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Mestrado e Doutorado

Mestrado em Telecomunicações

Oferecido para alunos com forte formação acadêmica em temas relacionados aos fundamentos das telecomunicações, graduados em cursos como Engenharia Elétrica, Engenharia de Telecomunicações, Engenharia da Computação, Ciências da Computação, Tecnologia da Informação, entre outros.

Curso bem avaliado: Nota 4 do Capes
Inovação: Pesquisas sobre 5G e 6G, Internet do Futuro, IoT e outros temas
Infraestrutura: laboratórios de última geração

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Doutorado em Telecomunicações

Voltado para profissionais e pesquisadores que possuam o título de Mestre em Telecomunicações ou áreas correlatas, o Doutorado do Inatel aprofunda os conhecimentos e contribui de forma mais efetiva com o desenvolvimento das tecnologias da informação e comunicação.

Pesquisas em parceria com MCTI
Dupla Diplomação: com universidades referências na França e Finlândia
Infraestrutura: laboratórios de última geração

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Nossas Linhas de Pesquisa

Pesquisa e desenvolvimento de tecnologias inovadoras em telecomunicações.

Linhas de Pesquisa

Dispositivos de RF e fotônicos para telecomunicações

Esta linha tem por objetivo a realização de pesquisa em nível do Estado da Arte para a concepção e o desenvolvimento de dispositivos de radiofrequência (RF) e fotônicos para redes e sistemas de telecomunicações.

Redes e sistemas de telecomunicações

Esta linha abrange os diversos aspectos das redes e sistemas de telecomunicações, incluindo: técnicas de transmissão digital, protocolos de comunicação nas diversas camadas, arquiteturas de redes e tecnologias de redes de telecomunicações e dispositivos de redes.

Áreas de Pesquisa

Antenas
Análise de Desempenho de Redes
Comunicações Ópticas e Fotônica
Eletromagnetismo Aplicado às Telecomunicações
Inteligência Artificial e Machine Learning
Internet das Coisas e Redes de Sensores
Internet do Futuro e Redes Convergentes
Rádios Cognitivos e Redes Cognitivas
Redes Veiculares
Sistemas de Comunicação Digital
Sistemas de Comunicações Móveis 5G e 6G
Superfícies Inteligentes para Comunicações sem Fio

Projetos de Pesquisa

As cooperações em projetos de pesquisa envolvem os seguintes projetos e instituições:

Pesquisas

ANTENAS E ARRANJOS DE ANTENAS

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Pesquisas

ARQUITETURA E REDES CONVERGENTES

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Pesquisas

CONTRIBUIÇÕES PARA AS CAMADAS FÍSICA E DE ENLACE EM SISTEMAS DE TELECOMUNICAÇÕES

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Pesquisas

DISPOSITIVOS DE RF BASEADOS EM FOTÔNICA

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Pesquisas

DISPOSITIVOS FOTÔNICOS

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Pesquisas

INTERNET DAS COISAS (IoT)

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Pesquisas

REDES DE COMUNICAÇÕES MÓVEIS DE PRÓXIMA GERAÇÃO

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Pesquisas

REDES E RÁDIOS COGNITIVOS

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ANTENAS E ARRANJOS DE ANTENAS

Equipe:

Arismar Cerqueira Sodré Júnior (Responsável pelo Projeto) (Docente - Permanente)
Felipe Beltran Mejía (Docente - Permanente)
Jorge Ricardo Mejía Salazar (Docente - Permanente)
Gustavo Kreuzer Marengo (Discente - Mestrado)
Hugo Rodrigues Dias Filgueiras (Discente - Doutorado)
Lucas de Oliveira Veiga (Discente - Mestrado)
Luis Gustavo da Silva (Discente - Doutorado)
Marcello Caldano de Melo (Discente - Mestrado)
Tiago Henrique Brandão (Discente - Doutorado)

Descrição:

Este projeto tem por objetivo o desenvolvimento de antenas e arranjos de antenas para diversas faixas de frequência, incluindo ondas milimétricas (acima de 30 GHz) e THz, com a finalidade de atender os rigorosos requisitos das futuras redes celulares de quinta geração (5G) e de sexta geração (6G), além de antenas para radares.

