Dissertações em Engenharia Elétrica (Mestrado) - PPGEE/ITEC

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2316

O Mestrado Acadêmico inicou-se em 1986 e pertence ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) do Instituto de Tecnologia (ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

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Avaliação da tecnologia femtocell como canal de retorno para TV digital
(Universidade Federal do Pará, 2013-08-26) COSTA, Allan Barbosa; CARDOSO, Diego Lisboa; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
Mensurar os impactos do tráfego de aplicações interativas para TV Digital nas redes sem fio de 4a geração em especial WIMAX e femtocell tem sido um grande desafio para pesquisadores em todo o mundo, o teste destas tecnologias se mostra promissora para a melhor qualidade de serviço prestado pelas operadoras. Inicialmente, identificando o padrão de tráfego de rede através da aferição e caracterização de tráfego de uma aplicação interativa de TV Digital do Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD). A partir de então, as simulações são feitas sobre uma rede sem fio. Para este estudo, a rede WiMAX foi escolhida como um de nossos estudo de caso. Um estudo dos impactos do uso desta aplicação em uma WMAN (Wireless Metropolitan Área Network) com WiMAX e também utilizando femtocells. Evidentemente, tecnologias sem fio apresentam uma grande variação da qualidade do sinal. Deste modo, é necessário utilizar uma solução para reduzir essa degradação no sinal. Dentre as possíveis soluções, o uso de femtocells surge como alternativa viável para estas melhorias, lembrando que uso de femtocell esta diretamente ligado para áreas onde o sinal é zero ou muito baixo. A utilização de simulações discretas através de ferramentas apropriadas como o OPNET, se mostram bastante úteis para viabilizar a utilização das tecnologias existentes, expondo-as a condições mais adversas de fluxo, carga , numero de usuários e distancias que certamente influenciam no desempenha de cada uma delas.
Acesso aberto (Open Access)
MAERNI - Módulo de avaliação da exposição à radiação não ionizante proveniente das antes de transmissão de TV digital e rádio FM para uma ferramenta com o ambiente virtual 3D
(Universidade Federal do Pará, 2018-10-09) GUERREIRO, Charllene de Sousa; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
Nos últimos anos dado o avanço tecnológico dos meios de comunicação, e o aumento da demanda de usuários que primam pela qualidade destes serviços oferecido a eles, as operadoras tem aumentado o número de Estações Rádio Base nas cidades, onde muitas destas estão localizadas em ambientes de alta densidade habitacional. Considerando que cada antena ou conjunto de antenas presentes nessas estações possuem um campo eletromagnético de radiofrequência e transmitem radiação, a preocupação com a população que mora nas adjacência da antena transmissora é pauta de órgãos que regulam o serviços que oferecem serviços de radiofrequência bem como, é alvo de estudos que visam não somente descobrir os efeitos do contato com a radiação ionizante e não-ionizante presente nestes campos, como também descobrir se a norma criada para a regulamentação dos serviços está sendo cumprida. Neste trabalho apresenta as etapas de desenvolvimento de um módulo que consiste em uma extensão adicionada ao Simulador para Planejamento de Redes de Comunicação Móveis (SIMPLARCOM). O módulo proposto permite, através de ambiente de Realidade Virtual (RV), construir e configurar diferentes cenários, bem como os parâmetros da antena de transmissão, a fim de propiciar um ambiente para testes não invasivos de avaliação de exposição à Radiação Não-Ionizante; e identificar potenciais áreas inseguras para habitações, propiciando informações para auxílio na tomada de decisão quanto à realocação da localização de antenas transmissoras e visando diminuir a EIRP (Potência Efetivamente Radiada) irradiada por essas antenas. O módulo considera as diretrizes presentes na resolução nº 303, publicada pela Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL). Nos resultados obtidos é possível, navegar pelo cenário construído e verificar o valor da potência recebida, a intensidade de campo, a frequência de operação, a antena que está sendo analisada e se um determinado ponto no cenário está ou não recebendo radiação de acordo com o limiar permitido pela ANATEL.
