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O recurso às Redes sem Fios na construção de redes privativas de telecomunicações está em expansão no nosso País, embora o seu amadurecimento técnico, legal e económico seja relativamente recente. Representando um compromisso bastante atractivo naquelas vertentes, esta tecnologia é apropriada à interligação metropolitana de instituições, requisito frequente em projectos ligados às Cidades Digitais. No caso de Bragança, o projecto Rede Digital Comunitária instalou uma Rede sem Fios, servindo aqueles propósitos, e que aqui se descreve.

A utilização de redes sem fios baseadas nas normas IEEE 802.11 é hoje em dia uma solução massificada [1] para comunicação de dados em ambientes diversificados, garantindo o acesso dos mais diversos tipos de dispositivos a plataformas de software, a aplicações e à Internet. A sua instalação em zonas públicas e instituições de grande dimensão implica a criação de infra-estruturas de acesso, a implementação de modelos de segurança e o dimensionamento adequado aos níveis de serviço pretendidos [2] para que se alcance a qualidade e fiabilidade exigida pelos utilizadores. A crescente utilização de dispositivos móveis (tablets, laptops, smartphones, etc.) dentro e fora dos ambientes empresariais [3] apresenta desafios e preocupações de segurança que as empresas têm que considerar para disponibilizarem as suas aplicações de negócio com níveis de risco aceitáveis. Nestes ambientes, os requisitos de segurança, desempenho e qualidade de serviço são especialmente relevantes, sobretudo quando estão envolvidas aplicações de negócio, onde a confidencialidade, integridade e privacidade da informação são aspectos críticos para as empresas num mundo cada vez mais competitivo. Esta dissertação apresenta um estudo detalhado das especificidades deste tipo de redes ao nível físico...

A presente dissertação propõe-se realizar o mapeamento dos pontos de acesso 802.11 existentes da cidade de Aveiro. Recorrendo ao GPS obteve-se a localização de cada ponto. Com este mapeamento foi possível introduzir estes dados num ambiente de simulação para, posteriormente, com os dados obtidos na simulação, proceder-se a uma análise em detalhe dos dados obtidos e assim caracterizar a topologia da rede mapeada. Finalmente com todos os dados recolhidos, foram tiradas conclusões gerais sobre o estudo. Para este estudo contribuiu, um trabalho também realizado sobre uma experiência prática onde a densidade de terminais num meio envolvente a uma dada rede sem fios é comparado com a largura de banda disponível nas redes sem fios que operam no mesmo meio em diversas situações. Para realizar todo este trabalho foram desenvolvidos scripts em Python e C++.; This dissertation tries to map the 802.11 access points in Aveiro city. Using a GPS device, every access point location in the city was gathered. Using this mapping information, it was possible, using a simulated environment, to come up with detailed data regarding the mapped network toppology. Finally, using all the obtained information, some general conclusions about the study were made. Another experiment also contributed to this study...

As técnicas de codificação, transporte e transmissão de sinais digitais multimédia têm evoluído significativamente na última década. Têm sido publicados uma grande quantidade de estudos e normas relativos às questões acima referidas. Essencialmente, esta dissertação discute as normas da camada de transporte e apresenta resultados relativos à qualidade duma comunicação multimédia multiplexada em pacotes. Ao nível da camada de rede, o protocolo IP (Internet Protocol) tem servido não apenas para endereçamento mas também para a interligação de redes de telecomunicações, com tecnologias heterogéneas nas camadas inferiores (ligação e física). Acima da camada de rede, a informação fonte comprimida é encapsulada e transportada pelos protocolos UDP (User Datagram Protocol) e RTP (Real Time Transport Protocol). O objectivo destes protocolos de transporte/sessão é identificar a existência de erros nos dados fonte e associar informação de sincronismo e sequência. Esta informação permite o receptor minimizar os efeitos dos erros de comunicação e sincronizar diferentes conteúdos de media. Esta dissertação apresenta as técnicas de encapsulamento usadas num sistema de comunicação áudio-visual sobre um canal de onda curta HF (High Frequency). Estas técnicas foram estudadas no âmbito do projecto NAVIO (Navy Video)...

