PPGEE - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

Mestrado/Doutorado

Área de Concentração: Computação Aplicada

Avaliação de Desempenho de Redes e Sistemas Distribuídos

Ementa: Motivação à avaliação de desempenho de sistemas computacionais distribuídos: finalidade, aplicabilidade, parâmetros considerados (dados de entrada e medidas de desempenho). Taxonomia das técnicas de avaliação de desempenho: aferição e modelagem. Técnicas de modelagem: redes de filas, redes de Petri e Statcharts. Soluções analíticas: visão geral dos processos estocásticos; processos Markovianos (Cadeias de Markov a tempo discreto e a tempo contínuo); teoria de filas (definições, notações, distribuições de probabilidades, casos particulares M/M/1, redes de Jackson, BCMP, decomposição hierárquica e limites de desempenho). Solução por simulação: natureza discreta e contínua; orientações a atividades, a eventos e a processos; etapas de uma simulação; linguagens e ferramentas para simulação; simulação distribuída (protocolos otimistas e conservativos). Estudos de casos.

Computação Evolutiva

Ementa: Conceitos Básicos de Otimização e Metaheurísticas. Introdução e conceitos fundamentais de sistemas evolucionários (Evolução, Seleção Natural, Genética). Introdução e conceitos fundamentais de Inteligência de Enxames. Algoritmos Genéticos: conceitos, modelagem, diversidade e aplicação. Estratégias Evolutivas: fundamentação teórica, exemplos de aplicação. Enxame de Partículas: conceitos, fundamentação e aplicação. Evolução Diferencial: conceitos, fundamentação e aplicação. Algoritmo Colônia de Formigas: conceitos, fundamentação e aplicação. Algoritmo do Vaga-Lume: conceitos, fundamentação e aplicação. Outros Algoritmos (Algoritmo do Morcego, Algoritmos Culturais, etc). Algoritmos Híbridos.

Computação em Nuvem

Ementa: A disciplina aborda conceitos e práticas de computação em nuvem, com ênfase na utilização de ferramentas de software para virtualização e experimentação, além de discutir desafios em aberto nas áreas de computação em nuvem, computação na borda e redes de comunicação.

Inteligência Artificial Aplicada a Cidades Inteligentes

Ementa: A transformação digital na contemporaneidade; Conceituação e definições de Smart Cities; Tecnologias estruturantes às Smart Cities: IOT, Big Data, Inteligência Artificial no contexto de cidades inteligentes; Estratégias de telecomunicações;Questões éticas, morais e legais em cidades inteligentes; Cidades inteligentes como ecossistemas de inovação; Indicadores e Smart Cities;Casos de estudo de Smart Cities: o projeto Smart City Canaã dos Carajás, o projeto IARA (Inteligência Artificial Recriando Ambientes).

Inteligência Computacional (Obrigatória)

Ementa: Considerações iniciais da área de Inteligência computacional. Inteligência computacional simbólica. Inteligência computacional conexionista. Inteligência computacional evolucionária. Inteligência computacional probabilística. Redes neurais artificiais. Modelo do Neurônio, Topologias de redes neurais artificiais. Sistemas Fuzzy: conjuntos nebulosos. Conjunto de regras Fuzzy. Algoritmos genéticos. Redes Bayesianas. Aplicações da inteligência computacional.

Modelagem e Simulação Discreta de Sistemas

Ementa: Modelagem de sistemas. Modelos analíticos e Modelos de simulação. Processos estocásticos. Introdução à teoria das filas. Redes de filas. Geração de números pseudo-aleatórios. Geração de variáveis aleatórias. Metodologia de projetos de modelagem e simulação de sistemas. Modelos voltados à simulação: definição, taxonomia e desenvolvimento. Validação de modelos de simulação. Praticas de modelagem e simulação. Linguagens de simulação. Estudo de casos.

Processos Estocásticos (Obrigatória)

Ementa: Teoria da Probabilidade e Variáveis Aleatórias. Sequência de Variáveis Aleatórias. Tipos de Convergência. Lei dos Grandes Números. Processos Estocásticos. Estacionariedade. Autocorrelação. Correlação Cruzada. Densidade Espectral. Processos Gaussianos. Processos de Poisson e Markov. Sistemas Lineares com Entradas Aleatórias. Filtragem. Predição e Estimação.

Realidade Virtual

Ementa: Definição e Caracterização de Realidade Virtual: Sistemas de Realidade Virtual, Visão Geral de Realidade Virtual, Dispositivos de Realidade Virtual, Ferramentas Para Criação de Realidade Virtual, Aplicações de Realidade Virtual. Princípios de Computação Gráfica para Realidade Virtual: Programação Gráfica 3D, Modelamento Geométrico, Transformações Geométricas, Transformações de projeção, Interação e Animação, Iluminação e Textura.

Redes de Comunicação - Antiga Redes de Computadores (Obrigatória)

Ementa: Camada de aplicação; - Camada de transporte; - Camada de rede; - Camada de enlace; - Camada física; - Redes Móveis; - Redes 4G, 5G e 6G; - Redes Definidas por Software; - Virtualização de Redes; - Computação em Nuvem na Borda; - Plataformas de comunicação para interoperabilidade; - Projetos de IoT.

