No ano de 2023 foram produzidas seis teses de doutorado no Inatel, com foco em diferentes tecnologias como Inteligência Artificial, 5G, Radar, Machine Learning, Gêmeos Digitais, todas com aprofundamento tecnológico inovador, que garantiram diversas publicações científicas em renomados periódicos e congressos. Entre as pesquisas concluídas no período, o estudo realizado por Luiz Augusto Melo Pereira, Pesquisador do xGMobile - Centro de Competência EMBRAPII Inatel em 5G e 6G – foi reconhecido como destaque do ano e representará o Instituto no Prêmio CAPES 2024.
O que é o Prêmio CAPES?
A CAPES é a Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, ligada ao Ministério da Educação e ao Governo Federal. Anualmente, o Prêmio CAPES de Tese reconhece os melhores trabalhos de conclusão de doutorado defendidos em programas de pós-graduação brasileiros de acordo com: originalidade, relevância para o desenvolvimento científico, tecnológico, cultural, social e de inovação e o valor agregado pelo sistema educacional ao candidato.
O prêmio CAPES é dividido em aproximadamente 50 áreas diferentes. São consideradas a qualidade da tese, da escrita, a quantidade de publicações, o número de citações e o fator de impacto de cada uma das publicações. Das 50 teses selecionadas, são escolhidas três para concorrer ao prêmio final. Uma da área de exatas, uma da área de humanas e uma da área de biologia.
A Tese de Doutorado - Aplicação de Aprendizado de Máquina para a Linearização de Sistemas Fibra/Rádio 5G e 6G
A tese que representará o Inatel no Prêmio Capes dá continuidade ao tema que começou a ser explorado na dissertação de Mestrado, também conquistado no Inatel pelo especialista do xGMobile. A pesquisa foi orientada pelo Prof. Arismar Cerqueira, Coordenador do Laboratório WOCA, e co-orientada pelo Prof. Luciano Leonel, Coordenador do xGMobile.
Luiz Augusto Melo se propôs a levar internet a locais remotos e de difícil acesso, onde normalmente as operadoras não chegam, com rádio sobre fibra e com aplicação de inteligência artificial para atenuar as distorções de sinais que as longas distâncias costumam causar na transmissão.
“A inovação na tecnologia proposta nessa pesquisa é justamente a utilização da inteligência artificial. Este é um tópico que vem sendo bastante discutido, com resultados muito interessantes. Em nossos estudos levantamos que a inteligência artificial estava sendo empregada e contribuindo com a redução de complexidade dos sistemas e também com o aumento de desempenho. Então, o Prof. Luciano Leonel, meu co-orientador, debateu a hipótese de que era uma tecnologia a ser explorada nesse cenário” relembra o pesquisador.
Laboratórios WOCA e CRR
O Laboratório Wireless and Optical Convergent Access integra o Centro de Competência Embrapii Inatel em 5G e 6G e desenvolve soluções para conectividade, radares, antenas e satélites, usando as mais avançadas configurações tecnológicas mundiais. As publicações científicas originadas no laboratório geram publicações em revistas como a Nature, ISSS, em congressos e eventos de destaque pelo mundo. Assim como aplicações que podem ser transferidas ao mercado em benefício da sociedade.
E, em conjunto, os laboratórios do Inatel, como WOCA e o CRR (Centro de Referência em Radiocomunicações), desenvolveram soluções para o 5G Range, um projeto com o objetivo de levar internet de longas distâncias, para áreas remotas e de difícil acesso, um trabalho que ganhou destaque com a chegada da quinta geração das comunicações móveis no Brasil e que está sendo aprofundado nos estudos para o 6G.
Toda essa experiência e o foco em conectar o território nacional favoreceu a pesquisa do engenheiro. “Como o Inatel já tinha um projeto com esse fim, o 5G Range, começamos a pensar em possibilidades para tornar essas comunicações em áreas remotas mais viáveis, para as operadoras de telecomunicações. O grande desafio é prover um tipo de conectividade que seja eficiente e de baixo custo, principalmente porque nessas áreas difíceis de instalar antenas existe uma baixa densidade populacional, por isso as operadoras não têm tanto interesse em criar uma infraestrutura de comunicação, que é complexa e cara. No entanto, ao mesmo tempo, esse cenário mantém ainda uma grande segregação digital, pois existem pessoas que moram nessas áreas e ainda não têm acesso à internet” comenta o doutor em telecomunicações.
Realmente, mais que inclusão digital, oferecer conexão para todos os cidadãos é também uma questão de saúde pública, de educação, de prevenção de desastres ambientais, afinal é a conectividade que permite sensorear e monitorar rios, queimadas, enchentes e muito mais. E pensando nisso, a tese que representará o Inatel no Prêmio Nacional da Capes, oferece uma solução que aproveita toda infraestrutura de fibras ópticas e rádio, com inteligência artificial para atenuar todos os problemas que as longas distâncias sofrem com distorção do sinal. “Junto com meus orientadores, pensamos em criar um sistema rádio sobre fibra, voltado para comunicações em áreas remotas e começamos a observar quais seriam os problemas que apareceriam quando entregássemos esse tipo de sistema. Entendemos inicialmente que teríamos que operar com potências mais elevadas que o de costume, porque essas áreas estão em regiões distantes e para compensar esse aumento de distância, isso causaria alguns problemas por ser um sistema que tem uma resposta não linear, o que gera distorções no nosso sinal” esclarece o pesquisador.
Luiz Augusto ainda explica que o sistema rádio sobre fibra é uma técnica de transportar sinais de rádio frequência em fibras ópticas. “Dessa forma poderíamos substituir as antenas, onde enfrentamos a perda de propagação e que também sofrem com as condições climáticas, que afetam o desempenho. Para isso, substituiríamos essas antenas por um transporte de sinais via fibras ópticas e aproveitaríamos as vantagens das fibras ópticas” define. A inovação desta tese está em incluir a Inteligência Artificial na cobertura de fibras óticas que o Brasil conta atualmente, que já apresenta grande capilaridade.
Para se implantar essa proposta para longas distâncias, as infraestruturas espalhadas no país todo também devem alcançar essas áreas remotas. A redução do custo geral para transportar o sinal até esses locais distantes é outro objetivo, para tornar esse cenário mais atrativo para operadoras e governos em geral. Neste ponto, a inteligência artificial opera no transmissor, na estação, que simplificará e tornará essa estação rádio base o menos complexa possível. Toda a pesquisa levou em conta o conhecimento adquirido pelo Inatel no Projeto 5G Range e ainda o espectro da TV via satélite, que não pode receber interferência.
A História do Pesquisador
Luiz Augusto Melo Pereira chegou ao Inatel com 18 anos para cursar Engenharia de Telecomunicações, segundo o ex-aluno, sem nenhum tipo de conhecimento na área de Telecom e formou-se na turma de 2017. Assim que concluir a faculdade, decidiu seguir com o Mestrado na área, que teve sequência no Doutorado, defendido em 2023. “Sempre tive muito carinho pelo Inatel, por tudo que aprendi e pelas pessoas que eu conheci aqui. E representar a instituição no Prêmio Capes será uma honra muito grande.
Hoje com 30 anos, Luiz Augusto integra o time de pesquisadores do xGMobile e se prepara para concorrer a vagas como professor no Inatel, entre a graduação e a pós-graduação Lato e Stricto Sensu.