desde que haja um conhecimento prévio do domínio a ser rastreado. Outros detalhes deste método, com base na otimização por enxame de partículas, são apresentados ao longo do trabalho. Resultados de simulação envolvendo diferentes casos teste são apresentados com objetivo de observar o desempenho do algoritmo proposto.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:17:15Z No. of bitstreams: 1 Dayane Mendonca Lessa_BDTD.pdf: 3771695 bytes, checksum: b5bdb72cc03be416f70b375099856827 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:17:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dayane Mendonca Lessa_BDTD.pdf: 3771695 bytes, checksum: b5bdb72cc03be416f70b375099856827 (MD5) Previous issue date: 2019-02-25 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Phase-Locked Loop (PLL) synchronization circuits have contributed for the improvement to modern power grids in most of their aspects, such as chain generation, identification and characterization of contents related to power quality, fault location, among others. Particularly, when PLL is used in single-phase circuits, there is an inhe-rent presence of the second harmonic component from the fundamental frequency of the grid voltage. This feature compromises the PLL performance and, therefore, several solutions to minimize this problem has been proposed. The alternatives presented so far are the proposal of new control loops including auxiliary signals to eliminate this oscillating component when the PLL is in the steady state condition, as long as the input signal is not distorted. These PLLs are known as the OSG-PLL (Orthogonal Signal Generator - Phase Locked Loop). However, single-phase OSG-PLLs do not present fast dynamic response without compromising the quality of the signal generated. Thus, in this work we explore the combination of OSG-PLLs with digital tuned filters. The objective is to identify arrangements that present a faster dynamic response, without compromising the quality (harmonic distortion) of the generated signal. These conditions are presented in detail in this dissertation. Simulation and experimental results of different OSG-PLL, together with digital tuned filters, were explored. Furthermore, there is also a comparison of their performances involving time-response due to a transient event and the harmonic distortion of the output signals when those PLLs are in steady-stade condition. Circuitos de sincronismo do tipo PLL (Phase-Locked Loop) têm contribuído para modernizar redes elétricas em diferentes segmentos, como geração distribuída, identificação e caracterização de fenômenos relacionados a qualidade de energia, localização de falhas, entre outros. Particularmente, quando o PLL é utilizado em circuitos monofásicos, há a presença inerente do sinal oscilante em duas vezes a frequência fundamental da tensão da rede. Tal fato faz com que a dinâmica dos PLLs monofásicos fique comprometida, razão esta para a busca de alternativas que minimizem este problema. As alternativas apresentadas até o momento consistem em propostas de novas malhas de controle incluindo sinais auxiliares que acabam por eliminar essa componente oscilante quando o PLL está na condição de regime permanente e, desde que o sinal de entrada não esteja distorcido. Estes PLLs são conhecidos como OSG-PLL (Orthogonal Signal Generator - Phase-Locked Loop). No entanto, os OSG-PLLs monofásicos não são capazes de apresentar ráapida resposta dinâmica sem comprometer a qualidade do sinal gerado. Desta forma, neste trabalho é explorada a combinação dos OSG-PLLs com filtros digitais sintonizados. O objetivo consiste na identificação de arranjos que apresentem rápida resposta dinâmica, sem comprometer a qualidade do sinal gerado. Estas condições são apresentadas em detalhe neste trabalho. Resultados de simulação e experimentais são apresentados para análise do desempenho dos arranjos para os circuitos de sincronismo explorados.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:19:59Z No. of bitstreams: 1 Valmir dos Santos Nogueira Junior_ok.pdf: 2762981 bytes, checksum: cb869d3d8c86793912950cd8dd637d81 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:19:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valmir dos Santos Nogueira Junior_ok.pdf: 2762981 bytes, checksum: cb869d3d8c86793912950cd8dd637d81 (MD5) Previous issue date: 2018-08-16 The atomic decomposition of signals by algorithms of the class "Matching Pursuit" (MP) has been applied in audio compression. According to the literature, the use of psychoacoustic criteria allows a more compact representation of the signal, with minimal loss of perceived quality. This work describes a scheme of analysis by synthesis of audio signals using MP with direct use of the global psychoacoustic masking threshold, inspired by the MPEG layer I, in addition to