Título: Operação e Alocação de Dispositivos Reguladores de Tensão e de Geração Distribuída em Redes de Distribuição (monofásica e trifásica)
Equipe: Profª. Thelma S. Piazza Fernandes, Prof. Alexandre Rasi Aoki, Profª. Elizete Lourenço e Prof. Odilon L. Tortelli
Ementa: O alto nível de potência reativa demandada nos sistemas de distribuição, o crescimento das cargas, das fontes renováveis e as perdas decorrentes dos cabos resultam em variações de tensão nas barras que comprometem a qualidade da energia elétrica fornecida. Para se assegurar essa qualidade, utilizam-se dispositivos que permitam realizar um controle efetivo da tensão, da potência reativa do sistema e do fator de potência. Os equipamentos que realizam esse controle são os reguladores de tensão, os transformadores com mudanças de taps localizados nas subestações e os capacitores paralelo e série. No entanto, devido à complexidade da rede e dos alimentadores de distribuição a escolha adequada dos tipos de dispositivos e de suas localizações e ajustes não é tarefa trivial, pois o problema é de análise combinatorial, variáveis inteiro-mista e restrições não-lineares. Dessa forma, um dos objetivos desse projeto é estudar e desenvolver ferramentas computacionais que dêem suporte à tomada de decisão do planejador para que ele possa fazer a aplicação ótima dos recursos destinados à melhoria do sistema de distribuição monofásico e trifásico. Além disto, há uma preocupação com a análise dos impactos que a Geração Distribuída (geradores eólicos e pequenas centrais hidrelétricas) tenham sobre a rede elétrica, bem como estudo de técnicas para bem operá-la.
Palavras-chave: Fluxo de Potência Ótimo, Geração Distribuída, Regulação de Tensão, Smart Grid

Título: Despacho Hidro-Térmico de Curto e Médio Prazo
Equipe: Profª. Thelma S. Piazza Fernandes, Prof. Alexandre Rasi Aoki, Profª. Elizete Lourenço e Prof. Odilon L. Tortelli
Ementa: Os sistemas hidrotérmicos de geração são compostos de usinas termelétricas e hidrelétricas convencionais e não convencionais ligadas aos centros de carga através de um sistema de transmissão. Na operação desse sistema, busca-se determinar uma estratégia de geração de cada usina que minimize o valor esperado dos custos operativos no horizonte de planejamento. A cadeia de planejamento do sistema hidrotérmico brasileiro inclui: Planejamento da Operação de Médio Prazo (dois a cinco anos à frente), Planejamento de Curto Prazo (um ano à frente), Planejamento de Diário ou Pré-Despacho (um dia à frente) e Operação em Tempo Real (uma a meia hora à frente). Este projeto se concentra nas etapas de Planejamento da Operação de Médio Prazo e Pré-Despacho, de modo a aprimorar as formulações de FPO existentes para o pré-despacho, bem como levar ao problema de planejamento de médio prazo questões relacionadas à rede elétrica, que atualmente não são consideradas nesta etapa de estudo. Palavras-chave: Despacho Hidrotérmico, Fluxo de Potência Ótimo, Mercado Competitivo, Geração Distribuída Financiamento: LACTE/COPEL

Título: Desenvolvimento de Métodos e Modelos para Análise de Transitórios e Interações entre Transformadores e Equipamentos do Sistema Elétrico de Potência
Equipe: Prog. Gustavo Henrique da Costa Oliveira (coordenador), Márcio R. Sans e Luiz P. D. Cecato.
Ementa: Este projeto aborda o problema da determinação de modelos de componentes de sistemas elétricos de potência, tais como, transformadores de potência, em uma ampla faixa de frequências. Softwares de análise de transitórios, como o EMTP-RV, ATP ou MATLAB usam estes modelos para prever seu comportamento em regimes transitório e permanente e sua interação com o resto do sistema elétrico. Desta forma, obtêm-se subsídios para auxiliar na tomada frente a contingências do sistema. Neste sentido, o objetivo deste projeto é a análise, o desenvolvimento e a comparação de métodos e estruturas para obtenção de modelos lineares e não-lineares de sistemas dinâmicos, a partir de dados no domínio da frequência, visando contribuir para uma melhoria na análise e nos resultados de simulações de transitórios do sistema elétrico. Este projeto contou(a) com apoio do CNPq 2008/2010 e da Fundação Araucária 2010/2011.
Palavras-chaves: Identificação de sistemas, Sistemas lineares e não-lineares, Sistema Elétrico de Potência, Transformadores de Potência, Bases de Funções Racionais.

Título: Métodos e Modelos para Simulação e Otimização de Malhas de Controle de Frequência e Potência de Unidades Geradoras Hidráulicas
Equipe: Prog. Gustavo Henrique da Costa Oliveira (coordenador), Prof. Gideon Villar Leandro, Prof. Roman Kuiava
Ementa: A operação de sistemas de geração em rede interligada quando submetida a fortes perturbações ou em condição isolada configuram-se como as de maior severidade para os sistemas de geração. Desenvolver, uniformizar e disseminar metodologia inovadora no sentido de ensaiar, identificar, modelar, simular e parametrizar os controles de frequência / potência das unidades geradoras das usinas hidrelétricas, com objetivo de permitir sua operação segura, estável, mantendo a integridade de todo o conjunto, mesmo sob condições de perturbações no sistema elétrico de potência. A infraestrutura para desenvolvimento do projeto é o Laboratório de Simulação, Controle e Otimização de Sistemas.

Título: Planejamento Energético de Longo Prazo: Plano Paranaense de Energia - PPE 2040
Equipe: Prof. Clodomiro Unsihuay Vila, Prof. Odilon L. Tortelli, Thulio Cícero Guimarães Pereira(UTFPR/COPEL), Annemarlen Gehrke Castagna(UTFPR)
Ementa: Para estudar as interações entre a oferta & demanda de energia e o desenvolvimento econômico & socioambiental é fundamental desenvolver um plano de energia de longo prazo usando metodologias apropriadas. O objetivo de um planejamento energético é orientar as futuras ações de governo e as políticas públicas tendo em vista o equilíbrio entre o ritmo do crescimento econômico, a eficiência energética e a redução de custos econômicos e ambientais. Sendo assim, a elaboração do Plano Paranaense de Energia - PPE tornar-se uma ferramenta fundamental e estratégico para o planejamento energético estadual de longo prazo.
Palavras-chave: Planejamento de Sistemas de Energia Elétrica, Planejamento Energético, Políticas Públicas, Fontes Renováveis de Energia, Desenvolvimento Sustentável, Matriz Energética

