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.

Mangrove sedimentary characteristics and implications for crab Ucides cordatus (Crustacea, Decapoda, Ucididae) distribution in an estuarine area of the Amazonian region

Na zona costeira, sedimentos, água e organismos interagem intensamente. Nas costas equatoriais dominadas por maré os manguezais são abundantes. Estas áreas são conhecidas por sua importância ecológica. No caso dos manguezais da costa atlântica da América do Sul o caranguejo-uçá Ucides cordatus (Linnaeus, 1763) se destaca por sua relevância ecológica e econômica, sendo que altas densidades deste organismo são encontradas na zona costeira amazônica. O presente estudo investiga a distribuição de sedimentos nos manguezais de Bragança (costa Amazônica, Brasil) e suas correlações com a vegetação e a distribuição do caranguejo-uçá. Quarenta e sete amostras de sedimento foram avaliadas, assim como caranguejos de 8 destas áreas foram coletados, onde o tipo dominante de vegetação foi também identificado. Os resultados demonstram que os sedimentos superficiais, assim como no extrato 0,8 a 1 m de profundidade, na área são principalmente compostos por silte (59%), incluindo em média 21% de areia e 20% de argila. O tipo de vegetação predominante foi significativamente correlacionado com a abundância e tamanho/peso dos caranguejos. As características sedimentares também foram substancialmente diferentes dependendo da vegetação. Áreas dominadas por Avicennia germinans tiveram mais areia e argila que as áreas dominadas por Rizophora mangle, onde a fração silte prevalece grandemente e os caranguejos eram significativamente maiores e mais abundantes. Os resultados demonstraram que sedimentos, invertebrados bentônicos e vegetação estão intimamente relacionados nos manguezais e devem ser estudados de maneira integrada.