Wireless optical communication-based spatial pattern

We propose a novel communication technique which utilizes a set of mutually distinguishable optical patterns instead of convergent facula to transmit information. The communication capacity is increased by exploiting the optical spatial bandwidth resources. An optimum detector for this communication is proposed based on maximum-likelihood decision. The fundamental rule of designing signal spatial pattern is formulated from analysis of the probability of error decision. Finally, we present a typical electro-optical system scheme of the proposed communication. (c) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Distributed Control and Optimization for Communication and Power Systems

We are at the cusp of a historic transformation of both communication system and electricity system. This creates challenges as well as opportunities for the study of networked systems. Problems of these systems typically involve a huge number of end points that require intelligent coordination in a distributed manner. In this thesis, we develop models, theories, and scalable distributed optimization and control algorithms to overcome these challenges.

This thesis focuses on two specific areas: multi-path TCP (Transmission Control Protocol) and electricity distribution system operation and control. Multi-path TCP (MP-TCP) is a TCP extension that allows a single data stream to be split across multiple paths. MP-TCP has the potential to greatly improve reliability as well as efficiency of communication devices. We propose a fluid model for a large class of MP-TCP algorithms and identify design criteria that guarantee the existence, uniqueness, and stability of system equilibrium. We clarify how algorithm parameters impact TCP-friendliness, responsiveness, and window oscillation and demonstrate an inevitable tradeoff among these properties. We discuss the implications of these properties on the behavior of existing algorithms and motivate a new algorithm Balia (balanced linked adaptation) which generalizes existing algorithms and strikes a good balance among TCP-friendliness, responsiveness, and window oscillation. We have implemented Balia in the Linux kernel. We use our prototype to compare the new proposed algorithm Balia with existing MP-TCP algorithms.

Our second focus is on designing computationally efficient algorithms for electricity distribution system operation and control. First, we develop efficient algorithms for feeder reconfiguration in distribution networks. The feeder reconfiguration problem chooses the on/off status of the switches in a distribution network in order to minimize a certain cost such as power loss. It is a mixed integer nonlinear program and hence hard to solve. We propose a heuristic algorithm that is based on the recently developed convex relaxation of the optimal power flow problem. The algorithm is efficient and can successfully computes an optimal configuration on all networks that we have tested. Moreover we prove that the algorithm solves the feeder reconfiguration problem optimally under certain conditions. We also propose a more efficient algorithm and it incurs a loss in optimality of less than 3% on the test networks.

Second, we develop efficient distributed algorithms that solve the optimal power flow (OPF) problem on distribution networks. The OPF problem determines a network operating point that minimizes a certain objective such as generation cost or power loss. Traditionally OPF is solved in a centralized manner. With increasing penetration of volatile renewable energy resources in distribution systems, we need faster and distributed solutions for real-time feedback control. This is difficult because power flow equations are nonlinear and kirchhoff's law is global. We propose solutions for both balanced and unbalanced radial distribution networks. They exploit recent results that suggest solving for a globally optimal solution of OPF over a radial network through a second-order cone program (SOCP) or semi-definite program (SDP) relaxation. Our distributed algorithms are based on the alternating direction method of multiplier (ADMM), but unlike standard ADMM-based distributed OPF algorithms that require solving optimization subproblems using iterative methods, the proposed solutions exploit the problem structure that greatly reduce the computation time. Specifically, for balanced networks, our decomposition allows us to derive closed form solutions for these subproblems and it speeds up the convergence by 1000x times in simulations. For unbalanced networks, the subproblems reduce to either closed form solutions or eigenvalue problems whose size remains constant as the network scales up and computation time is reduced by 100x compared with iterative methods.

Far-field spot compression without energy loss in main lob in wireless laser communication

Far-field spot compression without energy loss in main lob is of great significance to wireless laser communication. In this letter, we propose two schemes to obtain far-field spot compression without energy loss in main lob. One scheme is based on the simulated annealing (SA) algorithm. Using SA algorithm, we design the phase profile of the diffractive phase element (DPE). Using the designed DPE, far-field spot compression without energy loss in main lob is achieved. The other scheme is based on YG algorithm. By means of YG algorithm, we appropriately designed the DPE in the emitting plane. Using the DPE, far-field spot compression without energy loss in main lob is obtained. (c) 2007 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Designing a coupler for the intersatellite optical communication system

