Segurança no nível físico em sistemas multi-antena com diretividade na informação

Os sistemas de comunicação sem fios são sistemas de difusão por natureza. Devido a essa sua natureza, um dos problemas inerentes à mesma deve-se à segurança e ao secretismo, pois se o canal é partilhado a informação facilmente é obtida por um utilizador não autorizado, ao contrário dos sistemas de comunicação com fios. Tradicionalmente, a introdução de segurança em sistemas de comunicação, resulta na encriptação da informação, resultante de protocolos de encriptação. No entanto, a segurança através da criptografia baseia-se na premissa de que o utilizador não autorizado tem uma capacidade de processamento limitada, pois senão poderia simplesmente tentar todas as combinações possíveis e obter a chave de encriptação. Como a capacidade de processamento tem crescido exponencialmente, este tipo de sistemas tem se tornado cada vez mais complexos para não se tornarem obsoletos. A introdução de segurança na camada física torna-se então uma opção apelativa pois pode servir como um complemento, visto que os sistemas de criptografia funcionam em camadas superiores independentes da camada fisica, apresentando assim uma abordagem multi-camada em termos de segurança. Tipicamente as técnicas de segurança no nível físico podem se agrupar em 2 tipos: técnicas que se baseiam em códigos, ou técnicas que exploram variações temporais e espaciais do canal. As primeiras diminuem a eficiência espectral do sistema, e as segundas apresentam bons resultados em ambientes dinâmicos, mas em ambientes estáticos não são muito promissores. Há também a necessidade de aumentar as taxas de transmissão nos próximos sistemas de comunicação. Devido a estes requisitos, uma das tecnologias propostas para a nova geração de comunicações, é uma tecnologia baseada numa arquitectura Multiple-Input-Multiple-Output(MIMO). Esta tecnologia é promissora e consegue atingir taxas de transferências que correspondem aos requisitos propostos. Apresenta-se assim uma nova técnica de segurança no nível físico, que explora as caracteristicas físicas do sistema, como um complemento a outras medidas de segurança em camadas mais altas. Esta técnica não provoca diminuição da eficiência espectral e é independente do canal, o que tenta solucionar os problemas das restantes técnicas já existentes.

Algoritmos e Arquiteturas VLSI para Detectores MIMO com Decisão Suave

The use of Multiple Input Multiple Output (MIMO) systems has permitted the recent evolution of wireless communication standards. The Spatial Multiplexing MIMO technique, in particular, provides a linear gain at the transmission capacity with the minimum between the numbers of transmit and receive antennas. To obtain a near capacity performance in SM-MIMO systems a soft decision Maximum A Posteriori Probability MIMO detector is necessary. However, such detector is too complex for practical solutions. Hence, the goal of a MIMO detector algorithm aimed for implementation is to get a good approximation of the ideal detector while keeping an acceptable complexity. Moreover, the algorithm needs to be mapped to a VLSI architecture with small area and high data rate. Since Spatial Multiplexing is a recent technique, it is argued that there is still much room for development of related algorithms and architectures. Therefore, this thesis focused on the study of sub optimum algorithms and VLSI architectures for broadband MIMO detector with soft decision. As a result, novel algorithms have been developed starting from proposals of optimizations for already established algorithms. Based on these results, new MIMO detector architectures with configurable modulation and competitive area, performance and data rate parameters are here proposed. The developed algorithms have been extensively simulated and the architectures were synthesized so that the results can serve as a reference for other works in the area

Transmitter-side antennas correlation in SVD-assisted MIMO systems

MIMO techniques allow increasing wireless channel performance by decreasing the BER and increasing the channel throughput and in consequence are included in current mobile communication standards. MIMO techniques are based on benefiting the existence of multipath in wireless communications and the application of appropriate signal processing techniques. The singular value decomposition (SVD) is a popular signal processing technique which, based on the perfect channel state information (PCSI) knowledge at both the transmitter and receiver sides, removes inter-antenna interferences and improves channel performance. Nevertheless, the proximity of the multiple antennas at each front-end produces the so called antennas correlation effect due to the similarity of the various physical paths. In consequence, antennas correlation drops the MIMO channel performance. This investigation focuses on the analysis of a MIMO channel under transmitter-side antennas correlation conditions. First, antennas correlation is analyzed and characterized by the correlation coefficients. The analysis describes the relation between antennas correlation and the appearance of predominant layers which significantly affect the channel performance. Then, based on the SVD, pre- and post-processing is applied to remove inter-antenna interferences. Finally, bit- and power allocation strategies are applied to reach the best performance. The resulting BER reveals that antennas correlation effect diminishes the channel performance and that not necessarily all MIMO layers must be activated to obtain the best performance.