Dictionaries of Complex Exponentials (DEC). For signal compression, we use the optimization rate-distortion via operating curves by adjusting the Lagrange multiplier. Its performance of representation is evaluated by an objective measure standardized by the ITU, the PEAQ, and by tests in terms of the number of coefficients needed for representation of signals with high-fidelity. A decomposição atômica de sinais por algoritmo da classe Matching Pursuit (MP) vem sendo aplicada à compressão de áudio. De acordo com a literatura, identificamos que se pode utilizar critérios psicoacústicos, o que possibilitaria uma representação mais compacta do sinal, sem perda de qualidade percebida. Este trabalho descreve uma implementação de um esquema de análise por síntese de sinais de áudio utilizando MP associado ao uso de limiar de mascaramento global psicoacústico, inspirado na camada I do MPEG, além de Dicionários de Exponenciais Complexas (DEC). Para a compressão do sinal utiliza-se a otimização taxa-distorção por curvas operacionais ajustando-se o multiplicador de Lagrange. O desempenho da representação para diversas famílias de sinais é avaliado por uma medida objetiva padronizada pelo ITU, o PEAQ, e através de testes em termos do número de coeficientes necessários para representação do sinal com fidelidade.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:17:07Z No. of bitstreams: 1 Marco Luiz Coelho Netto_ok.pdf: 9382016 bytes, checksum: af163a9562b0aa2005c9f5351eb71f6d (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:17:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marco Luiz Coelho Netto_ok.pdf: 9382016 bytes, checksum: af163a9562b0aa2005c9f5351eb71f6d (MD5) Previous issue date: 2018-08-16 This dissertation is about the mapping of Non-Ionizing Radiation (NIR) generated by mobile communication systems in the regions of Saúde, Centro and Botafogo, in the city of Rio de Janeiro, where there is expansion and, consequently, an increase of exposure to citizens. Currently there is a global concern led by research entities with efforts to identify the effects resulted from the exposure to electromagnetic fields stemming from mobile communication systems, evaluating the intensity and safety levels to which an individual is exposed daily in almost all urban areas. The NIR levels perceived today are higher than those before the wireless technology advent. The several initiatives of registering NIR aim for more public transparency as well as for future epidemiological studies. This work set to evaluate the application of the Inverse Distance Weighing (IDW) interpolator in the mapped regions resulted from electromagnetic field measuring in georeferenced points with the goal to create a radiation map of these regions and make it available for the citizens. The studied locations were chosen in light of their urban characteristics: the Saúde neighborhood, where the Porto Maravilha is situated, has a recreational vocation and it s currently an important revitalized area. Avenida Rio Branco is located downtown and has comercial and administrative features while the Botafogo neighborhood is a mixed landscape, where households co-exist with businesses and markets. Esta dissertação aborda o mapeamento da Radiação Não Ionizante (RNI) gerada por sistemas de comunicações móveis nos bairros da Saúde, Centro e Botafogo da cidade do Rio de Janeiro, onde há expansão e consequentemente, o aumento da exposição do cidadão. Atualmente há uma preocupação de âmbito global, capitaneada por entidades de pesquisa com trabalhos e iniciativas que objetivam identificar os efeitos decorrentes da exposição a campos eletromagnéticos, derivados de sistemas de comunicação móveis, avaliando a intensidade e os níveis de exposição seguro aos mesmos do que o cidadão está exposto diuturnamente em quase todo o ambiente humano. Os níveis percebidos de potência de RNI são hoje mais altos que os que seriam encontrados antes da profusão de tecnologias sem-fio. As diversas iniciativas de registro de RNI seguem não só o princípio da transparência (para a população), mas permitirão também em algum momento realizar estudos epidemiológicos. O trabalho é avalia a aplicação do interpolador Inverse Distance Weighing (IDW) nas regiões mapeadas, decorrente de medições de campo eletromagnético em pontos georeferenciados tendo como objetivo a confecção de um mapa de radiação dessas regiões para disponibilizar ao cidadão. Os locais de estudo foram escolhidos em razão das características urbanísticas: o bairro da Saúde, com Porto Maravilha, com vocação recreacional, atualmente um importante logradouro revitalizado; a Avenida Rio branco, região central da cidade, com características comercial e administrativa e o bairro de Botafogo, região com cenário de área mista, residências convivendo com empresas e comércio.

