Uma Plataforma experimental para avaliação de desempenho de estimadores de qualidade de enlace em rede de sensores sem fio

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pòs-graduação em Engenharia de Automação e Sistemas, Florianópolis, 2010A realização de experimentos reais em Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) permite aos pesquisadores obterem resultados mais precisos se comparado com simulações. Isto pode ser aplicado, por exemplo, para entender e avaliar novos protocolos MAC, algoritmos de roteamento e também estimadores de qualidade de enlace. Contudo, a experimentação real exige o uso de ferramenta computacional apropriada, chamada de testbed. Por esta razão, nesta dissertação propomos um novo testbed para realizar experimentos em RSSF para avaliar estimadores de qualidade de enlace. Nosso testbed é constituído por: (i) componentes de hardware disponíveis no mercado para realizar experimentos e coletar dados; (ii) uma ferramenta de software para controlar e analisar os experimentos. Apresentamos um estudo de caso do testbed para realizar a avaliação de desempenho de diferentes estimadores de qualidade de enlace. Os resultados coletados foram de fundamental importância para criação de um novo estimador de qualidade de enlace no contexto de um trabalho relacionado

Demo abstract: RadiaLE: a framework for benchmarking link quality estimators

Link quality estimation is a fundamental building block for the design of several different mechanisms and protocols in wireless sensor networks (WSN). A thorough experimental evaluation of link quality estimators (LQEs) is thus mandatory. Several WSN experimental testbeds have been designed ([1–4]) but only [3] and [2] targeted link quality measurements. However, these were exploited for analyzing low-power links characteristics rather than the performance of LQEs. Despite its importance, the experimental performance evaluation of LQEs remains an open problem, mainly due to the difficulty to provide a quantitative evaluation of their accuracy. This motivated us to build a benchmarking testbed for LQE - RadiaLE, which we present here as a demo. It includes (i.) hardware components that represent the WSN under test and (ii.) a software tool for the set up and control of the experiments and also for analyzing the collected data, allowing for LQEs evaluation

RadiaLE: A framework for designing and assessing link quality estimators in wireless sensor networks

Stringent cost and energy constraints impose the use of low-cost and low-power radio transceivers in large-scale wireless sensor networks (WSNs). This fact, together with the harsh characteristics of the physical environment, requires a rigorous WSN design. Mechanisms for WSN deployment and topology control, MAC and routing, resource and mobility management, greatly depend on reliable link quality estimators (LQEs). This paper describes the RadiaLE framework, which enables the experimental assessment, design and optimization of LQEs. RadiaLE comprises (i) the hardware components of the WSN testbed and (ii) a software tool for setting-up and controlling the experiments, automating link measurements gathering through packets-statistics collection, and analyzing the collected data, allowing for LQEs evaluation. We also propose a methodology that allows (i) to properly set different types of links and different types of traffic, (ii) to collect rich link measurements, and (iii) to validate LQEs using a holistic and unified approach. To demonstrate the validity and usefulness of RadiaLE, we present two case studies: the characterization of low-power links and a comparison between six representative LQEs. We also extend the second study for evaluating the accuracy of the TOSSIM 2 channel model

Otimizações em múltiplas camada para distribuição multimídia em redes de sensores sem fio multimídia e redes ad-hoc formadas por VANTs com suporte à qualidade de experiência