Tem-se assistido nos últimos anos a um crescente interesse nas tecnologias de redes sem fios que, por consequência, têm sido alvo de um estudo e desenvolvimento cada vez maiores. Surge assim a necessidade de testar as várias tecnologias e configurações desenvolvidas com uma cada vez maior transparência, rigor e replicabilidade. Neste contexto existem três soluções para o estudo de tecnologias de rede, baseadas em simulações, emulações e redes de teste. É nesta última possibilidade que irá incidir esta dissertação, mais nomeadamente na perspectiva de recolha de métricas de rede e caracterização da rede sem fios. Neste trabalho é analisado o estado da arte actual, abordando os processos utilizados e as propostas relevantes para esta área, com particular destaque para a biblioteca de medidas OML. É proposta a implementação de uma extensão IPFIX à biblioteca OML, permitindo a recolha de métricas através deste protocolo de transporte, sendo posteriormente armazenadas numa base de dados. A solução apresentada é exposta em detalhe e analisada ao longo de testes, com foco nas métricas taxa de transferência, perda de pacotes e jitter. Por fim, a implementação desenvolvida é comparada com a biblioteca OML...

Com a evolução da tecnologia foi possível obter dispositivos móveis com uma grande capacidade de processamento assim como uma vasta variedade de funcionalidades. Um simples dispositivo pode conter um módulo de GPS, ligações de dados distintas (Wi-Fi, GPRS, HSDPA, Bluetooth), um processador com um elevado desempenho e vários tipos de memórias para armazenamento de dados. Tudo isto com autonomias de bateria bastante aceitáveis. Tendo isto em conta, tem-se como objectivo desta dissertação projectar e desenvolver um sistema que permita a localização de pessoas estejam elas em ambientes interiores ou exteriores. No caso de ambientes exteriores será utilizado o módulo GPS dos dispositivos. Em ambientes interiores pretende-se desenvolver uma forma alternativa de localização baseada em redes sem fios.; Due to the technological evolution it is now possible to have mobile devices with great processing power, as well as a wide range of features. A simple device may have a GPS module, distinct data connections (such as Wi-Fi, GPRS, HSDPA, Bluetooth), a high performance processor, and several memory types. All of this with a very reasonable battery life. Taking this into consideration, the objective of this dissertation is to design and develop a system that enables the localization of people...

The rapid evolution of Wireless technologies, speci cally in the area of Wireless Sensor Networks (WSN), has led to a growing demand for the availability of information anywhere, about anything. WSN are being widely used, for example, in domotic applications, partly due to their relatively low cost and their low energy consumption nature. These characteristics make this kind of networks very useful to ll some gaps in other applications, e.g. localization-related applications. This dissertation focuses, then, on the growing importance and demand for localization of people or objects and presents one of the possible approaches to the problem of indoor localization. By merging two di erent wireless technologies (IEEE 802.11 and IEEE 802.15.4), it is possible to make wireless communications more e cient for some applications. The merge is achieved by the creation of a Gateway, with support for both standards and near-transparent translation between them. This allows cheaper 802.15.4 devices to communicate with regular 802.11 TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) based networks, giving space for inumerous applications, speci cally for localization purposes, which is the main goal of this project. The creation of the necessary hardware infrastructures and its respective control software...

Existe uma necessidade e interesse crescente em estudar as redes sem fios antes destas serem implementadas, com rigor e da forma mais detalhada e próxima da realidade possível. Neste trabalho é analisado o estado da arte actual e proposto uma arquitectura modular para monitorização dos equipamentos utilizados na rede de teste. É proposta a implementação de módulos de hardware e software, que tem como objectivo monitorizar remotamente aspectos críticos. Como aspectos críticos entende-se a orientação dos equipamentos (que pode variar devido a ventos fortes), a temperatura interna, a presença de água no interior do equipamento e corrente de funcionamento. Sendo os dados recolhidos enviados para a base de dados e em casos críticos os módulos actuam desligando a energia dos equipamentos para evitar possíveis danificações destes.; There is a need and growing interest in studying wireless networks before implementation with greater accuracy and more detailed and close as possible to reality. In this work it is made an analysis of the current state of the art and proposed a modular architecture for control the equipment used in the Testbed. It is proposed an implementation of hardware and software modules which aims to remotely control critical aspects. These critical aspects are orientation of the equipment (which can vary due to strong winds)...

Congestion control in wireless networks is an important and open issue. Previous research has proven the poor performance of the Transport Control Protocol (TCP) in such networks. The factors that contribute to the poor performance of TCP in wireless environments concern its unsuitability to identify/detect and react properly to network events, its TCP window based ow control algorithm that is not suitable for the wireless channel, and the congestion collapse due to mobility. New rate based mechanisms have been proposed to mitigate TCP performance in wired and wireless networks. However, these mechanisms also present poor performance, as they lack of suitable bandwidth estimation techniques for multi-hop wireless networks. It is thus important to improve congestion control performance in wireless networks, incorporating components that are suitable for wireless environments. A congestion control scheme which provides an e - cient and fair sharing of the underlying network capacity and available bandwidth among multiple competing applications is crucial to the definition of new e cient and fair congestion control schemes on wireless multi-hop networks. The Thesis is divided in three parts. First, we present a performance evaluation study of several congestion control protocols against TCP...

