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Navegando Teses por Orientador "Akamine, Cristiano"
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- TeseAvaliação de latência e escalabilidade de vídeo por broadband e broadcast utilizando-se o sistema ATSC3.0Vaz, Rodrigo Admir (2024-04-25)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O surgimento das modernas tecnologias de comunicação e informação multimídia vem impactando e transformando a vida da sociedade atual, alterando hábitos e costumes de seus usuários. A visualização destes efeitos não tem sido diferente no universo da TV (Television - Televisão) Digital. A sua inovadora proposta de entrega de conteúdos de vídeo ao usuário através de diferentes recursos, como a Internet, promete revolucionar hábitos e costumes dos usuários. A utilização do recurso de vídeo escalável volta à cena, de acordo com a publicação das modernos padrões de codificação de vídeo e de acordo com os recentes sistemas de TV digital, como o sistema ATSC (Advanced Television System Committee - Comitê de Sistema de Televisão Avançada) 3.0. Esta tese tem por objetivo a avaliação das características de escalabilidade de vídeo do padrão de codificação MPEG (Motion Picture Experts Group - Grupo de Especialistas em Quadros de Movimento) H - Parte 2/H.265 SHVC (Scalable High Video Coding - Codificação de Alta Eficiência de Vídeo Escalável), transmitindo suas camadas de forma híbrida: a camada base por RF (Radio Frequency - Radiofrequência) e a camada de enriquecimento pela Internet para utilização no próximo padrão de sistema de TV digital terrestre brasileiro. Para tal, é feita uma revisão da literatura dos padrões de codificação de vídeo existentes e em desenvolvimento, assim como dos diferentes padrões de multiplexação de A/V (Audio and Video - Áudio e Vídeo) atuais e em desenvolvimento. O ambiente experimental reproduz a cadeia de transmissão e recepção de TV digital terrestre, através do sistema ATSC 3.0, onde são feitos os procedimentos experimentais para transmissão híbrida do conteúdo de vídeo escalável. Desta maneira é feita uma avaliação a respeito da mudança da resolução espacial na transmissão e recepção, onde alcançou-se o êxito na recepção híbrida do conteúdo de vídeo fazendo o enriquecimento do vídeo de resolução FHD (Full High Definition - Alta Definição Completa) 2K para resolução UHD (Ulta High Definition - Definição Ultra Alta) 4K. Através da recepção híbrida, avaliou-se a latência de recepção entre os conteúdos recebidos por RF e pela Internet, medindo-se um valor médio máximo menor que 1500 ms, permitindo-se recomendar um buffer temporal mínimo de 2000 ms aos receptores da nova geração de TV digital com suporte ao vídeo escalável e à recepção híbrida para enfrentar as instabilidades da rede e oferecer uma boa experiência de uso ao usuário final. - TeseDeep learning contributions for the next generation of wireless systems = Contribuições de aprendizado profundo para as próximas gerações de sistemas de comunicação sem fioBarragam, Vinicius Piro (2024-02-16)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Os avanços tradicionais na camada física dos sistemas de comunicação têm sido impulsionados, normalmente, considerando cada etapa do processamento do sinal como um bloco isolado de processamento, cada um otimizado separadamente usando métodos matemáticos em uma abordagem descentralizada. No entanto, essa estratégia está sendo desafiada pelas crescentes demandas por conectividade sem fio e pela diversidade crescente de dispositivos e aplicações. Em contraste, sistemas baseados em Aprendizado Profundo (DL, do inglês Deep Learning) têm a capacidade de gerenciar tarefas complexas para as quais modelos bem definidos podem não existir. Esses sistemas, aprendendo diretamente dos dados, têm o potencial de se adaptar e até mesmo aproveitar os efeitos não intencionais das condições reais de hardware e canais, em vez de tentar eliminá-los. O objetivo da pesquisa apresentada nesta tese é explorar e contrastar diferentes metodologias para maximizar a eficácia de DL para estimação de canal em sistemas que utilizam Multiplexização por Divisão em Frequências Ortogonais (OFDM, do inglês Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Nesta tese, duas abordagens distintas para a