Análise de desempenho de algoritmos de compressão de dados com perda para aplicações industriais

The great amount of data generated as the result of the automation and process supervision in industry implies in two problems: a big demand of storage in discs and the difficulty in streaming this data through a telecommunications link. The lossy data compression algorithms were born in the 90’s with the goal of solving these problems and, by consequence, industries started to use those algorithms in industrial supervision systems to compress data in real time. These algorithms were projected to eliminate redundant and undesired information in a efficient and simple way. However, those algorithms parameters must be set for each process variable, becoming impracticable to configure this parameters for each variable in case of systems that monitor thousands of them. In that context, this paper propose the algorithm Adaptive Swinging Door Trending that consists in a adaptation of the Swinging Door Trending, as this main parameters are adjusted dynamically by the analysis of the signal tendencies in real time. It’s also proposed a comparative analysis of performance in lossy data compression algorithms applied on time series process variables and dynamometer cards. The algorithms used to compare were the piecewise linear and the transforms.

Relatório de Estágio na Inficon AG e na PT Inovação & Sistemas

This document focuses the projects developed during two independent internships, which were carried out at Inficon AG and PT Inovação & Sistemas. Since the research areas of both internships are unrelated, individual abstracts are presented.

Sincronização em OFDM

Esta dissertação apresenta o trabalho sobre sincronização de receção para sistemas OFDM. Tendo como objetivo a integração da arquitetura desenvolvida no projeto de investigação \CROWN - Co-operative Radio over Fibre for Wireless Networks" atualmente em curso no Instituto de Telecomunicações. Esta arquitetura de receção foi implementada numa plataforma de desenvolvimento baseada em dispositivos programáveis FPGA, recorrendo as ferramentas de desenvolvimento MatLab, System Generator e ISE. O sistema implementado tem a particularidade de ter um princípio de funcionamento assíncrono e recorre aos algoritmos de Van de Beek [1] e Carlos Ribeiro [2] para proceder a estimação e consequente sincronização. Ambos os algoritmos foram utilizados para estimação do CFO, tendo o algoritmo de Van de Beek sido também utilizado para estimação do início de trama. Foram realizadas análises do desempenho do sistema para diferentes condições, sendo o objectivo de analisar o desempenho dos estimadores implementados. A performance foi então analisada de acordo com BER resultante e do erro de estimação do início de trama e do valor do CFO. Para além da análise individual dos resultados, e também feita uma comparação da precisão de ambos os estimadores.

Um estudo teórico sobre o valor da marca de empresas consideradas inovadoras

O objetivo central deste trabalho é descrever a trajetória do valor da marca de empresas de alta tecnologia, consideradas inovadoras. Como objetivo específico pretende-se identificar as prováveis causas da variação de valor de mercado e de posicionamento da marca. O trabalho apresenta as razões do sucesso, estagnação, declínio e queda de um grupo de empresas escolhido em razão do crescimento ou declínio brusco. Trata-se de uma pesquisa descritiva e bibliográfica. Para tanto, foram escolhidas quinze das maiores empresas de Tecnologia da Informação e Telecomunicações, segundo ranking de valor de marca elaborado pelas agências Interbrand e BrandZ. Observa-se que as empresas implantaram estratégias orientadas à inovação, resultando em altos investimentos em P&D, dispendidos nas duas últimas décadas. As pesquisas utilizadas permitiram associar este estudo da trajetória e das variações no valor da marca das empresas às estratégias e direcionamentos de mercado nos últimos vinte anos, tais como: a aquisição da Compaq e da EDS pela HP, a trajetória de recuperação da Apple, a concorrência entre a Apple e a Nokia, em valor de mercado, e a permanência da centenária IBM em um setor constantemente ameaçado por novos entrantes.

A especialização tecnológica local como indutora do empreendedorismo e do desenvolvimento regional: o caso do Vale da Eletrônica brasileiro

Este trabalho apresenta a percepção dos empreendedores quanto a influência da especialização tecnológica local promovida pelas instituições de ensino superior e seus reflexos no empreendedorismo regional, com base na experiência do Instituto Nacional de Telecomunicações – Inatel, localizado em Santa Rita do Sapucaí, sul de Minas Gerais. O objetivo da pesquisa foi identificar os efeitos tangíveis da transferência de conhecimento de alta tecnologia da universidade para a sociedade produtiva regional. A abordagem metodológica escolhida teve caráter qualitativo, valendo-se de uma pesquisa exploratório-descritiva, que visou ampliar a compreensão do papel dos agentes educacionais locais, especificamente envolvidos no ensino técnico e tecnológico, na geração do desenvolvimento regional. A coleta de dados foi baseada em levantamento documental, bibliográfico e na aplicação de questionários dirigidos aos empreendedores locais, delimitados no escopo geográfico do estudo. Os resultados obtidos permitem concluir que houve evolução nos indicadores socioeconômicos da região.