Título: Planejamento Integrado de Compra de Energia e Expansão em Sistemas de Distribuição na Presença de Geração Distribuída
Equipe: Prof. Clodomiro Unsihuay Vila
Ementa: O crescimento da demanda passa a inserir incertezas no planejamento das distribuidoras de energia elétrica, o que acontece devido ao próprio crescimento da demanda, à possibilidade de migração entre o ambientes de contratação regulado (ACR) e ambiente de contratação livre (ACL) de grandes consumidores e o aumento de agentes de Geração Distribuída (GD). Nesse cenário as distribuidoras passam a ter incertezas no planejamento da expansão do seu sistema de distribuição, essas incertezas influenciam nos investimentos realizados tanto na própria expansão do sistema como no gerenciamento da compra de energia elétrica necessária para suprir o mercado de consumo cativo. Objetiva-se pesquisar maneiras de aliar incentivos a projetos de geração distribuída (GDs) com ganhos técnicos no sistema elétrico e com a proteção do nível de contratação assumido pela distribuidora à qual a GD está conectada. O risco assumido por sub ou sobre contratação pode levar a gastos desnecessários por parte da distribuidora, pois na liquidação das diferenças ela fica exposta ao preço de curto prazo (“preço spot” ou PLD), além disto, penalidades podem ser aplicadas devido à diferença no nível de contratação. No lado técnico existe a chance de melhorar o perfil de operação de linhas e subestações, isso é possível porque a presença de uma GD melhora parâmetros de qualidade de energia elétrica.
Palavras-chave: Planejamento de Sistemas de Distribuição de Energia, Geração Distribuída, Gestão de Compra de Energia em Leiloes, Smart Grids

Título: Mecanismos Regulatórios e Tarifários para Viabilização da Smart Grid
Equipe: Prof. Clodomiro Unsihuay Vila
Ementa: A expressão Smart Grid deve ser entendida mais como um conceito do que uma tecnologia ou equipamento específico. Baseia-se na utilização intensiva de tecnologia da informação, automação e comunicações para monitoração e controle da rede elétrica, a qual permitirá a implantação de estratégias de controle e otimização da rede de forma muito mais eficiente que as atualmente em uso. A apropriada implementação da smart grid proporcionarão mudanças substanciais no funcionamento dos sistemas de energia elétrica nos seguintes aspectos: Gerenciamento da Demanda; Segurança e Qualidade; Geração Distribuída e Armazenamento de Energia; Tarifas inteligentes, etc. Sendo assim, a smart grid revolucionará o setor elétrico em diversos de seus aspectos institucionais, tais como técnicas de operação, modelos de tarifação, padrões de consumo, prestação de serviços. Essas alterações ensejam uma readequação do conjunto normativo que rege o setor elétrico no que concerne aos mecanismos regulatórios e tarifários para viabilização da smart grid.
Palavras-chave: Rede elétrica inteligente- smart grid, sistemas de distribuição de energia elétrica, tarifas de energia elétrica, regulação econômica do setor elétrico, planejamento da operação e expansão de sistemas de energia elétrica

Título: Comercialização e Tarifação de Energia Elétrica no Setor Elétrico Brasileiro
Equipe: Profa. Elizete M Lourenço, Profa. Thelma S P Fernades, Prof. Alexandre Aoki, Prof. Marciano Morozowisk e Prof. Clodomiro Unsihuay Vila
Ementa: Este projeto tem por objetivo desenvolver novas técnicas e ferramentas que permitam realizar análises de comercialização e tarifação de energia elétrica no modelo atual do setor elétrico brasileiro. Ferramentas de gestão de compra para distribuidoras de energia, às quais está atribuída a responsabilidade de previsão dos seus mercados, bem como a gestão dos riscos envolvidos no novo contexto do setor, requerem o aprimoramento das técnicas existentes e desenvolvimentos de novos mecanismos de análises. Da mesma forma, os preços de energia elétrica nos ambientes de contratação regulada (ACR) e livre (ACL), são de fundamental importância, devendo refletir as previsões de oferta e demanda de energia e demais aspectos do setor elétrico, exigindo o desenvolvimento de pesquisa que permitam avaliar os diversos cenários e agentes envolvidos no processo de comercialização de energia.
Palavras-chave: Técnicas de Otimização, Inteligência Artificial, Dinâmica de Sistemas, Comercializaçao de Energia Elétrica, Tarifas de Energia Elétrica.

Título: Estimação de Estados em Sistemas Elétricos de Potência - Modelagem em Tempo Real e Processamento de Erros
Equipe: Profa. Elizete M Lourenço
Ementa: Neste projeto são pesquisadas e desenvolvidas técnicas de modelagem em tempo real da rede elétrica para estudos de estimação de estados. As pesquisas envolvem o processamento simultâneo de erros em medidas e erros na topologia da rede na estimação de estados generalizada, que considera a modelagem da rede no nível de seção de barras. Novas técnicas de análise de observabilidade de sistemas elétricos de potência são também alvo desta pesquisa, bem como a avaliação do impacto da inserção de unidades de medição fasorial e informações a priori nessa análise e nos estudos de estimação de estados. Técnicas desenvolvidas em estudos anteriores serão amplamente exploradas na busca do aprimoramento das ferramentas propostas.
Palavras-chave: Estimação de Estados, Processamento de erros, Identificação de Erros de Topologia, Análise de Observabilidade.

Título: Modelagem de Redes Elétrica no Nível de Seção de Barras
Equipe: Profa. Elizete Maria Lourenço, Profa. Thelma S P Fernandes e Prof. Odilon Luis Tortelli
Ementa: As metodologias convencionais existentes para cálculo de fluxo de potência, fluxo de potência ótimo e curto-circuito utilizam a modelagem barra-ramo da rede elétrica. Esta modelagem simplificada impede a análise dos componentes internos às subestações, que, quando necessária, requer a adoção de técnicas de pós-processamento, num processo dispendioso de tempo e precisão. Este projeto propõe a formulação e desenvolvimento de ferramentas de análise em regime permanente considerando a modelagem no nível de seção de barras para a rede elétrica, através da representação explícita de chaves e disjuntores. Os estudos envolvem incialmente as ferramentas clássicas de fluxo de potência, fluxo de potência ótimo e cálculo de curto-circuito, bem a aplicação da técnica nos estudos de reconfiguração da rede elétrica.
Palavras-chave: Modelagem da Rede Elétrica, Fluxo de Potência, Fluxo de Potência Ótimo, Calculo de Curto-Circuito