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Metodologia de predição de perda de propagação e qualidade de vídeo em redes sem fio indoor por meio de redes neurais artificiais
(Universidade Federal do Pará, 2018-02-27) CRUZ, Hugo Alexandre Oliveira da; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
Esta dissertação apresenta uma metodologia que visa auxiliar o planejamento de sistemas de redes sem fio indoor, que requerem o conhecimento prévio dos ambientes nos quais serão implantados. Assim, é necessário precisão na análise do sinal por meio de uma abordagem empírica estatística, que leva em consideração alguns fatores que influenciam na propagação do sinal indoor: arquitetura dos prédios; disposição de móveis no interior dos compartimentos; números de paredes e pisos de diversos materiais, além do espalhamento das ondas de rádio. A metodologia adotada é baseada em medições com uma abordagem cross-layer, que demonstra o impacto da camada física em relação à camada de aplicação, com o objetivo de prever o comportamento da métrica de Qualidade de Experiência (QoE), chamada de Peak signal-to-noise ratio (PSNR), em transmissões de vídeo em 4k em redes sem fio 802.11ac, no ambiente indoor. Para tanto, foram realizadas medições, que demonstram como o sinal/vídeo se degrada no ambiente estudado, sendo possível modelar esta degradação por meio de uma técnica de inteligência computacional, chamada Redes Neurais Artificiais (RNA), na qual são inseridos parâmetros de entrada como, por exemplo, a distância do transmissor ao receptor e o número de paredes atravessadas a fim de predizer perda de propagação e perda de PSNR. Para avaliar a capacidade de predição dos métodos propostos, foram obtidos os valores dos erros Root Mean Sqare (RMS) entre os dados medidos e os preditos, pelo os métodos de predição perda de propagação e perda de PSNR, sendo os valores respectivos 2,17 dB e 2,81 dB.
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Uma metodologia para predição do campo elétrico de radiodifusão sonora em ondas médias utilizando inferências bayesianas
(Universidade Federal do Pará, 2013-06-11) COSTA, Juliana Santiago Monteiro; ARAÚJO, Jasmine Priscyla Leite de; http://lattes.cnpq.br/4001747699670004; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
A adoção de sistemas digitais de radiodifusão sonora, que estão em fase de testes no país, permite realizar novos estudos visando um melhor planejamento para a implementação dessas novas emissoras. O que significa reavaliar os principais modelos de radiopropagação existentes ou propor novas alternativas para atender as demandas inerentes dos sistemas digitais. Os modelos atuais, conforme Recomendações ITU-R P. 1546 e ITU-R P. 1812, não condizem fielmente com a realidade de algumas regiões do Brasil, principalmente com as regiões de clima tropical, como a Região Amazônica, seja pelo elevado índice pluviométrico seja pela vasta flora existente. A partir dos modelos adequados ao canal de propagação, torna-se viável desenvolver ferramentas de planejamento de cobertura mais precisas e eficientes. A utilização destas ferramentas é cabível tanto para a ANATEL, para a elaboração dos planos básicos de distribuição de canais quanto para os radiodifusores. No presente trabalho é apresentada uma metodologia utilizando a inteligência computacional, baseada em Inferênciass Baysianas, para predição da intensidade de campo elétrico, a qual pode ser aplicada ao planejamento ou expansão de áreas de cobertura em sistemas de radiodifusão para frequências na faixa de ondas médias (de 300 kHz a 3MHz). Esta metodologia gera valores de campo elétrico estimados a partir dos valores de altitude do terreno (através de análises de tabelas de probabilidade condicional) e estabelece a comparação destes com valores de campo elétrico medidos. Os dados utilizados neste trabalho foram coletados na região central do Brasil, próximo à cidade de Brasília. O sinal transmitido era um sinal de rádio AM transmitido na frequência de 980 kHz. De posse dos dados coletados durante as campanhas de medição, foram realizadas simulações utilizando tabelas de probabilidade condicional geradas por Inferências Bayesianas. Assim, é proposto um método para predizer valores de campo elétrico com base na correlação entre o campo elétrico medido e altitude, através da utilização de inteligência computacional. Se comparados a inúmeros trabalhos existentes na literatura que têm o mesmo objetivo, os resultados encontrados neste trabalho validam o uso da metodologia para determinar o campo elétrico de radiodifusão sonora em ondas médias utilizando Inferências Bayesianas.