Resource allocation in GMD and SVD-based MIMO System

Singular-value decomposition (SVD)-based multiple-input multiple output (MIMO) systems, where the whole MIMO channel is decomposed into a number of unequally weighted single-input single-output (SISO) channels, have attracted a lot of attention in the wireless community. The unequal weighting of the SISO channels has led to intensive research on bit- and power allocation even in MIMO channel situation with poor scattering conditions identified as the antennas correlation effect. In this situation, the unequal weighting of the SISO channels becomes even much stronger. In comparison to the SVD-assisted MIMO transmission, geometric mean decomposition (GMD)-based MIMO systems are able to compensate the drawback of weighted SISO channels when using SVD, where the decomposition result is nearly independent of the antennas correlation effect. The remaining interferences after the GMD-based signal processing can be easily removed by using dirty paper precoding as demonstrated in this work. Our results show that GMD-based MIMO transmission has the potential to significantly simplify the bit and power loading processes and outperforms the SVD-based MIMO transmission as long as the same QAM-constellation size is used on all equally-weighted SISO channels.

Estudo e implementação de sinais de excitação aplicados em identificação de sistemas multivariáveis.

Devido à crescente implementação do Controle Preditivo baseado em Modelo (MPC) em outros processos além de refino e plantas petroquímicas, que geralmente possuem múltiplas entradas e saídas, tem-se um aumento na demanda de modelos gerados por identificação de sistemas. Identificar modelos que representem fielmente a dinâmica do processo depende em grande medida das características dos sinais de excitação dos processos. Assim, o foco deste trabalho é realizar um estudo dos sinais típicos usados em identificação de sistemas, PRBS e GBN, em uma abordagem multivariável. O estudo feito neste trabalho parte das características da geração dos sinais individualmente, depois é feita uma análise de correlação cruzada dos sinais de entrada, observando a influência desta sobre os resultados de identificação. Evitar uma alta correlação entre os sinais de entrada permite determinar o efeito de cada entrada sobre a saída no processo de identificação. Um ponto importante no projeto de sinais de identificação de sistemas multivariáveis é a frequência dos mesmos para conseguir excitar os processos nas regiões de frequência de operação normal e assim extrair a maior informação dinâmica possível do processo. As características estudadas são avaliadas por meio de testes em três plantas simuladas diferentes, categorizadas como mal, medianamente e bem condicionadas. Estas implementações foram feitas usando sinais GBN e PRBS de diferentes frequências. Expressões para a caracterização dos sinais de excitação foram avaliadas identificando os processos em malha aberta e malha fechada. Para as plantas mal condicionadas foram implementados sinais compostos por uma parte completamente correlacionada e uma parte não-correlacionada, conhecido como método de dois passos. Finalmente são realizados experimentos de identificação em uma aplicação em tempo real de uma planta piloto de neutralização de pH. Os testes realizados na planta foram feitos visando avaliar os estudos de frequência e correlação em uma aplicaficção real. Os resultados mostram que a condição de sinais completamente descorrelacionados n~ao deve ser cumprida para ter bons resultados nos modelos identificados. Isto permite ter mais exibilidade na geração do conjunto de sinais de excitação.

Control para sistemas LPV basado en la parametrización de controladores estabilizantes

Este trabajo se enfoca en el estudio del control de sistemas Multi-Entrada Multi-Salida (MIMO) Lineales con Parámetros Variantes en el Tiempo (LPV). Los parámetros son medibles y permanecen dentro de cotas conocidas. El control por retroalimentación de salida garantiza estabilidad cuadrática (QS) y desempeño, mediante el Teorema de los vértices y el Lema de Cota Real (BRL). Se proponen condiciones para que el sistema retroalimentado sea convexo cuando se utilizan controladores estabilizantes en cada vértice. El controlador LPV resulta de la interpolación de estos controladores, y se estudia la relación entre la estabilidad y el desempeño del control de los vértices, y la estabilidad y desempeño del sistema LPV. Además, se da una forma explícita del parámetro libre de la Parametrización de Todos los Controladores Estabilizantes (PTCE) que resuelve un criterio de sensibilidad mezclada cuando se tiene un modelo de incertidumbre aditivo a la salida. Los resultados se aplican a un robot planar rotacional de dos grados de libertad, a un motor de CD y a un sistema de dos masas.