O desenvolvimento baseia-se em cinco etapas:

concepção e projeto analítico;
simulações numéricas;
engenharia de produto;
fabricação;
caracterização dos protótipos na câmara semi-anecóica e em campo aberto.

Os arranjos de antenas reconfiguráveis possibilitam aumentar as funcionalidades do sistema sem fio, garantindo flexibilidade e reconfiguração das suas propriedades eletromagnéticas em termos de largura de banda, polarização e diagrama de radiação.

Almeja-se propor e fabricar antenas e arranjos de antenas altamente flexíveis e adaptáveis com alta diretividade, capacidade de operar em uma ampla e/ou múltiplas faixas de frequência, apontamento do feixe (beam steering) e adaptação dinâmica do padrão de radiação. Destacam-se arranjos de antenas em guia fendido (SWAA- slotted waveguide antena array) reconfiguráveis para as redes 5G e 6G, que permitem o guiamento do feixe de radiação tanto no plano de azimute, quanto de elevação. Os SWAAs também serão aplicados para sistemas MIMO (multiple-input multiple-output) operando em ondas milimétricas e THz.

Todos os protótipos de antenas e arranjos de antenas serão testados em laboratório e na rede sem fio WWN (WOCA Wireless Network), a qual possui links com frequências de até 50 GHz ao longo do campus do Inatel e da cidade de Santa Rita do Sapucaí-MG. Existem projetos internacionais em andamento com a University of Surrey (Inglaterra) e a University of Oulu (Finlândia).

Recentemente iniciamos uma colaboração com a Technical University of Eindhoven (Holanda). Além disso, diversas empresas parceiras têm contribuído tecnicamente e/ou financeiramente com o projeto, tais como Embraer, Bradar, Savis, TIM, Keysight e Anritsu. Parcerias sólidas com as empresas ESSS-ANSYS e Altair garantem-nos acesso a pacotes de softwares de simulação eletromagnética, incluindo o HFSS e WinProp.

ARQUITETURA E REDES CONVERGENTES

Equipe:

Antônio Marcos Alberti (Responsável pelo Projeto) (Docente - Permanente)
Arismar Cerqueira Sodré Júnior (Docente - Permanente)
Diego Gabriel Soares Pivoto (Discente - Mestrado)
Élcio Carlos do Rosário (Discente - Mestrado)
Epper Bonomo (Discente - Mestrado)
Everton Silva de Morais (Discente - Mestrado)
Fábio Carli Rodrigues Teixeira (Discente - Mestrado)
Fábio Viniccius de Almeida (Discente - Mestrado)
Jonas Lopes de Villas Boas (Discente - Doutorado)
José Domingos Adriano (Discente - Mestrado)
Luiz Felipe Fernandes de Almeida (Discente - Mestrado)
Thiago Bueno da Silva (Discente - Mestrado)
Victor Hugo Domingues Dávila (Discente - Mestrado)

Descrição:

A evolução tecnológica é alavancada pela fertilização cruzada de tecnologias. As próximas gerações de redes de comunicações são alimentadas pelo melhor das tecnologias existentes. O resultado desse processo é a convergência tecnológica acelerada. O advento da Internet das coisas, das redes programáveis, da computação em nuvem, de novas estruturas tempo-frequência (ex. GFDM), sensoriamento espectral, rádios definidos por software, rádio sobre fibra, rádio cognitivo, dentre muitas outras tecnologias convergentes de comunicação, está constantemente desafiando as arquiteturas existentes. Existem centenas de exemplos. Recentemente, a pilha de protocolos do IETF está sendo reinventada para suportar dispositivos sensores e atuadores com restrição energética, dando origem a tecnologias como 6LowPAN, RPL, CoAP.

