Teses em Engenharia Elétrica (Doutorado) - PPGEE/ITEC
URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2317
O Doutorado Acadêmico inicio-se em 1998 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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Navegando Teses em Engenharia Elétrica (Doutorado) - PPGEE/ITEC por Linha de Pesquisa "REDES E SISTEMAS DISTRIBUÍDOS"
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Tese Acesso aberto (Open Access) Modelagem da perda de qualidade de videos H.264 em redes sem fio considerando perdas de PSNR e de frames(Universidade Federal do Pará, 2019-08-16) CARMONA, João Victor Costa; CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2265948982068382; BARROS, Fabrício José Brito; http://lattes.cnpq.br/9758585938727609As aplicações multimídia vêm crescendo bastante nos últimos anos; novos consumos como jogos online, videoconferência, vídeo sob demanda e telefonia IP são algumas dessas. Porém, percebe-se um destaque maior na busca relacionada à vídeos e streamings, atualmente em altas resoluções e, trafegados majoritariamente sobre redes de comunicações sem fio. Principalmente por conta da proliferação de dispositivos móveis e aumento significativo das redes de acesso, que tornam mais cômodo e fácil o provimento a essas informações. Assim, como consequência imediata,desse tipo de fluxo, surge a necessidade de investimentos em técnicas e mecanismos que proporcionem ao usuário final a qualidade e satisfação desejadas diante de um conteúdo de alta definição. Este trabalho visa realizar a modelagem da perda de qualidade de vídeos, através da análise de desempenho destes em diversas resoluções, especificamente padrões em HD e UHD, em 720p, 1080p e 2160p. Nesse sentido, uma investigação de correlação entre as métricas extraídas dos vídeos é aplicada, através do coeficiente de correlação de Pearson, e fundamentos da área em questão. Propõem-se também equações para a modelagem de perda de qualidade, baseadas em análise de métricas associadas à perda de pacotes, em que ao final do estudo e conforme apontamentos realizados ao longo do texto, utilizou-se para a equação geral da modelagem, os parâmetros de Perda de PSNR e Perda de Frames Total. O resultado obtido mostra valores máximos de RMSE e Desvio Padrão, de 0,793 dB e 0,810 dB, respectivamente, tornando o modelo desenvolvido muito bom para o conjunto de vídeos testado e suas resoluções.Tese Acesso aberto (Open Access) Orquestração de recursos multicamadas para arquiteturas de próxima geração(Universidade Federal do Pará, 2024-11-29) PAIXÃO, Ermínio Augusto Ramos da; CARDOSO, Diego Lisboa; http://lattes.cnpq.br/0507944343674734Devido ao aumento significativo no tráfego de dados e ao grande número de dispositivos com Internet Protocol (IP), operadoras e pesquisadores estão buscando soluções para atender a maior demanda. Uma das mais atrativas delas é a Heterogeneous Cloud Radio Access Networks (HCRAN), que tem a capacidade de solucionar problemas da geração atual e agregar diversas melhorias, como processamento centralizado e maior eficiência energética. O problema central reside na complexidade de gerenciar e otimizar esses recursos de forma eficiente, principalmente em cenários de alta demanda e densidade de dispositivos. No entanto, a orquestração de recursos como rádio, mapeamento entre rádio e BaseBand Unit (BBU) e balanceamento de carga no pool de BBU ainda são de extrema importância. Esta tese apresenta um framework que visa reconfigurar a rede móvel em áreas que sofrem com a variabilidade de tráfego tidal effect, de modo a obter alta disponibilidade, economia de energia e maior eficiência no processamento de dados. Os resultados obtidos foram comparados com outras abordagens da literatura e mostraram que o Framework proposto consegue otimizar os recursos da Peak Remote Radio Head (PRRH) e da BBU sem afetar o QoS mínimo do usuário, os mesmos evidenciam uma redução de até 9% no número de antenas ativas durante um período de 24h, vale ressaltar que a solução proposta consome ate 14% menos que a principal referência dessa tese.Tese Acesso aberto (Open Access) Scalable AP selection strategies for user-centric cell-free massive MIMO networks(Universidade Federal do Pará, 2024-06-06) FREITAS, Marx Miguel Miranda de; COSTA, Daniel Benevides da; http://lattes.cnpq.br/0644241968356756; https://orcid.org/0000-0002-5439-7475; VALCARENGHI, Luca; COSTA, João Crisóstomo Weyl Albuquerque; http://lattes.cnpq.br/9622051867672434Sistemas user-centric (UC) cell-free (CF) massive multiple-input multiple-output (MIMO) são tecnologias promissoras para as próximas gerações de redes de banda larga móvel. Nesses sistemas, o equipamento do usuário (UE - user equipment) é associado a um subconjunto de pontos de acesso (APs - access points) distribuídos na área de cobertura, resultando em melhorias na macrodiversidade e na eficiência espectral (SE - spectral efficiency) da rede, quando comparado com sistemas celulares convencionais. Apesar dos benefícios provenientes destes sistemas, desafios como métodos escaláveis de seleção de APs, complexidade computacional (CC) e intercoordenação entre unidades centrais de processamento (CPU - central processing units) ainda podem existir nos mesmos. Neste sentido, esta tese propõe um novo framework de seleção de APs que fornece escalabilidade a sistemas UC, possibilitando um uso mais eficiente dos recursos da rede, tais como potência de transmissão e demandas de processamento. A solução é baseada em uma decisão casada que visa estabelecer as conexões que sejam mais vantajosas tanto para os UEs quanto para os APs. Além disso, são propostas três estratégias que modificam os grupos de APs dos UEs, com o objetivo de reduzir o número de APs conectados a cada UE sem comprometer a SE. Resultados