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Métricas de QoE/QoS de vídeo em redes sem fio para auxilio ao planejamento de ambientes indoor utilizando uma abordagem bayesiana
(Universidade Federal do Pará, 2015-03-30) CARVALHO, André Augusto Pacheco de; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
A evolução das aplicações em redes sem fio tem crescido nos últimos anos, devido ao aumento do número de usuários de smartphone, tablets e outros. A disponibilidade de serviços exigentes, como a transmissão de vídeo, afeta a Qualidade de Experiência (QoE) e Qualidade de Serviço (QoS) provida aos usuários domésticos e comerciais, isto tem estimulado ao estudo de novas técnicas de gerência de recursos de redes, tendo como objetivo proporcionar serviços com qualidade a um cliente cada vez mais exigente. Essa dissertação apresenta uma metodologia de Inteligência Artificial, utilizando uma Rede Bayesiana, com uma estratégia híbrida de avaliação analisando o comportamento de métricas de QoE e QoS, no projeto de redes locais sem 50. Para isto houve a necessidade da realização de campanhas de medições, para a geração de uma base de medidas reais, e com o artificio da simulação utilizando uma Radial Base Function (RBF), realizou-se a extensão dos dados, para que tivesse o volume de dados ideal para inserção na Rede Bayesiana. A diversidade do local de medições escolhido, composto de materiais como: tijolo, vidros, madeiras e concreto. Foi necessário realizar previamente um mapeamento de todos os pontos a serem medidos, posicionando propositalmente antes e depois de cada barreira ultrapassada pelo sinal. As Métricas como nível de sinal Receiver Signal Strength Intensity (RSSI), Jitter, atraso fim a fim da rede durante a transmissão do vídeo, PeakSígnal-to-NoíseRatío (PSNR) e Structural Símz'larízj/ (SSIM) foram coletadas durante as medições realizadas. E utilizando a Rede Bayesiana foram feitas inferências para cada métrica e foi possível encontrar resultados satisfatórios para que a solução proposta auxilie o planejamento de redes sem fio em ambientes indoor. Possibilitando demonstrar que até 10 metros de distância do transmissor, o sinal tem sua melhor potência, e a métrica de atraso fim a fim tem mais de 65% de probabilidade de esta na menor faixa de atraso e acompanhando este ótimo desempenho o Jítter tem mais de 65% de probabilidade de esta na menor faixa. E as métricas de QoE, PSRN e SSIM possuem um comportamento similar e tem mais de 80% de probabilidade de obter seu maior valor, e consequentemente o vídeo tem a sua melhor qualidade de recepção. Resultados estes demonstram que não exclui a possibilidade do uso desta proposta em outras situações.
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Modelagem Neuro-Fuzzy de perdas de propagação para planejamento de redes LTE
(Universidade Federal do Pará, 2016-05-06) NASCIMENTO, Regina de Nasaré Almeida do; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
O desenvolvimento das tecnologias de comunicação móveis está relacionado com a demanda dos serviços pelos usuários que estão utilizando cada vez mais o serviço de dados do que de voz. E, para acompanhar tais demandas, as empresas de telecomunicações buscam suprir, com novas tecnologias, este usuário em busca de rapidez e qualidade no serviço utilizado pelas redes móveis. A tecnologia LTE (Long Term Evolution) tem demonstrado características flexíveis que se destacam em relação às tecnologias que a antecederam como a do GSM e UMTS e que fazem com que as operadoras atendam aos objetivos das redes existentes como serviços de multimídia, eficiência espectral e negócios para banda larga móvel. A organização que desenvolveu as especificações do LTE foi a 3GPP (3rd Generation Partners Project) e normalizado pelo Instituto Europeu de Normalização na área de Telecomunicações ETSI (European Telecommunications Standard Institute). Nesta dissertação, foi realizado um estudo sobre perdas de propagação em ambiente outdoor, a partir de modelos encontrados na literatura e adequados ao canal de propagação. Os resultados de desempenho são apresentados utilizando as métricas do erro médio quadrático e o desvio padrão e por representação gráfica dos dados medidos. Para auxiliar esta análise, é interessante mapear a área e desenvolver ou adequar ferramentas de planejamento de cobertura mais precisas e eficientes. Os dados utilizados neste trabalho foram coletados em algumas vias principais no munícipio de Castanhal, no estado do Pará, região norte do Brasil. A frequência utilizada do sinal transmitido para o LTE foi de 1.800 MHz e o método utilizado para a predição de perda de propagação foi o Neuro-Fuzzy. Este sistema utiliza as técnicas de inteligência computacional que combina Redes Neurais Artificiais (RNA) e Lógica Fuzzy (LF) e tem demonstrado capacidade de resolver diversos tipos de problemas em várias aplicações de diversas áreas. Em seguida foi realizada uma comparação de desempenho entre os valores preditos pelo método proposto e os modelos de propagação da literatura, analisando-se as características do sinal em canais específicos e observando-se as limitações e imposições locais.
