Multilayer optimization in radio resource allocation for the packet transmission in wireless networks

In the last decade mobile wireless communications have witnessed an explosive growth in the user’s penetration rate and their widespread deployment around the globe. It is expected that this tendency will continue to increase with the convergence of fixed Internet wired networks with mobile ones and with the evolution to the full IP architecture paradigm. Therefore mobile wireless communications will be of paramount importance on the development of the information society of the near future. In particular a research topic of particular relevance in telecommunications nowadays is related to the design and implementation of mobile communication systems of 4th generation. 4G networks will be characterized by the support of multiple radio access technologies in a core network fully compliant with the Internet Protocol (all IP paradigm). Such networks will sustain the stringent quality of service (QoS) requirements and the expected high data rates from the type of multimedia applications to be available in the near future. The approach followed in the design and implementation of the mobile wireless networks of current generation (2G and 3G) has been the stratification of the architecture into a communication protocol model composed by a set of layers, in which each one encompasses some set of functionalities. In such protocol layered model, communications is only allowed between adjacent layers and through specific interface service points. This modular concept eases the implementation of new functionalities as the behaviour of each layer in the protocol stack is not affected by the others. However, the fact that lower layers in the protocol stack model do not utilize information available from upper layers, and vice versa, downgrades the performance achieved. This is particularly relevant if multiple antenna systems, in a MIMO (Multiple Input Multiple Output) configuration, are implemented. MIMO schemes introduce another degree of freedom for radio resource allocation: the space domain. Contrary to the time and frequency domains, radio resources mapped into the spatial domain cannot be assumed as completely orthogonal, due to the amount of interference resulting from users transmitting in the same frequency sub-channel and/or time slots but in different spatial beams. Therefore, the availability of information regarding the state of radio resources, from lower to upper layers, is of fundamental importance in the prosecution of the levels of QoS expected from those multimedia applications. In order to match applications requirements and the constraints of the mobile radio channel, in the last few years researches have proposed a new paradigm for the layered architecture for communications: the cross-layer design framework. In a general way, the cross-layer design paradigm refers to a protocol design in which the dependence between protocol layers is actively exploited, by breaking out the stringent rules which restrict the communication only between adjacent layers in the original reference model, and allowing direct interaction among different layers of the stack. An efficient management of the set of available radio resources demand for the implementation of efficient and low complexity packet schedulers which prioritize user’s transmissions according to inputs provided from lower as well as upper layers in the protocol stack, fully compliant with the cross-layer design paradigm. Specifically, efficiently designed packet schedulers for 4G networks should result in the maximization of the capacity available, through the consideration of the limitations imposed by the mobile radio channel and comply with the set of QoS requirements from the application layer. IEEE 802.16e standard, also named as Mobile WiMAX, seems to comply with the specifications of 4G mobile networks. The scalable architecture, low cost implementation and high data throughput, enable efficient data multiplexing and low data latency, which are attributes essential to enable broadband data services. Also, the connection oriented approach of Its medium access layer is fully compliant with the quality of service demands from such applications. Therefore, Mobile WiMAX seems to be a promising 4G mobile wireless networks candidate. In this thesis it is proposed the investigation, design and implementation of packet scheduling algorithms for the efficient management of the set of available radio resources, in time, frequency and spatial domains of the Mobile WiMAX networks. The proposed algorithms combine input metrics from physical layer and QoS requirements from upper layers, according to the crosslayer design paradigm. Proposed schedulers are evaluated by means of system level simulations, conducted in a system level simulation platform implementing the physical and medium access control layers of the IEEE802.16e standard.

Plataforma para o suporte de blended peer assisted learning

Este projecto foi realizado na Universidade da Madeira, no âmbito do Mestrado em Engenharia Informática e tem como título “Plataforma para o suporte de Blended Peer Assisted Learning”. Ao longo da nossa pesquisa sobre os vários métodos de aprendizagem online, deparamo-nos com uma grande lacuna que abrange a maior parte dos sistema de ensino assistidos por computador, ou seja, todas elas preocupam-se com a passagem de conhecimentos, mas raras são aquelas que têm em atenção o tipo de utilizador, qual a seu percurso académico e profissional, qual a metodologia que fará com que o mesmo capte melhor os conteúdos, etc. Com este objectivo em mente, e tendo em atenção as diversas plataformas e metodologias de ensino existentes, optou-se por elaborar uma arquitectura de uma plataforma capaz de centralizar na mesma, um conjunto de funcionalidades e metodologias que possibilitassem um acompanhamento mais específico do utilizador, proporcionando um maior conhecimento, através do qual poderia encaminhar o utilizador para a estratégia de aprendizagem que mais se adequasse a um utilizador com as suas características. Como se poderá constatar no decorrer desta dissertação, a plataforma desenhada e o módulo desenvolvido têm como base teórica o Peer Assisted Learning (PAL) e as suas estratégias de aprendizagem. O PAL é um conceito relativamente novo, que se encontra em plena ascensão, sendo cada vez maior o número de instituições/organizações que adoptam o PAL como metodologia de ensino para a formação dos seus membros. Este crescimento deve-se em grande parte às várias estratégias PAL que visam uma maior adequação ao tipo de utilizador, contribuindo assim para uma aprendizagem mais rápida e eficaz. Uma vez que a implementação da plataforma na sua totalidade seria de todo impossível, optouse por desenvolver apenas um dos módulos referente à estratégia de PAL – Peer Tutoring (PT). No final, o objectivo principal, passa não só por fornecer as bases necessárias ao desenvolvimento da referida plataforma, mas também pela disponibilização do módulo de PT que servirá de referência para o desenvolvimento das restantes estratégias. Tendo em atenção toda a investigação efectuada, facilmente se depreende as inúmeras vantagens que podem advir da utilização do PAL, das quais se salienta, a adequação da estratégia PAL mais indicada para cada tipo de utilizador.