estimativa de canal em sistemas de comunicação são investigadas. A primeira emprega Redes Neurais Profundas Totalmente Conectadas (FC-DNNs, do inglês Fully-Connected Deep Neural Networks), começando com o treinamento de neurônios para reter informações de canal usando estimativas de Mínimos Quadrados (LS, do inglês Least Squares) como entradas, tendo canais reais como alvos. Este método se assemelha à arquitetura do autoencoder e mostra eficácia na redução de ruído em cenários de Ruído Branco Gaussiano Aditivo (AWGN, do inglês Additive White Gaussian Noise) e canais Rayleigh. No caso AWGN, seu comportamente corresponde ao desempenho teórico, permitindo a redução do número de pilotos e melhoria da eficiência espectral. Para o caso do canal Rayleigh, ele corresponde ao desempenho do estimador de Erro Quadrático Médio Mínimo (MMSE, do inglês Minimum Mean Square Error ). A segunda abordagem explora Redes Neurais Convolucionais (CNNs, do inglˆes Convolutional Neural Networks) tratando canais sem fio de maneira semelhante a imagens, utilizando assim as propriedades de invariância a translação de características e detecção de bordas. Este método foi treinado a partir de dados de canais seletivos com desvanecimento rápido em frequência, e 22 dB de Relação Sinal-Ruído (SNR, do inglês Signal-to-Noise Ratio) usando o modelo Vehicular A (VehA) a 50 km/h, compara CNNs, Redes Convolucionais Densas (abreviado em inglês, DenseNets) e Redes Residuais (abreviado em inglês, ResNets). As últimas redes, com suas conexões saltadas entre blocos, demonstram desempenho superior em níveis mais baixos de SNR, extraindo efetivamente informações de canais ruidosos. - TeseEvolutionary engineering: development of a framework for optimizing digital communication systems components based on evolutionary computingJerji, Fadi (2023-03-29)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O presente trabalho apresenta um estudo para desenvolver uma estrutura de engenharia evolucionária EvEng para projetar e otimizar os componentes de um sistema de comunicação digital DCS com foco nas etapas da modulação codificada e entrelaçada por bit BICM usando computação evolucionária EC. O objetivo deste estudo é fornecer uma estrutura que permita a minimização dos vieses durante o processo de criação na engenharia, substituindo o fator humano por um algoritmo baseado em EC. O estudo apresenta uma nova representação dos componentes de DCS como as constelações não uniformes NUCs e a introdução da estrutura genérica repetitiva acumulante irregular G-IRA como uma nova estrutura da matriz H dos códigos de verificação de paridade de baixa densidade LDPC H que combina as características de estrutura repetitiva acumulante irregular IRA e a estrutura de tipo de múltiplas bordas MET e a introdução dos códigos acoplados à modulação MC-LDPC que têm a vantagem de uma característica embarcada de entrelaçamento de bits. Os resultados da simulação demonstraram a capacidade do proposto EvEng em otimizar o LDPC acoplado a 16-NUC com uma melhoria de desempenho de até 0,8 dB quando comparado com a 16-QAM . Além disso, a estrutura EvEng foi capaz de projetar e otimizar códigos LDPC com melhoria de desempenho de até 1,0 dB pelo canal de ruído gaussiano branco aditivo AWGN e até 2,6 dB pelo canal Rayleigh em comparação com a inicialização aleatória dos códigos quase cíclicos QC-LDPC usando o decodificador do algoritmo soma-produto SPA. - TeseIdentificação das variações de perfis de jogadores por meio da geração procedural de conteúdoOhata, Daniel Domingos Akira de Sá Pimentel (2024-02-15)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A identificação do perfil dos jogadores é relevante não só para compor a análise do engajamento e motivação em um determinado jogo digital, como também deve ser considerada na proposição deste tipo de mídia. Desta forma, o presente trabalho propõe, por meio da categorização de Bartle e da adoção de técnicas de geração procedural de conteúdo, o desenvolvimento e a avaliação (em sessões de jogo) de um jogo digital adaptativo para investigar se as variações no ambiente do jogo afetam os perfis primário e secundário dos jogadores. Assim, a pesquisa busca contribuir no processo de mapeamento e reconhecimento dos diferentes tipos de jogadores, analisando como suas preferências