Outro exemplo, a arquitetura das redes de comunicações móveis está sendo reinventada para tirar proveito da computação em nuvem, funções virtuais e programabilidade da rede. Ainda, novas estruturas tempo-frequência estão aparecendo para agregar flexibilidade e suportar cenários contraditórios em 5G, tais como distribuição de conteúdo em altas taxas e Internet das coisas. A convergência de redes sem fio e ópticas cria cenários complementamente novos, onde sinais de RF são levados a data centers e lá processados por rádios definidos por software. Por fim, existem ainda as pesquisas que atacam as limitações da Internet atual, propondo arquiteturas disruptivas ao TCP/IP. São as chamadas Internets do Futuro, como, por exemplo, a arquitetura NovaGenesis, em desenvolvimento no Inatel desde 2008.

A todos esses cenários somam-se ainda:

a necessidade de reduzir a interferência humana na operação das redes;
novas técnicas de distribuição de conteúdos;
a utilização oportunística do espectro de radiofrequência;
a contextualização de informações;
a orquestração integrada de recursos e serviços;
a segurança, privacidade e confiança;
a representação dos recursos físicos por serviços e o seu fatiamento;
a programabilidade dos recursos físicos (tanto em IoT, quanto em 5G e redes wireless/ópticas);
a interoperabilidade de dispositivos, serviços e dados;
a virtualização de recursos físicos;
o múltiplo acesso convergente;
a mobilidade.

Neste contexto, este projeto visa a integração coesa de paradigmas e tecnologias para criar arquiteturas convergentes, capazes de melhor aproveitar a abundância tecnológica e suas convergências. Visa explorar da melhor forma possível as tecnologias existentes, criando arquiteturas e redes convergentes capazes de atender as demandas e cenários complexos que se apresentam. Visa também resolver problemas e deficiências das soluções existentes, trazendo ganhos significativos. Por fim, visa a proposta de arquiteturas e redes complementamente novas.

CONTRIBUIÇÕES PARA AS CAMADAS FÍSICA E DE ENLACE EM SISTEMAS DE TELECOMUNICAÇÕES

Equipe:

Luciano Leonel Mendes (Responsável pelo projeto) (Docente - Permanente)
Dayan Adionel Guimarães (Docente - Permanente)
José Marcos Câmara Brito (Docente - Permanente)
Rausley Adriano Amaral de Souza (Docente - Permanente)
Samuel Baraldi Mafra (Docente - Permanente)
Diego Jeldu Cuba Zuniga (Discente - Mestrado)
Eligario Milton da Costa Semedo (Discente - Mestrado)
Gabriel Carvalho Mendes (Discente - Graduação)
Jones Marcio Nambundo (Discente - Mestrado)
Mariana Baracat de Mello (Discente - Doutorado)
Pedro Emilio Gória Silva (Discente - Doutorado)
Pedro Henrique Carneiro de Souza (Discente - Doutorado)
Thiago Amaral Moreira de Barros (Pós-Doc)
Vignon Fidele Adanvo (Discente - Mestrado)
Wheberth Damascena Dias (Discente - Mestrado)

Descrição:

A quinta geração das redes de comunicações móveis (5G) está ainda sendo concebida para promover uma revolução nas comunicações. Diversos novos serviços deverão ser suportados pelas redes 5G, o que significa que esta nova rede deve ser capaz de atender um vasto conjunto de requisitos, sendo muitos deles conflitantes entre si. Para atender todas essas demandas, é fundamental que a camada física das redes 5G seja flexível e se adeque às diferentes condições de operação. Por outro lado, as redes de sexta geração (6G) começam a receber atenção da comunidade científica, com os primeiros esforços e resultados de pesquisa já aparecendo no ano de 2019. Embora as discussões em torno destas redes ainda estejam em uma fase preliminar, já se vislumbra que haverá enormes desafios tecnológicos para atender aos requisitos de desempenho que estão se desenhando.

