Um modelo cross layer para predição de parâmetros de desempenho em redes sem fio baseados em OFDM

Esta dissertação tem como objetivo o desenvolvimento de um modelo matemático capaz de ajustar dados obtidos através de campanhas de medição por meio de um protótipo de um cenário da tecnologia WiMAX. As campanhas de medição foram feitas na Universidade Federal do Pará. Foram utilizadas antenas WiMAX, sendo uma como servidor, localizada em cima do prédio do Laboratório de Planejamento de Redes de Alto Desempenho (LPRAD), e a outra, receptora, que ficou em cima de um móvel para que os pontos fossem coletados. O método de ajuste utilizado foi o dos Mínimos Quadrados Lineares. Por meio dos dados coletados, aplica-se o método e estuda seu comportamento, verificando o quanto a otimização foi eficiente nos casos apresentados. A utilização da tecnologia em questão como acesso à Internet em alguns programas como o NAVEGAPARÁ, a busca de melhoramentos ou criação de modelos de propagação e a análise cross-layer das métricas utilizadas no trabalho, como a influência da relação sinal-ruído na perda de quadros, são fatores motivadores para a pesquisa desta dissertação.

Análise por microscopia eletrônica de varredura da “Smear layer” produzida em preparos com pontas diamantadas e pontas CVD

Neste trabalho, foi realizada análise comparativa dentinária após preparos com pontas diamantadas em alta rotação e pontas diamantadas CVD em ultrasom, associados ao condicionamento ácido em concentrações diferentes, para avaliar a quantidade de smear layer produzida e a obstrução de túbulos dentinários .Foram utilizados 30 incisivos bovinos, distribuídos em 3 grupos de 10 amostras, sendo avaliados os preparos entre si, os preparos associados ao condicionamento ácido dentinário em gel a 37%, e os preparos associados a condicionamento ácido dentinário em gel a 15%. As amostras foram analisadas através de microscopia eletrônica de varredura. Foi verificada diferença estatística entre os sistemas, sugerindo que, comparativamente, as pontas CVD em ultrssom proporcionaram formação de menor quantidade de smear layer nos três grupos, e maior quantidade de túbulos dentinários desobstruídos entre preparos e condicionamento dentinário.

Relationships between dendritic morphology, spatial distribution and firing patterns in rat layer 1 neurons

The cortical layer 1 contains mainly small interneurons, which have traditionally been classified according to their axonal morphology. The dendritic morphology of these cells, however, has received little attention and remains ill defined. Very little is known about how the dendritic morphology and spatial distribution of these cells may relate to functional neuronal properties. We used biocytin labeling and whole cell patch clamp recordings, associated with digital reconstruction and quantitative morphological analysis, to assess correlations between dendritic morphology, spatial distribution and membrane properties of rat layer 1 neurons. A total of 106 cells were recorded, labeled and subjected to morphological analysis. Based on the quantitative patterns of their dendritic arbor, cells were divided into four major morphotypes: horizontal, radial, ascendant, and descendant cells. Descendant cells exhibited a highly distinct spatial distribution in relation to other morphotypes, suggesting that they may have a distinct function in these cortical circuits. A significant difference was also found in the distribution of firing patterns between each morphotype and between the neuronal populations of each sublayer. Passive membrane properties were, however, statistically homogeneous among all subgroups. We speculate that the differences observed in active membrane properties might be related to differences in the synaptic input of specific types of afferent fibers and to differences in the computational roles of each morphotype in layer 1 circuits. Our findings provide new insights into dendritic morphology and neuronal spatial distribution in layer 1 circuits, indicating that variations in these properties may be correlated with distinct physiological functions.

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.