e comportamentos evoluem diante das adaptações dinâmicas do jogo. A metodologia envolveu a implementação, por meio da plataforma Unity, de um sistema inteligente capaz de ajustar os elementos do jogo com base nas interações do jogador, buscando contribuir para uma experiência de jogo personalizada. Os resultados obtidos contribuem para enriquecer a compreensão dos fatores que influenciam os perfis de jogadores, fornecendo insights relevantes para o design de jogos adaptativos e para a customização eficiente de experiências de jogo. - TeseModelo de propagação caótico determinísticoBotelho, Alberto Leonardo Penteado (2024-02-20)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A predição de cobertura é um método essencial de planejamento de sistemas de transmissão e comunicação sem fio de longo alcance, por minimizar a necessidade de medições de campo para ajuste da área de cobertura e consequentemente reduzir o tempo e o custo de implementação de um sistema de comunicação. No entanto, os métodos de predição de cobertura utilizam simplificações estatísticas que são otimizadas por algoritmos de quantificação de incertezas. As principais causas de incerteza são a dificuldade em representar multipercurso e o ruído impulsivo, pois esses dois efeitos possuem comportamento imprevisível e difíceis de serem modelados estatisticamente. Esta tese apresenta uma nova abordagem para representar incertezas de propagação de ondas eletromagnéticas baseada em sistemas dinâmicos caóticos para modelar o comportamento imprevisível do efeito multipercurso e do ruído impulsivo, resultando em previsões mais próximas daquelas encontradas na natureza. Propõe-se que os efeitos de propagação possam ser classificados como ruído aditivo gaussiano, multipercurso estático caótico, Efeito Doppler caótico e ruído impulsivo caótico. Um novo Modelo de Propagação Caótico Determinístico é apresentado para prever a área de cobertura em um sistema de transmissão DVB-T2 em ambientes rural, rural montanhoso, urbano e densamente urbanizado. Foi avaliado a C/N (Relação Portadora Ruído) para uma BER (Taxa de Erro de Bit) de 10-7 em diferentes canais. O modelo proposto indica um limiar C/N igual a 13,7 dB em ambiente densamente urbanizado e 13,4 dB em ambiente rural com parâmetros de modulação moderadamente menos robusta. Em configuração mais robusta, o limite C/N é igual a 0,9 dB em todos os ambientes. O Modelo Determinístico de Propagação Caótica também foi analisado pelo método subjetivo com software de predição de cobertura Progira. Os resultados obtidos indicam que a área prevista de má recepção é menor em comparação com a obtida pelos métodos tradicionais. Portanto, uma quantidade menor de retransmissores pode proporcionar uma boa recepção, causando uma redução significativa de custos na instalação de um sistema de transmissão. - TeseModelo de propagação caótico determinísticoBotelho, Alberto Leonardo Penteado (2024-02-20)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
A predição de cobertura é um método essencial de planejamento de sistemas de transmissão e comunicação sem fio de longo alcance, por minimizar a necessidade de medições de campo para ajuste da área de cobertura e consequentemente reduzir o tempo e o custo de implementação de um sistema de comunicação. No entanto, os métodos de predição de cobertura utilizam simplificações estatísticas que são otimizadas por algoritmos de quantificação de incertezas. As principais causas de incerteza são a dificuldade em representar multipercurso e o ruído impulsivo, pois esses dois efeitos possuem comportamento imprevisível e difíceis de serem modelados estatisticamente. Esta tese apresenta uma nova abordagem para representar incertezas de propagação de ondas eletromagnéticas baseada em sistemas dinâmicos caóticos para modelar o comportamento imprevisível do efeito multipercurso e do ruído impulsivo, resultando em previsões mais próximas daquelas encontradas na natureza. Propõe-se que os efeitos de propagação possam ser classificados como ruído aditivo gaussiano, multipercurso estático caótico, Efeito Doppler caótico e ruído impulsivo caótico. Um novo Modelo de Propagação Caótico Determinístico é apresentado para prever a área de cobertura em um sistema de transmissão DVB-T2 em ambientes rural, rural