Wi-share: partilha de configurações wi-fi

A popularidade dos dispositivos móveis tem vindo a aumentar significativamente nos últimos anos e, com isso, surge a necessidade de aceder à Internet nos smartphones e tablets, quer para fins laborais quer para lazer. Devido às limitações de tráfego nas redes móveis, como 3G ou 4G, as pessoas procuram conectar-se aos pontos de acesso nas suas proximidades para poupar tráfego móvel. Os pontos de acesso também são uma outra forma de se conseguir conectar à Internet no estrangeiro, mesmo quando não se tem disponível um plano de dados móveis. As soluções existentes, que visam conectar os seus utilizadores à Internet através de pontos de acesso, requerem o pagamento de uma taxa elevada ou violam a privacidade das redes Wi-Fi ao permitir que todos os utilizadores se consigam conectar sem a devida autorização dos proprietários e que consumam tráfego e largura de banda sem quaisquer restrições. Com este trabalho pretende-se permitir que os proprietários das redes possam limitar os recursos de quem acede às suas redes (tráfego, largura de banda e/ou número de utilizadores conectados) usando apenas uma aplicação Android para fazer todo o controlo de acesso e limitação de recursos. Além de limitar os recursos pretende-se possibilitar a interoperabilidade entre pontos de acesso de diferentes plataformas para permitir que utilizadores de diferentes operadores de telecomunicações possam partilhar as suas redes mutuamente. Para se atingir estes objetivos foi desenvolvido um sistema composto por uma aplicação Android e um servidor web. O teste da solução foi feito através de testes com utilizadores, identificando-se que os participantes partilharam maioritariamente as suas próprias redes. A maioria dos utilizadores optou por partilhar as suas redes de forma pública (com todos os utilizadores) e limitar o número de utilizadores conectados para salvaguardar o desempenho da sua ligação. Com este trabalho, consegue-se concluir que é possível incentivar os utilizadores a partilhar as suas redes caso estejam presentes mecanismos que consigam manter a privacidade da rede e que lhes consigam dar controlo sobre a partilha.

O uso do móbile marketing como estratégia de fidelização de clientes :um estudo e empresas do setor de comércio e serviços em natal-RN

This study aims to understand the effects of the mobile marketing use as a relationships tool for companies that operate locally, because of the lack of information about this new marketing tool, as well as the scarcity of studies in this area. This is an exploratory and qualitatively study, based on primary sources, raised through books, articles in the marketing area and the telecommunications industry organs as well as secondary sources. With the purpose to look into the issue, a semi-structured interview is made with the companies managers of the sectors of trade and services in Natal-RN. The advances in technology allow an important discussion focused on the marketing in the new communication technologies scenario. It appears that the mobile marketing adoption and use by local companies is already a reality and companies are awake to changes and technological innovations accessible, especially the mobile telephony as well as convergence with other media. There is, however, that the use of technologies offered by mobile marketing is still limited to the sending of text messages (SMS), despite the numerous possibilities of it use. Moreover, the results obtained with mobile marketing use show that companies can identify them, but there is no effective monitoring in quantity and financial terms. Only affect sales growth and support for progress in loyalty with customers. It shows up that the mentality of not measuring the results still in the plan of changes and technological innovations. The data allow saying that the mobile marketing is a reality, however has not yet signed as a tool for carrying out campaigns and marketing tool for loyalty of customers, despite presenting a wide range of possibilities to streamline and make more effective the marketing businesses process

Estimação do subespaço de sinal em dados hiperespectrais

A redução de dimensionalidade é uma tarefa crucial no processamento e análise de dados hiperespectrais. Esta comunicação propõe um método de estimação do subespaço de sinal baseado no erro quadrático médio. O método consiste em primeiro estimar as matrizes de correlação do sinal e do ruído e em segundo seleccionar o conjunto de vectores próprios que melhor representa o subespaço de sinal. O eficiência deste método é ilustrada em imagens hiperespectrais sintéticas e reais.

