Network Information Flow in Small World Networks

Recent results from statistical physics show that large classes of complex networks, both man-made and of natural origin, are characterized by high clustering properties yet strikingly short path lengths between pairs of nodes. This class of networks are said to have a small-world topology. In the context of communication networks, navigable small-world topologies, i.e. those which admit efficient distributed routing algorithms, are deemed particularly effective, for example in resource discovery tasks and peer-to-peer applications. Breaking with the traditional approach to small-world topologies that privileges graph parameters pertaining to connectivity, and intrigued by the fundamental limits of communication in networks that exploit this type of topology, we investigate the capacity of these networks from the perspective of network information flow. Our contribution includes upper and lower bounds for the capacity of standard and navigable small-world models, and the somewhat surprising result that, with high probability, random rewiring does not alter the capacity of a small-world network.Comment: 23 pages, 8 fitures, submitted to the IEEE Transactions on Information Theory, November 200

Informed Network Coding for Minimum Decoding Delay

Network coding is a highly efficient data dissemination mechanism for wireless networks. Since network coded information can only be recovered after delivering a sufficient number of coded packets, the resulting decoding delay can become problematic for delay-sensitive applications such as real-time media streaming. Motivated by this observation, we consider several algorithms that minimize the decoding delay and analyze their performance by means of simulation. The algorithms differ both in the required information about the state of the neighbors' buffers and in the way this knowledge is used to decide which packets to combine through coding operations. Our results show that a greedy algorithm, whose encodings maximize the number of nodes at which a coded packet is immediately decodable significantly outperforms existing network coding protocols.Comment: Proc. of the IEEE International Conference on Mobile Ad-hoc and Sensor Systems (IEEE MASS 2008), Atlanta, USA, September 200

Effective Delay Control in Online Network Coding

Motivated by streaming applications with stringent delay constraints, we consider the design of online network coding algorithms with timely delivery guarantees. Assuming that the sender is providing the same data to multiple receivers over independent packet erasure channels, we focus on the case of perfect feedback and heterogeneous erasure probabilities. Based on a general analytical framework for evaluating the decoding delay, we show that existing ARQ schemes fail to ensure that receivers with weak channels are able to recover from packet losses within reasonable time. To overcome this problem, we re-define the encoding rules in order to break the chains of linear combinations that cannot be decoded after one of the packets is lost. Our results show that sending uncoded packets at key times ensures that all the receivers are able to meet specific delay requirements with very high probability.Comment: 9 pages, IEEE Infocom 200

As Relações Brasil-Paraguai e os Crimes Transnacionais na Tríplice Fronteira: Comércio e Cooperação Internacional

No século XXI os crimes transnacionais são parte dos novos temas das Relações Internacionais, principalmente devido à ampliação do conceito de segurança que transcende da esfera estritamente militar para, por exemplo, a esfera social e econômica. A fronteira entre o Brasil-Paraguai, em geral, e a Tríplice Fronteira, em particular, são espaços dessa criminalidade transnacional. Nesta perspectiva, este trabalho tem como objetivo analisar os dados de comércio exterior entre Brasil e Paraguai, verificando o impacto do contrabando e descaminho na balança comercial, e as ações de cooperação internacional entre os dois países, no intuito de demonstrar a importância de se penalizar atores que ocupam o topo de organizações criminosas. Observa-se que as ações de repressão do Estado voltadas para o combate do contrabando e descaminho atingem apenas aqueles que ocupam as classes sociais mais baixas da sociedade, contribuindo assim para uma sociedade cada vez mais desigual e injusta