Redes Neurais

Ementa: Introdução as Redes Neurais Artificiais. Representação e aquisição do conhecimento: o estudo do conhecimento em redes neurais, aprendizagem em redes neurais, estratégias de aprendizado, tarefas de aprendizado e regras de aprendizado. Paradigmas (modelos) conexionistas: Perceptron, Adaline, Perceptron de múltiplas camadas, Redes de Base Radial e Mapas Auto-Organizáveis de Kohonen. Implementação e Aplicações de Redes Neurais.

Redes Ópticas

Ementa: Tecnologia de sistemas ópticos: fibras ópticas; componentes ópticos e modulação e demodulação em sistemas ópticos. Redes ópticas: redes ópticas de primeira geração; redes de seleção e distribuição; redes com roteamento de comprimento de onda; topologia virtual de redes ópticas; controle e gerência de redes ópticas; redes de acesso e redes fotônicas com chaveamento de pacotes. Estudo de casos.

Tecnologias de Redes de Acesso

Ementa: Introdução às redes de acesso. Redes de acesso cabeadas: Redes xDSL. Redes PLC. Redes de acesso por fibra óptica. Cabo coaxial. Redes híbridas com fibra óptica (FFTx, HFC). Redes de Acesso Sem Fio: Wireless LAN. Sistema móvel celular (UMTS/LTE). Redes de acesso por satélite. Redes híbridas fibra-rádio (RoF), fibra-wireless (FiWi).

Tópicos Especiais em Computação Aplicada

Ementa: Ementa variável de acordo com o tema abordado.

Tópicos Especiais em Computação Aplicada - Computação Urbana - Tecnologias e Aplicações

- Introdução a Computação Urbana; - Tecnologias para Computação Urbana; Aplicações para Computação Urbana; Mobilidade em Computação Urbana; - Estudo de caso, Tendências e Desafios para Computação Urbana;

Tópicos Especiais em Computação Aplicada: Redes 5G

Ementa: Conceitos gerais; Desafios atuais e futuros das comunicações sem fio; Mecanismos e efeitos de propagação; Modelos empíricos e estatísticos do canal sem fio; Novas tecnologias de comunicações sem fio – Celular 5G; Tecnologias de Transporte; Técnicas de planejamento de redes sem fio móveis e nômades.

Tópicos Especiais em Computação Aplicada: Modelos de Decisão Multicritério

Conceitos básicos em sistemas; Formulação de problemas; Introdução à pesquisa operacional; Construção de cenários prospectivos; Métodos multicritérios (MCDA e MCDM); Sistemas de tomada e apoio à decisão. AHP. TOPSIS. Família ELECTRE. FUZZY-AHP. FUZZY-TOPSIS. MACBETH. MAUT. PROMETHEUS. Tomada de decisão. Estudos de Caso.

Tópicos Especiais em Computação Aplicada: Modelos de 5G/6G e ondas milimétricas para transmissão sem fio

Ementa: Redes Sem Fio, Ondas Eletromagnéticas, Espectro Eletromagnético, Faixas de Frequência, Modelos de Propagação, Redes 5G, Redes 6G, Ondas Milimétricas, Antenas. Objetivo Geral: Dar ao aluno conhecimento básico sobres Redes 5G/6G. Objetivos Específicos: Conhecer os benefícios/vantagens das Redes 5G/6G; Conhecer as principais aplicações; Conhecer as faixas de frequência de transmissão.

Tópicos Especiais em Computação Aplicada – Seminários em Computação Aplicada e Telecomunicações

Ementa: A disciplina consiste de seminários semanais no horário de aula ministrados de forma presencial ou remota por membros da academia ou indústria nacional ou internacional. Os temas nos seminários incluem tópicos recentes na área da Computação Aplicada e Telecomunicações, incluindo computação em nuvem, 5G/6G, mobilidade, computação urbana, análise de dados, segurança computacional, cidades inteligentes e sustentáveis, IoT, inteligência computacional, entre outros. Ementa: Computação em Nuvem; Redes 5G e 6G; Redes Móveis; Computação Urbana; Segurança Computacional; Cidades inteligentes e sustentáveis; Internet das Coisas (IoT); Inteligência Computacional na Computação Aplicada e Telecomunicações.

Tópicos Especiais em Computação Aplicada - Programação e Otimização de redes

Ementa: Desenvolver conceitos e habilidades na área de redes definidas por software, conhecendo como as redes são programadas desde o datacenter até à borda, particularmente nas redes de acesso de rádio 5G usando os padrões e tecnologias Open RAN. Transversal a isso está o conceito de otimização com vistas à alocação de recursos de rede (minimizar consumo de energia, balancear carga, encontrar caminhos, etc).

Tópicos Especiais em Computação Aplicada - Sistemas Inteligentes de Comunicação em Redes Móveis/Veiculares para as Cidades do Futuro

Ementa: Revisão de redes móveis e gerenciamento de mobilidade; Redes Veículares e variações; Tecnologias de acesso para redes veiculares; Técnicas de tomada de decisão inteligentes; Desempenho em redes veiculares; Cidades do futuro; e Seminários/Artigos . Objetivo Geral: Fornecer mecanismos introdutórios e intermediários de inserção em redes veiculares e suas variações voltados a cenários das cidades do futuro. Objetivos Específicos: Contextualização de redes veiculares e gerenciamento de mobilidade; Fornecer conhecimento sobre o funcionamento das redes veiculares; Explorar decisões inteligentes para melhorar o desempenho de cidades do futuro.