Título: Impactos da Expansão da Geração Distribuída em Sistemas de Elétricos de Potência
Equipe: Profa Elizete Lourenço, Prof. Odilon L. Tortelli, Prof. Roman Kuiava
Ementa: A conexão de pequenos geradores de energia elétrica diretamente nas redes de distribuição (o qual recebe a denominação de geração distribuída) oferece vários benefícios técnicos, econômicos e ambientais. No entanto, pelo fato desta prática ainda ser recente, vários estudos técnicos sobre os possíveis impactos (tanto positivos, como negativos) da geração distribuída nas próprias redes de distribuição, como também, nos sistemas de transmissão de energia elétrica (T) ainda precisam ser realizados. De um modo geral, a inclusão de geradores diretamente nas redes de distribuição torna mais complexa a relação entre fornecedor e consumidor de energia elétrica e questões técnicas e comerciais podem ser mais difíceis de serem avaliados. Neste contexto, este projeto de pesquisa tem por objetivo avaliar os possíveis impactos da conexão de geradores em redes de distribuição na operação dos sistemas de geração e transmissão de energia elétrica. Aspectos técnicos relacionados aos métodos de cálculo de fluxo de potência e estimação de estados para sistemas de distribuição e sistemas interconectados de T&D, bem como questões relativas à estabilidade de tensão, e a coordenação de estabilizadores de potência deverão ser investigados nesta pesquisa.
Palavras-chave: Smart Grids, T&D, Fluxo de Potência, Estimação de Estados, Geração Distribuída, Estabilidade de Tensão

Título: Desenvolvimento de abordagens de sistemas inteligentes aplicadas a otimização, identificação e previsão de séries temporais em sistemas elétricos de potência
Equipe: Prof. Leandro dos Santos Coelho
Ementa: Este projeto tem por objetivo a análise, o projeto e a validação de sistemas inteligentes (redes neurais artificiais, sistemas fuzzy, algoritmos evolutivos, inteligência de enxames, computação quântica, computação quântica e teoria do caos) para aplicações em sistemas elétricos de potência, tais como otimização do despacho econômico de energia elétrica, previsão de séries temporais do setor de energia, otimização de fluxo de potência, otimização multi-objetivo de sistemas de controle e alocação de bancos de capacitores, entre outros.

Título: Modelagem de sistemas elétricos de potência na forma de sistemas Fuzzy Tagagi-Sugeno para estudos de estabilidade durante transições entre pontos de equilíbrio.
Equipe: Prof. Roman Kuiava.
Ementa: Definições classicas de estabilidade de pontos de equilíbrio de sistemas de potência (e para qualquer sistema dinâmico) são baseadas em análise das trajetórias do sistema em resposta a certas perturbações ou condições iniciais. O cálculo de estimativas da área de atração é um importante problema em sistemas elétricos de potência tanto sob o ponto de vista teórico, como também, prático. Abordagens tradicionais para cálculo de estimativas de regiões de estabilidade assumem que tal região contém um único ponto de equilíbrio e, com isso, as transições entre pontos de equilíbrio que podem ocorrer durante a operação do sistema não são levadas em consideração na análise de estabilidade. A importância em estudar o comportamento dinâmico de sistemas de potência durante as transições entre pontos de equilíbrio reside no fato de que a freqüência de eventos de natureza descontínua (por exemplo, faltas permanentes ou temporárias, ou mesmo manobras envolvendo desligamentos programados) e variações de carga pode ser elevada durante um determinado período de tempo de operação. É neste contexto que este trabalho se insere. O objetivo principal desta pesquisa é, então, avaliar sob quais condições as variações ao longo do tempo entre pontos de equilíbrio de sistemas de energia elétrica mantém o sistema operando de forma estável. O foco é estudar este problema a partir de uma representação do sistema em estudo na forma de um sistema Fuzzy Tagagi-Sugeno, fornecendo condições (na forma de desigualdades matriciais lineares) que garantam a sua estabilidade, sob a abordagem dada pelo conceito de estabilidade prática (ou, do inglês, practical stability).

Título: Aplicações de Inteligência Computacional para Sistemas de Potência e Smart Grids
Equipe: Prof. Alexandre Rasi Aoki (coordenador), Mariana Cristina Coelho, André Katayama dos Santos, Thiago Enrique Volpe Pereira, Eliane Silva Custódio.
Ementa: A aplicação de técnicas de Inteligência Computacional em Sistemas Elétricos de Potência iniciou-se com a publicação do trabalho de SAKAGUCHI & MATSUMOTO (1983), ambos da Mitsubishi Electric Corporation. Nesse trabalho os autores utilizaram um sistema baseado em conhecimento, desenvolvido em Interlisp que possuía dezesseis regras, capaz de colaborar com o operador no processo de tomada de decisão numa situação de restabelecimento. Esse sistema era capaz de raciocinar sobre as possíveis alterações topológicas para restabelecer o sistema e as suas consequências, em termos de sobrecargas nas linhas. A aplicação de sistemas inteligentes em sistemas elétricos de potência ganhou bastante prestígio dentro e fora da comunidade científica, desde 1994 há uma conferência internacional em aplicação de sistemas inteligentes em sistemas de potência (International Conference on Intelligent System Application to Power Systems - ISAP). Embora não haja uma definição padrão mundial, Smart Grids são redes inteligentes de energia elétrica que podem integrar inteligentemente o comportamento e as ações de todos os usuários conectados a ela - produtores, consumidores e aqueles que fazem as duas coisas - a fim de prover o fornecimento de energia com eficiência, sustentabilidade e economia. As Smart Grids utilizam tecnologias e serviços inovadores em conjunto com o monitoramento inteligente, controle, comunicação e tecnologias de restabelecimento automático. O objetivo principal deste projeto é desenvolver sistemas inteligentes capazes de auxiliar os operadores de sistemas elétricos e Smart Grids no desenvolvimento de suas atividades de operação. Esses modelos deverão suportar a implementação de aplicações para subestações elétricas, para sistemas de distribuição, para Smart Grids e para sistemas elétricos como um todo operando em conjunto e colaborando entre si.
Palavras-chave: Inteligência artificial. Smart Grid. Sistemas Elétricos de Potência.

