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FELIPE QUITETE CURI
Proposta de Sistema Eficiente e Seguro de Encriptação Seqüencial Baseado no One-Time Pad.
09/02/2009 1v. 113p. Mestrado
Orientador(es): PAULO ROBERTO ROSA LOPES NUNES
Área(s) de concentração: SISTEMAS ELETRÔNICOS DE DEFESA E COMUNICAÇÕES
Linha(s) de pesquisa: PROCESSAMENTO DE SINAIS
Resumo: Este trabalho procura apresentar uma nova técnica criptográfica baseada em outra, amplamente conhecida e difundida: o one-time pad. Inicialmente é apresentada uma introdução às primeiras técnicas criptográficas utilizadas pela humanidade, para posterior explicação do criptosistema perfeito, o one-time pad, e discussão sobre a impossibilidade prática de seu uso. Após estes aspectos introdutórios é apresentado o sistema proposto, discutindo-se cada parte do projeto, em especial, a utilização da operação soma-módulo como alternativa à operação XOR e a escolha da função SHA-256 como a função não inversível necessária para a segurança do algoritmo. Discorre-se também a respeito da geração aleatória e pseudo-aleatória de seqüência de bits e os métodos utilizados para avaliá-las. Os critérios utilizados para avaliação de um sistema criptográfico são também abordados. Finalmente, programas para implementação do sistema são desenvolvidos e apresentados.
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CLÁUDIO AUGUSTO BARRETO SAUNDERS FILHO
Projeto de Antenas de banda larga: estudo de caso de um monopolo carregado com parasitas cônicos e cilíndricos.
10/02/2009 1v. 113p. Mestrado
Orientador(es): JOSÉ CARLOS ARAUJO DOS SANTOS, MAURÍCIO HENRIQUE COSTA DIAS
Área(s) de concentração: SISTEMAS ELETRÔNICOS DE DEFESA E COMUNICAÇÕES
Linha(s) de pesquisa: ELETROMAGNETISMO APLICADO
Resumo: O projeto de antenas de banda larga pode ser realizado a partir de três abordagens diferentes: domínio do tempo, domínio da freqüência e método de expansão por singularidades. Além disso, 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 presente texto tem como objetivos: analisar as diferentes técnicas de projeto de antenas de banda larga, as técnicas utilizadas para adequação da antena para operação em banda larga e os tipos de antenas utilizadas em banda larga; apresentar uma metodologia de projeto de antena de banda larga cujos conceitos possam ser aplicados na faixa de VHF; e implementar um protótipo de antena para validar os conceitos empregados. O método no domínio da freqüência é empregado neste trabalho para o projeto de uma antena de banda larga. Tendo-se como partida a faixa de UWB, onde os conhecimentos estão mais desenvolvidos, usa-se uma antena monopolo carregada com elementos parasitas com potencial para aplicação em VHF. A antena é então projetada para a faixa de 6 a 16 GHz, sendo posteriormente escalonada para operação em freqüências mais baixas. O protótipo construído para a faixa de 1,4 a 4 GHz apresentou bons resultados, o que valida a técnica empregada. Aspectos positivos e negativos do uso desta técnica são discutidos ao longo do trabalho.
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ALEX ALVAREZ DA SILVA.
Simulação e Análise da Eficácia das Técnicas de Bloqueio Em Sistemas de Comunicações: Ênfase no Sistema GSM.
24/07/2009 1v. 142p. Mestrado
Orientador(es): JOSÉ CARLOS ARAUJO DOS SANTOS, MAURÍCIO HENRIQUE COSTA DIAS
Área(s) de concentração: SISTEMAS ELETRÔNICOS DE DEFESA E COMUNICAÇÕES
Linha(s) de pesquisa: ELTROMAGNETISMO APLICADO
Resumo: Este trabalho aborda técnicas de interferências em sistemas de comunicações via rádio com a finalidade de identificar as melhores técnicas ou condições de bloqueio para cada sistema, comercial ou militar. A revisão bibliográfica realizada para dar suporte a esta dissertação inclui aspectos diversos de sistemas de comunicações, em particular: tipos de modulações, técnicas de espalhamento espectral e técnicas de acesso múltiplo. Fundamentos sobre bloqueio de RF também foram identificados e destacados no trabalho. É apresentado um estudo de caso para a condição de bloqueio sobre os sistemas de telefonia móvel comercial CDMA e GSM e para os sistemas militares baseados na norma MIL-STD-188-110B. Complementarmente à teoria, foram realizadas simulações dos bloqueadores e dos sistemas de comunicações com o auxílio do programa de computador MATLAB®. A eficácia dos bloqueadores sobre os sistemas de telefonia móvel comercial CDMA e GSM e sobre os sistemas militares baseados na norma MIL-STD-188-110B foi avaliada para os bloqueadores e sistemas de comunicações implementados, permitindo a definição da melhor relação bloqueio/sinal para efetivo bloqueio dos sistemas considerados. Paralelamente, um dispositivo bloqueador com varredura para a faixa de 1805 a 1880 MHz, projetado e implementado no escopo deste trabalho, permitiu a validação das observações teóricas através de avaliações práticas da eficácia do bloqueio, cujos resultados são reportados ao longo do trabalho.