Tópicos Especiais em Computação Aplicada - IA Bio-inspirada e Otimização

Ementa: Introdução à Otimização. Modelagem de problemas de otimização e estratégias para solução clássica (estratégias gananciosas, força bruta, programação dinâmica). Estratégias de solução bio-inspiradas: recozimento simulado, polinização de flores, enxame de partículas. Otimização multiobjetivo com algoritmos evolutivos.

Tópicos Especiais em Computação Aplicada - Advanced Deep Learning (CLASS IN ENGLISH)

Ementa: Tabular and deep reinforcement learning. Embeddings. Recurrent neural networks (RNNs): GRU and LSTM. Applications of RNNs in Speech Recognition and Text-to-Speech. Fundamentals of Generative Learning with: Autoencoders; Variational Autoencoders, Generative Adversarial Networks (GANs) and Diffusion Models. Attention and Transformers. Large Language Models (LLMs): LangChain, GPTs, RAG and fine tuning. Graph neural networks (GNNs).

Área de Concentração: Sistemas de Energia Elétrica

Análise de Sistemas Elétricos de Potência (Obrigatória)

Ementa: Análise de Defeitos em Sistemas de Potência. Curtos-circuitos e Aberturas Monopolar e Bipolar. Cálculo Digital de Fluxo de Potência. Técnicas de Esparsidade. Principais Métodos de Solução de Fluxo de Potência. Aplicações Computacionais.

Controle Digital de Sistemas (Obrigatória)

Ementa: Sistemas de tempo discreto, a dados amostrados e controlados por computador. Transformada z. Características de resposta temporal. Estabilidade de sistemas discretos. Projeto de controladores digitais no domínio z. Controladores digitais baseados em controladores analógicos. Controladores RST. Sistemas com perturbações determinísticas e estocásticas. Controladores de variância mínima. Controle adaptativo auto-ajustável. Sistemas discretos no espaço de estados. Projeto de controladores digitais no espaço de estados pelo método LQR. Projeto de estimador/fusor de estados por filtro de Kalman. Controlador LQG.

Controle e Estabilidade de Tensão

Ementa: Visão geral dos sistemas de energia elétrica. Introdução à estabilidade de tensão. Controle de tensão e potência reativa. Fatores que influenciam na estabilidade de tensão. Curvas PV e QV. Mecanismos de instabilidade de tensão. Métodos de análise. Análise dinâmica. Ferramentas de análise de redes. Ações preventivas e corretivas. Controle secundário de tensão. Métodos de detecção da instabilidade de tensão. Impactos de aerogeradores na estabilidade de tensão. Controle secundário de tensão em um parque eólico. Controle de tensão em redes de distribuição ativas, impacto da geração distribuída no controle de tensão em redes de distribuição, controles Volt-Watt e Volt-Var.

Controle Robusto de Sistemas Multivariáveis

Ementa: Normas para Sinais e Sistemas. Conceitos Básicos. Incertezas e Robustez. Estabilização. Restrições de projeto. Obtenção de curvas de resposta em freqüência adequadas (loopshaping). Loopshaping avançado. Casamento de modelos. Projeto para desempenho. Otimização da margem de estabilidade. Projeto para Desempenho Robusto.

Descargas Atmosféricas

Ementa: O escopo dessa disciplina é dar ao aluno uma compreensão física dos fenômenos associados às descargas elétricas na atmosfera terrestre. A detecção e localização dessas descargas por meio de sistemas eletromagnéticos em diversas bandas de freqüência de operação. A proteção dos seres vivos, edificações, sistemas elétricos e de comunicações.

Dinâmica e Controle de Sistemas de Potência

Ementa: Estrutura e características dos sistemas de potência. Aspectos básicos da dinâmica e controle. Teoria e modelagem da máquina síncrona. Transformação de Park. Modelos de fluxo e corrente. Equações das tensões. Modelos no espaço de estados. Representação P.U. Circuitos equivalentes. Indutâncias e constantes de tempo em regime permanente, transitório e subtransitório. Características de desempenho em regime transitório e permanente. Saturação magnética. Modelo linearizado. Diagramas de blocos. Representação no espaço de estados. Sistemas de excitação característica. Tipos de sistemas de excitação. Características de desempenho. Modelagem dos sistemas de excitação. Conceitos básicos sobre modelagem de cargas. Modelos de Motores de Indução. Modelos de Motores síncronos. Máquinas primárias. Sistemas supridores de energia: turbinas hidráulicas e sistemas reguladores. Turbinas à vapor e sistemas reguladores. Controle de potência ativa e da freqüência. Controle da potência reativa e da tensão.