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Modelagem paramétrica linear aplicada à faixa de sinal de televisão digital para cidades densamente arborizadas
(Universidade Federal do Pará, 2014-02-26) LOPES, Ramz Luiz Fraiha; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
Este trabalho apresenta uma modelagem paramétrica (auto-regressiva) linear aplicável a estudos de propagação de televisão digital e telefonia celular para cidades densamente arborizadas. A modelagem proposta apresenta um forte embasamento estatístico e depende apenas de dados provenientes de medição, no caso dados relativos a potência recebida e o valor de PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio). Um algoritmo genético é utilizado no cálculo dos parâmetros de ajuste do modelo a um conjunto de dados. O trabalho foi realizado na faixa de televisão digital e foram analisadas duas variáveis: a potência recebida do sinal e o valor de PSNR. Foram executadas campanhas de medição na cidade de Belém. Nestas medições foram coletados dados de potência e gravados vídeos da programação diária de uma emissora de televisão. Os resultados podem ser aplicados no planejamento de serviços de telecomunicações.
Acesso aberto (Open Access)
Modelo de propagação de campo elétrico para TV digital em percursos mistos do tipo cidade-rio na região Amazônica
(Universidade Federal do Pará, 2016-02-24) ERAS, Leslye Estefania Castro; PELAES, Evaldo Gonçalves; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
Neste trabalho é apresentado o estudo da propagação de campo elétrico, para dois percursos mistos típicos da região amazônica. Um primeiro cenário abordado é um trecho Belém-Baía do Guajará, no Estado do Pará. Este percurso tem 24% de terra e 76% de água. Foi realizada uma campanha de medições tanto sobre terra como sobre a água usando o canal Digital 22 de uma emissora de TV na frequência de 521 MHz. Foram medidos um total de 239 pontos, dos quais 19 em terra e 220 na água distribuídos em 3 Radiais. Os dados coletados foram comparados com diversos modelos de propagação, tanto empíricos como determinísticos, encontrados na literatura. A métrica para testar o desempenho dos modelos foi o erro RMS. Além disso, é proposto, neste trabalho, a Combinação dos Modelos: ITU-R P.1546 e Millington. Esse modelo apresentou o erro RMS mais baixo em comparação com os outros modelos usados nesta dissertação e segue o comportamento do sinal na área de transição terra-água, onde o sinal experimenta um incremento da intensidade de campo elétrico, fenômeno conhecido como “Recovery Effect”. Os outros modelos usados foram: Okumura-Hata, Espaço livre, Funções de Green Diádicas, ITU-R P.1546-5 e Traçado de Raios. Tais modelos não se adaptaram ao comportamento do sinal. Para uma melhor avaliação do modelo proposto um segundo cenário foi usado, o trajeto Belém-Mosqueiro que apresenta 25% água e 75% terra. Neste caso, têm-se dados medidos somente em terra e os dados da água foram obtidos por simulação. Nesta situação, os dados calculados pelo modelo proposto apresentam coerência com os dados medidos. Além os dados simulados sobre a água apresentaram a característica do “Recovery Effect”, efeito que não é apresentado pelos outros modelos. Conclui-se que a combinação dos modelos ITU-R P. 1546-5 e Millington apresenta uma melhor concordância com os dados medidos em percursos mistos terra-água em relação aos outros modelos analisados.