Título: Desenvolvimento de Metodologias para Análise de Segurança Dinâmica, no Contexto de Estabilidade Transitória e à Pequenas Perturbações, de Sistemas Elétricos de Potência.
Equipe: Prof. Roman Kuiava(coordenador)
Ementa: O conceito de estabilidade no regime transitório de sistemas elétricos de potência (SEPs) está relacionado com o comportamento dinâmico do sistema quando o mesmo é retirado de uma condição de operação em equilíbrio por meio de uma perturbação ou distúrbio. O período que segue logo após a ocorrência de uma perturbação é chamado de período transitório. Em sistemas elétricos de potência, a característica desse período é, por natureza, oscilatória. Quando essas oscilações são amortecidas ao longo do tempo, então, diz-se que o sistema é estável. Quando ocorre o contrário, o sistema é considerado instável. São infinitas as perturbações que podem ocorrer num sistema de potência, sendo que, de acordo com a natureza delas, derivam-se duas categorias de estabilidade: estabilidade a grandes perturbações (ou estabilidade transitória) e estabilidade a pequenas perturbações (ou também conhecida como estabilidade dinâmica). Essa classificação é bastante adequada, uma vez que ela define a abordagem matemática para se resolver o problema, no caso, utilizam-se modelos algébricos-diferenciais não-lineares e lineares, respectivamente, para estudos de estabilidade transitória e de estabilidade dinâmica. A análise de segurança dinâmica de um SEP no contexto de estabilidade transitória tem como objetivo principal identificar (em tempo real), a partir de uma lista de contingências definidas pelo operador do sistema, aquelas que são críticas ao sistema, ou seja, as que vão instabilizar o sistema, caso elas ocorram. Por outro lado, a análise de segurança dinâmica de um SEP no contexto de estabilidade dinâmica tem como objetivo principal avaliar (em tempo real) o amortecimento dos modos eletromecânicos de oscilação e a robustez dos estabilizadores em operação, dados o nível de carregamento do sistema e a configuração atual da rede elétrica. Neste contexto, este projeto de pesquisa visa o desenvolvimento de algoritmos computacionais e metodologias de análise para avaliação da segurança dinâmica nos contextos de estabilidade transitória e à pequenas perturbações de SEPs. No contexto de estabilidade transitória busca-se o desenvolvimento de algoritmos de filtragem e classificação de contingências por meio de métodos diretos usando o conceito de margem de estabilidade na primeira oscilação. No contexto de estabilidade dinâmica busca-se o desenvolvimento de uma metodologia de identificação em tempo real dos modos eletromecânicos de oscilação usando métodos de estimação modal (ESPRIT e PRONY) e redes neurais
Palavras-chave: Estabilidade. Sistemas Elétricos de Potência.

Título: Desenvolvimento de conversores estáticos para conexão das fontes alternativas de energia com a rede elétrica de distribuição
Equipe: Prof. João Américo Vilela Júnior (coordenador)
Ementa: A Geração Distribuída (GD) tem crescido significativamente e a necessidade de dispositivos inteligentes para gerenciar essas novas fontes de energia são imprescindíveis. Nesse contexto, este projeto busca aprimorar os conversores estáticos presentes na GD, entre eles os Inversores Grid-Tie, responsáveis por transferir a energia produzida pelos painéis fotovoltaicos, pelos geradores eólicos, pelas células combustíveis e pelos elementos acumuladores de energia para a rede elétrica de distribuição. Essas fontes alternativas de energia têm impacto na distorção harmônica de tensão e corrente da rede, nos níveis de tensão no ponto de conexão desses equipamentos e em vários outros aspectos da qualidade de energia da rede elétrica, carecendo, dessa forma, de estudos e aprimoramentos dos equipamentos. Pesquisas para desenvolvimento de novas topologias de conversores estáticos e aperfeiçoamento das malhas de controle desses dispositivos são alguns dos aspectos que necessitam de estudos na área de eletrônica de potência. Esses estudos buscam o desenvolvimento de conversores estáticos que, ao invés de deteriorar a qualidade de energia elétrica da rede de distribuição, contribuem para sua melhora, minimizando as flutuações de tensão e os transitórios de carga, e até reduzindo a distorção harmônica de tensão e corrente presentes na rede elétrica.
Palavras-chave: Eletrônica de potência, Fontes alternativas de energia, Geração distribuída, Smart Grids.

Título: Análise em Regime Permanente de Sistemas de Transmissão e Distribuição no novo contexto do Setor Elétrico.
Equipe: Odilon Luis Tortelli (Coordenador), Elizete Maria Lourenço.
Ementa: O projeto visa desenvolver metodologias de análise em regime permanente que alcancem as transformações que estão em curso no sistema elétrico, notadamente a incorporação de fontes de geração distribuída em diferentes patamares de tensão da rede elétrica e a incorporação de novos dispositivos de controle, que, em conjunto encaminham uma nova arquitetura das redes de transmissão e distribuição, com características de topologia e interconexão diferenciadas da estrutura convencional, estando associada ao conceito de redes inteligentes e microredes de energia elétrica.
Palavras-chave: Sistemas de Transmissão e Distribuição, Fluxo de Potência, Geração Distribuída, Smart Grids, Microgrids.

Título: Estudo da Dinâmica Quântica em Grafenos, Análogos Ópticos, Polímeros e Sistemas Nanoestruturados.
Equipe: Prof. César Augusto Dartora (Coordenador), Prof. Guillermo Gerardo Cabrera (UNICAMP), Kleber Z. Nóbrega (UFMA), Dante Homero Mosca, Claudia E. B. Marino.
Ementa: O carbono, pertencente à Família IV-A da tabela periódica, é possivelmente o mais versátil dos elementos devido à sua imensa capacidade de, através da hibridização nas formas sp, sp2 e sp3, produzir a conformação geométrica da camada de valência mais adequada à formação de ligações químicas nas circunstâncias dadas, podendo formar desde sólidos cristalinos até os mais variados gases, passando pelas fases amorfas e poliméricas, sendo ainda o elemento essencial da química orgânica. Para citar dois exemplos relevantes , na hibridização sp2 os átomos de carbono formam uma rede hexagonal de empacotamento que dá origem ao grafite, em geral quebradiço e com boas propriedades condutoras para a eletricidade, ao passo que o arranjo tetraédrico, devido à hibridização sp3, resulta no diamante, material de alta dureza e excelente isolante. No grafeno, um alotropo bidimensional do carbono com rede cristalina do tipo colméia, os elétrons se comportam como férmions de Dirac sem massa, emulando assim o comportamento de partículas relativísticas em 1+2 dimensões. No presente projeto, além do estudo de simetrias de calibre e supersimetrias aplicados à matéria condensada, permitindo assim definir rigorosamente a densidade de corrente de carga e spin, propomos estudar a dinâmica quântica dos elétrons no grafeno, sob a ação de estímulos externos arbitrários, através de métodos analíticos e/ou simulação computacional da equação de Dirac. Além disso, a existência de análogos ópticos será investigada e adicionalmente, serão considerados modelos simples para o estudo das bandas de energia, fotocondutividade e transições de fase estruturais e/ou de propriedades em polímeros ou sua estruturação em camadas com potenciais aplicações em dispositivos fotovoltaicos. Estudos teórico-experimentais envolvendo a caracterização elétrica e magnética de materiais, utilizando as facilidades do Laboratório de Magnetismo, Medidas e Instrumentação (LAMMI), podem ser realizados em baixas temperaturas, através de sistema de criogenia com temperatura de base de 9K, que foi adquirido através da Chamada Universal, sob o número CNPq 471521/2013-2. Este projeto está vinculado à bolsa de Produtividade em Pesquisa processo 301894/2014-0.