Ao longo desta dissertação o tema abordado ser a a localização de utilizadores em redes sem _os, desde os diferentes tipos de tecnologias existentes até aos diferentes métodos possíveis para obter a localização dos utilizadores, suas vantagens, desvantagens e erros associados. Depois de se efetuar o levantamento das soluções existentes atualmente no mercado, ser a descrita a "tentativa “de desenvolvimento de um sistema de localização em tempo real para a tecnologia Wi-Fi (802.11), com base em trilateração calculada através dos valores de RSSi (Received Signal Strength indication) devolvidos pela interface da placa de rede sem _os. Seguidamente, são apresentadas as características da aplicação desenvolvida e as considerações que foram tomadas no seu desenvolvimento. Finalmente são apresentados os resultados obtidos, tentando perceber se foram satisfatórios ou se ficaram abaixo das expectativas, sendo discutidas formas possíveis de melhorar esses resultados.; This dissertation is focused on the location of users in wireless networks, starting by identifying the different types of technologies and the different methods that can be used to obtain the users locations, their advantages, disadvantages and associated errors. After making a survey of the existing solutions...

In recent years, a new paradigm for communication called cooperative communications has been proposed for which initial information theoretic studies have shown the potential for improvements in capacity over traditional multi-hop wireless networks. Extensive research has been done to mitigate the impact of fading in wireless networks, being mostly focused on Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) systems. Recently, cooperative relaying techniques have been investigated to increase the performance of wireless systems by using diversity created by different single antenna devices, aiming to reach the same level of performance of MIMO systems with low cost devices. Cooperative communication is a promising method to achieve high spectrum efficiency and improve transmission capacity for wireless networks. Cooperative communications is the general idea of pooling the resources of distributed nodes to improve the overall performance of a wireless network. In cooperative networks the nodes cooperate to help each other. A cooperative node offering help is acting like a middle man or proxy and can convey messages from source to destination. Cooperative communication involves exploiting the broadcast nature of the wireless medium to form virtual antenna arrays out of independent singleantenna network nodes for transmission. This research aims at contributing to the field of cooperative wireless networks. The focus of this research is on the relay-based Medium Access Control (MAC) protocol. Specifically...

Ao longo dos últimos anos, vários progressos em comunicações sem fios têm extendido investigações a novas áreas, onde soluções baseadas em redes com fios são impraticáveis. Neste contexto apareceram as Vehicular Ad hoc NETworks (VANETs), uma classe emergente das redes Ad Hoc, para interligação e comunicação entre veículos. Devido ás suas características peculiares como alta mobilidade, topologia dinâmica, frequente perda de conectividade, as VANETs enfrentam vários desafios para definir protolocos e mecanismos fiáveis, como a adaptação da taxa de transmissão. De facto, a monitorização do tráfego das ruas através de aplicações são o núcleo das VANETs cujo desempenho depende da taxa de envio de pacotes e da taxa de sucesso que estas redes conseguem oferecer. Mecanismos de adaptação da taxa de transmissão têm como objetivo evitar a degradação do desempenho da rede devido a uma escolha muito elevada da taxa de transmissão, quando a qualidade do canal está deteorada, ou devido à utilização de uma taxa muito baixa quando as condições da qualidade do canal melhoram. Uma vez que os dispositivos que operam segundo a norma IEEE 802.11p suportam várias taxas de transmissão, é importante que estes possam adaptar a taxa de forma dinâmica de modo a obter um desempenho elevado. Assim é essencial ter um mecanismo de adaptação da taxa de transmissão que seja robusto e capaz de lidar com elevadas flutuações e assimetrias do canal...

Future emerging market trends head towards positioning based services placing a new perspective on the way we obtain and exploit positioning information. On one hand, innovations in information technology and wireless communication systems enabled the development of numerous location based applications such as vehicle navigation and tracking, sensor networks applications, home automation, asset management, security and context aware location services. On the other hand, wireless networks themselves may bene t from localization information to improve the performances of di erent network layers. Location based routing, synchronization, interference cancellation are prime examples of applications where location information can be useful. Typical positioning solutions rely on measurements and exploitation of distance dependent signal metrics, such as the received signal strength, time of arrival or angle of arrival. They are cheaper and easier to implement than the dedicated positioning systems based on ngerprinting, but at the cost of accuracy. Therefore intelligent localization algorithms and signal processing techniques have to be applied to mitigate the lack of accuracy in distance estimates. Cooperation between nodes is used in cases where conventional positioning techniques do not perform well due to lack of existing infrastructure...