Coupling a single-mode laser diode with 200 mW to a single-mode fiber (SMF) through an orthonormal aspherical cylindrical lens and a GRIN lens for the intersatellite optical communication system is proposed and demonstrated. We experimentally studied how the coupling efficiency changes with the SMF's position displacement and axial angle variation, and obtained 80 mW output power at the end of the SMF, which shows that the coupling units have satisfied the designed request. (c) 2007 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Effects of atmosphere visibility on performances of non-line-of-sight ultraviolet communication systems

Dependence of performances of non-line-of-sight (NLOS) solar-blind ultraviolet (UV) communication systems on atmosphere visibility is investigated numerically by correlating the propagation of UV radiation with the visibility. A simplified solar-blind UV atmospheric propagation model is introduced, and the NLOS UV communication system model is constituted based on the single scattering assumption. Using the model, numerical simulation is conducted for two typical geometry configurations and different modulation formats. The results indicate that the performance of the NLOS UV communication system is insensitive to variation of visibility in quite a large range, and deteriorates significantly only in very low-visibility weather, and is also dependent on the geometry configuration of the system. The results also show that the pulse position modulation (PPM) is preferable due to its high-power efficiency to improve the system performance. (c) 2007 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Multi-channel 2-D pattern transfer model based on imaging optics for submarine laser uplink communication

An optical communication scheme of 2-D pattern transfer based on imaging optics for submarine laser uplink communication (SLUC) is suggested. Unlike the methods aiming at avoiding neighboring crosstalk used in traditional multi-channel optical beam transferring, we make full use of the overlapping of each spreading beam other than controlling divergence effect of each beam to avoid interference noise. The apparent parameters have been introduced to simplify theoretical analysis of optical pattern transfer problem involving underwater condition, with the help of which the complex beam propagation inside two kinds of mediums can be easily reduced to brief beam transfer only inside air medium. In this paper, optical transmission path and receiver terminal optics geometry have been described in detail. The link range equation and system uplink performance analysis have also been given. At last, results of a proof-of-concept experiment indicate good feasibility of the proposed SLUC model. © 2007 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Double-cladding Yb3+ fiber for free-space optical communication

The experiment result of Nd:YVO4 laser pumped by laser diode that was amplified by double-cladding Yb3+ fiber is reported. Stable mode-locking pulses are obtained at repetition rate of 320 MHz and the output power is 15 mW. When laser power is amplified by Yb3+- doped double-cladding fiber amplifier, its power can get to 600 mW. Based on these, experiment of double-frequency is carried out, and green laser with power of 4 mW is obtained. (c) 2007 Wiley Periodicals, Inc.

Profissionais de enfermagem vítimas de assédio moral ou humilhação no trabalho: análise de relatos verbais

O objetivo desta pesquisa foi analisar os conteúdos dos relatos verbais de profissionais de enfermagem, vítimas de assédio moral durante o exercício de suas atividades laborais. Para tanto, foi utilizada uma amostra previamente selecionada, constituída de 31 profissionais de enfermagem, sendo todos atuantes em unidades de saúde, tanto da rede pública quanto da rede privada. Essa amostra foi extraída do universo de 3.498 profissionais de formações diversas, oriundos de vários Estados brasileiros. Trata-se de uma pesquisa quanti-qualitativa, sendo utilizado, como instrumento para a coleta de dados, o questionário específico de Assédio Moral, gentilmente cedido pela pesquisadora Margarida Maria Silveira Barreto e constituído de 48 questões, abertas e fechadas. Os itens desse instrumento compreendem a caracterização dos participantes, a identificação de situações específicas de assédio moral, de fatores relacionados à empresa, a organização e comunicação no trabalho. O tratamento dos dados estatísticos foi realizado com o apoio do teste de Qui-Quadrado, e os dados qualitativos foram obtidos com base em relatos verbais, os quais foram organizados em categorias de respostas dos participantes. Os resultados quantitativos da pesquisa apontaram diferenças significativas entre enfermeiros e auxiliares de enfermagem quanto a favorabilidade em relação aos objetivos pouco claros na organização do trabalho. A partir da análise qualitativa dos dados emergiram como resultados, três categorias de respostas: Hierarquia e Relação de Poder; Organização do Trabalho; e Comunicação no Trabalho. De posse dos resultados da presente pesquisa, a meta é contribuir para a melhoria das condições de trabalho, de forma a minimizar o aparecimento de humilhações psicológicas ou assédio moral no ambiente de trabalho de enfermagem. Diante desse quadro, é de importância aprofundar estudos sobre o assédio moral, considerando-se a adoção de legislação específica e a formulação de políticas públicas para o combate dessa prática na profissão de enfermagem. O que se propõe com esse estudo é auxiliar na formulação de futuras políticas públicas, de modo a evitar conseqüências nefastas ao trabalhador, ao próprio trabalho e à sociedade de um modo geral, pois o combate ao assédio moral precisa ser intensificado, exigindo uma abordagem multidisciplinar, com a participação de todos os segmentos da sociedade.