The proliferation of multimedia content and the demand for new audio or video services have fostered the development of a new era based on multimedia information, which allowed the evolution of Wireless Multimedia Sensor Networks (WMSNs) and also Flying Ad-Hoc Networks (FANETs). In this way, live multimedia services require realtime video transmissions with a low frame loss rate, tolerable end-to-end delay, and jitter to support video dissemination with Quality of Experience (QoE) support. Hence, a key principle in a QoE-aware approach is the transmission of high priority frames (protect them) with a minimum packet loss ratio, as well as network overhead. Moreover, multimedia content must be transmitted from a given source to the destination via intermediate nodes with high reliability in a large scale scenario. The routing service must cope with dynamic topologies caused by node failure or mobility, as well as wireless channel changes, in order to continue to operate despite dynamic topologies during multimedia transmission. Finally, understanding user satisfaction on watching a video sequence is becoming a key requirement for delivery of multimedia content with QoE support. With this goal in mind, solutions involving multimedia transmissions must take into account the video characteristics to improve video quality delivery. The main research contributions of this thesis are driven by the research question how to provide multimedia distribution with high energy-efficiency, reliability, robustness, scalability, and QoE support over wireless ad hoc networks. The thesis addresses several problem domains with contributions on different layers of the communication stack. At the application layer, we introduce a QoE-aware packet redundancy mechanism to reduce the impact of the unreliable and lossy nature of wireless environment to disseminate live multimedia content. At the network layer, we introduce two routing protocols, namely video-aware Multi-hop and multi-path hierarchical routing protocol for Efficient VIdeo transmission for static WMSN scenarios (MEVI), and cross-layer link quality and geographical-aware beaconless OR protocol for multimedia FANET scenarios (XLinGO). Both protocols enable multimedia dissemination with energy-efficiency, reliability and QoE support. This is achieved by combining multiple cross-layer metrics for routing decision in order to establish reliable routes.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoUniversity of BernA proliferação de conteúdo multimídia bem como a demanda por novos serviços de áudio ou vídeo promoveram o desenvolvimento de uma nova era baseada em informações multimídia, o que permitiu a evolução das Redes de Sensores Sem Fio Multimídia (RSSFM) e também das redes ad-hoc desenvolvimento formadas por VANTs (FANETs). Desta forma, serviços multimídia em tempo real requerem transmissões de vídeo em tempo real com uma baixa taxa de perda de quadros, atraso fim-a-fim tolerável, para apoiar a disseminação de vídeo com qualidade de Experiência (QoE) assegurada. Desta forma, um princípio fundamental de uma abordagem ciente de QoE é a transmissão de quadros de vídeo com alta prioridade, baixa taxa de perda de pacotes, bem como baixa sobrecarga da rede, a fim de protegê-los. Além disso, o conteúdo multimídia devem ser transmitidos a partir de um determinado nó de origem para um nó de destino através de nós intermediários com alta confiabilidade em um cenário de grande escala. O serviço de roteamento deve lidar com topologias dinâmicas causadas por falha de um nó ou a mobilidade do mesmo, bem como as mudanças no canal sem fio, a fim de continuar a operar mesmo em casos de mudanças de topologia durante a transmissão multimídia. Por fim, o mapeamento da satisfação do usuário ao assistir um determinado vídeo está se tornando um requisito fundamental para a entrega de conteúdos multimídia com suporte à QoE. Com estes objetivos em mente, soluções envolvendo transmissões multimídia deve levar em conta as características de vídeo e do usuário para melhorar a entrega de vídeo com qualidade assegurada. As principais contribuições desta tese são conduzidos pela seguinte questão de pesquisa: como para fornecer distribuição de multimídia com alta eficiência energética, confiabilidade, robustez, escalabilidade e suporte à QoE em redes sem fio ad hoc. A tese aborda vários domínios de problemas com contribuições em diferentes camadas da pilha de comunicação. Na camada de aplicação, apresentamos um mecanismo de redundância de pacotes ciente de QoE para reduzir o impacto da não confiabilidade do canal sem fio, e assim prover disseminação de conteúdo multimídia em tempo real com suporte à QoE. Na camada de rede, apresentamos dois protocolos de roteamento, ou seja, o video-aware Multi-hop and multi-path hierarchical routing protocol for Efficient VIdeo transmission for static WMSN scenarios (MEVI) e o cross-layer link quality and geographical-aware beaconless OR protocol for multimedia FANET scenarios (XLinGO). Ambos os protocolos de roteamento permitem a disseminação de conteúdo multimídia com eficiência energética, confiabilidade e suporte à QoE. Isto é alcançado através da combinação de métricas de múltiplas camadas para a tomada de decisão para o roteamento de pacotes, e assim estabelecer rotas confiáveis

F-LQE: a Fuzzy Link Quality Estimator for wireless sensor networks

Radio Link Quality Estimation (LQE) is a fundamental building block for Wireless Sensor Networks, namely for a reliable deployment, resource management and routing. Existing LQEs (e.g. PRR, ETX, Fourbit, and LQI ) are based on a single link property, thus leading to inaccurate estimation. In this paper, we propose F-LQE, that estimates link quality on the basis of four link quality properties: packet delivery, asymmetry, stability, and channel quality. Each of these properties is defined in linguistic terms, the natural language of Fuzzy Logic. The overall quality of the link is specified as a fuzzy rule whose evaluation returns the membership of the link in the fuzzy subset of good links. Values of the membership function are smoothed using EWMA filter to improve stability. An extensive experimental analysis shows that F-LQE outperforms existing estimators

Pesquisa em educação: Métodos e modos de fazer

O objetivo deste livro é tornar públicas reflexões, ensaios e relatos acadêmicos sobre os intrincados processos desenvolvidos para a consolidação de linhas de trabalho e formação de novos pesquisadores. Para isso, reunimos autores vinculados ao Programa de Pós-Graduação em Educação Escolar da Faculdade de Ciências e Letras de Araraquara/UNESP, convidamos a Professora Maria do Rosário Mortatti, do Programa de Pós-Graduação em Educação da Faculdade de Ciências de Marília/UNESP e aproveitamos a oportunidade criada pelo Programa de Publicações Digitais da Pró-Reitoria de Pós-Graduação da UNESP, dadas as possibilidades que oferece para que essas contribuições cheguem aos leitores visados: aqueles que estão iniciando atividades de pesquisa