Modelagem Cross-Layer da qualidade de experiência para transmissões de vídeo em sistemas sem fio OFDM

Este trabalho apresenta um estudo sobre transmissões de vídeo em sistemas sem fio. O objetivo da metodologia aplicada é comprovar a existência de uma relação direta entre a BER e a perda de qualidade (Perda de PSNR) nas transmissões de vídeo em sistemas OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Os resultados foram obtidos a partir de simulações, desenvolvidas no ambiente computacional Matlab®, e, aferições em cenários reais, realizadas no campus universitário e dentro do laboratório de estudos, em ambiente controlado. A partir da comparação entre dados simulados e aferidos, foi comprovada a relação entre BER e Perda de PSNR, resultando na formulação de um modelo empírico Cross-Layer com característica exponencial. A modelagem obteve erro RMS e desvio padrão próximos de 1,65 dB quando comparada com as simulações. Além disso, sua validação foi realizada a partir dos dados obtidos de cenários reais, que não foram usados para ajustar os parâmetros da equação obtida. O modelo obtido não necessita da especificação do tipo de canal ou codificação utilizada no FEC (Forward Error Correction), possibilitando uma futura integração com softwares de planejamento de redes, em versões comerciais ou open-sources.

Inversão de dados sísmicos de reflexão a partir da curva do tempo de trânsito

A presente Dissertação de Mestrado tem como objetivo o estudo do problema de inversão sísmica baseada em refletores planos para arranjo fonte-comum (FC) e ponto-médiocomum (PMC). O modelo direto é descrito por camadas homogêneas, isotrópicas com interfaces plano-horizontais. O problema é relacionado ao empilhamento NMO baseado na otimização da função semblance, para seções PMC corrigidas de sobretempo normal (NMO). O estudo foi baseado em dois princípios. O primeiro princípio adotado foi de combinar dois grupos de métodos de inversão: um Método Global e um Método Local. O segundo princípio adotado foi o de cascata, segundo a teoria Wichert-Herglotz-Bateman, que estabelece que para conhecer uma camada inferior tem-se que conhecer primeiro a camada superior (dissecação). A aplicação do estudo é voltada à simulação sísmica de Bacia Sedimentar do Solimões e de Bacia Marinha para se obter uma distribuição local 1D de velocidades e espessuras para a subsuperfície em horizontes alvo. Sendo assim, limitamos a inversão entre 4 e 11 refletores, uma vez que na prática a indústria limita uma interpretação realizada apenas em número equivalente de 3 a 4 refletores principais. Ressalta-se que este modelo é aplicável como condição inicial ao imageamento de seções sísmicas em regiões geologicamente complexas com variação horizontal suave de velocidades. Os dados sintéticos foram gerados a partir dos modelos relacionados a informações geológicas, o que corresponde a uma forte informação a priori no modelo de inversão. Para a construção dos modelos relacionados aos projetos da Rede Risco Exploratório (FINEP) e de formação de recursos humanos da ANP em andamento, analisamos os seguintes assuntos relevantes: (1) Geologia de bacias sedimentares terrestre dos Solimões e ma rinha (estratigráfica, estrutural, tectônica e petrolífera); (2) Física da resolução vertical e horizontal; e (3) Discretização temporal-espacial no cubo de multi-cobertura. O processo de inversão é dependente do efeito da discretização tempo-espacial do campo de ondas, dos parâmetros físicos do levantamento sísmico, e da posterior reamostragem no cubo de cobertura múltipla. O modelo direto empregado corresponde ao caso do operador do empilhamento NMO (1D), considerando uma topografia de observação plana. O critério básico tomado como referência para a inversão e o ajuste de curvas é a norma 2 (quadrática). A inversão usando o presente modelo simples é computacionalmente atrativa por ser rápida, e conveniente por permitir que vários outros recursos possam ser incluídos com interpretação física lógica; por exemplo, a Zona de Fresnel Projetada (ZFP), cálculo direto da divergência esférica, inversão Dix, inversão linear por reparametrização, informações a priori, regularização. A ZFP mostra ser um conceito út il para estabelecer a abertura da janela espacial da inversão na seção tempo-distância, e representa a influência dos dados na resolução horizontal. A estimativa da ZFP indica uma abertura mínima com base num modelo adotado, e atualizável. A divergência esférica é uma função suave, e tem base física para ser usada na definição da matriz ponderação dos dados em métodos de inversão tomográfica. A necessidade de robustez na inversão pode ser analisada em seções sísmicas (FC, PMC) submetida a filtragens (freqüências de cantos: 5;15;75;85; banda-passante trapezoidal), onde se pode identificar, comparar e interpretar as informações contidas. A partir das seções, concluímos que os dados são contaminados com pontos isolados, o que propõe métodos na classe dos considerados robustos, tendo-se como referência a norma 2 (quadrados- mínimos) de ajuste de curvas. Os algoritmos foram desenvolvidos na linguagem de programação FORTRAN 90/95, usando o programa MATLAB para apresentação de resultados, e o sistema CWP/SU para modelagem sísmica sintética, marcação de eventos e apresentação de resultados.

