Context-based wireless mesh networks

In the modern society, new devices, applications and technologies, with sophisticated capabilities, are converging in the same network infrastructure. Users are also increasingly demanding in personal preferences and expectations, desiring Internet connectivity anytime and everywhere. These aspects have triggered many research efforts, since the current Internet is reaching a breaking point trying to provide enough flexibility for users and profits for operators, while dealing with the complex requirements raised by the recent evolution. Fully aligned with the future Internet research, many solutions have been proposed to enhance the current Internet-based architectures and protocols, in order to become context-aware, that is, to be dynamically adapted to the change of the information characterizing any network entity. In this sense, the presented Thesis proposes a new architecture that allows to create several networks with different characteristics according to their context, on the top of a single Wireless Mesh Network (WMN), which infrastructure and protocols are very flexible and self-adaptable. More specifically, this Thesis models the context of users, which can span from their security, cost and mobility preferences, devices’ capabilities or services’ quality requirements, in order to turn a WMN into a set of logical networks. Each logical network is configured to meet a set of user context needs (for instance, support of high mobility and low security). To implement this user-centric architecture, this Thesis uses the network virtualization, which has often been advocated as a mean to deploy independent network architectures and services towards the future Internet, while allowing a dynamic resource management. This way, network virtualization can allow a flexible and programmable configuration of a WMN, in order to be shared by multiple logical networks (or virtual networks - VNs). Moreover, the high level of isolation introduced by network virtualization can be used to differentiate the protocols and mechanisms of each context-aware VN. This architecture raises several challenges to control and manage the VNs on-demand, in response to user and WMN dynamics. In this context, we target the mechanisms to: (i) discover and select the VN to assign to an user; (ii) create, adapt and remove the VN topologies and routes. We also explore how the rate of variation of the user context requirements can be considered to improve the performance and reduce the complexity of the VN control and management. Finally, due to the scalability limitations of centralized control solutions, we propose a mechanism to distribute the control functionalities along the architectural entities, which can cooperate to control and manage the VNs in a distributed way.

Cooperative positioning for heterogeneous wireless systems

Future emerging market trends head towards positioning based services placing a new perspective on the way we obtain and exploit positioning information. On one hand, innovations in information technology and wireless communication systems enabled the development of numerous location based applications such as vehicle navigation and tracking, sensor networks applications, home automation, asset management, security and context aware location services. On the other hand, wireless networks themselves may bene t from localization information to improve the performances of di erent network layers. Location based routing, synchronization, interference cancellation are prime examples of applications where location information can be useful. Typical positioning solutions rely on measurements and exploitation of distance dependent signal metrics, such as the received signal strength, time of arrival or angle of arrival. They are cheaper and easier to implement than the dedicated positioning systems based on ngerprinting, but at the cost of accuracy. Therefore intelligent localization algorithms and signal processing techniques have to be applied to mitigate the lack of accuracy in distance estimates. Cooperation between nodes is used in cases where conventional positioning techniques do not perform well due to lack of existing infrastructure, or obstructed indoor environment. The objective is to concentrate on hybrid architecture where some nodes have points of attachment to an infrastructure, and simultaneously are interconnected via short-range ad hoc links. The availability of more capable handsets enables more innovative scenarios that take advantage of multiple radio access networks as well as peer-to-peer links for positioning. Link selection is used to optimize the tradeo between the power consumption of participating nodes and the quality of target localization. The Geometric Dilution of Precision and the Cramer-Rao Lower Bound can be used as criteria for choosing the appropriate set of anchor nodes and corresponding measurements before attempting location estimation itself. This work analyzes the existing solutions for node selection in order to improve localization performance, and proposes a novel method based on utility functions. The proposed method is then extended to mobile and heterogeneous environments. Simulations have been carried out, as well as evaluation with real measurement data. In addition, some speci c cases have been considered, such as localization in ill-conditioned scenarios and the use of negative information. The proposed approaches have shown to enhance estimation accuracy, whilst signi cantly reducing complexity, power consumption and signalling overhead.

Valorização do sistema construtivo do património edificado

Este trabalho analisa a valorização e salvaguarda do sistema construtivo das edificações de arquitetura civil do século XIX, frente às intervenções a que são submetidas, diante da necessidade de adaptação a usos e funções da vida contemporânea. Tem como estudo de caso o centro histórico de São Luís do Maranhão. Para sua elaboração, foram desenvolvidas as seguintes etapas: fundamentação teórica e conceitual do tema; análise dos aspectos da organização físico-espacial da arquitetura produzida no século XIX; leitura, análise e interpretação da constituição tipológica e estado de conservação do acervo arquitetônico do centro histórico de São Luís e verificação das intervenções referentes à conservação da integridade do sistema construtivo. Além da pesquisa, o trabalho apresenta algumas recomendações sobre a conservação da autenticidade do sistema construtivo das edificações patrimoniais, como forma de contribuição para orientar futuras intervenções de reabilitação.