The promise of a truly mobile experience is to have the freedom to roam around anywhere and not be bound to a single location. However, the energy required to keep mobile devices connected to the network over extended periods of time quickly dissipates. In fact, energy is a critical resource in the design of wireless networks since wireless devices are usually powered by batteries. Furthermore, multi-standard mobile devices are allowing users to enjoy higher data rates with ubiquitous connectivity. However, the bene ts gained from multiple interfaces come at a cost in terms of energy consumption having profound e ect on the mobile battery lifetime and standby time. This concern is rea rmed by the fact that battery lifetime is one of the top reasons why consumers are deterred from using advanced multimedia services on their mobile on a frequent basis. In order to secure market penetration for next generation services energy e ciency needs to be placed at the forefront of system design. However, despite recent e orts, energy compliant features in legacy technologies are still in its infancy, and new disruptive architectures coupled with interdisciplinary design approaches are required in order to not only promote the energy gain within a single protocol layer...

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores; As redes de sensores sem fios têm de lidar com todas as adversidades de qualquer rede sem fios. A transmissão de sinais de radiofrequência em ambientes reais está condicionada pelo meio de propagação e por todas as fontes de interferência que possam estar presentes nesse mesmo meio. Pelo facto de ser extremamente dispendioso e moroso implementar uma rede de sensores sem fios, muitas vezes recorre-se a simuladores para testar o comportamento destas redes. Estes simulam o hardware e o ambiente de propagação. Os modelos implementados nos simuladores são modelos simplistas, o que leva a conclusões discrepantes relativamente à propagação dos sinais devido às irregularidades do ambiente de propagação. Esta dissertação visa contribuir para o melhoramento dos modelos de propagação dos simuladores, para que testes efectuados em ambientes virtuais se possam aproximar mais da realidade. Utilizaram-se dispositivos TelosB, que utilizam o rádio CC2420 cuja frequência de sinal é de 2.4GHz, para estudar a propagação dos sinais numa rede de sensores sem fios. Este estudo foi efectuado utilizando um protocolo de acesso ao meio desenvolvido de modo a optimizar os recursos dos nós sensores em caso de mobilidade. O protocolo MMH-MAC tem como objectivo que um nó móvel possa rapidamente sincronizar-se com uma rede estática de sensores. Aquando do desenvolvimento deste protocolo...

Actualmente, os Ambientes Inteligentes (AmI) estão a emergir através da convergência entre as redes de comunicação sem fios, a microelectrónica e a Internet. Este tipo de aplicações cria novas perspectivas no âmbito da partilha de informação dentro das sociedades humanas, ao mesmo tempo que surgem ideias inovadoras envolvendo espaços, objectos e entidades físicas com as quais lidamos diariamente. Com os AmI e as redes de comunicação, a partilha de informação passa a englobar coisas físicas que geram e disponibilizam dados sobre si mesmas. Nesta dissertação foram enquadradas as tecnologias de informação e a convergência entre redes de comunicação sem fios heterogéneas que suportam as aplicações dos AmI. Daqui surgem dois conceitos extremamente relevantes: a Internet of Things (IoT) e as comunicações Machine-to-Machine (M2M). A IoT, além de fornecedora de serviços virtuais, integra objectos físicos com representação virtual, interligados em rede para partilharem informação sobre vários factores. As comunicações M2M resultam da convergência de redes heterogéneas que permitem a comunicação directa entre dispositivos e objectos sem qualquer intervenção humana. A IoT é no fundo a base principal para a interligação das várias redes M2M entre objectos. As comunicações M2M são formadas por dois tipos de sub-redes: redes capilares e redes celulares. As redes capilares são compostas pelos dispositivos e os objectos embutidos nos ambientes inteligentes...