O objetivo deste projeto é apresentar contribuições científicas para o desenvolvimento da camada física e de enlace das futuras redes móveis (5G e 6G), colaborando com a inovação em diferentes frentes de pesquisa, dentre as quais merecem destaque as seguintes:

Algoritmos para camada de enlace: neste frente de pesquisa, as principais técnicas de camada de enlace, como controle de erro, múltiplo acesso ortogonal e não ortogonal, multiplexação FDD e TDD, alocação dinâmica de recursos e acesso fragmentado ao espectro, serão estudadas visando tanto a análise de desempenho quanto a contribuição com melhorias desses algoritmos.
Novas formas de onda: os requisitos para atender os diferentes modos de operação das redes 5G e 6G demandam que as formas de onda empregadas na camada física tenham características que nem sempre podem ser atendidas com as abordagens clássicas. Alta eficiência espectral, robustez frente a canais seletivos em frequência com longo perfil de atraso, baixa emissão fora da faixa e economia de energia são alguns dos desafios que devem ser considerados na concepção de formas de onda para redes 5G e 6G.
Caracterização de canais: estimar os modelos estatísticos do canal é fundamental para estimar o desempenho dos mais diversos esquemas de modulação e codificação de canal empregados em redes de comunicação. Com o advento das comunicações milimétricas em redes 5G, a modelagem de canais se tornou ainda mais relevante, dada a escassez de modelos para frequências acima de 20 GHz. Para as redes 6G, espera-se o uso de comunicação em THz, demandando também modelamento de canais nesta faixa. No entanto, vale ressaltar que este projeto não se limita aos casos de ondas milimétricas e THz, podendo apresentar resultados relevantes em outras faixas de frequência.
MIMO massivo: o aumento da atenuação esperado em redes 5G operando em ondas milimétricas e nas redes 6G operando em THz deve ser compensado com o uso eficiente de arranjos de antenas compostos por um elevado número de elementos. Estes arranjos, quando devidamente excitados, são capazes de aumentar a diretividade para a posição do terminal móvel, minimizando as perdas por propagação em espaço livre. Esse procedimento também pode ser utilizado para aumentar a eficiência espectral, através da multiplexação espacial, e redução de interferências, quando combinado com esquemas CoMP (Cooperative MultiPoint).

As atividades de pesquisa dentro do escopo deste projeto visam explorar a complementariedade das competências dos pesquisadores envolvidos, aumentando a sinergia dos trabalhos em torno de um tema central, que são as redes 5G e as redes 6G. Espera-se que essa forte interação multidisciplinar favoreça o desenvolvimento de soluções inovadoras e de interesse para a comunidade científica na área de comunicações móveis.

INTERNET DAS COISAS (IoT)

Equipe:

Samuel Baraldi Mafra (Responsável Pelo Projeto) Docente - Permanente
Antonio Marcos Alberti (Docente - Permanente)
Dayan Adionel Guimarães (Docente - Permanente)
Luciano Leonel Mendes (Docente - Permanente)
Jose Marcos Câmara Brito (Docente - Permanente)
Diego Gabriel Soares Pivoto (Discente - Mestrado)
Diego Jeldu Cuba Zuniga (Discente - Mestrado)
Eduardo Henrique Teixeira (Discente - Mestrado)
Elivander Judas Tadeu Pereira (Discente - Mestrado)
Epper Bonomo (Discente - Mestrado)
Everton Silva de Morais (Discente - Mestrado)
Fábio Carli Rodrigues Teixeira (Discente - Mestrado)
Fabio Viniccius de Almeida (Discente - Mestrado)
Felipe Pereira Silveira (Discente - Graduação)
Flavia Larisse da Silva Fernandes (Discente - Mestrado)
Francine Cassia De Oliveira (Discente - Mestrado)
Gustavo Felipe Andrade Gomes (Discente - Graduação)
Gustavo Fernandes Moreira (Discente - Graduação)
Jonas Vilasboas Moreira (Discente - Mestrado)
José Domingos Adriano (Discente - Mestrado)
Kamilla Rodrigues Cruz (Discente - Graduação)
Marcelo Amorim de Moura Silva (Discente - Graduação)
Mauro Alexandre Amaro da Cruz (Discente - Doutorado)
Mayara de Oliveira Paula (Discente - Mestrado)
Nicolas Wilson Ribeiro Rocha (Discente - Mestrado)
Pedro Henrique de Almeida (Discente - Graduação)
Rita de Cassia Duarte Leles (Discente - Mestrado)
Thiago Franceli Junqueira de Carvalho (Discente - Graduação)
Vitor Alexandre Campos Figueiredo (Discente - Mestrado)
Werner Augusto Almeida Nogueira da Silveira (Discente - Mestrado)
Willian Azevedo E Paiva Marques (Discente - Graduação)
Willian Dedonio Moreira Cezar (Discente - Graduação)

Descrição:

A Internet das Coisas (Internet of Things - IoT) é um paradigma onde os dispositivos estão conectados à Internet e podem interagir uns com os outros, promovendo um cenário de comunicação máquina-a-máquina.