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GUILHERME DE MAGALHÃES OTTONI DA SILVA.
Desenvolvimento de Algoritmo para Predição de Cobertura de Bloqueio de Rádio-Frequência em HF/VHF/UHF.
04/08/2009 1v. 130p. Mestrado
Orientador(es): MAURÍCIO HENRIQUE COSTA DIAS, JOSÉ CARLOS ARAUJO DOS SANTOS
Área(s) de concentração: SISTEMAS ELETRÔNICOS DE DEFESA E COMUNICAÇÕES
Linha(s) de pesquisa: ELETROMAGNETISMO APLICADO
Resumo: O bloqueio de sinais de rádio-frequência (RF) tem uma importância significativa em algumas operações militares e civis. Para se atingir a situação de bloqueio efetivo, faz-se necessário um amplo planejamento de operações, que envolve a necessidade de informações sobre o local a ser bloqueado, o conhecimento acerca dos sistemas de comunicações envolvidos e a escolha de métodos de estimação de perda de propagação apropriados. Neste contexto, convém utilizar bases de dados geográficos digitais para prover um maior detalhamento da região de interesse. A presente dissertação trata do desenvolvimento de um software para predição de cobertura de bloqueio de rádio-frequência. Este software se propõe a servir de ferramenta de apoio ao planejamento de operações de bloqueio de RF, em particular para dois cenários de aplicação: bloqueio em VHF e UHF em áreas urbanas; e bloqueio em HF e VHF em regiões de florestas densas. Para o desenvolvimento dos algoritmos, foram considerados conceitos fundamentais de Guerra Eletrônica, em especial as condições necessárias para se estabelecer o bloqueio efetivo do sistema-alvo. Ainda, diversos modelos de propagação de ondas eletromagnéticas foram avaliados e selecionados, de acordo com o cenário de análise. Algumas dificuldades de integração dos modelos a bases de dados geográficos foram identificadas, e soluções foram propostas e incorporadas aos algoritmos. Implementações em MATLAB foram geradas e testadas para os dois cenários considerados, assumindo exemplos hipotéticos de operações de bloqueio típicas.
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ROBERTO ORTIZ GARRIDO.
Aplicação da Síntese de Supervisores de Sistemas Híbridos ao Planejamento de Missões de Veículos Aéreos Não-Tripulados.
18/08/2009 1v. 106p. Mestrado
Orientador(es): ANTONIO EDUARDO CARRILHO DA CUNHA
Área(s) de concentração: SISTEMAS ELETRÔNICOS DE DEFESA E COMUNICAÇÕES
Linha(s) de pesquisa: AUTOMAÇÃO E CONTROLE
Resumo: Esse trabalho trata do planejamento e controle de missões com veículos aéreos não tripulados (VANTs) por meio da teoria de controle supervisório de sistemas híbridos. Neste trabalho, considera-se um VANT de asa fixa (helicóptero). Em primeiro lugar, foi desenvolvido o modelo de missão na forma de um autômato híbrido (AH). Neste modelo, as diversas etapas da missão (deslocamento entre pontos de passagem, sobrevoo, etc) contemplam: as coordenadas de trajetória do VANT, o consumo de combustível e a influência do vento. Este modelo contempla todas as opções de escolha para a execução da missão livre de uma ação de controle. Em seguida, foi desenvolvido um algoritmo de obtenção de uma aproximação discreta do comportamento do AH modelador da missão na forma de um autômato condição/evento (C/E). Nesta etapa utilizam-se as técnicas de alcançabilidade direta utilizadas na verificação de modelos. A característica desse algoritmo é a geração do comportamento discreto exato do autômato híbrido modelador da missão, dadas as condições de modelagem. A última etapa consiste em empregar a abordagem da Síntese de Supervisores de Sistemas Híbridos para determinação de um comportamento discreto que representa as opções que tornam a missão exequível, no sentido do consumo de combustível e influência do vento. O comportamento, obtido na forma de um autômato C/E que possui garantia formal de atender à especificação, ser minimamente restritivo, e não levar a situações tipo deadlock, em que o sistema não tem mais como evoluir. O método desenvolvido foi implementado em um ambiente computacional que agrega o MATLAB, o verificador PHAVer (Polyedral Hybrid Automata Verifyer) e o Grail para controle supervisório. Diversos estudos de caso foram realizados para dar suporte e ilustrar o método desenvolvido. As perspectivas de trabalhos futuros incluem a modelagem do tratamento de um VANT de asa fixa e o tratamento de missões multi-veiculares.
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ALEXANDRE AMORIM PEREIRA JÚNIOR.
Taxa de Sigilo de Enlaces que Empregam Técnicas de Modulação Adaptativa em Canais com Desvanecimento Plano.