montanhoso, urbano e densamente urbanizado. Foi avaliado a C/N (Relação Portadora Ruído) para uma BER (Taxa de Erro de Bit) de 10-7 em diferentes canais. O modelo proposto indica um limiar C/N igual a 13,7 dB em ambiente densamente urbanizado e 13,4 dB em ambiente rural com parâmetros de modulação moderadamente menos robusta. Em configuração mais robusta, o limite C/N é igual a 0,9 dB em todos os ambientes. O Modelo Determinístico de Propagação Caótica também foi analisado pelo método subjetivo com software de predição de cobertura Progira. Os resultados obtidos indicam que a área prevista de má recepção é menor em comparação com a obtida pelos métodos tradicionais. Portanto, uma quantidade menor de retransmissores pode proporcionar uma boa recepção, causando uma redução significativa de custos na instalação de um sistema de transmissão. - TeseUma nova proposta de antena banda larga para recepção do sinal de tv digital do padrão ISDB-TSantos, Edson Tafeli Carneiro dos (2016-02-05)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O sistema de recepção da TV digital apresenta diversas mudanças tecnológicas na sua arquitetura. Uma das mudanças, é a alteração da faixa de transmissão do VHF para o UHF. Esse fato impõe uma alteração no desenho, tamanho e características radio elétricas da antena no lado do receptor. Dentre as características desejadas de uma antena que opere nessa faixa de frequências está a ominidirecionalidade, ganho, diretividade e largura de banda elevada para cobrir toda a faixa necessária, aliado a um baixo custo e facilidade de construção. Esta pesquisa apresenta uma nova proposta de antena, composta por um monopolo planar como elemento irradiador, e suportado por uma estrutura em formato de tronco de cone unida a um elemento cilíndrico em forma de luva para promover aumento e controle da largura de banda necessários para cobrir toda a faixa do UHF, inclusive as bandas GSM850, e GSM900. A antena proposta foi projetada com simulador de campo eletromagnético de onda completa. Um protótipo foi simulado e construído e os resultados experimentais demonstraram que a antena pode cobrir a faixa de 469,6 MHz a 1387,4 MHz, com uma taxa de onda estacionária inferior a 2. O desempenho da antena proposta foi comparada com outras monopolos em relação ao nível de potência recebido. Um receptor de TV digital foi utilizado para verificar o desempenho do sistema em um ambiente fechado e urbano. - TeseProposta de um sistema de televisão digital retrocompatível com o ISDB-Tb utilizando LDMRabaça, Ricardo Seriacopi (2022-01-27)
Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
O presente projeto apresenta uma abordagem histórica e também as informações essenciais sobre as vantagens da utilização do rádio definido por software, do inglês Software Defined Radio (SDR), em um sistema de comunicação digital, sobre a técnica de multiplexação por divisão em camadas, do inglês Layered Division Multiplexing (LDM), com sua variedade de configurações possíveis e, ainda, sobre os mais modernos padrões de Televisão (TV) digital. Estes tópicos vêm repercutindo de maneira relevante na comunidade científica, tornando o projeto atrativo em termos de possibilidade de descobertas e otimizações. Subsequentemente, é proposta a implementação de diferentes configurações possíveis, unindo as tecnologias supracitadas. Estas implementações foram realizadas por meio do software de simulação GNU Radio Companion (GRC) e das linguagens de programação C++ e Python. Além disso, foram desenvolvidos scripts para automatização de processos e realização de testes, empregando, principalmente, a linguagem Python e alguns scripts em Shell. Para tanto, foram testadas as etapas de codificação, modulação e a transmissão/recepção digital, utilizando SDR. Por fim, foram realizados testes, tanto por meio de simulações computacionais, como também em laboratório e em ambiente controlado, com sistemas que dispõem da técnica de LDM, aplicando diferentes abordagens e técnicas complementares, com o intuito de comparar possíveis vantagens no aproveita mento do espectro, na taxa de dados e na robustez a interferências, bem como propor novas perspectivas para o uso desta técnica, como, por exemplo, a implementação do LDM com três camadas, do inglês 3-layer LDM e também do LDM escalável.