Motivação, Ansiedade e Burnout em Jovens Atletas

Disponível em suporte de papel na Biblioteca da FCDEF/UCO objectivo principal deste estudo foi descrever e caracterizar psicologicamente 60 jovens atletas, do género feminino, dos 10 aos 15 anos, praticantes federadas de basquetebol, na época 2008-2009, em termos da motivação, ansiedade e burnout. Deste modo, os objectivos específicos para esta investigação são: descrever e caracterizar os valores médios e desvio padrão da amostra das diferentes variáveis dependentes e independentes; verificar as relações existentes entre as variáveis dependentes e analisar a relação destas com as variáveis independentes. Os instrumentos utilizados para recolha de dados foram: Task and Ego Orientation Sport Questionaire (TEOSQ) -“Questionário de Orientação Motivacional para o Desporto”; o “Sport Anxiety Scales-2” (SAS-2); o Competitive Anxiety Scale Inventory - 2 Revised (CSAI-2Rd) -“Questionário de Auto-Avaliação do Estado de Ansiedade Pré-Competitiva-2 Revisto, com a escala de direcção CSAI-2d e o Recovery Stress Questionaire for Athletes – 52 (RESTQ-52) -“Questionário de Stress e Recuperação para Atletas - 52”. Os primeiros questionários a serem entregues foram o TEOSQ e o SAS-2, em conjunto com uma série de questões relativas aos seus dados demográficos e sua experiência desportiva. Estes foram entregues e elaborados logo no início de uma semana de treinos. Posteriormente foi também entregue o RESTQ-52 e o CSAI-2Rd. O primeiro no último treino antes da competição e o segundo uma hora antes da competição. Estes dois instrumentos de avaliação foram por duas vezes; uma na semana da competição vista pelos atletas como menos importante e a outra numa semana em que o jogo era visto como muito importante. Para realizar o tratamento dos dados foram utilizados procedimentos e análises estatísticas através do programa informático SPSS – “Statistical Package for Social Sciences, versão 16.0 para o Windows. Em termos gerais pode-se constatar que ao nível das orientações motivacionais os valores apresentados são mais elevados para a tarefa do que para o ego. Os resultados revelam ainda elevados níveis de traço de ansiedade cognitiva, principalmente na sua sub-escala preocupação. Ao analisar-se a direcção do traço de ansiedade, todas as escalas apresentam valores negativos. Para além do valor da ansiedade cognitiva ser alto, as atletas consideram-no ainda debilitador do desempenho. Motivação, Ansiedade e Burnout em jovens atletas iii Ainda neste estudo as atletas apresentaram níveis altos de estado de ansiedade cognitiva nos dois momentos de avaliação A e B, sendo a sua direcção percepcionada com debilitadora do desempenho, também nos dois momentos. Os níveis de autoconfiança baixam do momento A para o momento B, enquanto os valores da ansiedade somática aumentam. As escalas de stress apresentam valores médios inferiores aos apresentados pelas escalas da recuperação. Os resultados indicam que nas suas rotinas diárias de treino ou de competição as atletas apresentam-se sem um estado de stress preocupante nos dois momentos A e B (mais fácil e mais difícil respectivamente) e inibidor do seu desempenho e também as actividades de recuperação associadas indicam que as atletas percebem bem o seu estado de recuperação física. Em termos de diferenças entre as variáveis verifica-se que não existe relações estatisticamente significativas entre a orientação para a tarefa e a auto-confiança. Apesar destes dados, no momento B os valores são positivos, quer da intensidade quer da direcção, o que pode demonstrar que as atletas se sentiam mais auto-confiantes apesar de esse momento ser considerado como mais difícil. Verifica-se também que não existem relações estatisticamente significativas entre a orientação para o ego e a componente cognitiva do traço e estado de ansiedade, no entanto na sub-escala – preocupação - do traço de ansiedade existe uma relação positiva quer na intensidade, quer na direcção. As atletas sentem-se preocupadas por não treinarem bem ou errar durante a competição. Comprova-se a existência de relações positivas em todas as escalas do traço e do estado de ansiedade, havendo no entanto apenas uma correlação positiva e estatisticamente significativa entre a sub-escala do traço da ansiedade cognitiva - perturbação da concentração – e o stress geral no momento A, que apresenta valores mais altos no primeiro momento de avaliação em relação ao segundo. Assim, as atletas parecem estar com problemas de concentração nos treinos/jogos fazendo baixar a sua percepção de competência, aumentando por outro lado o seu nível de stress. Esse facto é comprovado pelas correlações negativas e estatisticamente significativas da direcção da sub-escala preocupação e da ansiedade cognitiva e fundamentalmente pela correlação negativa e estatisticamente muito significativa da direcção da autoconfiança. Existem ainda relações negativas estatisticamente significativas apenas nas escalas do estado de ansiedade: ansiedade cognitiva A e ansiedade somática A e B, relativamente ao número de sessões de treino. A ansiedade cognitiva é normalmente manifestada negativamente, quer nas expectativas de desempenho quer na auto-avaliação do atleta. Motivação, Ansiedade e Burnout em jovens atletas iv Quem faz mais treinos por semana faz diminuir o seu estado de ansiedade. As atletas treinam mais e denotam maior à vontade na sua modalidade, tendo uma boa percepção do seu desempenho, no entanto verifica-se não existirem relações positivas estatisticamente significativas entre os anos de experiência e a escala de recuperação física. Relativamente ao escalão etário existem diferenças estatisticamente significativas ao nível do traço de ansiedade para as escalas: ansiedade somática, preocupação (intensidade), preocupação (direcção) e ansiedade total (direcção). Ao nível do estado de ansiedade existem diferenças estatisticamente significativas para as escalas: ansiedade cognitiva, ansiedade somática, autoconfiança e ansiedade somática B (2º momento de avaliação). Analisando a média e o desvio padrão das variáveis do traço de ansiedade (quadro 30), o escalão de sub-16 apresenta valores mais elevados de traço de ansiedade total quando comparados com os sub-12. De forma inversa, relativamente ao estado de ansiedade, é o escalão de sub-12 que apresenta valores mais altos. É de salientar ainda que o escalão de sub-12 direcciona a sua percepção de traço de ansiedade como facilitador do desempenho, pois os valores encontrados são sempre positivos o que pode também explicar a maior autoconfiança em relação aos atletas mais velhos e com mais tempo de prática. Os resultados dos testes post hoc indicam que existem diferenças estatisticamente significativas ao nível do estado de ansiedade, nas variáveis: ansiedade cognitiva e autoconfiança, entre os escalões sub-12 e sub-14; ansiedade somática, entre todos os escalões e ansiedade somática (momento B), entre os sub-16 e os sub-12. Atendendo aos valores médios encontrados, os resultados indicam que o escalão de sub-16 no momento A apresenta valores superiores ao escalão de sub-14 mas inferiores aos sub-12. Relativamente ao segundo momento de avaliação B, nota-se um aumento nos valores apresentados por parte do escalão de sub-12 e sub-14 havendo um decréscimo do valor encontrado para o escalão sub-16, sendo até o mais baixo dos três escalões. Este decréscimo da auto-confiança pode ser explicado pelo facto das atletas sentirem que no segundo jogo o seu grau de preparação não estava de acordo com o que era esperado delas. Não só o facto de sentirem a atenção do público, pais e treinadores centrada em si ser um factor indutor de maior apreensão, também o receio de cometer erros e ser-se julgado por eles constitui, muitas vezes, uma importante causa indutora de receios/medos que, em alguns casos se poderá reflectir num aumento do estado de negativismo, o qual poderá indiciar a diminuição da autoconfiança. Motivação, Ansiedade e Burnout em jovens atletas v Por último, verifica-se que não existem diferenças estatisticamente significativas relativamente ao estado de ansiedade e stress geral, entre o primeiro momento de aplicação dos questionários (A) e o segundo (B). Palavras-chave: Psicologia do desporto, Motivação, Ansiedade, Stress, Burnou