Perception and software architecture for mobile robotics

When developing software for autonomous mobile robots, one has to inevitably tackle some kind of perception. Moreover, when dealing with agents that possess some level of reasoning for executing their actions, there is the need to model the environment and the robot internal state in a way that it represents the scenario in which the robot operates. Inserted in the ATRI group, part of the IEETA research unit at Aveiro University, this work uses two of the projects of the group as test bed, particularly in the scenario of robotic soccer with real robots. With the main objective of developing algorithms for sensor and information fusion that could be used e ectively on these teams, several state of the art approaches were studied, implemented and adapted to each of the robot types. Within the MSL RoboCup team CAMBADA, the main focus was the perception of ball and obstacles, with the creation of models capable of providing extended information so that the reasoning of the robot can be ever more e ective. To achieve it, several methodologies were analyzed, implemented, compared and improved. Concerning the ball, an analysis of ltering methodologies for stabilization of its position and estimation of its velocity was performed. Also, with the goal keeper in mind, work has been done to provide it with information of aerial balls. As for obstacles, a new de nition of the way they are perceived by the vision and the type of information provided was created, as well as a methodology for identifying which of the obstacles are team mates. Also, a tracking algorithm was developed, which ultimately assigned each of the obstacles a unique identi er. Associated with the improvement of the obstacles perception, a new algorithm of estimating reactive obstacle avoidance was created. In the context of the SPL RoboCup team Portuguese Team, besides the inevitable adaptation of many of the algorithms already developed for sensor and information fusion and considering that it was recently created, the objective was to create a sustainable software architecture that could be the base for future modular development. The software architecture created is based on a series of di erent processes and the means of communication among them. All processes were created or adapted for the new architecture and a base set of roles and behaviors was de ned during this work to achieve a base functional framework. In terms of perception, the main focus was to de ne a projection model and camera pose extraction that could provide information in metric coordinates. The second main objective was to adapt the CAMBADA localization algorithm to work on the NAO robots, considering all the limitations it presents when comparing to the MSL team, especially in terms of computational resources. A set of support tools were developed or improved in order to support the test and development in both teams. In general, the work developed during this thesis improved the performance of the teams during play and also the e ectiveness of the developers team when in development and test phases.

A integração dos assentamentos rurais tradicionais nas regiões urbanas: o exemplo do Algarve Central no Sul de Portugal

Versão em português do artigo submetido com o título “Towards Integrating Rural Vernacular Settlements in Urban Regions: A study of Algarve, Portugal” ao ISVS e-­‐journal em Abril de 2011.

Planning and design in postindustrial land transformation: east bank Arade river, Lagoa - case study

Tese de dout., Ciências e Tecnologias do Ambiente (Planeamento Urbano), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2011

Arqueologia da arquitectura: perspectivas metodológicas

Dissertação de mest., Arqueologia (Teoria e Métodos da Arqueologia), Faculdade de Ciências Humanas e Sociais, Univ. do Algarve, 2010

A casa de baixo e a casa de riba na Drave: crónica de um lugar do maciço da Gralheira em Portugal

O povoamento das áreas de montanha é quase sempre conformado por aglomerados de pequena dimensão vinculados no passado a uma economia de subsistência. Em Portugal, as mutações significativas que, num contexto de forte recessão demográfica, têm marcado as povoações serranas do interior estão, por vezes, associadas à persistência dos hábitos e das construções característicos da cultura tradicional, como é especialmente evidente nalgumas das aldeias do maciço beirão da Gralheira. O presente artigo incidirá no património construído desta região, tomando como caso de estudo o lugar da Drave e considerando, de forma articulada, a caracterização do núcleo edificado tradicional e da paisagem onde se integra. Constituem instrumentos fundamentais deste trabalho o levantamento desenhado do lugar e a leitura da Crónica dos Martins da Drave datada de meados do século de oitocentos.