Título: Pesquisa e Desenvolvimento em Instrumentação
Equipe: Prof. Eduardo Parente Ribeiro, Prof. Marlio do Couto Bonfim, Profª. Giselle Lopes Ferrari Ronque e Prof. André Mariano
Ementa: Este projeto visa a pesquisa e o desenvolvimento de sistema de instrumentação para o monitoramento de sinais com aplicação na industria, meio-ambiente e na área médica. Diversos tipos de sensores podem ser utilizados para a transdução dos sinais de interesse. O condicionamento eletrônico e posterior conversão analógico-digital é aplicado para o processamento digital dos sinais. Este projeto engloba o estudo de todas as etapas do desenvolvimento desses sistemas de instrumentação.

Título: Pupilometria dinâmica: aplicação na detecção e avaliação da neuropatia autonômica
Equipe: Profª. Giselle Lopes Ferrari Ronque, Prof. Alessandro Zimmer e Prof. André Mariano
Ementa: A neuropatia autonômica é uma das complicações mais comum e séria de diversas doenças como diabetes, alzeimer, esclerose múltiplas e depressão. Detecção precoce é essencial para uma terapia intervencional apropriada. A pupilometria dinâmica é um equipamento simples que permite a avaliação da disfunção autonômica pupilar. O objetivo dessa pesquisa é investigar a resposta da pupila em voluntários com e sem neuropatia autonômica cardiovascular (NAC), e em voluntários com e sem neuropatia periférica (NP) usando a pupilometria dinâmica. Neste estudo, duas condições experimentais serão aplicadas. Durante a primeira condição experimental, um flash será disparado e a resposta da pupila será registrada por 3 segundos. Na segunda condição experimental, uma seqüência de 25 flashes com freqüência de 1 Hz será disparada e a reposta da pupila será registrada durante 30 segundos. Os resultados preliminares obtidos nesse estudo mostraram que voluntários diabéticos com e sem NAC, e com ou sem NPD têm disfunção simpática e parassimpática, evidenciada pela amplitude do reflexo diminuído e raio da pupila significantemente reduzido no início dos testes. Isto sugere que a disfunção autonômica pupilar ocorre antes de um envolvimento generalizado do sistema nervoso autonômico. Pupilometria dinâmica pode ser utilizada como um equipamento simples, barato e não-invasivo para avaliar neuropatia autonômica.
Palavras chave: Engenharia Biomédica, pupilometria dinâmica, sistema nervoso autônomo.

Título: Concepção de Circuitos e Sistemas Integrados
Equipe: Prof. André Mariano, Prof. Márlio Bonfim, Prof. Oscar Gouveia Filho, Prof. Bernardo R. B. de Almeida Leite
Ementa: Este projeto visa o desenvolvimento de circuitos e sistemas eletrônicos nos segmentos da eletrônica analógica, mista, digital e rádio-frequência (RF). O objetivo será de contribuir para o desenvolvimento de soluções inovadoras que possibilitem a melhoria do desempenho dos sistemas integrados compatíveis com a evolução das tecnologias de integração. Este projeto engloba tanto as soluções completamente integradas (fabricação em substrato de silício) quanto às soluções embarcadas utilizando dispositivos integrados programáveis. Estes últimos constituem uma etapa importante para a validação de soluções digitais antes da integração total do sistema em CIs. Palavras-chave: microeletrônica, design de circuitos integrados, VLSI, tecnologia MOS, circuitos “low-power”, FPGA, linguagem de descrição de hardware (HDL)

Título: Redes de Sensores sem Fio
Equipe: Prof. André Mariano, Prof. Eduardo Parente Ribeiro, Prof. Giselle Lopes Ferrari Ronque, Prof. Oscar Gouveia Filho, Prof. Evelio M. G. Fernández, Prof. Bernardo R. B. de Almeida Leite
Ementa: Este projeto visa o estudo e aplicação dos diferentes sistemas rádio-frequência (RF) dedicados as redes de sensores. Os principais aspectos a serem abordados são a compatibilidade entre os diferentes sistemas RF, o diagnóstico de sistemas complexos, a otimização do consumo de potência, a topologia das redes, a configuração avançada de dispositivos e o desenvolvimento de ferramentas de auxílio ao projeto de redes sem fio.
Palavras-chave: Wireless Sensor Network, comunicação sem fio, circuitos low-power, ZigBee.

Título: Veículos aéreos não tripulados (VANTs)
Equipe: Prof. Marlio Bonfim, Prof. Gideon Villar, Prof. Eduardo Parente Ribeiro
Ementa: Esta linha de pesquisa visa ao desenvolvimento e aprimoramento de técnicas de controle voltadas à dirigibilidade de VANTs com propulsão elétrica. O desenvolvimento de um VANT voltado à agricultura de precisão está em andamento, cujo objetivo principal é a aquisição de imagens e vídeos de alta resolução. Estão sendo testadas várias técnicas de controle, dentre elas o PID convencional e o PID adaptativo utilizando lógica Fuzzy. O protótipo de um VANT funcional está em fase final de desenvolvimento, sendo que a continuidade do trabalho focará principalmente melhorias no sistema de controle de modo a torná-lo mais robusto.

Título: Desenvolvimento de um Analisador não Invasivo de Icterícia Neonatal
Equipe: Marlio Bonfim, Profa. Gisele Lopes Ferrari, Profa. Monica Cat e Prof. André Mariano
Ementa: Dentre os problemas de saúde que atingem os recém-nascidos nos primeiros dias destaca-se a icterícia neonatal, causada pelo excesso de bilirrubina no sangue e ocorre em cerca de 80% dos recém-nascidos. O excesso de bilirrubina, se não tratado a tempo, pode causar danos irreversíveis ao neonato, como anomalias físicas, cegueira e perda de audição. Este projeto visa ao desenvolvimento de um analisador não invasivo de icterícia neonatal que se baseia na refletância da luz pela pele, analisada através do espectro óptico obtido através da emissão e recepção de quatro feixes de luz em diferentes comprimentos de onda. Cada cor da luz incidente é refletida pela pele com diferentes intensidades, dependendo de fatores como a pigmentação e o nível de bilirrubina no sangue. Através de uma análise e processamento do sinal de refletância para as várias cores da medida, é possível determinar o nível de bilirrubina no paciente. Um protótipo deste sistema já foi desenvolvido e teve seu funcionamento comprovado através de medidas comparativas realizadas em diversos neonatos no Hospital de Clínicas da UFPR. O andamento do projeto se dará em duas linhas: 1) aprimoramento do protótipo existente; 2) desenvolvimento de um novo sistema de medida sem contato.

Título: Projeto de circuitos integrados e componentes passivos para sistemas de comunicação sem fio
Equipe: Prof. Bernardo R. B. de Almeida Leite
Ementa: Este projeto de pesquisa se estrutura especialmente em torno do projeto de circuitos integrados para aplicações sem fio. O estudo, a especificação, o projeto, a simulação, a implementação física, e o teste de circuitos de radiofrequência e mistos em tecnologias CMOS serão realizados, com a aplicação de soluções inovadoras visando à otimização de seus desempenhos. Ainda, serão assim abordados o estudo, projeto, simulação eletromagnética e modelagem de componentes passivos como linhas de transmissão, indutores, transformadores, baluns e combinadores de potência em tecnologias avançadas de silício.