Data Acquisition Channel for an E-Nose

Nowadays, electronic devices are ubiquitous. This spread across all scientific fields has allowed for greater development of solutions for problems once thought impossible, or impractical, to solve. Most specifically, it leads to a constant cost reduction in previously expensive technology, to a point where university students can acquire these devices and tinker with them, even finding applications that were not initially thought for the device. As a result, we began the development of this e-nose system, since it became increasingly important to know and understand the constituents and source of a chemical sample. This dissertation arises from the need to integrate the computational power inherent to a low-cost microcontroller unit, to identify chemical substances and their characteristics. With the main goal set, it was possible to formulate the guidelines to achieve a successful data acquisition channel for an e-nose system implementation with reduced costs, size and fast execution. The starting point consisted in understanding how previous implementations of this system work, as well as its most basic components. After researching and studying e-nose technologies, I was able to define two separate segments for a data acquisition channel: acquisition & communication module (hardware) and a data pre-processing module (software). By using a conductive polymer sensor with a PSoC 5LP microcontroller unit, it was possible to detect changes in the sensor response according to the chemical sample being tested, acquire this signal with the Delta Sigma ADC and, straight away, send this data to the computer where it would be pre-processed. This stage was implemented in Python and with its extensive signal processing libraries. Its main goal was to receive and store the data so that it could be use on a future pattern recognition algorithm to reach the final e-nose conclusion. Since this displayed to the user, a GUI was developed, and the resulting acquisitions could be displayed in several plots, as a way of verifying a successful operation. In the end, it was a success, since after performing acquisition, communication and displaying the results, subtle differences were visible on the plots displayed

Texturization of Zn0: Al thin films and their application in a-Si:H thin film solar cells