A Revista Atlântico (1985-1989): do suporte impresso ao digital - construção de uma base de dados bibliográfica

A presente dissertação centrar-se-á no objetivo de dar a conhecer, de forma genérica, alguns aspetos acerca da invenção da escrita e da evolução dos seus suportes até aos dias de hoje, tomando em conta algumas ideias acerca da criação da internet e do conceito de hipertexto, suas implicações e potenciais aplicações no modo como os leitores contactam e lidam com o texto. Atualmente, a informação disponível em rede está a crescer exponencialmente, pois todos os dias surgem novas páginas Web e através delas são disponibilizados novos ficheiros. De forma a administrar uma enorme quantidade de informação de teor muito diverso, houve a necessidade de se construir bases de dados. O tópico central desta dissertação é – no quadro da imprensa Madeirense publicada ao longo da década de 1980, em especial a imprensa cultural produzida na cidade do Funchal a – Atlântico – Revista de Temas Culturais, publicada entre os anos 1985-1989. O trabalho realizado consistiu, através da utilização da base de dados bibliográfica Bibus (disponível em rede para download), na criação de uma base de dados a partir da análise dos vinte números da revista Atlântico – Revista de Temas Culturais, da sua leitura, indexação, resumo e da organização de fichas bibliográficas individuais para todos os artigos publicados em todos os números da referida revista. Como anexo a este trabalho, a base de dados está disponível em CD-ROM, suporte que contém igualmente cópias integrais digitalizadas de todos números da Atlântico – Revista de Temas Culturais.

Um software educativo que suporte uma construção de conhecimento em interacção (com pares e professor)

A comunicação, escrita do ponto de vista do utente que, por dever de ofício, é avaliador implícito da adequabilidade educativa de software, pretende reflectir sobre alguns dos pressupostos que devem condicionar o design de software "educativo". Discute, sucintamente, esses pressupostos à luz de um enfoque construcionista e de algumas das contribuições consideradas relevantes oriundas da teoria histórico-cultural da actividade.

Ler, ver e ouvir: estudos sobre narrativas infanto-juvenis em suporte impresso e em suporte digital (e-book e áudio-livro)

A presente dissertação de Mestrado é apresentada para a obtenção do Grau de Mestre em Gestão Cultural pela Universidade da Madeira. Esta investigação pretende efectuar uma breve revisão da bibliografia teórica acerca do livro em suporte impresso e do livro em suporte digital. Naturalmente que foram convocados conceitos como hipertexto, hipermédia e multimédia. A pergunta a formular no decurso desta investigação poderá parecer simples: como é que a linguagem (nas suas dimensões oral e escrita) no ecrã poderá funcionar de diferente forma no papel? Para tentar responder a esta questão foi imprescindível uma investigação em contexto prático para se poder obter uma resposta fundamentada e rigorosa ao problema colocado. O trabalho de campo (em contexto prático, portanto) realizou-se a partir da criação de um texto inédito, escrito pela autora da presente dissertação, através do qual se pretendeu aferir e analisar os efeitos da transição da escrita em suporte papel para meios digitais e/ou a coexistência de ambos os suportes, de forma a tentar compreender a forma como a substituição e/ou a co-presença de meios poderá afectar (e de que modo) a compreensão textual de crianças em contexto educativo, tendo em grande medida por objectivo analisar a influência da escrita e dos áudio-livros no processo de aprendizagem de crianças do 4º ano do 1º Ciclo do Ensino Básico. Para este efeito, elaborou-se um livro em papel e um e-book para ser visualizado no ecrã de um computador e, por comparação, aferir a reacção das crianças perante os dois artefactos. Após as conclusões obtidas neste trabalho de campo, estas foram motivo de reflexão e ponto de partida para a realização de uma aplicação interactiva que neste momento está disponibilizada na store da Apple apenas para iPads.