Cross-layer optimizations for multimedia distribution over Wireless Multimedia Sensor Networks and Flying Ad-Hoc Networks with quality of experience support

The proliferation of multimedia content and the demand for new audio or video services have fostered the development of a new era based on multimedia information, which allowed the evolution of Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs) and also Flying Ad-Hoc Networks (FANETs). In this way, live multimedia services require realtime video transmissions with a low frame loss rate, tolerable end-to-end delay, and jitter to support video dissemination with Quality of Experience (QoE) support. Hence, a key principle in a QoE-aware approach is the transmission of high priority frames (protect them) with a minimum packet loss ratio, as well as network overhead. Moreover, multimedia content must be transmitted from a given source to the destination via intermediate nodes with high reliability in a large scale scenario. The routing service must cope with dynamic topologies caused by node failure or mobility, as well as wireless channel changes, in order to continue to operate despite dynamic topologies during multimedia transmission. Finally, understanding user satisfaction on watching a video sequence is becoming a key requirement for delivery of multimedia content with QoE support. With this goal in mind, solutions involving multimedia transmissions must take into account the video characteristics to improve video quality delivery. The main research contributions of this thesis are driven by the research question how to provide multimedia distribution with high energy-efficiency, reliability, robustness, scalability, and QoE support over wireless ad hoc networks. The thesis addresses several problem domains with contributions on different layers of the communication stack. At the application layer, we introduce a QoE-aware packet redundancy mechanism to reduce the impact of the unreliable and lossy nature of wireless environment to disseminate live multimedia content. At the network layer, we introduce two routing protocols, namely video-aware Multi-hop and multi-path hierarchical routing protocol for Efficient VIdeo transmission for static WMSN scenarios (MEVI), and cross-layer link quality and geographical-aware beaconless OR protocol for multimedia FANET scenarios (XLinGO). Both protocols enable multimedia dissemination with energy-efficiency, reliability and QoE support. This is achieved by combining multiple cross-layer metrics for routing decision in order to establish reliable routes.

Estudo da comunidade de pequenos mamíferos não-voadores, sob efeito do fogo e da borda, em área de floresta de transição Amazônia-Cerrado, Querência, MT

O desmatamento da Amazônia, causado pelas atividades pecuárias e pela agroindústria no norte do Estado do Mato Grosso, tem comprometido as chamadas Florestas de Transição Amazônia-Cerrado, antes que a biodiversidade destas áreas seja conhecida pelos pesquisadores. A fauna de pequenos mamíferos não-voadores faz parte dos grupos pouco conhecidos na região, e podem estar sofrendo impactos das ações antrópicas, principalmente efeito do fogo, usado para limpeza dos pastos e desmatamento para plantios da soja. Este trabalho caracterizou a diversidade de pequenos mamíferos não voadores em uma área de floresta de transição Amazônia-Cerrado, no norte do Estado do Mato Grosso e investigou o efeito do fogo e o efeito de borda sobre este grupo da fauna. Duas áreas de 150 hectares foram amostradas, uma preservada e outra sob impacto do fogo, com 183 armadilhas do tipo live-trap durante três anos em duas estação (seca e chuvosa). O método utilizado foi de captura-marcação-recaptura. O esforço amostral foi 23.424 armadilhas-noite. Capturaram-se 390 indivíduos, portanto, com sucesso de captura de 1,66 %. No total foram capturados 11 espécies, sendo 6 roedores e 5 marsupiais. Hylaeamys megacephalus foi a espécie mais abundante. A diversidade de pequenos mamíferos da área estudada foi mais relacionada com o bioma Cerrado do que com a Amazônia. Em relação ao fogo, a riqueza de espécies não foi estatisticamente diferente, porém a abundância foi significativamente maior nas transecções localizadas em área sem fogo. Dois grupos distintos de transecções foram característicos em função da presença ou não do fogo basedo na composição de pequenos mamíferos. A abundância de Hylaeamys megacephalus foi significativamente maior nas transecções que não sofreram impacto do fogo. Em relação ao efeito de borda, na Área 2, apesar da riqueza de espécies não ter sido significativamente diferente, a abundância foi signicativamente maior em relação a distância da borda com maiores abundâncias no interior das florestas. Já na Área 1, nem riqueza nem abundância foi estatísticamente diferente em relação a distância da borda. Este fato pode estar sendo mascarado tanto pelo efeito direto quanto indireto (na vegetação) do fogo experimental sobre os pequenos mamíferos. Quando analisados em conjunto fogo e distância da borda, o relacionamento entre ambos ficou mais claro, visto que todas as transecções amostradas sob efeito do fogo tiveram menores abundâncias. O tamanho populacional de Hylaemys megacephalus foi calculado ao longo de cinco estações na área sem influencia do fogo experiental, sendo que a estação chuvosa de 2006 foi estatisticamente diferente as demais e o pico desse crescimento pode ser explicado pelo “Efeito de Alle”. Não houve diferenças estatísticas significativas na estrutura da comunidade de pequenos mamíferos não-voadores entre as estações secas e chuvosas. Este trabalho de pesquisa contribuiu para o conhecimento da mastofauna desta região bastante ameaçada por pressões antrópicas.

Mamíferos de médio e grande porte do Parque Nacional das nascentes do Rio Parnaíba, Brasil

O Parque Nacional das Nascentes do Rio Parnaíba está localizado na divisa dos Estados do Piauí, Maranhão, Tocantins e Bahia. Para verificar a composição, riqueza, abundância relativa e padrão de atividade da mastofauna de médio e grande porte do Parque, bem como a utilização das fitofisionomias presentes na área por essas espécies, foi realizado um inventário utilizando armadilhas-fotográficas, entrevistas semi-estruturadas e métodos complemetares de amostragem. Foi registrado um total de 37 espécies de mamíferos de médio e grande porte, distribuídos em 14 famílias e sete ordens. Vinte dessas espécies foram registradas por meio de armadilhas-fotográficas, 16 por meio de avistamentos e vestígios (rastros, fezes e carcaças), e todas por meio de entrevistas com moradores da região. O estimador de riqueza nãoparamétrico Jackknife1 calculou 22 espécies (D.P. ± 1,41) para o Parque. Quanto às fitofisionomias, apenas mata de galeria e cerrado sensu stricto apresentaram diferença significativa quanto à riqueza e abundância relativa. Dentre as espécies registradas no Parque, as raposas Cerdocyon thous e Lycalopex vetulus foram as mais abundantes, respectivamente. Quanto ao uso do habitat, somente Cerdocyon thous e Mazama gouazoubira apresentaram diferença significativa entre as fitofisionomias, sendo a primeira de hábito generalista e registrada principalmente em áreas de cerrado sensu stricto, e a segunda mais freqüente em áreas de vegetação mais densa (cerradão). No que diz respeito à composição de espécies, a análise de agrupamento indicou as áreas de cerradão e cerrado sensu stricto como as de maior similaridade, o que provavelmente se deve à maior semelhança florística entre esses ambientes. A análise de composição regional mostrou que o Parque apresenta uma maior similaridade quanto à composição de espécies com as UCs localizadas no Sul do Estado do Piauí (E.E. de Uruçuí-Una e PARNA da Serra das Confusões) do que com as demais áreas de Cerrado.