Estratégia do planejamento e otimização de sistemas sem fio, considerando redes interferentes: abordagem baseada em cross-layer

Apesar do aumento significativo do uso de redes locais sem fio (WLAN) nos últimos anos, aspectos de projeto e planejamento de capacidade da rede são ainda sistematicamente negligenciados durante a implementação da rede. Tipicamente um projeto de rede local sem fio é feito e instalado por profissionais de rede. Esses profissionais são extremamente experientes com redes cabeadas, mas são ainda geralmente pouco experientes com redes sem fio. Deste modo, as instalações de redes locais sem fio são desvantajosas pela falta de um modelo de avaliação de desempenho e para determinar a localização do ponto de acesso (PA), além disso, fatores importantes do ambiente não são considerados no projeto. Esses fatores se tornam mais importante quando muitos pontos de acesso (PAs) são instalados para cobrir um único edifício, algumas vezes sem planejamento de freqüência. Falhas como essa podem causar interferência entre células geradas pelo mesmo PA. Por essa razão, a rede não obterá os padrões de qualidade de serviço (QoS) exigidos por cada serviço. O presente trabalho apresenta uma proposta para planejamento de redes sem fio levando em consideração a influência da interferência com o auxílio de inteligência computacional tais como a utilização de redes Bayesianas. Uma extensiva campanha de medição foi feita para avaliar o desempenho de dois pontos de acesso (PAs) sobre um cenário multiusuário, com e sem interferência. Os dados dessa campanha de medição foram usados como entrada das redes Bayesianas e confirmaram a influência da interferência nos parâmetros de QoS. Uma implementação de algoritmo genético foi utilizado permitindo uma abordagem híbrida para planejamento de redes sem fio. Como efeito de comparação para otimizar os parâmetros de QoS, de modo a encontrar a melhor distância do PA ao receptor garantindo as recomendações do International Telecomunication Union (ITU-T), a técnica de otimização por enxame de partículas foi aplicada.

Imunopatogenia da interação entre acrófagos e/ou células de Langerhans e Lacazia loboi