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Modelo de propagação indoor multi-andar em 2.4 GHz com estimativa de parâmetros de QoS em chamadas VoIP
(Universidade Federal do Pará, 2010-05-07) GOMES, Igor Ruiz; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
O advento de novas formas multimídia tem atraído uma clientela exigente, onde preocupação não é somente com o serviço, mas também, com a qualidade que esse serviço pode ser oferecido. As WLAN (Wireless Local Area Networks) tornaram-se a forma mais comum de roteamento de Internet, devido ao seu baixo custo e facilidade de implementação. Para realizar um bom roteamento é necessário um planejamento, utilizando-se modelos. Os modelos de propagação existentes na literatura fazem a predição da intensidade do sinal, mas algumas vezes não contemplam a previsão de um bom serviço. Nesse sentido a presente dissertação propõe-se a elaborar um modelo de propagação empírico indoor multi-andar que não só prediz a potência recebida, mas também faz uma previsão para algumas métricas de QoS (Quality of Service) de chamadas VoIP (Voice over Internet Protocol). Para a elaboração do modelo proposto foram feitas campanhas de medição, em um prédio de dois andares, em pisos distintos mantendo-se a posição do ponto de acesso (PA) fixa. Estudos de geometria analítica para a contagem e agregação de perdas em pisos e paredes. Os resultados do modelo proposto foram comparados com um modelo da literatura que tem um comportamento similar, onde é possível verificar o melhor desempenho do modelo proposto, e para efeito de estudo um andar completamente simulado foi introduzido para avaliação.
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Modelo de propagação para redes sem fio fixas na banda de 5,8 GHZ em cidades típicas da região amazônica
(Universidade Federal do Pará, 2010-05-07) CASTRO, Bruno Souza Lyra; GOMES, Hermínio Simões; http://lattes.cnpq.br/0696136066497209; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
O estudo da perda de propagação, nas cidades da região amazônica, envolve ambiente caracterizado pelo clima tropical e, suburbano densamente arborizado. Levando consideração à importância da faixa ISM 5,8 GHz, esta dissertação apresenta um modelo propagação para a faixa de frequência em questão, agregando as características da atenuação experimentada pela onda de rádio quando se propaga em ambientes de cidades típicas região amazônica. Para tanto, medidas de potência recebida foram coletadas em 335 clientes fixos, distribuídos em 12 cidades na região norte do Brasil, sendo estes atendidos pelo programa de inclusão digital do estado do Pará, Navega Pará. Também foram realizadas medidas com mobilidade no campus da Universidade Federal do Pará (UFPA). Apresenta ainda o desempenho do modelo proposto sobre outros modelos (Modelo SUI e COST231-Hata) descritos na literatura, para redes sem fio fixas e com mobilidade. As métricas desempenho utilizadas foram o erro RMS e o desvio padrão com relação aos dados medidos. O ajuste dos parâmetros do modelo proposto é realizado através do método de mínimos quadrados lineares, aplicado em duas etapas para diminuir a incerteza sobre os parâmetros ajustados. O modelo proposto alcançou um erro RMS de 3,8 dB e desvio padrão de 2,3 dB, superando os demais modelos que obtiveram erros RMS acima de 10 dB e desvios padrão acima de 5 dB. Os resultados obtidos mostram a sua eficiência sobre outros modelos para predição de perdas na faixa de 5,8 GHz em sistemas fixos e móveis.
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Modelo estatístico para aplicações no planejamento de sistemas móveis celulares em ambiente indoor multifontes
(Universidade Federal do Pará, 2005-12-15) LIMA, Rosely dos Anjos; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
O projeto de sistemas de comunicações móveis requer o conhecimento do ambiente em que será implementado. Para tanto, busca-se a exatidão na predição de propagação do sinal através do uso de modelos de predição. O presente trabalho propõe um modelo empírico para a estimativa da intensidade de sinal recebida em ambientes indoor, e que apresentam mais de uma fonte transmissora, utilizando Sistema de Antenas Distribuídas (DAS). O método apresenta uma generalização para o caso de múltiplas fontes, também chamado multifontes, e como caso particular com apenas uma fonte. A modelagem é feita através do uso de radiais partindo de cada transmissor, com o intuito de considerar a variabilidade do sinal em ambientes indoor. Estas várias perturbações no sinal, que causam desvanecimento rápido são caracterizadas através das distribuições estatísticas de desvanecimento. As mais utilizadas como a de Rayleigh, Rice e Nakagami são apresentadas para caracterização do canal, além dessas são calculadas as distribuições recentemente desenvolvidas, de Kappa-mi e Eta-mi. Para a validação do modelo realizaram-se campanhas de medições em um shopping center, que possui um DAS, com o teste em dois ambientes distintos, um supermercado e uma praça de alimentação. As simulações são realizadas no software MATLAB® e o desempenho dos resultados avaliados através do cálculo dos erros absoluto, desvio padrão e erro rms.