Eficiência Energética (Obrigatória)

Ementa: Introdução: por que uso eficiente de energia? Panorama energético mundial. Panorama energético brasileiro: estado atual e perspectivas. Energia e desenvolvimento. Energia e meio ambiente. 2.Usos finais de energia: iluminação, força motriz. Circuitos elétricos de distribuição de energia elétrica. 3.Fundamentos da análise econômica para programas de eficiência energética de energia. Medição e Verificação. Retorno de investimentos. Fluxo de caixa. 4.Gerenciamento pelo lado da demanda. O que é GLD? O planejamento integrado de recursos o gerenciamento pelo lado da demanda. Estudo de caso no Brasil e exterior. 5.Programas de eficiência energética: opções tecnológicas. Iniciativas de eficiência energética. Marketing de eficiência energética. Previsão de impacto de programas de eficiência energética. Tarifas, custos dos programas de eficiência energética. 6.Uso eficiente de energia em edifícios. RTQ. Controle e gerenciamento da demanda. Índices de eficiência energética. 7.Legislação: Normas. Políticas públicas. O PROCEL e suas realizações. Experiências no exterior.

Equipamentos e Técnicas de Alta Tensão (Obrigatória)

Ementa: 1.Introdução. 2.Equipamentos de manobra. 2.1.Chaves seccionadoras. 2.2.Religadores. 2.3.Disjuntores de potencia. 3.Equipamentos de transformação. 3.1.Transformadores de potência. 3.2.Autotransformadores. 3.3.Reatores. 3.4.Transformadores de potencial. 3.5.Transformadores de corrente. 4.Bancos de capacitores. 5.Para-Raios e Introdução sobre equipamentos de ensaios de alta tensão. 6.Normas e Coordenação de isolamento: Desenvolvimento do sistema de potência, importância de se realizar ensaios com alta tensão, principais normas nacionais e internacionais utilizadas (ABNT, NR 10, IEC), coordenação de isolamento, tipos de ensaios, Laboratório de alta tensão, Equipamentos do sistema de potência. 7.Geração e Medição de Altas Tensões AC: Técnicas de geração de alta tensão AC (sistema série-ressonante e transformadores cascata), sistema de medição em alta tensão, ensaio de tensão suportável a frequência industrial. 8.Geração e Medição de Tensões de Impulso: Geradores de Impulso de tensão e corrente, sistema de medição de tensões de impulso, ensaios de impulso atmosférico, manobra e corrente. 9.Teoria e Medição de Descargas Parciais: Histórico e física das descargas parciais, medição de descargas parciais através de métodos normatizados e não normatizados. 10.Teoria de Medição das Propriedades Dielétricas: Medição de capacitância e fator de perdas dielétricas (tangente delta) e pontes Schering.

Estabilidade de Sistemas de Potência (Obrigatória)

Ementa: Conceitos básicos sobre estabilidade. Classificação. Representação da máquina síncrona em estudos de estabilidade. Limites de capacidade reativa. Estabilidade para pequenas perturbações. Análise modal. Sistema máquina barra infinita e sistemas multimáquinas. Estabilizadores de sistemas de potência. Conceitos básicos sobre estabilidade transitória. Métodos numéricos para análise de estabilidade transitória. Simulação da resposta dinâmica do sistema de potência. Estudo de casos. Métodos diretos para análise da estabilidade transitória. Métodos de melhoria da estabilidade transitória. Estabilidade de tensão. Conceitos básicos. Colapso de tensão. Análise da estabilidade de tensão. Indicadores de proximidade. Prevenção do colapso de tensão.

Impactos da Geração Distribuída em Sistemas de Energia Elétrica

Ementa: Contexto, conceito e definição de geração distribuída (GD). Experiência no Brasil e no mundo. Impactos técnicos resultantes da integração da GD. Modelos e controles de geradores síncronos e de indução. Geração Eólica, código de redes e impactos na estabilidade. Alocação e dimensionamento da GD. Geração Fotovoltaica. Simulações.

Introdução às Energias Renováveis (Obrigatória)

Ementa: A Importância da Energia. Tipos e Fontes de Energia e seus impactos ambientais. Energia Solar. Energia Eólica. Energia Hidráulica. Energia da Biomassa. Energia do Hidrogênio. Sistemas Híbridos.

Métodos de Elementos Finitos Aplicados a Dispositivos de Baixa Frequência

Ementa: 1- Equações de Maxwell- circuitos eletromagnéticos, campo de vetores; 2- O Campo Eletrostático – Meios Dielétricos; 3- As Correntes Estacionárias – Meios Condutores; 4- O Campo Magnético – Potencial Escalar; 5- O Campo Magnético – Potencial Vetor; 6- O Potencial Vetor Elétrico; 7- Formulação Variacional para os Problemas anteriores; 8- Definição do Método de Elementos Finitos (MEF); 9- O Método Variacional aplicado ao MEF; 10-Sistemas Axi-Simétricos; 11-Os Problemas Não Lineares; 12-O Equacionamento utilizando a discretização temporal; 13-Método de Galerkin; 14-Os problemas 3D; 15-Aspectos Informáticos da Implementação de um Programa de Elementos Finitos; 16-Os sistemas Evoluídos-Acoplamento Térmico, Estrutural

Modelagem e Identificação de Sistemas Dinâmicos

Ementa: Introdução à modelagem e identificação de sistemas. Métodos clássicos de obtenção de funções de transferência: análise por correlação no domínio do tempo e análise espectral no domínio da freqüência. Métodos de identificação paramétrica de modelos estruturais de sistemas dinâmicos: mínimos quadrados e suas variações, sinais de entrada persistentes, identificação em tempo real. Identificação em malha fechada. Determinação da ordem e estrutura de modelos. Testes para diagnóstico e validação de modelos. Identificação de sistemas não lineares.