A lobomicose é uma infecção subcutânea crônica, granulomatosa, causada pela implantação traumática do fungo Lacazia loboi nos tecidos cutâneo e subcutâneo. Ocorre predominantemente na região Amazônica e atinge qualquer grupo populacional. Histologicamente, observa-se reação inflamatória crônica caracterizada por intensa histiocitose e fibroplasia, abundante número de macrófagos, células gigantes multinucleadas do tipo corpo estranho e presença de considerável número de células leveduriformes. Os macrófagos são células fagocíticas que participam do reconhecimento e da resposta a patógenos através da fagocitose, da apresentação de antígenos aos linfócitos T e da produção de citocinas. As células de Langerhans (LC) são um grupo de Células dendríticas (CD) derivadas da medula óssea situadas principalmente em uma camada suprabasal da epiderme. Estudos envolvendo a interação fungo-hospedeiro na doença de Jorge Lobo são escassos. Assim, Este estudo é um passo importante para o melhor entendimento da biologia e patogenia do L. loboi, e para o estudo da imunopatologia da interação patógeno versus hospedeiro desta doença emergente e pouco conhecida. O objetivo do presente trabalho foi analisar a interação in vitro entre macrófagos peritoneais não ativados e/ou LC, isolados de camundongos BALB/c, com L. loboi recém-isolado de pacientes com doença de Jorge Lobo, bem como determinar os índices de infecção, fagocitose e fusão, e medir a produção das citocinas TNF-α, IL-4, IL-6, IL-10 e IL-12. Os resultados demonstraram que L. loboi é fagocitado por macrófagos, mas não por LC. O índice de infecção na interação entre macrófagos e L. loboi foi semelhante à interação entre macrófagos, LC e L. loboi em todos os tempos analisados. A média do número de fungos por macrófago também foi praticamente igual entre as interações e ao longo do tempo, variando de 1,2 a 1,6 fungos/macrófagos. Não houve a formação de células gigantes em macrófagos cultivados ou LC cultivadas isoladamente e em nenhum dos co-cultivos. Não houve diferença significante na produção de IL-4, IL-2 e IL-10 nas interações estudadas. Os níveis de TNF-α diminuem ao longo do tempo na interação entre macrófagos e L. loboi, enquanto a adição de LC induz aumento da produção de TNF-α, principalmente após 48 horas. LC modulam negativamente a produção de IL-6 por macrófagos e L. loboi também inibem essa produção por macrófagos isoladamente ou em co-cultivo com LC. L. loboi estimulam significativamente a produção de IL-12 por macrófagos co-cultivados com LC, mas não em LC ou macrófagos isoladamente.

New strategies for planning and performance evaluation of wireless networks: case studies based on the cross-layer approach

The use of wireless local area networks, called WLANs, as well as the proliferation of the use of multimedia applications have grown rapidly in recent years. Some factors affect the quality of service (QoS) received by the user and interference is one of them. This work presents strategies for planning and performance evaluation through an empirical study of the QoS parameters of a voice over Internet Protocol (VoIP) application in an interference network, as well as the relevance in the design of wireless networks to determine the coverage area of an access point, taking into account several parameters such as power, jitter, packet loss, delay, and PMOS. Another strategy is based on a hybrid approach that considers measuring and Bayesian inference applied to wireless networks, taking into consideration QoS parameters. The models take into account a cross layer vision of networks, correlating aspects of the physical environment, on the signal propagation (power or distance) with aspects of VoIP applications (e.g., jitter and packet loss). Case studies were carried out for two indoor environments and two outdoor environments, one of them displaying main characteristics of the Amazon region (e.g., densely arboreous environments). This last test bed was carried out in a real system because the Government of the State of Pará has a digital inclusion program called NAVEGAPARÁ.

Extranodal nasal NK/T-Cell Lymphoma: a rare oral presentation and FASN, CD44 and GLUT-1 Expression

O linfoma de células natural killers (NK)/T extranodal é um tumor maligno agressivo com características clinicopatológicas distintas, caracterizadas por invasão e destruição vasculares, necrose proeminente, fenótipo linfocítico citotóxico e uma forte associação com o vírus Epstein-Barr. Relatamos aqui um caso de linfoma de células NK/T nasal extranodal, envolvendo o seio maxilar, assoalho de órbita, e interessantemente estendendo-se para a cavidade oral através do osso alveolar e mucosa vestibular, preservando o palato, levando a um diagnóstico inicial equivocado de doença periodontal agressiva. Ainda, nós investigamos pela primeira vez a expressão imunoistoquímica das proteínas Fatty acid sinthase (FASN) e glucose transporter 1 (GLUT-1) nesta neoplasia. FASN revelou uma forte expressão citoplasmática nas células neoplásicas, enquanto GLUT-1 e CD44 foram negativas. Estes achados sugerem que a expressão de FASN e a perda de CD44 podem estar envolvidas na patogênese do linfoma de células NK/T nasal extranodal, e que GLUT-1 não deve participar da adaptação das células tumorais ao ambiente de hipóxia. Estudos adicionais com séries maiores são necessários para confirmar nossos resultados iniciais.