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Planejamento de rede LTE utilizando aproximação híbrida de modelo empírico outdoor: medição e técnica de algoritmo genético
(Universidade Federal do Pará, 2015-03-20) PINHEIRO, Márcio Rodrigues; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
Atualmente é visível o aumento crescente das redes de comunicações móveis, no cenário das telecomunicações. A fim de suprir as demandas dos usuários mais exigentes por serviços móveis com taxas de transmissão de dados cada vez maiores, constantemente são desenvolvidas por parte das empresas ligadas ao setor das telecomunicações, novas tecnologias para acompanhar tais demandas. Como as redes 2G e 3G não conseguem mais comportar as exigências dos usuários atuais, pois não conseguem oferecer serviços de qualidade aos clientes em função das limitações de taxa de transferência de dados. Foi desenvolvido então, o sistema LTE (Long Term Evolution), que vem se tornando uma das soluções mais promissoras para atender a crescente demanda do setor das telecomunicações. Para que o sistema LTE, também denominado 4G, seja implementado de forma eficiente na rede, diversas ferramentas de simulação para predição de cobertura tem sido desenvolvidas. Grandes esforços têm sido investidos no desenvolvimento dessas ferramentas, com a finalidade que os valores preditos sejam os mais próximos possíveis da realidade, tornando-a elemento indispensável no planejamento da rede LTE. Neste contexto, o presente trabalho tem como finalidade o estudo e a otimização de modelos de perdas de propagações outdoor disponibilizados na literatura, que operam na faixa de frequência de 2,6GHz, com o intuito de proporcionar uma predição de perda de propagação mais precisa para o ambiente estudado. Para tanto, campanhas de medições de sinal foram realizadas na cidade de Belém a fim de comparar quão satisfatórias são os ajustes dos modelos de perdas de propagação com a perda do sinal medido nas rotas realizadas. Foi observado que em determinadas medições, os modelos de perda de propagação, não apresentaram curvas similares ao que foi medido nas rotas realizadas, apresentando erro de predição elevado. Desta forma, técnica de otimização foi utilizada a todos os modelos de predição a partir de um Algoritmo Genético (AG). Através dessa técnica, foi possível chegar a uma melhora significativa dos modelos estudados em comparação as perdas encontradas nas rotas realizadas, contribuindo assim no planejamento mais eficiente para redes que operam na faixa de 2,6GHz do LTE.
Acesso aberto (Open Access)
Planejamento de redes de comunicação sem fio para ambientes indoor considerando aplicações multimídia: abordagem híbrida - simulação e medição
(Universidade Federal do Pará, 2014-08-29) BRAGA, Allan dos Santos; FRAIHA, Simone da Graça de Castro; http://lattes.cnpq.br/6398509825377181; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
As tecnologias wireless vêm evoluindo de forma rápida nas últimas décadas, pois são uma eficiente alternativa para transmissão de informações, sejam dados, voz, vídeos e demais serviços de rede. O conhecimento do processo de propagação dessas informações em diferentes ambientes é um fator de grande importância para o planejamento e o desenvolvimento de sistemas de comunicações sem fio. Devido ao rápido avanço e popularização dessas redes, os serviços oferecidos tornaram-se mais complexos e com isso, necessitam de requisitos de qualidades para que sejam ofertados ao usuário final de forma satisfatória. Devido a isso, torna-se necessário aos projetistas desses sistemas, uma metodologia que ofereça uma melhor avaliação do ambiente indoor. Essa avaliação é feita através da análise da área de cobertura e do comportamento das métricas de serviços multimídia em qualquer posição do ambiente que está recebendo o serviço. O trabalho desenvolvido nessa dissertação objetiva avaliar uma metodologia para a predição de métricas de qualidade de experiência. Para isso, foram realizadas campanhas de medições de transmissões de vídeo em uma rede sem fio e foram avaliados alguns parâmetros da rede (jitter de pacotes/frames, perda de pacotes/frames) e alguns parâmetros de qualidade de experiência (PSNR, SSIM e VQM). Os resultados apresentaram boa concordância com os modelos da literatura e com as medições.