Os serviços oferecidos pelo IoT podem beneficiar uma infinidade de áreas de aplicação. Entre eles, a agricultura de precisão, o monitoramento ambiental, infraestruturas para cidades inteligentes, comunicações veiculares, serviços de saúde e do setor público são domínios muito promissores para aplicações IoT. No entanto, o IoT apresenta muitos desafios para ultrapassar até fornecer serviços de comunicação inteligentes e integrados, em grande escala, a qualquer hora e em qualquer lugar.

As tecnologias utilizadas em uma solução IoT apresentam características específicas quanto às tecnologias utilizadas, suas limitações, aplicações e considerações de desempenho tais como a vazão, atraso, distância e número máximo de terminais suportados pela rede.

Um dos desafios do IoT está relacionado à heterogeneidade dos dispositivos e tecnologias de rede, onde cada objeto possui diferentes capacidades de processamento e tecnologias de comunicação.

Os sistemas de gerenciamento de redes IoT precisam de escalabilidade e comunicação padronizada para alcançar o gerenciamento de rede com segurança e precisão em ambientes reais. Soluções de middleware se fazem necessárias para garantir a interoperabilidade em uma rede tão heterogênea e facilitar a interação com o usuário. Além disso, existe um cenário amplo de estudos a serem realizados no contexto de soluções integradas de aplicações IoT, com especial enfoque nas verticais priorizadas no plano estratégico de ação do Brasil em Internet das Coisas.

De acordo com o Relatório de Seleção de Horizontais e Verticais, pretende-se focar os estudos em aplicações inteligentes para ambientes urbanos, rurais e nos cuidados de saúde. Nesse sentido, o modelamento de soluções integradas de telecomunicações em verticais estratégicas do IoT para o Brasil funcionará como ferramenta para que estes aspectos possam ser aprofundados em questões como a avaliação de desempenho de protocolos e arquiteturas de comunicação, o gerenciamento de redes, e a construção de protótipos reais e laboratoriais para avaliação, demonstração e validação das soluções propostas. Em particular, este projeto envolve soluções para áreas remotas considerando soluções baseadas em rede 5G.

REDES DE COMUNICAÇÕES MÓVEIS DE PRÓXIMA GERAÇÃO

Equipe:

Jose Marcos Câmara Brito (Responsável Pelo Projeto) (Docente - Permanente)
Antonio Marcos Alberti (Docente - Permanente)
Arismar Cerqueira Sodré Junior (Docente - Permanente)
Dayan Adionel Guimarães (Docente - Permanente)
Luciano Leonel Mendes (Docente - Permanente)
Rausley Adriano Amaral De Souza (Docente - Permanente)
Samuel Baraldi Mafra (Docente - Permanente)
Celso Henrique De Souza Lopes (Discente - Mestrado)
Diego Jeldu Cuba Zuniga (Discente - Mestrado)
Eduardo Saia Lima (Discente - Doutorado)
Egídio Raimundo Neto (Discente - Doutorado)
Eligario Milton Da Costa Semedo (Discente - Mestrado)
Flavia Larisse Da Silva Fernandes (Discente - Mestrado)
Goergino Da Silva Baltazar (Discente - Mestrado)
Gustavo Kreuzer Marengo (Discente - Mestrado)
Hugo Rodrigues Dias Filgueiras (Discente - Doutorado)
Jones Marcio Nambundo (Discente - Mestrado)
Karine De Lourdes Mateus Da Costa (Discente - Mestrado)
Lucas De Oliveira Veiga (Discente - Mestrado)
Luciano Camilo Alexandre (Discente - Mestrado)
Luis Gustavo Da Silva (Discente - Doutorado)
Luiz Augusto Melo Pereira (Discente - Doutorado)
Marco Aurelio De Oliveira (Discente - Mestrado)
Mariana Baracat De Mello (Discente - Doutorado)
Mateus Do Prado Capistrano (Discente - Mestrado)
Nicolas Wilson Ribeiro Rocha (Discente - Mestrado)
Pedro Henrique Carneiro De Souza (Discente - Doutorado)
Pedro Henrique Fialho Santos (Discente - Mestrado)
Tiago Henrique Brandao (Discente - Doutorado)
Tiberio Tavares Rezende (Discente - Mestrado)
Vignon Fidele Adanvo (Discente - Mestrado)
Wheberth Damascena Dias (Discente - Mestrado)