15/12/2009 1v. 98p. Mestrado
Orientador(es): JURACI FERREIRA GALDINO
Área(s) de concentração: SISTEMAS ELETRÔNICOS DE DEFESA E COMUNICAÇÕES
Linha(s) de pesquisa: PROCESSAMENTO DE SINAIS
Resumo: Este trabalho aborda o uso das técnicas de modulação adaptativa em sistemas de comunicação cujos canais estão sujeitos ao efeito do desvanecimento plano em frequência e lento no tempo. Tradicionalmente, o emprego das técnicas de modulação adaptativa tem como objetivo o melhor aproveitamento do canal de comunicação variante no tempo, porém nesta dissertação é proposto o uso dessas técnicas como forma de aumentar a segurança das comunicações sem fio. Expressões analíticas para a taxa de erro de bit e para a taxa de sigilo do sistema analisado são apresentadas e seus resultados numéricos são discutidos. Diversos trabalhos que tratam do sigilo nas comunicações sob o ponto de vista da teoria da informação baseiam-se em sistemas de transmissão hipotéticos, o que faz com que seus resultados produzam limites teóricos para os canais de comunicação, como os limites para a capacidade e capacidade de sigilo desses canais. Uma das contribuições dessa dissertação é justamente a obtenção de expressões de informação mútua, que podem ser comparadas às expressões teóricas de capacidade, e de taxa de sigilo, que tem sua referência na capacidade de sigilo, de sistemas de modulação adaptativa realizáveis na prática. As expressões aqui apresentadas são obtidas com base em hipóteses comumente adotadas no contexto dos sistemas de comunicações sem fio, como, por exemplo, as suposições empregadas na modelagem estatística do canal de comunicação, do ruído aditivo e da informação transmitida. Além disso, elas são expressas em termos de parâmetros importantes das estratégias de modulação adaptativa, como a razão sinal ruído média dos canais de comunicação envolvidos e outros parâmetros das modulações empregadas. Várias avaliações e comparações de desempenho são realizadas com base nessas expressões analíticas e em simulações computacionais de Monte Carlo, tendo como figuras de mérito a taxa de erro de bit, a eficiência espectral, a informação mútua e a taxa de sigilo dos sistemas analisados. As simulações realizadas validamas expressões encontradas. Os diversos resultados obtidos, sob variadas condições, indicam que as técnicas de modulação adaptativa, além de propiciarem um melhor aproveitamento do canal de comunicação variante no tempo, têma capacidade de aumentar o sigilo na transmissão das informações. Os parâmetros dos sistemas de modulação adaptativa foram otimizados de forma a maximizar a sua taxa de sigilo e novas estratégias de transmissão baseadas nas técnicas demodulação adaptativa forampropostas de forma a potencializar o sigilo nas comunicações.
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INGRID DE FREITAS CASTRO MACHADO.
Desempenho de Sistemas de Transmissão Adaptativa que Empregam Técnicas para Combater Erros no Canal de Retorno.
17/12/2009 1v. 104p. Mestrado
Orientador(es): JURACI FERREIRA GALDINO
Área(s) de concentração: SISTEMAS ELETRÔNICOS DE DEFESA E COMUNICAÇÕES
Linha(s) de pesquisa: PROCESSAMENTO DE SINAIS
Resumo: Este trabalho aborda o tema de transmissão adaptativa cujos canais avante e de retorno são modelados pelo efeito de desvanecimento plano e variante no tempo. Basicamente dois tipos de sistemas de transmissão são considerados: sistemas que empregam modulação adaptativa e múltiplas antenas transmissoras e receptoras (MIMO, da sigla em inglês multiple input multiple output). Atenção especial é dedicada a avaliação de desempenho desses sistemas de transmissão em presença de distúrbios provocados pelo canal de retorno, bem como a avaliação de desempenho de técnicas que visam a combater os efeitos de tais distúrbios. Neste trabalho avalia-se o desempenho de duas técnicas propostas na literatura para combater os distúrbios provocados por canais de retorno em sistemas que empregam modulação adaptativa, porém aqui se adota uma modelagem do referido canal diferente da considerada nos trabalhos originais, e que permite estabelecer condições nas quais o emprego dessas técnicas propicia bons resultados, bem como relacionar os valores dos parâmetros adotados nessas técnicas com os tipicamente encontrados em sistemas de comunicação em canais com desvanecimento. Além disso, aqui o erro de estimação do canal de retorno é considerado na avaliação de desempenho dessas técnicas. Uma nova técnica de combate a erros provocados pelo canal de retorno é aqui proposta, que pode ser empregada não apenas em sistemas de modulação adaptativa, mas também em sistemas MIMO, suplantando a limitação das técnicas propostas na literatura que são empregadas especificamente para sistemas que empregam modulação adaptativa. Várias avaliações de desempenho, sob diversos cenários de comunicação, são realizadas via simulação computacional de Monte Carlo, tendo como figuras de mérito a taxa de erro de bit e a eficiência espectral dos sistemas avaliados. Os resultados obtidos indicam o bom desempenho da técnica aqui proposta.
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