Acesso aberto (Open Access)
Predição de campo elétrico para TV digital usando Funções de Green diádicas
(Universidade Federal do Pará, 2014-07-01) SILVA, Diego Kasuo Nakata da; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
Este trabalho oferece um método para a predição da intensidade de campo elétrico para TV Digital utilizando a Função de Green diádica. A Diádica é uma ferramenta matemática eficiente que tem simplicidade simbólica e robustez permitindo, assim, que algumas características do meio (como permissividade, condutividade e permeabilidade, por exemplo) sejam consideradas na elaboração do modelo de campo elétrico, bem como levar em conta a anisotropia do meio. Na maior parte dos trabalhos correlatos, que utilizam as funções de Green diádicas, estão relacionados na faixa de VHF. Este trabalho irá apresentar desde os conceitos básicos das diádicas, desenvolvendo-a para o cálculo de um modelo que permita predizer o campo elétrico para a faixa de UHF, na qual os sistemas de TV Digital se encontram. Uma explanação teórica e um desenvolvimento matemático serão feitos de forma que um entendimento claro e objetivo sejam alcançados no estudo das funções de Green diádicas, numa parte da teoria do eletromagnetismo. Testes foram realizados para confirmar a aplicabilidade da formulação sugerida, fazendo simulações que realizem uma comparação entre os dados medidos, de duas emissoras de TV situadas na cidade de Belém, e o modelo de Okumura-Hata modificado, mostrando resultados satisfatórios, tanto para frequências na faixa de VHF e UHF.
Acesso aberto (Open Access)
Predição dos campos elétricos na faixa de ondas médias em ambiente rural utilizando equações parabólicas
(Universidade Federal do Pará, 2011-12-19) SILVA, Alan Teixeira da; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
O Brasil está realizando testes para selecionar o padrão de transmissão digital a ser adotado. Sistemas como Digital Radio Mondiale (DRM) e Rádio de Alta Definição (HD Radio), desenvolvido apenas para frequências abaixo de 30 MHz permitem a operação com largura de banda compatível com a utilizada no país, abrindo a possibilidade de coexistência de radiodifusão analógica e digital. Para qualquer sistema a ser adotado são necessários estudos que permitem uma melhor gestão do espectro eletromagnético, que exige conhecimento real do alcance do sinal. A propagação de ondas eletromagnéticas na faixa de ondas médias (MW) é caracterizada pela dependência do campo em relação aos parâmetros elétricos do solo. Para contribuir para o planejamento e adaptação do Plano Básico de Radiodifusão em Onda Média – PMWB, a inclusão de novas estações que operam principalmente em simulcast-canal, torna-se necessário desenvolver ferramentas que permitem a avaliação das características do solo onde não fornece dados precisos, permitindo uma revisão de modelos teóricos para prever a adoção, contribuindo para a implantação do rádio digital em nosso país. Este trabalho apresenta os resultados dos ensaios de campo realizados pela ANATEL (Agência Nacional de Telecomunicações) e Radiobrás para analisar um sistema de DRM (Digital Radio Mondiale) na faixa de ondas médias. Foi gerada uma potência de 50kW, com antenas omni-direcionais operando na frequência de 980kHz e utilizando um veículo de medição para recepção fixa e móvel. Várias vias radiais foram percorridas a partir do transmissor localizado em uma área urbana e rural nos entorno da capital do Brasil, Brasília. A partir desses dados é proposto um modelo para avaliação das características elétricas do solo correspondente ao campo elétrico, através da aplicação do método de Equações Parabólicas e comprovação da eficácia do modelo proposto.