Otimização de Sistemas

Ementa: Fundametos de otimização. Funções ojetivo e restrições. Programação linear: algorítimo simplex e suas variações, algorítimos de transportes, alocação de recursos e métodos de decomposição. Programação não lineaar irrestrita:linearização, direções viáveis. Método do gradiente. Método de Newton. Métodos Quasi-Newton. Método das penalidades. Programação não linear restrita: multiplicadores de Lagrange, otimalidade de Kuhn-Tucker. Programação multiobjetivo. Métodos de busca. Programação inteira: linear e não linear.

Planejamento Energético

Ementa: Conceituação, Histórico e Metodologias. Energia e Economia. Aspectos Políticos e Institucionais. Planejamento Nacional e Planejamento Regional. Balanços Energéticos, Diagnósticos Energéticos e Análises Prospectivas. Levantamentos de Campo e Bancos de Dados sobre Energia. Modelos Matemáticos. Prática Atual e Perspectivas Futuras.

Qualidade da Energia em Sistemas de Potência

Ementa: Qualidade da Energia e Qualidade da Tensão. Oscilações de Tensão. Causas e Esquemas de Proteção. Sobretensões Transitórias. Distorção Harmônica. Fontes Geradoras de Harmônico. Filtros. Oscilações de Tensão de Longa Duração. Monitoração da Qualidade da Energia.

Sistemas Fotovoltáicos

Ementa: Conversão Fotovoltaica. Acessórios de Sistemas Fotovoltaicos: Baterias, Reguladores de Carga, Inversores, Seguidores de Potência, Tipos de Cargas. Projeto de Sistemas Fotovoltaicos. Instalações de Sistemas Fotovoltaicos.

Sistemas Fuzzy

Ementa: Introdução. Conjuntos fuzzy. Relações fuzzy e o Princípio da extensão. Variáveis linguísticas e regras fuzzy Se-Então. Lógica fuzzy. Base de regras fuzzy e máquina de inferência fuzzy. Fuzzificação e defuzzificação. Sistemas fuzzy como mapeamento não-linear. Projeto de sistemas fuzzy a partir de dados de entrada-saída.

Teoria de Sistemas Lineares (Obrigatória)

Ementa: Introdução aos sistemas dinâmicos e sistemas de controle. Descrição de sistemas dinâmicos contínuos e discretos (função de transferência, variáveis de estado, SISO e MIMO). Revisão de álgebra linear. Transformação de similaridade. Solução de equações de estado. Estabilidade entrada-saída, interna e equação de Lyapunov. Relação entre pólos e autovalores. Conceito de zeros no caso MIMO. Controlabilidade, Observabilidade, representações canônicas, estabilização e detectabilidade. Realização de matrizes função de transferência e realização mínima. Realimentação de estados (SISO e MIMO). Os problemas de regulação, seguimento de referência, rejeição de perturbações. Controle LQR. Observador de estados (ordem completa e reduzida) e princípio da separação. Filtro de Kalman e controle LQG.

Tópicos Especiais em Sistemas de Energia Elétrica

Ementa: Ementa variável de acordo com o tema abordado.

Área de Concentração: Telecomunicações

Comunicações Ópticas

Ementa: Introdução aos sistemas de comunicações ópticas. Fibras Ópticas. Transmissores Ópticos. Receptores Ópticos. Sistemas Ponto-Ponto. Sistemas WDM. Tendências Evolutivas. Capacidade e fatores limitantes. Balanço de Potência. Critérios de Projeto. Enlaces com Amplificadores Ópticos. Compensação de dispersão. Efeitos não-lineares Sistemas Multicanais. Sistemas Coerentes. Sistemas Ópticos em rede. Redes com Roteamento de comprimento de onda Simulação de sistemas Tópicos Avançados.

Digital Transmission

Ementa: Basic concepts (BER, SNR, etc.), Amplitude modulation: AM, PAM and QAM systems, Channels: Models and simulations, Source encoding, with emphasis on video, Channel encoding, Optimal receivers and performance analysis, Multiport systems (DMT and OFDM), Systems with multiple antennas (MIMO), Applications in 2G, 4G and 5G wireless communications, fiber transmission and DSL.

Eletromagnetismo Avançado (Obrigatória)

Ementa: Equações de Ondas e Soluções. Propagação de Ondas e Polarização. Reflexão e Transmissão de Ondas. Potenciais Vetores Auxiliares; Construção de Soluções; Equações de Irradiação e Espalhamento. Princípios e Teoremas em Teoria Eletromagnética. Espalhamento. Funções de Green: Problema de Sturm-Liouville; Funções de Green Bidimensionais; Identidades e Métodos em Funções de Green; Funções de Green para a Equação escalar de Helmholtz. Funções Diádicas de Green.

Métodos Numéricos Aplicados ao Eletromagnetismo

Ementa: Método FDTD – Método de Euler para Solução de EDOs com condições Iniciais; Problemas de Contorno. Diferenças Finitas e soluções numéricas das equações de Maxwell; Malha retangular (discretização do espaço com a célula de Yee); Discretização do Tempo e o esquema Leap-Frog; Modelagem de Materiais lineares e não dispersivos; Modelagem de Metais; Excitação por corrente e voltagem Técnicas de truncagem (UPML e CPML); Análise de precisão, estabilidade e de convergência; Modelagem de Materiais dispersivos; implementação computacional; Modos: TMz e Tez; Solução de problemas em 1D, 2D e 3D. Método RPIM - Interpolação de funções escalares através bases radiais; Discretização sem malha (geometrias diversas - não retangulares); Modelagem de Materiais; Excitação por corrente e voltagem; implementação computacional; Técnicas de truncagem (CPML); Solução de problemas em 2D.