Innovative and disruptive technologies to prescribe, encourage, and evaluate physical exercise in healthy adults: a protocol of exploratory study followed by a noninferiority, investigator-blinded randomized clinical trial

Abstract Background Cardiovascular diseases are a leading cause of mortality worldwide. A significant contributing factor to this mortality is the lack of engagement in preventive activities. Consequently, strategies for enhancing adherence to and duration of physical activity (PA) have become pivotal. This project aims to create and validate innovative, disruptive, and secure technologies that ensure appropriate exercise intensity, bolster adherence to PA, and monitor health biomarker responses pre-, during, and post-physical activity. Methods This exploratory study, followed by a noninferiority, investigator-blinded randomized clinical trial, will be divided into three phases: (1) development and validation of a sensor for real-time biofeedback during a functional assessment test; (2) integration of biofeedback and gamification into an app for the structured prescription of physical training within a controlled setting; and (3) implementation of biofeedback and gamification into an app for the prescription and monitoring of physical training in an uncontrolled setting. Phase 1 entails a validation test of a biosensor—monitoring heart rate (HR) and steps—during a modified shuttle walk test. In phase 2, the biosensor interfaces with a gamified smartphone application. The training regimen spans 6 weeks, 5 days weekly, with each session lasting 60 min: a five-min warm-up involving stationary gait, followed by 50 min of training at the target HR on the step and concluding with a five-min cool-down at a stationary pace. After 6 weeks of training, a new functional capacity test is conducted. Phase 3 involves an investigator-blinded, randomized clinical trial to demonstrate noninferiority. Participants are randomly assigned to either the intervention group (IG) or the control group (CG). IG participants practice exercise using the gamified application in an uncontrolled environment according to the prescribed method outlined in phase 2. CG participants receive PA practice guidelines exclusively. Discussion Anticipated outcomes include improved exercise adherence through the gamified application, better maintenance of prescribed exercise intensity, and enhanced health biomarkers. The results of this study will inform health-related decision-making. Trial registration The study protocol received approval from the Ethics Committee of Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (54,492,221.80000.5345) and has been registered with the Brazilian Registry of Clinical Trials (ReBEC, RBR-359p69v)

Democracy, intelligence and (sound) education in the perspective of John Dewey

Neste artigo, que aproveita a oportunidade de se incluir numa celebração dos cem anos da publicação de Democracy and Education, pretendemos fazer uma reflexão sobre os fundamentos de três noções nucleares e transversais a toda a obra de John Dewey, em especial a referida acima. Reportamo-nos às noções de d emocracia, inteligência e educação, numa relação que nos parece estrutural. O título da obra original de John Dewey não inclui o termo inteligência. No entanto, parece-nos decisivo fazer ancorar a teoria da educação, que se explana no âmbito de uma concepção democrática, nessa ideia estrutural na teoria do autor. Com efeito, na filosofia de Dewey, a educação assume o papel de teste da validade do ideal de uma sociedade democrática e é sobre ela que recai a responsabilidade de criar as condições para a implementação desta sociedade. Na concepção de Dewey a democracia é bem mais do que uma forma de governo. É a oportunidade de realização plena das potencialidades maiores da natureza humana. Nesse contexto, só uma capacidade como a inteligência pode servir para agir num mundo contingente, em evolução permanente e com a vocação de uma melhoria constante. Mas, para isso, torna-se necessário clarificar a concepção de inteligência que permite realizar esse ideal.In this article, which has the opportunity to be included in the centennial celebration of the publication of Democracy and Education , we intend to reflect on the foundations of three core notions present throughout John Dewey’s work, especially in the aforementioned publication. We refer to the notions of democracy, intelligence and education, which seem to be in a structural relationship. The title of John Dewey’s original work does not include the term intelligence. However, it seems crucial to anchor the theory of education, based on a democratic conception, to this structural idea and include it in the author’s theory. Indeed, according to Dewey’s philosophy, education is represented as a test to the validity of the ideal of a democratic society and takes on the responsibility of creating the conditions for the implementation of such society. In Dewey’s conception democracy is much more than just a form of government. It is the opportunity for a complete fulfillment of human potential. In this context, only an ability such as intelligence can be used to act upon an always evolving and uncertain world with a tendency for constant improvement. To this end, the conception of intelligence that allows us to fulfill such ideal must therefore be clarified.(undefined