Communication mer-lagune: impact d'une réouverture sur l'ichtyofaune de la lagune Ebrié (Côte d'Ivoire)

The artificial reopening of the lagoon inlet, made in Grand-Bantam in September 1987 in order to reduce the aquatic weeds proliferation, induced some environmental and fish communities alterations in the eastern part of the Ebrié lagoon (Côte d'Ivoire). A preliminary field survey made in May 1988 shows an increase in the salinity rate and an increase of the marine component among fish communities, when compared to the former ecological state of this lagoon area (reference data of 1980 and 1981).

Distância, velocidade, proximidade e redes: fabricando conceitos em educação a distância

Apresentamos neste trabalho uma investigação acerca de algumas das condições que compõem as aplicações da chamada Educação a Distância no Brasil. Interessa-nos, em particular, descobrir as potencialidades desta modalidade de ensino-aprendizagem que se dão através do uso de computadores atrelados à Internet. Porém, optamos por adotar uma perspectiva imanente de investigação, que engloba uma multiplicidade de questões que atravessam a Educação como um todo e não somente o seu modo de operação à distância. Para tanto, nós realizamos uma espécie de cartografia mezzo-histórica do ensinar-aprender à distância no nosso país com o intuito de mostrar como é longa a distância entre as primeiras experiências em Educação a Distância e o cenário atual propício a estas práticas. Discutimos a apropriação de técnicas, tecnologias e usos que ocorrem em meio a linhas políticas, econômicas, pedagógicas e, sobretudo, éticas, constituindo algumas das condições cruciais à invenção e captura deste modo de fazer educacional. Analisamos alguns dos possíveis impactos na Educação a Distância vigente em nosso país que são efeito do ressentimento oriundo do contínuo e inacabável processo de Globalização, que afeta diferentes segmentos da nossa sociedade, não deixando de forma alguma ilesos os processos de ensino-aprendizagem contemporâneos. Frente a esta conjectura, nós avançamos na tentativa de verificar até que ponto é possível extrair potências da suposta fragilidade imposta pela política neoliberal nos dias de hoje, amparados pelas pistas deixadas pelo trabalho de Deleuze e de Foucault no movimento que vai das Sociedades Disciplinares às de Controle misturadas às alternativas apontadas pelo que se convém denominar Capitalismo Cognitivo. As condições de experiência e de produção de sentido(s) possíveis em processos de Educação a Distância são problematizadas através da fabricação dos conceitos de distância, proximidade e velocidade, por um percurso que nos posiciona entre as duas margens mais comuns na discussão sobre esta referida modalidade de ensino-aprendizagem, que são compostas de um lado por entusiastas e de outro pelos algozes críticos. Apresentamos ainda neste estudo algumas noções de rede, considerando as suas possíveis conceituações, seja como parafernália técnica que viabiliza conexões informáticas, permitindo a comunicação na Internet, seja como modo de mobilização de coletivos que buscam a multiplicação de sentidos em suas práticas. Apostamos na capacidade inerente às redes de aumentar consideravelmente a potência de ação dos coletivos envolvidos com práticas de ensino-aprendizagem à distância, através da implementação de estratégias e táticas micropolíticas, conforme inspiração na análise acerca do processo de invenção do cotidiano registrado na obra de Michel de Certeau.