Numa era em que a importância da tecnologia não pára de crescer, as redes sem os têm assumido um papel cada vez mais relevante. O elevado crescimento das redes di culta a Recuperação de Falhas com base na informa ção de todos os elementos de uma rede, levando à utilização de algoritmos em que cada elemento altera a sua informação consoante a informação da maioria dos seus vizinhos. Considerando então uma rede bicromática, em que os elementos azuis são os saudáveis e os vermelhos os defeituosos, usou-se um método, denotado por Recoloração Geométrica, que reclassi ca o estado de um elemento através de uma recoloração deste sempre que esteja cercado por elementos da cor oposta. Assim, se um elemento defeituoso estiver cercado por saudáveis, este corrigirá a sua informação. Nesta dissertação de nem-se duas novas estruturas de redes, as redes NIC&Mi2 e as NIC&QC, cujas sequências de recoloração têm, respectivamente, comprimentos (n2) e (n), onde n é o número de nós. Propõe-se algoritmos que permitem alterar uma rede aleatória para que passe a satisfazer as propriedades destas novas redes. Propõe-se também um algoritmo para alterar uma rede para NIC, em detrimento de um já existente cuja complexidade é superior. Estas alterações pretendem garantir a nitude do algoritmo de recoloração...

O presente projeto enquadra-se na área das redes de sensores sem fios, onde o seu crescente desenvolvimento permite aplicar esta tecnologia em diversas áreas, como por exemplo, na monitorização ambiental, utilização militar, domótica, saúde, entre outras. Uma rede de sensores sem fios consiste em diversos nós dispersos num campo de aplicação onde procedem à recolha de dados do ambiente em que estão inseridos, como o valor de uma temperatura, humidade ou outra grandeza física, e os transmitem para uma estação base onde podem ser monitorizados. Tendo a área da saúde uma importância significativa, este projeto focalizou-se na mesma. O projeto apresentado nesta dissertação teve como principal objetivo o desenvolvimento de uma rede de sensores sem fios, em que dois nós procedam à aquisição da temperatura corporal de uma pessoa em dois locais distintos, para posterior envio da mesma para os restantes nós da rede, onde será apresentada em estações de monitorização. Este projeto foi desenvolvido baseado num recente protocolo de redes sem fios, nomeadamente o protocolo ANTTM. Assim sendo, em primeiro lugar, serão abordados neste relatório os objetivos e a contextualização deste projeto. Em seguida...

Esta dissertação focalizou-se na necessidade das operadoras móveis e sem fios em conceber metodologias de planeamento de redes WiMAX fixo e móvel que permitam com um potencial elevado de predição e de optimização dos sistemas implementados. Pretendeu-se com este trabalho abordar aspectos de optimização do planeamento celular para o sistema WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), instalado na cidade da Covilhã, com base em medições de cobertura obtidas através de trabalho experimental com o recurso a um analisador de espectros e a um GPS e a simulações na ferramenta de planeamento de redes sem fios Winprop™. As simulações pretenderam verificar o impacto da elevação da antena da estação base situada no telhado da Faculdade de Ciências da Saúde. As simulações permitiram criar cartas de zonas de LoS (Line of Sight), além de outros parâmetros de cobertura e de rede. No tratamento dos dados simulados, foi utilizado o ArcGIS™, de forma a relacionar aos dados informação geográfica e pontos de referência das cartas geradas. Os resultados obtidos revelaram um aumento das zonas de linha de vista, comparativamente à altura inicial da antena da estação de base, esta melhoria abrange todos os restantes aspectos de cobertura...

Actualmente, os Ambientes Inteligentes (AmI) estão a emergir através da convergência entre as redes de comunicação sem fios, a microelectrónica e a Internet. Este tipo de aplicações cria novas perspectivas no âmbito da partilha de informação dentro das sociedades humanas, ao mesmo tempo que surgem ideias inovadoras envolvendo espaços, objectos e entidades físicas com as quais lidamos diariamente. Com os AmI e as redes de comunicação, a partilha de informação passa a englobar coisas físicas que geram e disponibilizam dados sobre si mesmas. Nesta dissertação foram enquadradas as tecnologias de informação e a convergência entre redes de comunicação sem fios heterogéneas que suportam as aplicações dos AmI. Daqui surgem dois conceitos extremamente relevantes: a Internet of Things (IoT) e as comunicações Machine-to-Machine (M2M). A IoT, além de fornecedora de serviços virtuais, integra objectos físicos com representação virtual, interligados em rede para partilharem informação sobre vários factores. As comunicações M2M resultam da convergência de redes heterogéneas que permitem a comunicação directa entre dispositivos e objectos sem qualquer intervenção humana. A IoT é no fundo a base principal para a interligação das várias redes M2M entre objectos. As comunicações M2M são formadas por dois tipos de sub-redes: redes capilares e redes celulares. As redes capilares são compostas pelos dispositivos e os objectos embutidos nos ambientes inteligentes...