Descrição:

O processo de evolução para as redes de comunicações móveis de 5a geração está considerando, pela primeira vez, outros cenários além do aumento de taxa de transmissão e da capacidade de escoamento de tráfego.

São quatro os cenários considerados para a 5G, sendo que apenas o cenário EMC já está padronizado:

Enhanced Mobile Communications (EMC) - cenário no qual uma alta taxa de transmissão e alta capacidade de escoamento de tráfego são os principais requisitos.
Massive Machine Type Communications (MMTC) - cenário em que se enquadra a Internet das Coisas (IoT – Internet of Things), no qual uma alta densidade de dispositivos e alta eficiência energética são questões chaves.
Tactile Internet - cenário em que latência muito baixa e altíssima confiabilidade são os requisitos principais.
Acesso a áreas remotas - cenário no qual um grande raio de cobertura é o principal requisito.

Como pode-se observar, os cenários acima definidos resultam em requisitos de desempenho algumas vezes contraditórios, estabelecendo um grande desafio para a definição de tecnologias que permitam que esta geração de redes possa ser implementada em sua plenitude, atendendo todos os cenários e seus respectivos requisitos. Por outro lado, os esforços de pesquisa voltados para as redes de sexta geração (6G) já se iniciaram, com os primeiros resultados publicados em 2019. Embora as discussões em torno destas redes ainda estejam em uma fase muito preliminar, já se pode perceber que os requisitos de desempenho que estão sendo desenhados para estas redes irão impor grandes desafios tecnológicos.

Alguns conceitos e tecnologias que estão sendo considerados como tendências para as redes 5G e 6G são abaixo listados, destacando-se que nem toda tendência se aplica a todos os quatro cenários acima definidos para as redes 5G ou às redes 6G:

Transmissão em ondas milimétricas;
Transmissão em THz (6G);
MIMO Massivo e MIMO 3D e MIMO ultra-massivo (6G);
Redes ultradensas;
Redes heterôgeneas;
Coordinated Multipoint (CoMP);
Comunicação Device-to-Device (D2D);
Novas formas de onda;
Novas técnicas de modulação (6G);
Técnicas de múltiplo acesso não-ortogonal;
Rádio cognitivo;
Multi-RAT (Radio Access Technologies);
Comunicação full-duplex;
SDN (Software Defined Networks) e NFV (Network Function Virtualization);
Cloud RAN (Radio Access Network);
Rádio sobre fibra;
Network Slicing;
Comunicação por luz visível (6G);
Uso intensivo de inteligência artificial (6G);
Técnicas holográficas (6G);
Comunicações quânticas (6G);
Soluções baseadas em Blockchain (6G);
Large Intelligent Surface (6G);
Integração das redes móveis com as redes de comunicações por satélite.

O objetivo deste projeto é investigar técnicas e conceitos relacionados à arquitetura das redes 5G e 6G, como redes ultradensas, redes heterogêneas, Multi-RAT, SDN, NFV, Cloud RAN e Network Slicing. Além disso, este projeto tem por objetivo analisar o impacto do uso das tecnologias e conceitos acima definidos em outros aspectos fundamentais para a implementação de uma rede de comunicação móvel, tais como: gerenciamento e alocação de recursos; protocolos de sinalização e outros protocolos; agregação de portadoras e alocação de espectro; eficiência energética; controle de interferência; qualidade de serviço.