Homogeneidade e heterogeneidade nos sistemas educacionais: Argentina, Brasil, Chile e México

This study focus on the reconfiguration of educational management in Argentina, Brazil, Chile and Mexico, which was promoted by the new logic of social regulation and the new role attributed to the State, considering each country's own historicity. So, the cultural factors that interfere on the dynamics of the 90' school reform are analyzed. Aspects that show the homogeneity or heterogeneity of these reforms in the region, as well as local specificities that block out the concretization of the reform are underlined. It is shown that the historicity that characterizes the educational reform has taken, in each country, a form that can be called, in Mexico, conservative rupture; in Chile, conservative continuity; in Brazil, conservative renovation; and, in Argentina, interrupted rupture. Some conclusions about the impact of educational reform in the selected countries are recuperated through the analysis of 186 academic texts on the subject.

Sistemas aquosos bifásicos: fundamentos e aplicações para partição/purificação de proteínas

By the year 2005 the world biochemical market will reach an estimated $ 100 billion and separation processes are a vital link between lab discoveries and the fulfillment of this commercialization potential. The practical application of aqueous two-phase systems (ATPS) to extraction processes has been exploited for several years for the recovery of biological products. Unfortunately, this has not resulted in an extensive presence of the technique in commercial processes. In this paper a critical overview of the fundamental thermodynamic properties related to formation of aqueous two-phase systems and their application to extraction and purification of bioparticules is presented.

Sistematização do dimensionamento técnico e econômico de sistemas fotovoltaicos isolados por meio de programa computacional

One of the main referring subjects to the solar energy is how to compare it economically with other sources of energy, as much alternatives as with conventionals (like the electric grid). The purpose of this work was to develop a software which congregates the technical and economic main data to identify, through methods of microeconomic analysis, the commercial viability in the sizing of photovoltaic systems, besides considering the benefits proceeding from the proper energy generation. Considering the period of useful life of the components of the generation system of photovoltaic electricity, the costs of the energy proceeding from the conventional grid had been identified. For the comparison of the conventional sources, electric grid and diesel generation, three scenes of costs of photovoltaic panels and two for the factor of availability of diesel generation had been used. The results have shown that if the cost of the panels is low and the place of installation is more distant of the electric grid, the photovoltaic system becomes the best option.

Teores de nutrientes na alface irrigada com água residuária aplicada por sistemas de irrigação

A trial was carried out to evaluate the chemical composition in the aerial part of lettuce, cv. 'Elisa', irrigated with wastewater treated with constructed wetland and source deposit water, grown on a Rhodic Hapludox Soil, using the irrigation systems sprinkle, subsurface drip and surface drip irrigation. The experiment was carried out from August 17th to October 3rd of 2001 and the chemical analyses of the lettuce were accomplished to 47 days after transplanting of the seedling. The aerial part of the lettuce was analyzed as for the levels of total nitrogen, nitrate, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, sulfur, iron, manganese, copper, zinc, sodium, boron, cobalt and molybdenum. The sodium and the sulfur presented higher levels than the maximum suitable in the aerial part of the lettuce and the smallest level of magnesium, while other chemical elements analyzed were normal and appropriate considering the standard for well-nourished plants, not being influenced by the water type. The sodium was the chemical element that presented the highest levels in the aerial part of the lettuce in the treatments irrigated with wastewater, presenting significant difference in relationship to the treatments irrigated with source deposit water in the three irrigation systems. The use of the different irrigation systems by the application of wastewater treated with constructed wetland did not interfere in the levels of nutrients in the aerial part of the lettuce.

Administração limpa e enxuta em sistemas hidráulicos de colhedoras de cana-de-açúcar

Among the important changes in the production processes, it is necessary to guarantee the sustainability of the human enterprises, what makes us to foresee changes in the managerial administration to adapt to a new model, with the insert of the concepts of Clean Production, Cleaner, Lean and Total Productive Maintenance (TPM). The main focus of this work was to elaborate a methodology that made it possible to guarantee the reliability in the waterworks of the sugarcane harvester, identifying and analyzing the manners of flaws, in order to result in the improvement of the environmental and socioeconomic quality in the atmosphere of an industry of sugarcane through the significant decrease of hydraulic oil spill. Through the existent report in ERP (Enterprise Resource Planning), used in a Sugarcane Industry Plant, it was possible to accompany of the operational acting of the sugarcane harvester used during 03 crops, regarding the manners of flaws in the waterworks of the same ones, and, in one of the crops it was elaborated the total control of the waterworks of 5 harvesters. Based on the obtained data and the developed methodology it was possible to develop a software that specifies the electric outlet of decisions.