Título: Desenvolvimento de Sistemas e Arquiteturas de Rádio Frequência para Comunicação sem Fio
Equipe: Prof. Luis Henrique A. Lolis
Ementa: Esse projeto visa propor soluções a nível de sistemas para transmissores e receptores de Radiofreqüência (RF) flexíveis e capazes de se adaptar às diferentes normas bem como fio fazer uso otimizado e oportunista do canal de comunicação. As atividades englobam propor, dimensionar, modelar e simular essas arquiteturas de transmissores e receptores RF. Os blocos constituintes dessas arquiteturas são especificados de acordo com as diferentes normas e poderão ser posteriormente desenvolvidos dentro do projeto de Concepção e Circuitos e Sistemas Integrados. Pretende-se alcançar dois objetivos principais: também aumentar a eficiência energética na transmissão de dados através de um desempenho configurável do receptor e que o mesmo seja compatível com múltiplas normas de comunicação. Técnicas inovadoras como por exemplo o processamento do sinal no tempo discreto com capacitores chaveados e filtragem imagem através do processamento de sinais analíticos (sinais complexos) aparecem como soluções mais adaptadas a miniaturização das tecnologias integradas.

Título: Estudo da Interferência Eletromagnética em Fontes de Alimentação Chaveadas
Equipe: Prof. Marlio Bonfim, Prof. João Américo, Prof. Wilson Artuzi
Ementa: A interferência eletromagnética (EMI) presente nas Fontes de Alimentação Chaveadas e nos Inversores de Frequência podem prejudicar sua operação, gerando instabilidades no sistema de controle, reduzindo o rendimento e comprometendo sua vida útil. A distribuição dos elementos de chaveamento (transistores) e dos elementos magnéticos na placa, bem como o layout do circuito impresso são fatores decisivos para reduzir o efeito da EMI. O trabalho proposto pretende investigar como a disposição dos semicondutores e dos elementos magnéticos na placa de circuito impresso alteram o efeito da EMI, possibilitando dispor esses componentes de forma a minimizar essas interferências. Para esse estudo serão realizadas simulações eletromagnéticas utilizando métodos de elementos finitos no domínio do tempo (FETD), que serão validadas através de medidas experimentais em circuitos.

Título: Desenvolvimento de Métodos de Identificação e Controle para Sistemas Complexos
Equipe: Prof. Gustavo Henrique da Costa Oliveira e Prof. Gideon Villar Leandro
Ementa: Este projeto tem por objetivo analisar e desenvolver métodos de identificação e controle para sistemas complexos, e aborda aspectos fundamentais em modelagem, análise, síntese e implementação de sistemas de controle avançado em malha-fechada. Os trabalhos levam em consideração a aplicabilidade dos métodos e características específicas da dinâmica dos processos a serem controlados, como: incertezas, não-linearidades, restrições no controle e na saída. Ênfase é dada às questões teóricas fundamentais e suas aplicações. No atual momento, tem-se dedicado a aplicações nas áreas de Petroquímica e Sistemas de Potência.
Palavras-chaves: identificação de sistemas, controle de processos, controle avançado, sistemas dinâmicos, industria petroquímica, controle de velocidade e freqüência, smart grids.

Título: Otimização e Diagnostico de Sistemas Utilizando Metaheurísticas
Equipe: Prof. Gideon Villar Leandro
Ementa: Este projeto visa a elaboração de modelos matemáticos de sistemas de tempo contínuo e a eventos discretos, cujas dinâmicas em muitos casos dependem do homem e suas decisões. Ele tem por objetivo analisar e simular, especialmente com uso de métodos numéricos e experimentais, os sistemas cujas dinâmicas são regidas pelo tempo ou por eventos. Ênfase é dada às questões teóricas fundamentais e suas aplicações. Atualmente estão sendo desenvolvidos algoritmos e aplicativos para simulação numérica e otimização de sistemas em diversas áreas.
Palavras-chaves: sistemas a eventos discretos, controle inteligente, redes neurais, lógica fuzzy, algoritmos evolutivos, sistemas híbridos.

Título: Metaheurísticas da computação natural aplicadas à modelagem, controle e otimização de sistemas
Equipe: Prof. Leandro dos Santos Coelho Ementa: Este projeto tem por objetivo propor e validar novas metaheurísticas da Computação Natural (abrange a área de Inteligência Artificial em sentido mais amplo) combinadas com abordagens da Computação Quântica e Teoria do Caos no âmbito de aplicações em controle de processos não-lineares, biomecânica esportiva (foco em natação competitiva), identificação de sistemas não lineares, robótica e engenharia de confiabilidade de sistemas.
Palavras-chave: inteligência artificial, redes neurais artificiais, sistemas fuzzy, algoritmos evolutivos, inteligência de enxames, computação quântica, teoria do caos, sistema de controle, biomecânica esportiva, engenharia de confiabilidade, identificação de sistemas.

Título: Estudo Teórico-Experimental de Propagação de Ondas Eletromagnéticas e Caracterização de Antenas em Diversas Faixas de Frequência
Equipe: Cesar Augusto Datora
Ementa: O estudo da propagação e geração de ondas eletromagnéticas é de fundamental importância em diversas áreas da pesquisa científica e aplicação tecnológica, cabendo destacar os sistemas de comunicações móveis sem-fio, comunicações via-satélite, radar, dispositivos e sistemas de GPS. Apesar de ter cedido espaço para as comunicações ópticas guiadas por fibra óptica, a faixa das microondas ganhou novo impulso na década de 1990 com a expansão em escala global da telefonia móvel celular e suas ilimitadas possibilidades. Este projeto visa o estudo de efeitos de atraso, atenuação por absorção, dispersão e difração na propagação das ondas em meios materiais, bem como o estudo e caracterização de antenas, sobretudo na faixa das micro-ondas.

Título: Eletrodinâmica Computacional de Alto Desempenho.
Equipe: Prof. Wilson Artuzi, Prof. Marlio Bonfim
Ementa: A eletrodinâmica computacional é a área de estudo que compreende os métodos numéricos usados para obter a solução das equações diferenciais parciais de Maxwell visando à interação de ondas eletromagnéticas com objetos físicos e o ambiente. Na prática, o uso da eletrodinâmica computacionl permite analisar com detalhe o comportamento de dispositivos de rádio frequência, microondas e ópticos e auxilia a compreensão de problemas que envolvem propagação e interferência de ondas eletromagnéticas. Embora não exista um método numérico universal que possa ser considerado como o mais eficiente nesse extenso leque de aplicações, o método dos elementos fintitos torna-se uma poderosa ferramenta de análise quando a geometria é complexa e a precisão desejada para a solução é variãvel no domínio espacial do problema. Este projeto de pesquisa consiste na investigação e implementação de alternativas eficientes que permitam aumentar o desempenho do método dos elementos finitos no contexto da eletrodinâmica computacional abordando tópicos como: processamento paralelo, funções de base de alta ordem, elementos curvilíneos, modelos não-lineares.
Palavras-chave:eletrodinãmica computacional, método dos elementos finitos, ondas eletromagnéticas.