Tese de mestrado, Engenharia Física, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2009As necessidades energéticas da humanidade têm crescido aceleradamente, criando uma forte dependência do mundo civilizado pelas reservas de combustíveis fósseis que se sabe não serem inesgotáveis. Pelo contrário, estas são limitadas e colocam actualmente problemas ecológicos que se prendem com a produção de dióxido de carbono resultante da sua queima, que agravam e aceleram o Aquecimento Global. Este problema implica actualmente a necessidade da procura de fontes de energia alternativa, que sejam renováveis e limpas. Dentro das actualmente viáveis, a energia fotovoltaica, utilizando a radiação solar, é uma das alternativas mais limpas ainda que não suficiente para suprir de imediato as necessidades actuais. Por essa razão tem uma grande importância política, social e económica, todo o desenvolvimento que favoreça uma maior eficiência das células solares. Neste trabalho pretende-se contribuir para esse desenvolvimento, estudando a utilização de filmes texturizados de óxido de zinco dopados com alumínio para janela de entrada da luz, com o objectivo de obter uma maior eficiência de colecção da luz solar e uma melhor conversão fotoeléctrica dessa radiação. Para esse fim, neste trabalho foram depositados por pulverização catódica assistida por magnetrão sobre substratos de vidro, filmes finos de zinco dopado com alumínio (ZnO:Al) com propriedades adequadas para serem usados como a camada de óxido condutor transparente (TCO) em células solares. O estudo da influência da texturização dos filmes finos de ZnO:Al foi realizado, recorrendo a um processo de texturização e construindo células solares do tipo p-i-n sobre esses filme finos seguindo o processo que se descreve em seguida. Todo o trabalho apresentado foi realizado na Universitade de Barcelona com o Grupo de Energia Solar. Numa primeira fase, foi desenvolvido e optimizado um processo de limpeza dos substratos de vidro de modo a assegurar que estes se encontravam o mais limpo possível antes da deposição do TCO. Depois de se verificar que o processo de limpeza era adequado, os filmes finos de ZnO:Al foram depositados por pulverização catódica assistida por magnetrão e a texturização foi realizada através de um ataque químico com uma solução de ácido clorídrico (0,5% HCl). As diferentes texturizações obtidas foram morfológica, eléctrica e opticamente analisadas. Alguns dos filmes texturizados foram escolhidos pelas suas características e sobre eles foram fabricadas, pela técnica de deposição química de vapores catalítica por filamento aquecido (HWCVD), células solares de filmes finos de silício amorfo hidrogenado (a-Si:H), para se estudar a influência da texturização no desempenho dos dispositivos. Neste trabalho foi desenvolvida a montagem para a texturização e escolhidas as condições de ataque químico definindo algumas variáveis das quais a morfologia resultante depende. Os resultados para a textura são comparados entre si e o comportamento das características medidas das células de a-Si:H depositadas (curva IV, eficiência quântica, factor de preenchimento, tensão em circuito aberto e corrente de curto circuito) é relacionado com a morfologia do TCO. Apresentam-se ainda os resultados obtidos por um programa em MATLAB desenvolvido neste trabalho para se obter uma estimativa do período médio da superfície texturizada e como este valor está relacionado com os parâmetros característicos das células solares. A estrutura do texto apresentado nesta dissertação é apresentada de seguida. No Prefácio faz-se uma apresentação da importância da energia fotovoltaica e consequentemente do desenvolvimento das células solares tendo em consideração a situação energética mundial. Apresenta-se o tema do trabalho e a estrutura do texto. No capítulo 1 faz-se uma apresentação da constituição e funcionamento das células solares bem como das suas características principais e dos parâmetros mais utilizados para classificar o seu funcionamento. Introduzem-se as diferentes gerações de células solares, as suas vantagens e desvantagens. No capítulo 2 são explicados todos os métodos experimentais aplicados neste trabalho. Dão se os detalhes sobre o processo de limpeza do substrato, desenvolvido e optimizado no quadro desta tese, enunciando-se os protocolos definidos de forma a que o substrato de vidro esteja adequadamente limpo antes da deposição do TCO. Descreve-se o processo de pulverização catódica assistida por magnetrão utilizado para depositar os filmes de ZnO:Al e a montagem utilizada para o processo de texturização. Para estudar o efeito da texturização na qualidade das células solares, utilizou-se a técnica de HWCVD para produzir células solares sobre os diferentes TCO obtidos. Esta técnica é explicada e descrita, bem como o processo de fabrico das células solares. No capítulo 3 são apresentados os resultados da caracterização óptica e eléctrica dos filmes atacados, bem como as suas características morfológicas. Foi ainda realizado o estudo da evolução destas propriedades em função das variáveis do ataque químico. Os resultados são comparados entre si e o comportamento das características medidas das células de a-Si:H depositadas (curva IV, eficiência