As aplicações das redes de comunicações móveis nas diversas verticais de mercado impactadas também são objeto de estudo para este projeto. Tem-se também o objetivo de desenvolver modelos de análise de desempenho que integrem a influência das diversas técnicas e conceitos, permitindo estabelecer os aspectos mais relevantes para as redes bem como estratégias de otimização dos recursos visando atingir métricas de desempenho estabelecidas.

REDES E RÁDIOS COGNITIVOS

Equipe:

Rausley Adriano Amaral De Souza (Responsável Pelo Projeto) (Docente - Permanente)
Dayan Adionel Guimarães (Docente - Permanente)
Jose Marcos Câmara Brito (Docente - Permanente)
Samuel Baraldi Mafra (Docente - Permanente)
Luciano Leonel Mendes (Docente - Permanente)
Caroline Santos Fonseca (Discente - Graduação)
Elivander Judas Tadeu Pereira (Discente - Mestrado)
Elvira Salvador Diogo (Discente - Mestrado)
Gabriel Eduardo Silva Leite (Discente - Mestrado)
Thiago Alencar Moreira De Bairros (Pós-doc)

Descrição:

A demanda por novos serviços de telecomunicações tem sido o principal impulsionador das pesquisas sobre novas tecnologias, como se tem percebido, por exemplo, pelos recentes avanços envolvendo a quinta geração (5G) dos sistemas de comunicações sem fio e a Internet das coisas (Internet of things, IoT).

Entretanto, para viabilizar novos serviços de comunicação sem fio há que se transpor a barreira da escassez de faixas espectrais, pois seria necessário um elevado número delas de forma a acomodar o também elevado número de transmissores e receptores previsto para as redes 5G. Isto se deve ao fato de que, na atual política de alocação fixa de banda, o direito de ocupação é dado apenas ao usuário contratante, também chamado usuário licenciado ou usuário primário. Acredita-se que a política de alocação fixa de espectro não será adequada à expansão dos sistemas de serviços de comunicações sem fio. Uma nova e mais adequada política de alocação dinâmica deve ser implantada, a qual explora o fato de que o espectro de radiofrequências na verdade é consideravelmente subtilizado, dado que em boa parte do tempo e em certas regiões há faixas espectrais alocadas que estão ociosas.

Na política de alocação dinâmica admite-se que um usuário não licenciado, também denominado de usuário secundário, possa utilizar uma faixa já licenciada à rede primária. As transmissões dos usuários secundários podem ser realizadas tanto de forma simultânea às transmissões dos usuários primários, desde que não causem interferências prejudiciais nesses últimos, quanto de forma não sobreposta, aproveitando oportunidades de transmissão em faixas licenciadas que estejam ociosas.

Neste contexto surgiu o conceito de rádio cognitivo, dispositivo transceptor inteligente que, por meio de sensoriamento espectral, identifica bandas de frequências ociosas para uso oportunista. Um rádio cognitivo possui várias funções de cognição que o permite se adaptar ao ambiente e à rede nos quais se insere, tais como sensoriamento e análise espectral, gerenciamento e mobilidade espectral e alocação e compartilhamento espectral. O sensoriamento espectral é um dos principais viabilizadores da operação cognitiva. Prevê-se que as redes e rádios cognitivos integrarão de alguma forma as futuras redes 5G.

O objetivo desta linha de pesquisa consiste na realização de pesquisa científica com vistas à proposição de novas modelagens, soluções ou de melhorias em soluções existentes no que se refere aos sistemas e redes de rádio cognitivos nos modernos sistemas de telecomunicações.

Neste projeto são realizadas pesquisas sobre sistemas de rádio cognitivo (por exemplo: sensoriamento espectral cooperativo e não cooperativo, regras de decisão e regras de fusão de informações de sensoriamento), e sobre otimização e processamento digital de sinais (por exemplo: melhorias de desempenho na interface aérea de sistemas de radiocomunicação principalmente com foco no sensoriamento espectral). Objetiva-se também considerar os aspectos de modelos matemáticos de análise de desempenho, qualidade de serviço e alocação de recursos, além de buscar a integração dos diversos aspectos relacionados às redes de rádios cognitivos e redes cognitivas, estabelecendo sinergia de competência entre os diversos docentes, alunos e pesquisadores participantes do projeto.