Óptica Integrada e Dispositivos Ópticos

Ementa: 1. Fundamentos de óptica integrada, estrutura de uma guia de onda; 2. Equações de Maxwell, formação dos modos guiados, guias de onda slab e retangulares, guias de onda ARROWS; 3. Teoria dos modos acoplados: Equações dos modos acoplados, coeficientes de acoplamento; 4. Dispositivos ópticos: a. Acopladores direcionais, b. Filtros ópticos, c. Anéis Ressonantes, d. Interferômetro Mach-Zehnder, e. Redes de Bragg, f. Arrayed Waveguide Gratings (Multiplexação por comprimento de onda - WDM).

Processamento Digital de Sinais (Obrigatória)

Ementa: Sistemas e sinais discretos no tempo. Equação diferença. Amostragem e reconstituição de sinais de banda limitada. Processamento de sinais discretos. Transformada Z. Sistemas discretos invariantes no tempo. Análise de estruturas de sistemas discretos. Filtros FIR e IIR. Técnicas de projetos de filtros digitais. Transformada Discreta de Fourier. FFT. Outras transformadas.

Processos Estocásticos (Obrigatória)

Rádiopropagação em Sistemas Móveis

Ementa: 1-Introdução a Radiopropagação. 2-Fundamentos da Propagação em VHF e UHF. 3-Propagação sobre Terrenos Irregulares. 4-Propagação em áreas urbanizadas. 5-Caracterização do Fenomeno do multipercurso. 6-Caracterização do canal de rádio propagação: Parâmetros de dispersão do canal. 7-Outros canais radio Moveis. 8-Simulação, amostragem e set–up de Medidas

Tecnologias de Redes de Acesso

Teoria das Antenas

Ementa: Integrais de radiação e funções potências auxiliares. Antenas Lineares e Circulares, Arranjos: Linear, planar e circular. Métodos para Otimização de Arranjos. Método dos Momentos: aplicações em antenas. Antenas independentes da Freqüência e miniaturização de antenas: Teoria Escalar da Difração, Radiação por Aberturas; Efeitos da Lei de Iluminação e dos Erros de Fase. Teoria Vetorial da Difração. Aproximação da Ótica Física. Métodos de Cálculos da Integral de Radiação. Cornetas Setorias e Piramidais. Análise e Síntese de Refletores Assimétricos e Off-set, Simples e Cassegrain. Antenas de Satélite para Sistemas Móveis. Antenas para Sistemas Móveis Terrestres. Antenas de Microfilmas Introdução as Antenas. Parâmetros Fundamentais de Antenas. Integrais de Radiação e Funções Potenciais Auxiliares. Capítulo 4: Método dos Momentos: Aplicações em Antenas. Antenas Lineares. Antenas de Quadro. Arranjos de Antenas. Tópicos Complementares: Antenas de Banda Larga, Antenas Independentes da Frequência, Miniaturização de Antenas e Antenas Fractais, Antenas de Abertura, Antenas Corneta, Antenas de Microfita, Antenas Refletor, Antenas inteligentes, Nanoantenas.

Teoria de Ondas Guiadas

Ementa: Teoria das linhas de transmissão e guias de onda: Guias de placas paralelas. Guias de ondas retangulares. Guias de ondas cilíndricos. Cabos coaxiais. Linhas de transmissão planares. Parâmetros de espalhamento. Cavidades ressoantes. Teoria de modos acoplados. Acopladores e divisores de potência. Fibras ópticas.

Tópicos Especiais em Telecomunicações

Ementa: Ementa variável de acordo com o tema abordado.

Tópicos Especiais em Telecomunicações: Deep Learning in Selected Applications

Ementa: Training Deep Neural Networks, Teaching Deep Learners to Generalize, Convolutional Neural Networks, Recurrent neural networks: RNN and LSTM, Autoencoders, Generative adversarial networks, Reinforcement learning, Embedded deep networks, Applications of deep learning in four specific areas: telecommunications, computer networks, computational vision and bioinformatics.

Tópicos Especiais em Telecomunicações: Interface Cérebro-Máquina

Objetivo: Conceitos básicos de Neurociências; Apresentação de noções de técnicas de registro e estimulação da atividade neural; Discussão das características de materiais adequados para interação invasiva com o sistema nervoso; Estratégias de análise de sinais neurais; Elaboração de projetos de interface cérebro-máquina.

Tópicos Especiais em Telecomunicações: Tecnologias para Arquiteturas Centradas no Usuário

Ementa: Conteúdo Programático: Introdução aos sistemas Multiple-input Multiple-output (MIMO); Diversidade espacial; Multiplexação espacial; Capacidade do canal MIMO; Sistemas SU-MIMO e MU-MIMO; Técnicas para estimação de canal; Transmissão de tons pilotos; Estimação de Uplink; Estimação de downlink / blind estimation; Estratégias para alocação dos pilotos; Contaminação dos pilotos; Introdução às técnicas de Precoding nos sistemas MIMO; Técnicas de Beamforming; Maximum ratio transmission; Zero-forcing; Sistemas Massive MIMO ; Sistemas MIMO centralizado; Channel hardening; Sistemas MIMO distribuído; Introdução às arquiteturas Cell-free; Sistemas cell-free no contexto do 5G; Desafios para implantação dos sistemas cell-free; Radio stripes; Metodologia: Aulas expositivas e apresentação de seminários.