Desenvolvimento de material instrucional com enfoque construtivista para cursos de bioestatística aplicada à análise epidemiológica usando R

Os recentes avanços tecnológicos fizeram aumentar o nível de qualificação do pesquisador em epidemiologia. A importância do papel estratégico da educação não pode ser ignorada. Todavia, a Associação Brasileira de Pós-graduação em Saúde Coletiva (ABRASCO), no seu último plano diretor (2005-2009), aponta uma pequena valorização na produção de material didático-pedagógico e, ainda, a falta de uma política de desenvolvimento e utilização de software livre no ensino da epidemiologia. É oportuno, portanto, investir em uma perspectiva relacional, na linha do que a corrente construtivista propõe, uma vez que esta teoria tem sido reconhecida como a mais adequada no desenvolvimento de materiais didáticos informatizados. Neste sentido, promover cursos interativos e, no bojo destes, desenvolver material didático conexo é oportuno e profícuo. No âmbito da questão política de desenvolvimento e utilização de software livre no ensino da epidemiologia, particularmente em estatística aplicada, o R tem se mostrado um software de interesse emergente. Ademais, não só porque evita possíveis penalizações por utilização de software comercial sem licença, mas também porque o franco acesso aos códigos e programação o torna uma ferramenta excelente para a elaboração de material didático em forma de hiperdocumentos, importantes alicerces para uma tão desejada interação docentediscente em sala de aula. O principal objetivo é desenvolver material didático em R para os cursos de bioestatística aplicada à análise epidemiológica. Devido a não implementação de certas funções estatísticas no R, também foi incluída a programação de funções adicionais. Os cursos empregados no desenvolvimento desse material fundamentaram-se nas disciplinas Uma introdução à Plataforma R para Modelagem Estatística de Dados e Instrumento de Aferição em Epidemiologia I: Teoria Clássica de Medidas (Análise) vinculadas ao departamento de Epidemiologia, Instituto de Medicina Social (IMS) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ). A base teórico-pedagógica foi definida a partir dos princípios construtivistas, na qual o indivíduo é agente ativo e crítico de seu próprio conhecimento, construindo significados a partir de experiências próprias. E, à ótica construtivista, seguiu-se a metodologia de ensino da problematização, abrangendo problemas oriundos de situações reais e sistematizados por escrito. Já os métodos computacionais foram baseados nas Novas Tecnologias da Informação e Comunicação (NTIC). As NTICs exploram a busca pela consolidação de currículos mais flexíveis, adaptados às características diferenciadas de aprendizagem dos alunos. A implementação das NTICs foi feita através de hipertexto, que é uma estrutura de textos interligados por nós ou vínculos (links), formando uma rede de informações relacionadas. Durante a concepção do material didático, foram realizadas mudanças na interface básica do sistema de ajuda do R para garantir a interatividade aluno-material. O próprio instrutivo é composto por blocos, que incentivam a discussão e a troca de informações entre professor e alunos.

Educação e Cibercultura: narrativas de mobilidade ubíqua

A cibercultura, cultura contemporânea mediada pelo digital em rede, potencializada pelos usos dos dispositivos móveis, delineia novas formas de relações: econômicas, sociais, profissionais, políticas, educacionais, trazendo novos contornos à sociedade. Neste contexto, esta dissertação buscou compreender em que medida, a mobilidade dada pelas redes telemáticas sem fio podem ser utilizadas dentro de um contexto educativo, entendendo que esse contexto se dá dentrofora da universidade, nos diversos espaçostempos da cidade. Buscamos, para tanto, articular à pesquisa-formação (Macedo, Santos e Josso) com abordagem multirreferencial (Ardoino), os pressupostos das pesquisas nos dos com os cotidianos (Alves) e criamos, no contexto formativo da disciplina de Didática, da Licenciatura de Pedagogia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, atos de currículo com os usos dos dispositivos móveis e do digital em rede, em diálogo com os estudos da cibercultura (Lévy, Lemos, Santaella, Santos). Analisando os usos do digital em rede e dos dispositivos móveis no contexto formativo dos estudantes de Didática e suas narrativas, chegamos aos seguintes achados: a) as interfaces sociais definem a percepção do espaço em que estamos assim como as possibilidades de interação comunicacional com os outros; b) a mobilidade dada pelo digital em rede e pelos usos dos dispositivos móveis imprime outras dinâmicas ao como e quando aprenderensinar; c) expandir as estratégias de aprendizagemensino disponíveis por meio do digital em rede aumenta a possibilidade de acesso a conteúdos, informações, reconfigurando o papel da universidade; d) no que tange ao acesso livre à rede, tanto dentro da universidade quanto na cidade, há necessidade de políticas públicas efetivas para a inclusão digital; e) no âmbito da pesquisa-formação, nossa pesquisa contribuiu para a formação de docentes, criando as ambiências pedagógicas necessárias para o desenvolvimento de habilidades e competências para uma gestão mais flexível do conhecimento e dos processos de aprendizagemensino dentrofora da universidade.