Gestão de desempenho numa rede celular

A realização desta dissertação tem como principal objetivo a análise de indicadores chave de desempenho numa rede celular de terceira geração - Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), bem como a aplicação de técnicas matemáticas de previsão como apoio ao respetivo planeamento e otimização. Para o efeito, foi inicialmente efetuado um estudo sobre a evolução das comunicações de uma forma generalista, até às redes de nova geração, abordando individualmente, as de voz, as de dados e as comunicações móveis, assim como, uma breve descrição das organizações envolvidas nestas mudanças. No seguimento do estudo inicial, dando enfoque à tecnologia UMTS, foram expostas as suas características, a sua estrutura e arquitetura. Foram ainda elaboradas, duas comparações, com base em diferentes parâmetros, uma com a tecnologia da geração anterior e outra, com a de última geração. Com base nos conhecimentos adquiridos em diferentes pesquisas, foram estudados, os indicadores chave de desempenho (KPIs), as técnicas de planeamento e otimização, apresentando propostas de prevenção e soluções para problemas existentes na rede.

Capacity forecasting for radio access networks

The mobile networks market (focus of this work) strategy is based on the consolidation of the installed structure and the optimization of the already existent resources. The increasingly competition and aggression of this market requires, to the mobile operators, a continuous maintenance and update of the networks in order to obtain the minimum number of fails and provide the best experience for its subscribers. In this context, this dissertation presents a study aiming to assist the mobile operators improving future network modifications. In overview, this dissertation compares several forecasting methods (mostly based on time series analysis) capable of support mobile operators with their network planning. Moreover, it presents several network indicators about the more common bottlenecks.

Impact of node mobility in user-centric routing

Recent paradigms in wireless communication architectures describe environments where nodes present a highly dynamic behavior (e.g., User Centric Networks). In such environments, routing is still performed based on the regular packet-switched behavior of store-and-forward. Albeit sufficient to compute at least an adequate path between a source and a destination, such routing behavior cannot adequately sustain the highly nomadic lifestyle that Internet users are today experiencing. This thesis aims to analyse the impact of the nodes’ mobility on routing scenarios. It also aims at the development of forwarding concepts that help in message forwarding across graphs where nodes exhibit human mobility patterns, as is the case of most of the user-centric wireless networks today. The first part of the work involved the analysis of the mobility impact on routing, and we found that node mobility significance can affect routing performance, and it depends on the link length, distance, and mobility patterns of nodes. The study of current mobility parameters showed that they capture mobility partially. The routing protocol robustness to node mobility depends on the routing metric sensitivity to node mobility. As such, mobility-aware routing metrics were devised to increase routing robustness to node mobility. Two categories of routing metrics proposed are the time-based and spatial correlation-based. For the validation of the metrics, several mobility models were used, which include the ones that mimic human mobility patterns. The metrics were implemented using the Network Simulator tool using two widely used multi-hop routing protocols of Optimized Link State Routing (OLSR) and Ad hoc On Demand Distance Vector (AODV). Using the proposed metrics, we reduced the path re-computation frequency compared to the benchmark metric. This means that more stable nodes were used to route data. The time-based routing metrics generally performed well across the different node mobility scenarios used. We also noted a variation on the performance of the metrics, including the benchmark metric, under different mobility models, due to the differences in the node mobility governing rules of the models.

Error correcting codes for visible light communication systems

Over the past few years, the number of wireless networks users has been increasing. Until now, Radio-Frequency (RF) used to be the dominant technology. However, the electromagnetic spectrum in these region is being saturated, demanding for alternative wireless technologies. Recently, with the growing market of LED lighting, the Visible Light Communications has been drawing attentions from the research community. First, it is an eficient device for illumination. Second, because of its easy modulation and high bandwidth. Finally, it can combine illumination and communication in the same device, in other words, it allows to implement highly eficient wireless communication systems. One of the most important aspects in a communication system is its reliability when working in noisy channels. In these scenarios, the received data can be afected by errors. In order to proper system working, it is usually employed a Channel Encoder in the system. Its function is to code the data to be transmitted in order to increase system performance. It commonly uses ECC, which appends redundant information to the original data. At the receiver side, the redundant information is used to recover the erroneous data. This dissertation presents the implementation steps of a Channel Encoder for VLC. It was consider several techniques such as Reed-Solomon and Convolutional codes, Block and Convolutional Interleaving, CRC and Puncturing. A detailed analysis of each technique characteristics was made in order to choose the most appropriate ones. Simulink models were created in order to simulate how diferent codes behave in diferent scenarios. Later, the models were implemented in a FPGA and simulations were performed. Hardware co-simulations were also implemented to faster simulation results. At the end, diferent techniques were combined to create a complete Channel Encoder capable of detect and correct random and burst errors, due to the usage of a RS(255,213) code with a Block Interleaver. Furthermore, after the decoding process, the proposed system can identify uncorrectable errors in the decoded data due to the CRC-32 algorithm.