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

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

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES This work presents the complete formulation of a synchronous buck converter operating as a Light Emitting Diode (LED) driver for Visible Light Communication (VLC). It also presentes a state of the art review on VLC technology. VLC consists on the use of LEDs as transmitters of digital information by modulating their light throughout an optical wireless channel. The converter is able to synthetize a binary phase shift keying (BPSK) modulation at the LED’s current while operating as power source for both communication and illumination functions. The modulation is given by the phase change of the converter’s inherent ripple waveform, which transmits data without requiring any other extra power components. Given this reason, this application is advantageous to be in VLC networks composed by sensor networks and many other Internet of Things environments of low implementation cost. Moreover, the complete mathematical modeling of the converter as part of a communication system is given. The Bit Error Rate is evaluated by means of simulations and analytical results. Finally, experimental results in a 22,6 W LED load validate the propsoed theory and show the impacts imposed by the communication functin on the system’s efficacy. Este trabalho apresenta a modelagem e implementação prática de um conversor rebaixador síncrono operando como circuito de acionamento e controle de Diodos Emissores de Luz (LEDs) voltados para Comunicação por Luz Visível (CLV). Utiliza-se o conversor para modular a luz gerada pelos LEDs de maneira a transmitir dados e iluminar o ambiente. Apresenta-se, em detalhes, uma revisão bibliográfica sobre o estado da arte da CLV. Em adição, apresenta-se a capacidade do conversor em destaque de sintetizar uma modulação binária por chaveamento de fase oriunda da ondulação de saída (ripple) inerente à operação do circuito. Desta forma, esta modulação não utiliza da adição de elementos extras de potência para agregar a função de CLV em sistemas de iluminação baseados em LEDs. Esta característica torna-se atrativa para a aplicação desta técnica em redes de sensores e ambientes de Internet das Coisas. Apresenta-se a modelagem matemática completa do sistema enquanto fonte de potência para iluminação e enquanto parte de um transmissor digital em um sistema de comunicação. Avalia-se a Taxa de Erro de Bit do sistema para um canal de ruído branco gaussiano aditivo. Por fim, os resultados experimentais em uma carga de LEDs de 22,6 W validam a técnica de CLV proposta, apresentando uma análise comparativa acerca da eficácia do sistema durante o funcionamento da transmissão.

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:19:20Z No. of bitstreams: 2 Clayton Roberto de Araujo Moraes_pt1.pdf: 12283974 bytes, checksum: c4c359103501c2a2db420dff6d57c95f (MD5) Clayton Roberto de Araujo Moraes_pt2.pdf: 12123662 bytes, checksum: 3c2f04c75f76c656e30e5657ad40c8d4 (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T19:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Clayton Roberto de Araujo Moraes_pt1.pdf: 12283974 bytes, checksum: c4c359103501c2a2db420dff6d57c95f (MD5) Clayton Roberto de Araujo Moraes_pt2.pdf: 12123662 bytes, checksum: 3c2f04c75f76c656e30e5657ad40c8d4 (MD5) Previous issue date: 2017-02-22 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior This work presents an analog and mixed circuits fault detection model, performed by one-class classifiers, as well as data representation by methods of signature extraction, dimension reduction and dissimilarity. This analysis will be performed with different quality metrics in order to verify the best model for different applications. Esta dissertação apresenta um modelo de detecção de falhas em circuitos analógicos e mistos, realizada a partir de classificadores de classe única, além da representação dos dados de entrada por métodos de extração de assinaturas, redução de dimensão e dissimilaridade. A análise será realizada com diferentes medidas de qualidade com a proposta de verificar qual o melhor modelo para diferentes aplicações.

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