de simulação revelam que o framework de decisão casada pode melhorar a SE dos 95% likely UEs em até 163% quando comparado com as soluções de referência. Uma abordagem heurística que reduz os efeitos da inter coordenação entre CPUs também é proposta. A mesma diminui o número de UEs inter coordenados (i.e., UEs conectados a múltiplas CPUs) em cada CPU para reduzir as demandas de sinalização nos links de backhaul. Resultados numéricos indicam que o método proposto mitiga os impactos da inter coordenação entre CPUs, enquanto gera perdas marginais na SE e melhora a eficiência energética (EE). Por fim, investiga-se o desempenho de sistemas UC com capacidade de processamento limitada. Especificamente, assume-se que a CC de realizar a estimativa de canal e precodificação de sinais não cresce com o número de APs. Assim, o UE só pode ser associado a um número finito de APs. Além disso, propõe-se um método para ajustar os grupos de APs de acordo com a implementação da rede, ou seja, centralizada ou distribuída. Os resultados mostram que os sistemas UC podem manter a SE sob pequena degradação mesmo reduzindo a CC em até 96%. Além disso, o método proposto para ajustar o grupo de APs leva à reduções adicionais na CC.Tese Acesso aberto (Open Access) Smartcom: uma arquitetura inteligente de gerenciamento de consumo de energia para smart home(Universidade Federal do Pará, 2017-08-25) OLIVEIRA, Edvar da Luz; FRANCÊS, Carlos Renato Lisboa; http://lattes.cnpq.br/7458287841862567Com os avanços na tecnologia da informação para diversas áreas, como saúe bem-estar, as soluções baseadas em Smart Home que usam as tecnologidaes Internet of Things (IoT) vem ganhando maior repercussão, inclusive como alternativas de economia de energia com base em Sistemas de Gerenciamento de Energia Domiciliar (SGED). Esta tese define uma arquitetura inovadora, denominada de SmartCoM, que é implementada para monitorar e gerenciar habitações residenciais usando tecnologias IoT. Tal estratégia envolve a definição dos parâmetros que podem efetivar a interoperabilidade entre medição, gerenciamento e as camadas de comunicação de dados, que são os recursos necessários para que os dispositivos de hardware possam realizar o monitoramento e medição pretendidos. Além disso, uma interface é definida por uma camada de middleware para integrar o gerenciamento de instalações externas e a visualização de dados por meio de um serviço em nuvem. A arquitetura SmartCoM é definida de maneira fim-a-fim, em detalhes do ponto de vista do consumidor e as estratégias de otimização s.o empregadas tanto para o cliente final quanto para a concessionária de energia. A fim de avaliar a arquitetura proposta, foi elaborado um estudo de caso, a partir do qual, observa-se a viabilidade do desenvolvimento de soluções para Smart Home de acordo com os requisitos descritos na SmartCoM.Tese Acesso aberto (Open Access) SmartLVEnergy: um framework para gestão energética inteligente e descentralizada de sistemas legados de baixa tensão(Universidade Federal do Pará, 2024-07-11) FERNANDES, Rubens de Andrade; GOMES, Raimundo Cláudio Souza; http://lattes.cnpq.br/4244097441063312; COSTA JÚNIOR, Carlos Tavares da; http://lattes.cnpq.br/6328549183075122Essencial para o progresso tecnológico e econômico, a energia elétrica requer soluções e estratégias bem fundamentadas para um gerenciamento eficiente e sustentável. Unidades consumidoras existentes, sem recursos tecnológicos modernos, necessitam de alternativas graduais para otimizar o uso de energia, aproveitando ao máximo os recursos pré-estabelecidos. Nesse contexto, o retrofit oferece uma atualização eficaz dessas infraestruturas. Modelos e estratégias sistemáticas podem padronizar e garantir a replicação dessas soluções em diferentes contextos através de abstrações conhecidas como frameworks. Contudo, há uma carência de frameworks para viabilizar a implantação de estratégias sistematizadas de retrofit para a gestão energética, especialmente no setor elétrico de baixa tensão. Para preencher essa lacuna, esta tese apresenta o framework SmartLVEnergy, proposto para orientar a concepção de estratégias inovadoras de retrofit para modernizar instalações legadas de baixa tensão com soluções de IoT, AIoT e computação distribuída, otimizando a gestão energética com recursos tecnológicos distribuídos e capacidades preditivas avançadas. Os experimentos realizados nesta tese são apresentados no formato de agregação de artigos científicos, que contribuíram para a concepção do framework SmartLVEnergy. Como resultado, foi possível implementar ferramentas de gestão energética em cenários prediais e industriais existentes de maneira sistematizada, fundamentada nas premissas do framework proposto. O enfoque principal foi a análise e previsão da demanda energética das instalações e seus respectivos circuitos, permitindo antever e mitigar eventos de ultrapassagem de demanda das unidades consumidoras, conforme as diretrizes da Agência Nacional de Energia Elétrica no Brasil. As estratégias concebidas incluíram o desenvolvimento, a utilização e a integração de recursos de sensoriamento, comunicação e computação, distribuídos localmente, na nuvem e na borda, de acordo com os preceitos do framework SmartLVEnergy, maximizando o aproveitamento dos recursos existentes conforme as necessidades específicas de cada instalação. O framework proposto é flexível e permite a integração, a expansibilidade e a interoperabilidade das soluções tecnológicas ao longo dos sistemas legados, permitindo operações conforme as peculiaridades e recursos de cada contexto pré-existente. Esta versatilidade confirma a relevância deste trabalho como uma proposta robusta e sustentável para promoção da eficiência energética na atualidade, especialmente em sistemas legados de baixa tensão.