Tópicos Especiais em Telecomunicações: Materiais bidimensionais análogos ao Grafeno: Fundamentos e Aplicações em Optoeletrônica

Ementa: Pré-Requisitos: Estado Sólido; Dispositivos Eletrônicos e Optoeletrônico; Mecânica Estatística I; Mecânica Quântica I e II; Eletromagnetismo, domínio em linguagem Python e código Siesta e tranSiesta. I – Desenvolvimento de script em linguagem Python para cálculos de propriedades ópticas e eletrônicas de nanomateriais bidimensionais via código Siesta e Transiesta; II- Teoria Funcional da Densidade e aplicação de funcionais GGA, LDA, híbrido, bem como conjunto de funções de bases: (i) SZ, (ii) SZP e (iii) DZP; III- Otimização de geometria de moléculas estudadas, com célula unitária fixa ou variável e determinar o mínimo local de energia utilizando os parâmetros do tópico II; IV – Definição do número de bandas incluídas em cálculos de propriedades óptica; V- Calcular da parte imaginária da função dielétrica via elementos da matriz de transição dipolar entre diferentes funções do Hamiltoniano autoconsistente; VI- Determinar tamanho da malha óptica usada para a integração na zona de Brillouin; VII- Determinação da faixa de mínima e máxima de energia óptica do espectro de frequência; VIII- Determinar o número óptico de bandas; IX- Tipos de polarização óptica e definição de vetor óptico; X- Susceptibilidade elétrica linear, constantes ópticas, Coeficientes de absorção, reflexão e transmissão, índices de refração; XI- Densidade conjunta dos Estados e singularidades de Van Hove; XII- Propriedades ópticas de sistemas 2D: poços quânticos e supercélulas; XIII- Propriedades ópticas de sistemas 1D: nanotubos de carbono e fios quânticos; XIV-Conceito de circuito integrado eletrônico-fotônico baseado em grafeno e análogos, (i) Guia de ondas plasmônico, (ii) Modulador plasmônico plano e (iii) Fotodetector plasmônico plano.

Tópicos Especiais em Telecomunicações: Nanotecnologia: Aplicações em Nanoeletrônica e Férmions de Majorana

Ementa: PRÉ-REQUISITOS: Estado Sólido; Dispositivos Eletrônicos; Mecânica Estatística I; Mecânica Quântica I e II; Eletromagnetismo, Função de Green do Não-Equilíbrio.

I- Função de Green do não equilíbrio (NEGF); II- Teorema de Bloch, teoria de Bandas,sistemas periódicos,rede recíproca e primeira zona de Brillouin; III- Aproximação de densidade local -LDA e aproximação do gradiente generalizado - GGA; IV- Isolantes topológicos (propriedades geométricas e eletrônicas), isolantes topológicos em uma e duas dimensões, fazes topológicas,Invariantes topológicos para sistemas de duas bandas em uma e duas dimensões; V- Aplicações em propriedades eletrônicas (estrutura de estrutura de banda) e de transporte eletrônico:(i). curva corrente- tensão (I-V), (ii) curva condutância- tensão (G-V), (iii)curva de Espectroscopia de Voltagem de Transição – EVT(Modelo de Fowler-Nordheim - FN) e Modelo de Millikan-Lauritsen– ML, (iv) Densidade de estados (DOS) e (v) Densidade de estados projetada (PDos) via DFT/NEGF com osfuncionais LDAe GGA utilizando os conjuntos de funções de base: SZ, SZP e DZP; VI- Orbital Molecular de Fronteira -OMF (HOMO e LUMO) e autocanais.

Tópicos Especiais em Telecomunicações: Teoria do Funcional da Densidade Aplicada ao Estudo de Nanoestruturas

Ementa: Pré-Requisitos: Eletromagnetismo Avançado, Física Moderna, Mecânica Quântica, Física do Estado Sólido, Métodos Computacionais e Programação em Linux. I- Verificar as propriedades eletrônicas em novos alótropos de carbono 2-D análogos ao Grafeno através de testes de K-Grid e Meshcutoff propondo nanofitas utilizando esses materiais; II- Investigar as propriedades de transporte eletrônico molecular (via método híbrido DFT com funcional GGA/PBE e função de base polarizada duplamente polarizada, combinada a FGNE), implementadas via código computacional SIESTA, TranSIESTA e Quantum Espresso; III- Aplicações em propriedades eletrônicas (estrutura de estrutura de banda) e de transporte eletrônico: (i). curva corrente- tensão (I-V), (ii) curva condutância- tensão (G-V), (iii) curva de Espectroscopia de Voltagem de Transição – EVT (Modelo de Fowler-Nordheim - FN) e Modelo de Millikan-Lauritsen– ML, (iv) Densidade de estados (DOS) e (v) Densidade de estados projetada (PDos) via DFT/NEGF com os funcionais LDA e GGA utilizando os conjuntos de funções de base: SZ, SZP e DZP; IV- Sugerir a funcionalidade do dispositivo em relação aos fenômenos observados.