Rede de percursos de natureza da Reserva Natural do Sapal de Castro Marim e Vila Real de Santo António

Dissertação de mest., Arquitetura Paisagista, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2012

As diferentes dimensões do espaço público urbano e a sua influência no desenvolvimento de um projecto de reestruturação urbana: o caso dos bairros Trindade e Monarquina em Setúbal

Dissertação de mest., Arquitetura Paisagista, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2013

Recuperação de corredores fluviais de montanha Barranco dos Pisões - Monchique

Dissertação de mest., Arquitetura Paisagista, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2013

Duas casas nobres do antigo regime em Loulé

A presente dissertação pretende aprofundar o conhecimento da casa nobre do Algarve e de Loulé em particular, inserida num contexto nacional de produção artística do antigo regime. Propõe uma abordagem que, para além da identificação e interpretação dos edifícios ainda existentes na região, incide sobre dois estudos de casos apresentados de forma monográfica. Desenvolve-se em torno das questões da encomenda enquanto imagem histórico-social, autoria, formalização de fachadas, distribuição funcional do espaço interior e contexto urbano, buscando a génese formal, numa tentativa de confirmação da sua raiz de filiação erudita.

Contribución al estudio del patrimonio de Cacela: cartografía, arquitectura y paisaje en el contexto del algarve oriental en Portugal

El presente artículo estudia la cartografía de Cacela en el sur de Portugal con el propósito de interpretar su transformación a través del tiempo, considerando la arquitectura, el urbanismo y el paisaje de forma integrada. La lectura de esa transformación se lleva de la mano de las principales cartas de Cacela que coinciden con el inicio del siglo XVII, la aproximación al final del Antiguo Régimen y la transición del siglo XIX al XX, asociando cada uno de estos tiempos a un modo particular de representación. La interpretación de las diferentes cartas está organizada, en términos me- todológicos, a partir del recurso a fuentes escritas de la época, culminando con la elaboración de un dibujo final que contiene la representación del espacio edificado y del paisaje de Cacela a mediados del siglo pasado. Este trabajo se inscribe en una investigación más amplia sobre las aglomeraciones urbanas de pequeña dimensión en las diver- sas subunidades geográficas del sur de Portugal, comprendiendo el paisaje, la morfología urbana y el levantamiento integral de todo el núcleo edificado.

Vernáculos algarvios: a linguagem das coisas

O que é o vernacular em termos de arquitectura de terra e como registar religiosamente as circulações do social? Do rótulo de época ao modo de fazer, do caco adjectivado à ruína não legendada, museologias e ontologias em debate face a um descritor Islâmico reivindicado como referencial de facto – Alcorão e Tradição – no que respeita à cultura material dos vernáculos em causa. Abrindo a caixa negra da arquitectura de terra em Portugal com recurso à teoria actor-rede, da lei na especialidade à espacialidade da lei, do enclave devoluto à argamassa da recolecção, intentada a ligação em conectividade Islâmica no campo – Mértola, Fuzeta, Portimão e Fermentelos – da exposição cosmopolítica, ainda e sobretudo pelas contingências de uma antropologia engatada num quotidiano indexado a um Algarve estendido peninsularmente como Ocidente do Andaluz.

Espaços urbanos de festa e a morfologia do lugar: requalificação do Largo da Achada na Camacha (Madeira)

O presente estudo surgiu de acordo com o trabalho que foi realizado durante o período de estágio na Câmara Municipal de Santa Cruz, mais precisamente a requalificação do Largo da Achada localizado na Camacha, freguesia do Concelho de Santa Cruz, Madeira. Este espaço está intimamente ligado a atividades de cariz lúdico e festivo e como tal, houve a necessidade de se realizar uma reflexão sobre o que são espaços urbanos de festa, para poder estabelecer-se a relação existente entre as atividades festivas e o “lugar”, isto é, tentar perceber a influência que estas atividades têm na construção dos espaços urbanos e na sua forma. Esta questão é fundamental para se definirem estratégias de como intervir neste tipo de espaço. Para tal procedeu-se ao estudo de alguns casos distintos onde se faz uma breve análise de algumas festas em espaços diferentes de modo a tentar perceber até que ponto as alterações na morfologia, tanto no interior como na periferia destes, podem introduzir mudanças nas tradições e vice-versa. Para cada estudo de caso identifica-se a principal romaria ou procissão associada ao lugar, de forma a tentar perceber as relações e a influência que o desenho dos espaços abertos e das artérias que os ligam exercem neste tipo de atividades e de que maneiras estas relações interferem com o quotidiano. No decorrer do levantamento bibliográfico chegou-se à conclusão que os autores não eram unânimes quanto à classificação dos diferentes tipos de espaços de festa o que levou à necessidade de propor uma nova classificação que se apresentasse mais de acordo com o espaço que se pretende requalificar. O estudo tem especial enfoque na categoria de espaços de festa consolidados que integra os espaços que têm a sua origem na própria festa, pois são os que melhor se identificam com a requalificação do Largo da Achada. Como resultado deste estudo e da caracterização biofísica, cultural e do espaço urbano, surge então a proposta de requalificação do largo.