quântica, factor de preenchimento, tensão em circuito aberto e corrente de curto circuito) foi relacionado com a morfologia do TCO. Apresentam-se ainda os resultados obtidos por um programa em MATLAB desenvolvido para se obter uma estimativa do período médio da superfície texturizada e a análise de como estes valores estão relacionados com os parâmetros das células solares. No capítulo 4 são apresentadas as conclusões a tirar dos resultados obtidos e sugeridas propostas para um estudo mais profundo e completo nesta área. Os resultados principais deste trabalho relacionados com o papel da texturização da camada TCO são os que se descrevem em seguida: Com o tratamento químico, a resistência superficial (sheet resistance) de todos os filmes finos de ZnO:Al aumentou, sendo este resultado atribuído à diminuição da sua espessura. Este tratamento químico deve ser realizado numa geometria horizontal para assegurar a homogeneidade da espessura final; As condições de pulverização para o crescimento do filme são determinantes no processo de texturização; A caracterização óptica dos filmes, medindo a transmissão total e a transmissão difusa e calculando-se a fracção de luz dispersa (“haze”) permitiram concluir que: todos os filmes apresentavam transmitâncias superiores a 83% na banda da luz visível; a transmissão total no infra-vermelho próximo aumenta com o tempo de ataque químico; a transmissão difusa na banda de luz visível aumenta com o ataque químico, atribuído a um aumento da rugosidade da superfície; Para as células construídas sobre os filmes de ZnO:Al texturizados, foram analisados os parâmetros seguintes: eficiência quântica externa (EQE), densidade de corrente de curto circuito (Jsc ) e a curva característica (IV), tendo- se concluído que: A texturização realizada nos filmes ZnO:Al foi transmitida a todas as camadas da célula; As células depositadas sobre filmes texturizados têm densidades de corrente de curto-circuito mais elevadas que os filmes não texturizados; A melhor eficiência obtida, melhor do que as células construídas sobre substratos comercialmente disponíveis Asahi-U, foi conseguida numa célula texturizada por ataque químico durante 20s com orientação horizontal; Com os filmes ZnO:Al texturizados, obtiveram-se células solares com eficiências de 3,31% que devem ser comparados com o valor 3,25% obtido nas células depositadas sobre substratos Asahi-U. Das conclusões retiradas através dos resultados obtidos, são sugeridas algumas propostas para um estudo mais profundo e completo nesta área. As condições de deposição dos filmes finos de ZnO:Al são um parâmetro crítico que determina o resultado da texturização por ataque químico. Neste estudo a melhor escolha de parâmetros incidiu em filmes depositados com uma potência r.f. de 200 W e uma temperatura de 350 ºC para o substrato. Um tratamento mais exaustivo em que sistematicamente se variem estes parâmetros poderá conduzir a filmes cuja texturização resultante seja de melhor qualidade. O tipo e uniformidade da texturização podem também ser melhor caracterizados recorrendo a estudos da distribuição angular da luz dispersa e a imagens de microscopia electrónica de varrimento em secções rectas da superfície.The present work was developed in Barcelona University, with the Solar Energy Group. In this work, ZnO:Al thin films with optimum properties to be used as transparent conductive oxide (TCO) contact layers in solar cells, were deposited by radio-frequency magnetron sputtering onto glass substrates. The main goal of this work was to texturize the as-deposited ZnO:Al thin films for light confinement purposes to achieve an improvement in efficiency of thin film silicon solar cells. The texturization was carried out by wet chemical etching with diluted hydrochloric acid (0,5%HCl), a simple and economic method, with which is possible to improve the light trapping in thin film silicon solar cells. Additionally, amorphous silicon (a-Si:H) thin film solar cells were deposited by HWCVD over the different achieved TCOs, to study the influence of the texturization in the devices performance. First, a cleaning process was developed and optimized to ensure the glass substrates were very clean prior to deposition of TCO. After checking the cleaning process fulfilled the requisites, the ZnO:Al films were deposited by r.f. magnetron sputtering with optimized process conditions. The texturization set-up was developed, the etching conditions were chosen and the films were etched changing some variables on which the resulting surface morphology depends. The properties of the different resulting textures were morphologically, electrically and optically analyzed. Using the experimental results, some textured films were selected to built a-Si:H solar cells over them. The performance of such solar cells was related with the morphology of the TCO layer. A MATLAB program was developed within the project to find out the average period of the textured surface and how these values are related with the parameters of the solar cells. The effect of the different textured TCOs in the performance of the deposited a-Si:H solar cells were analyzed and compared. From the conclusions taken are suggested proposals to do a more deep and complete study on this area