Implementação em FPGA de um Modem QPSK

Esta dissertação insere-se num conjunto de trabalhos a decorrer no Instituto de Telecomunicações de Aveiro que tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema de comunicação para um UAV. Neste sentido, apresenta a implementação e validação de um modem em banda base aberto e flexível implementado em FPGA, baseado em abordagem SDR, com possibilidade de integraçãoo no sistema de comunicação com o UAV. Ao longo desta dissertação implementou-se, utilizando o MATLAB, um modem de modulação adaptável, ao qual foram integrados algoritmos de sincronismo e de correção de fase. Desta forma, foi possível realizar uma análise ao modelo comportamental dos vários constituintes do modem abstraindose dos tempos de atraso do processamento ou da precisão da representação dos dados, e assim simplificar a sua implementação em hardware. Analisado o modelo comportamental do modem desenvolvido em MATLAB realizou-se a sua implementação em hardware para a modulação QPSK. A sua prototipagem foi realizada, com recurso à ferramenta computacional Vivado Design Suite 2014.2, utilizando o kit de desenvolvimento ZedBoard e o frontend AD-FMCOMMS1-EBZ. O correto funcionamento dos módulos implementados em hardware foi posteriormente avaliado através de uma interface entre o MATLAB e a Zed- Board, sendo que, os resultados obtidos no modelo em MATLAB serviram como termo de comparação. Através da utilização desta interface é possível validar parte do modem implementado em FPGA, mantendo o restante processamento a ser realizado em MATLAB, validando assim os módulos em FPGA de uma forma isolada.

Forwarding and security in vehicular networks

The growing research in vehicular network solutions provided the rise of interaction in these highly dynamic environments in the market. The developed architectures do not usually focus, however, in security aspects. Common security strategies designed for the Internet require IP. Since nodes' addresses in a vehicular network are too dynamic, such solutions would require cumbersome negotiations, which would make them unsuitable to these environments. The objective of this dissertation is to develop, and test a scalable, lightweight, layer 3 security protocol for vehicular networks, in which nodes of the network are able to set up long-term security associations with a Home Network, avoiding session renegotiations due to lack of connectivity and reduce the protocol stacking. This protocol allows to provide security independent of the nodes (vehicles) position, of its addressing and of the established path to access the Internet, allowing the mobility of vehicles and of its active sessions seamlessly without communication failures.

Simulation of a resonant inverter

Mostly developed since the Industrial Revolution, the automation of systems and equipment around us is responsible for a technological progress and economic growth without precedents, but also by a relentless energy dependence. Currently, fossil fuels still tend to come as the main energy source, even in developed countries, due to the ease in its extraction and the mastery of the technology needed for its use. However, the perception of its ending availability, as well as the environmental impact of this practice has led to a growing energy production originated from renewable sources. Easy maintenance, coupled with the fact that they are virtually inexhaustible, makes the solar and wind energy very promising solutions. In this context, this work proposes to facilitate energy production from these sources. To this end, in this work the power inverter is studied, which is an equipment responsible for converting DC power available by solar or wind power in traditional AC power. Then it is discussed and designed a new architecture which, in addition to achieve a high energy e - ciency, has also the ability to adapt to the type of conversion desired by the user, namely if he wants to sell electricity to the power grid, be independent of it or bet on a self consumption system. In order to achieve the promised energy e ciency, the projected inverter uses a resonant DC-DC converter, whose architecture signi cantly decreases the energy dissipated in the conversion, allowing a higher power density. The adaptability of the equipment is provided by an adaptive control algorithm, responsible for assessing its behavior on every iteration and making the necessary changes to achieve maximum stability throughout the process. To evaluate the functioning of the proposed architecture, a simulation is presented using the PLECS simulation software.