Futebol : Analises qualitativas e quantitativas para verificação e modulação de padrões e sistemas complexos de jogo

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Cultivares de batata para sistemas orgânicos de produção

Informações a respeito de cultivares adaptadas ao sistema de cultivo orgânico são escassas. O objetivo deste estudo foi avaliar, sob sistema de cultivo orgânico, genótipos nacionais e estrangeiros desenvolvidos para o cultivo convencional, quanto ao potencial produtivo, em condições de campo. O experimento foi conduzido em 2008, no Pólo APTA Leste Paulista, em Monte Alegre do Sul-SP. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com 18 tratamentos e quatro repetições. Cada parcela foi constituída por 80 batatas-semente, dispostas em quatro linhas de 5 m de comprimento, espaçadas de 80 cm, com 25 cm entre tubérculos. Os genótipos avaliados foram Agata, Asterix, Caesar, Cupido, Éden, Melody, Novella e Vivaldi, de origem estrangeira; e Apuã, Aracy, Catucha, IAC Aracy Ruiva, Itararé, Monte Alegre 172, IAC 6090, APTA 16.5, APTA 15.20 e APTA 21.54, nacionais. Foram avaliadas as características de produtividade total e comercial de tubérculos, massa média total e comercial de tubérculos, teor de matéria seca e severidade da pinta-preta (Alternaria solani). Os clones APTA 16.5, APTA 21.54 e IAC 6090, e as cultivares Cupido, Apuã, Itararé e Monte Alegre 172 foram os mais produtivos. 'APTA 21.54' superou os demais em relação a produtividade comercial (18,07 t ha-1), sendo que 'APTA 16.5', 'Cupido', 'IAC 6090' e 'Itararé' formaram o segundo grupo. As maiores massas médias de tubérculos foram apresentadas pelas cultivares Itararé e Cupido. O clone IAC 6090 e as cultivares Aracy e Aracy Ruiva foram as que apresentaram maiores teores de matéria seca, com valor médio de 22,91%. 'APTA 16.5', 'Apuã', 'Aracy', 'Aracy Ruiva', 'Éden', 'Ibituaçú' e 'Monte Alegre 172' apresentaram alto nível de resistência à pinta-preta. As cultivares Itararé, Apuã e Cupido são adaptadas ao cultivo orgânico, e os clones avançados APTA 16.5, APTA 21.54 e IAC 6090 apresentam potencial de cultivo no sistema orgânico.

Classificação de sistemas meteorológicos e comparação da precipitação estimada pelo radar e medida pela rede telemétrica na bacia hidrográfica do alto Tietê

Foram analisadas características da precipitação estimada a partir de 145.194 campos de refletividade, de um total de 827 dias entre 1998 e 2003, obtidos do Radar Meteorológico de São Paulo (RSP). Os eventos foram classificados de acordo com intensidades de precipitação; em Convectivos (EC) e Estratiformes (EE). Quanto à morfologia, cinco tipos de sistemas foram identificados; Convecção Isolada (CI), Brisa Marítima (BM), Linhas de Instabilidade (LI), Bandas Dispersas (BD) e Frentes Frias (FF). Eventos convectivos dominam na primavera e verão e estratiformes no outono e inverno. A CI e a BM tiveram maiores picos de atuação entre outubro e março enquanto as FF de abril a setembro. BD atuam durante todo o ano e as LI só não foram observadas nos meses de junho e julho. Uma comparação pontual entre a precipitação medida pela telemetria e estimada com o radar foi realizada e, mostrou haver, na maioria dos casos, um viés positivo do RSP, para acumulações de 10, 30 e 60 minutos. Com o objetivo de integrar as estimativas de precipitação do radar com as medidas da rede telemétrica, por meio de uma análise objetiva estatística, foram obtidas dos campos de precipitação do radar as estruturas das correlações espaciais em função da distância para acumulações de chuva de 15, 30, 60 e 120 minutos para os cinco tipos de sistemas precipitantes que foram caracterizados. As curvas das correlações espaciais médias de todos os eventos de precipitação de cada sistema foram ajustadas por funções polinomiais de sexta ordem. Os resultados indicam diferenças significativas na estrutura espacial das correlações entre os sistemas precipitantes.

Aplicação do ultra-som em sistemas eletroquímicos: considerações teóricas e experimentais

The aim of this review is to present and discuss the applications of ultrasound in electrochemical systems such as in sonoelectroanalysis and sonoelectrolysis for the electrochemical combustion of organic compounds. Initially, theoretical and experimental aspects are discussed, particularly those related to the enhancement of mass transport and the surface cleaning effects. Some results are included to illustrate alternative geometries for the experimental measurements and the working electrodes used in these systems. In the sequence, the available publications are presented and discussed to demonstrate that ultrasound combined with electrochemical techniques is a powerful set-up for the detection of analytes such as metals and/or organic compounds in hostile media and for the effective destruction of toxic organic substances. At the end, a table summarizes the results already published in the literature.