Tópicos Especiais em Telecomunicações: Últimos Avanços em Eletrônica Molecular 1D e 2D

Ementa: PRÉ-REQUISITOS: Eletromagnetismo Avançado, Física Moderna, Mecânica Quântica, Física do Estado Sólido, Métodos Computacionais e Programação em Linux I - Investigar alótropos de carbono poropostos recentemente, realizando sua modelagem utilizando softwares como Virtual Nanolab e Avogadro, fazendo os testes de convergência e otimização das estruturas. II - Realizar simulação via Função de Green de não-equilíbrio associado à Teoria do Funcional da Densidade (DFT) sobre características de importância, sejam eletrônicas, óticas ou térmicas em dispositivos bidimensionais preferencialmente nesta etapa, sejam eles puros e dopados. III - Caracterizar o dispositivo obtido; IV - Analisar as características: (i) da Curva de corrente-tensão (I-V), (ii) da Curva de condutância diferencial (G), iii) da Transmitância (T) e (iv) da densidade de estados (DOS). V - Analisar os níveis de energia dos orbitais de fronteira HOMO, LUMO e autocanais, dentre as diferentes disposições, para observar nuvens eletrônicas bem distribuídas, localizadas em uma das extremidades ou ainda, em ambas. VI - Analisar os canais de condução no equilíbrio e fora do equilíbrio.

Tópicos Especiais em Telecomunicações: Aplicação de Teorias de Grupo ao Eletromagnetismo

Ementa: Elementos da teoria de grupos e teoria das representações; Notações de elementos de simetria, operações de simetria e grupos de pontos; Breve descrição dos grupos ; agnéticos; Representação matricial de operadores de simetria de ponto 3D; Simetria das equações de Maxwell; Simetria de media e fontes complexas; Simetria das fontes; Eletromagnéticas; O princípio de Curie da superposição de simetria; Simetria de inversão temporal, reciprocidade e bidirecionalidade; Reciprocidade; Bidirecionalidade; Cálculo dos tensores constitutivos; Simetria de cristais fotônicos; Grupo de simetria do vetor de onda; Levantamento da degenerescência por campo magnético DC.

Tópicos Especiais em Telecomunicações: Dispositvos Eletrônicos e Fotônicos de Nanotubos de Carbono e de Grafeno

Ementa: I. Visão geral de nanotubos de carbono e grafeno; Uma breve história do nanotubos de carbono e grafeno. Síntese de nanotubos e de grafeno. Técnicas de caracterização. II. Elétrons em sólidos: uma introdução básica; A mecânica quântica dos elétrons em sólidos. Um elétron no espaço vazio. Um elétron em um sólido finito vazio. Um elétron em um sólido periódico: modelo de Kronig-Penney. Estrutura básica de cristal de sólidos. Estrutura básica de um sólido cristalino. A rede Bravais. III. Grafeno A rede direta e reciproca. Estrutura de banda eletrônica. Dispersão de energia tight-binding. Dispersão linear de energia e densidade de portadores. Nanofitas de grafeno. IV. Nanotubos de carbono Quiralidade: um conceito para descrever nanotubos. Zona de Brillouin do nanotubo de carbono. Estrutura de banda e a derivação da banda proibida. Limitação do formalismo tight-binding. V. Propriedades de nanotubos de carbono Densidade de estado para elétrons livres em uma dimensão. Densidade de estado; nanotubo zigzag, armchair e quiral e densidade de estados universal para os nanotubos de carbono semicondutores. Velocidade de grupo. Massa efetiva. Densidade de portadores. Condutância quântica. Condutância quântica de nanotubos de carbono de parede múltipla. Capacitância quântica do grafeno. Capacitância quântica de nanotubos de carbono metálicos. Capacitância quântica de nanotubos de carbono semicondutores. Indutância cinética de nanotubos de carbono metálicos. Condutância quântica. VI. Interconexoes de nanotubos de carbono Espalhamento de elétrons. Modelo de resistência para nanotubo de carbono de parede simples de baixo campo. Modelo de resistência para nanotubo de carbono de parede simples de alto campo e densidade de corrente. Modelo de interconexão de linha de transmissão. Modo de transmissão em linha com perdas nanotubo de carbono. VII. Transistores de nanotubos de carbono de efeito de campo (CNFET) Geometria do dispositivo nanotubos de carbono de efeito de campo. Teoria balística para contatos ôhmicos em nanotubos de carbono. Parâmetros de desempenho balístico CNFET. Diferença entre convencionais 2D MOSFETs e FETs 1D balísticos. VIII. Aplicações de nanotubos de carbono e grafeno Dispositivos eletronicos. Dispositivos fotonicos passivos de THz e ótica. Sensores quimicos e biossensores.

Trasmissão Digital

Ementa: Conceitos básicos (BER, SNR, etc.). Modulação por amplitude: Sistemas AM, PAM e QAM. Canais: Modelos e simulações. Receptores ótimos e análise de desempenho. Sistemas multiportadora (DMT e OFDM). Aplicações em comunicações sem fio 2G e 4G, transmissão em fibra e DSL.