Título: Desenvolvimento de modelos comportamentais de amplificadores de potência para sistemas de comunicações móveis e de linearizadores para os mesmos.
Equipe: Prof. Eduardo Gonçalves de Lima (coordenador)
Ementa: Em sistemas modernos de comunicação sem fio, a informação modula uma portadora de RF, tanto em amplitude quanto em fase, com o objetivo de melhorar a eficiência espectral. Entretanto, devido à envolvente ser variável, existe um compromisso entre linearidade e eficiência energética. A menos que um esquema de linearização seja implementado na cadeia de transmissão, o amplificador de potência deve ser operado em baixos níveis de potência para cumprir rigorosas exigências de linearidade, causando uma redução da eficiência energética. Seja para o projeto de sistemas de comunicação ou para o propósito de linearização, necessita-se de um modelo de amplificador de potência que apresente uma baixa complexidade computacional e represente de maneira precisa a relação entre os sinais complexos de informação na sua entrada e na sua saída. Nesse contexto, o presente projeto tem por objetivo o desenvolvimento de modelos comportamentais de amplificadores de potência para sistemas de comunicações móveis e de linearizadores para os mesmos.

Título: Concepção de Rádioenlace em Altas Frequências
Equipe: Prof. Horacio Tertuliano Filho
Ementa: A concepção de um enlace de comunicação requer não só habilidade técnica por parte do projetista, mas também e acima de tudo o conhecimento da legislação nacional e internacional vigente (recomendações do ITU e recomendações da ANATEL dentre outras), bem como de todos os fatores que podem vir a degradar a confiabilidade do mesmo. Este projeto de pesquisa tem por objetivo, equacionar os parâmetros geométricos, de freqüência e potência que para as faixas de freqüências comerciais e para os grandes centros urbanos tanto degradam a qualidade do mesmo. Ênfase especial é dada as atenuações ocorridas nos grandes centros urbanos. Os aspectos de rádio propagação indoor e outdoor são levados em consideração bem como a utilização de um modelo especifico desenvolvido em laboratório de pesquisa para equalização destes fatores.
Palavras-chave: Telecomunicações, Teoria Eletromagnética, Microondas, Propagação de Ondas, Antenas, Antenas Adaptativas, Cobertura de Sistemas Celulares, Aplicações / Serviços, Componentes Dedicados.

Título: Métodos numéricos aplicados à análise de circuitos de RF e microondas
Equipe: Prof. Eduardo Gonçalves de Lima (coordenador)
Ementa: O projeto assistido por computador de sistemas modernos de comunicações móveis demanda por simulações numéricas que impõem severas restrições aos métodos numéricos tradicionais para a análise de circuitos eletrônicos. Enquanto que o método do equilíbrio harmônico não é adequado a esta aplicação, uma vez que o mesmo é limitado a análise em regime estacionário (e, portanto, para excitações periódicas), o método de simulação de transitório é capaz de realizar esta simulação porém exige um enorme esforço computacional. Nesse contexto, recentemente foram propostas diversas técnicas numéricas, conhecidas por métodos de envoltória, que, através de uma combinação engenhosa das análises no domínio do tempo e da frequência, exploram o comportamento passa-faixa dos sinais envolvidos e, dessa forma, são capazes de realizar as simulações necessárias com um esforço computacional muito menor em comparação com o método de transitório, baseado exclusivamente no domínio do tempo. O objetivo deste projeto é o estudo comparativo dos diferentes métodos de envoltória disponíveis na literatura.

Título: Transmissores com alta eficiência energética para sistemas de comunicações móveis de 4G
Equipe: Prof. Eduardo Gonçalves de Lima (coordenador)
Ementa: A quarta geração (4G) de sistemas para comunicações móveis oferece a promessa de desempenho competitivo com os atuais modems a cabo em um cenário de completa mobilidade. Entretanto, o atual ritmo de crescimento das aplicações sem fio tem aumentado drasticamente a potência consumida por esses sistemas. Isso traz consequências indesejáveis para a estação-base, cujos transmissores são responsáveis por mais de 60% da energia total consumida, e também para o usuário, uma vez que os avanços na tecnologia das baterias para portáteis não seguem o mesmo ritmo de desenvolvimento. Como consequência, o projeto de transmissores para sistemas 4G tem sido guiado pela busca de alta eficiência energética. Isso implica praticamente abandonar a amplificação linear clássica, baseada na operação dos transistores em classes lineares (A, AB e B) e em baixos níveis de potência. Este projeto tem por objetivo a busca por novas arquiteturas de transmissores, capazes de manter o transmissor operando com alta eficiência energética em uma ampla faixa de potência de saída, e a implementação digital (FPGAs ou ASICs) de linearizadores digitais em banda-base, para explorar a operação dos transmissores na faixa de alta eficiência energética e ao mesmo tempo cumprir as rigorosas exigências de linearidade.

Título: Melhoria da qualidade de vídeo streaming sobre LTE
Equipe: Prof. Carlos Marcelo Pedroso
Ementa: Uma das principais aplicações em uso sobre a rede LTE é o streaming de vídeo. A reserva de recursos (frequências vs. tempo) no LTE é realizada de maneira centralizada pela estação rádio base (eNodeB). O objetivo deste projeto é propor alterações nos algoritmos de escalonamento de recursos para obter melhorias de qualidade de reprodução de vídeo. A utiliza o simulador NS3 na implementação de novos módulos, testes e comparação de desempenho. Programação em C/C++ é fundamental.

Título: Sistemas VoD para IPTV
Equipe: Prof. Carlos Marcelo Pedroso
Ementa: O IPTV (Internet Protocol Television) é um serviço multimídia de entrega de TV/vídeo/áudio/dados sobre uma rede baseada no protocolo IP (Internet Protocol). O serviço VoD (Video on Demand) permite que o usuário tenha acesso à vídeos armazenados em um servidor, com interação que permite avançar, retroceder e pausar o vídeo. A transmissão em unicast para tais sistemas se tornará proibitiva, devido ao alto volume de tráfego gerado. Desta forma, torna-se importante o estudo de novas abordagens para implementação de sistemas VoD, incluindo sistemas híbridos P2P, algoritmos de distribuição de conteúdo e tecnologias multicast.