Acesso aberto (Open Access)
Projeto de antenas multibandas integradas para terminais 4G
(Universidade Federal do Pará, 2014-02-26) FERREIRA, Hélio Renato Oeiras; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
O presente trabalho apresenta um projeto e análise de uma antena monopolo planar multibanda operante nas frequências de 2000 MHz, 2500 MHz e 3500 MHz para aplicação em dispositivos móveis 3G e 4G. Dentre essas faixas estão contidos os espectros 3G (1895- 2165 MHz), 4G (2500-2690 MHz) e 4G (3400-3600 MHz) utilizadas pelo LTE e WIMAX 3,5. Para o desenvolvimento desse estudo foi tomado como referência uma antena dual-band de Hua- Ming Chen projetada para operar em sistemas ISM 1800 MHz, redes Wireless e Bluetooth 2400 MHz. O projeto proposto neste trabalho é uma modificação na estrutura da antena dual-band adaptada para tripla ressonância simultânea em frequências utilizadas em redes móveis 4G. Para alcançar o objetivo proposto utilizou-se para simulação o software CST® MICROWAVE STUDIO baseado no método Integração Finita no Domínio, as simulações foram feitas no domínio do tempo. Após obtenção satisfatória dos resultados simulados, um protótipo da antena foi confeccionado para medição e teste, os resultados apresentados são coerentes aos obtidos na simulação, o que valida o método proposto.
Acesso aberto (Open Access)
Projeto de um monopolo Hi para aplicações no sistema brasileiro de TV digital
(Universidade Federal do Pará, 2013-01-04) ALCÂNTARA NETO, Miércio Cardoso de; BARROS, Fabrício José Brito; http://lattes.cnpq.br/9758585938727609; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
A presente pesquisa trata o projeto e análise de uma antena monopolo planar com geometria modificada visando sua utilização para recepção do sinal de TV digital operante no Brasil na faixa de 470 MHz a 806 MHz. Faixa essa contida no espectro de UHF – Ultra High Frequency (300 MHz a 3 GHz). Para desenvolvimento desse trabalho foi tomado como referência à antena denominada “The Hi Monopole”. Que originalmente foi apresentada para operar em sistemas UWB (Ultra Wide Band) em 3,1 a 10,6 GHz. Para o desenvolvimento do trabalho proposto, diferentes técnicas de adequação da antena podem ser utilizadas para operação em banda larga, tais como: modificação na estrutura da antena, carregamento resistivo, chaveamento, utilização de elementos parasitas e estruturas de casamento. O projeto de antenas banda larga pode ser realizado a partir de três abordagens diferentes: domínio do tempo, domínio da frequência e método de expansão por singularidades. O método no domínio da frequência foi empregado neste trabalho para o projeto da antena proposta, algumas das técnicas supracitadas foram analisadas almejando o aumento da largura de banda, sendo confeccionado um protótipo da antena para validar os conceitos empregados. A antena foi então projetada para a faixa de 470 MHz a 890 MHz. O protótipo construído para essa mesma faixa apresentou bons resultados, o que valida à técnica empregada. Aspectos positivos e negativos do uso desta técnica são discutidos ao longo do trabalho. O programa computacional comercial CST® MICROWAVE STUDIO, baseado na Técnica da Integração Finita (FIT), foi usado para simulações no domínio da frequência.
Acesso aberto (Open Access)
Projeto e construção de um monopolo para aplicações de banda ultralarga (UWB) com elementos fractais
(Universidade Federal do Pará, 2015-05-08) SANTOS, Nelson Mateus Ferreira; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382
Este trabalho descreve o projeto e análise de uma antena do tipo monopolo impresso. A forma geométrica inicial na antena do monopolo impresso é de um hexágono regular, de segmentos com 9 mm de comprimento. A proposta inicial é de uma antena para atender a faixa UWB (3,1 a 10,6 GHz). Para alcançar uma largura de banda que satisfaça o problema proposto, foi implantado curvas fractais (curva de Peano e a curva de Koch) na composição da geometria do monopolo e do plano terra, respectivamente, onde a introdução dessas curvas geram ressonâncias adicionais, assim otimizando a largura de banda e atendendo as especificações de sistemas UWB. Para realizar as analises foi utilizado o software CST MICROWAVE STUDIO®, este que é baseado no método de integração finita no domínio do tempo, que nos dispõe do ambiente computacional para simular as propriedades da antena e o comportamento eletromagnético da mesma como resultados dessas simulações, que nos apresentou uma nova faixa de frequência indo de 2,74 a 11,5 GHz, satisfazendo a faixa dos sistemas UWB. Como ultimo passo, foi confeccionado um protótipo e realizadas as medições com o equipamento adequado para a comparação dos resultados medidos com os simulados, abrangendo uma faixa de frequência de 3,2 a 13,5 GHz, onde essa faixa de resultados mostra uma concordância com os simulados, validando o modelo proposto.

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