Título: Transmissão multimedia para sistemas VoD para IPTV
Equipe: Prof. Carlos Marcelo Pedroso
Ementa: Devido ao grande volume de tráfego, os sistemas IPTV serão obrigados a implementar transmissão multimedia no núcleo da rede. Para os canais transmitidos em broadcast, a tecnologia disponível é adequada. No entanto, considerando sistemas VoD, surgem novos desafios para implementação de multicast, de forma a reduzir a necessidade de banda – o uso de multicast com VoD impacta na qualidade do serviço ofertado, resultando em redução do nível de interação do usuário. Deseja-se estudar novos algoritmos que superem os métodos atuais disponíveis.

Título: Aplicação da gerência ativa de filas para melhoria de qualidade em video streaming sobre IP.
Equipe: Prof. Carlos Marcelo Pedroso
Ementa: O tráfego gerado pelos sistemas IPTV apresenta um comportamento em rajada, devido aos algoritmos utilizados para a codificação de vídeo (codecs) possuírem características de taxa variável. O comportamento em rajada do tráfego pode levar a situações de congestionamento temporário, com descarte de pacotes. É conhecido que em sistemas IPTV um nível de descarte de 1% ou mais pode resultar em uma grande degradação da QoE (Quality of Experience). Neste projeto serão estudados algoritmos de gerência ativa de filas, implementados nos roteadores, que permita reduzir o nível de descartes e melhorar a QoE na transmissão de vídeo H.264/SVC ou H.265.

Título: Machine-to-Machine Communication (M2M) over LTE Networks.
Equipe: Prof. Carlos Marcelo Pedroso
Ementa: A tecnologia 3GPP (Long Term Evolution, LTE) é considerada uma solução promissora para integração de sistemas Smartgrid porque ela provê largura de banda e baixa latência. No entanto, o LTE não foi projetado originalmente para aplicações deste tipo, que possuem como padrão a transmissão de mensagens pequenas em curtos períodos de tempo. O escalonamento de recursos do LTE utiliza um sistema de acesso randômico para possibilitar que um dispositivo móvel solicite à eNodeB a alocação de recursos para transmissão. Como este tipo de aplicação exige a transmissão de pequenas mensagens em curtos períodos, o acesso randômico tem apresentado prolemas de bloqueio (a rede fica livre, mas os canais de sinalização ficam saturados). O objetivo deste projeto é estudar os diversos métodos disponíveis para resolver o problema de bloqueio no acesso randômico para comunicação M2M no LTE e propor melhorias.

Título: Comunicação de dados em sistemas multiabrigados
Equipe: Prof. Eduardo Parente Ribeiro (coordenador), Prof. Carlos Marcelo Pedroso.
Ementa: Sistemas multiabrigados (multihomed) possuem mais de uma conexão com a internet. Esta condição é inicialmente utilizada para aumentar a resiliência, mas pode proporcionar também uma melhoria na qualidade da comunicação em termos de redução da latência ou perdas de pacotes e aumento do “throughput”. Há algum tempo, o SCTP (Stream Control Transmission Protocol) foi padronizado pelo IETF como um novo protocolo de camada 4, se juntando aos protocolos TCP e UDP atualmente em uso. Este novo protocolo permite a utilização de multifluxos (multistream) em sistemas multiabrigados (multihomed). Este projeto visa estudar métodos de seleção de caminho para a melhoria do desempenho da comunicação.

Título: Projeto e Análise de Sistemas de Rádio Cognitivo
Equipe: Prof. Evelio M. García Fernández (coordenador), Prof. Luis Henrique Assumpção Lolis, Samuel Montejo Sánchez
Ementa: Este projeto está centrado na proposta e análise de novos esquemas de comunicação que utilizem o paradigma de rádio cognitivo, com o objetivo de aumentar o desempenho e diminuir o consumo de energia das comunicações sem fio. Nas redes de rádio cognitivo os usuários secundários (não licenciados) poderão transmitir na mesma banda de frequências que já está sendo utilizada pelos usuários primários (licenciados), desde que não interferiram a rede primária conseguindo-se, desta forma, um uso mais eficiente das bandas de frequências licenciadas. Havendo mais banda disponível por conta de um adequado gerenciamento espectral, é possivel que menos potência seja necessária para atingir a capacidade de transmissão de informação almejada. Para isto será importante identificar a relação de compromisso entre eficiência energética e qualidade de serviço que, por sua vez, impõe desafios adicionais no projeto de protocolos de camada MAC em sistemas de rádio cognitivo. Entre esses desafios este projeto pretende abordar o desenvolvimento de mecanismos de acesso ao meio que sejam capazes de se adaptar em ocasião de mudanças no meio ambiente circundante, estratégias para compartilhamento do espectro entre os usuários primários e secundários e projeto de algoritmos aplicando o intercâmbio de informações entre as diversas camadas da rede (multicamadas). Será investigado também o impacto que esta tecnologia pode ter no desempenho de sistemas de comunicações sem fio tais como redes ad hoc cognitivas, sistemas de comunicações móveis e redes de sensores sem fio e sua possível aplicação em Sistemas Smart Grid.
Palavras-chave: rádio cognitivo, rádio definido por software, canal relay, técnicas de diversidade, codificação de rede.

Título: Mecanismos para Transferência Conjunta de Informação e Energia em Redes de Comunicação sem Fio.
Equipe: Prof. Evelio M. García Fernández (coordenador)
Ementa: Este projeto tem como objetivo contribuir para a nova linha de pesquisa que integra transferência de energia e comunicação sem fio em um ambiente cooperativo. O objetivo principal consiste no desenvolvimento de mecanismos para a transferência conjunta de energia e informação que permitam aumentar o tempo de vida das redes cooperativas. Com esse objetivo, as principais técnicas de energy harvesting que têm sido investigadas na literatura serão descritas, novos mecanismos serão projetados a partir de esquemas e estratégias previamente propostos, e a eficiência destes mecanismos será avaliada tendo em conta diferentes condições operacionais, por meio de simulação computacional. Os mecanismos a serem projetados devem proporcionar ganhos significativos, em termos de eficiência energética, taxa de transferência de informação e probabilidade de outage, quando comparados com outras pesquisas semelhantes.
Palavras-chave: energy harvesting, comunicação cooperativa, rádio cognitivo, redes de comunicação sem fio.

Título: Redes Definidas por Software – RDS (Software Defined Networks - SDN)
Equipe: Prof. Eduardo Parente Ribeiro (coordenador)
Ementa: Redes definidas por software constituem um novo paradigma de arquitetura para se obter mais flexibilidade e eficiência no provimento de serviços de comunicação. Baseia-se no desacoplamento do plano de dados e plano de controle permitindo que a rede seja diretamente reconfigurável e as funções de rede possam ser virtualizadas. Um importante padrão atualmente utilizado é o protocolo openflow que define a comunicação entre o controlador e os elementos de rede (switches). Este projeto visa avaliar os ganhos proporcionados por esta arquitetura bem como pesquisar inovações que permitam melhorar escalabilidade e desempenho desta abordagem.