Expressão matemática proposta por pesquisadores da UFU prevê desempenho em redes 5G

Pesquisadores da Universidade Federal de Uberlândia (UFU) desenvolveram uma nova expressão matemática, capaz de prever o desempenho em sistemas de comunicação avançados em redes modernas, como o 5G e o futuro 6G, que operam em faixas de frequência mais elevadas que o sistema atual. 

Atualmente, para avaliar a qualidade de rede, as empresas de telecomunicações precisam realizar testes em campo, onde os sistemas de comunicação estão implantados. A nova expressão otimiza os parâmetros de rede sem demandar esses testes nos locais físicos. 

O estudo foi desenvolvido por meio de uma parceria entre os professores do Instituto de Matemática e Estatística (IME/UFU), William Vieira e Edson Augustin, e os professores da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Telecomunicações (Feelt/UFU), Gilberto Carrijo, Pedro Bertarini, Karine Carbonaro e André dos Anjos, do campus Patos de Minas. Os autores comemoram a publicação do trabalho na revista IEEE Access, do Instituto de Engenheiros Eletricistas e Eletrônicos (IEEE), dos Estados Unidos, periódico reconhecido mundialmente pelas publicações de acesso aberto sobre pesquisas acerca de novas tecnologias.

A expressão proposta pelos pesquisadores permite estimar o desempenho da rede em uma ampla variedade de lugares, desde áreas urbanas até regiões rurais, o que assegura  maior eficiência e confiabilidade na comunicação móvel em diferentes contextos. “A principal novidade da pesquisa está na possibilidade de avaliar a taxa de erro em transmissões em sistemas de telecomunicações de próxima geração, antes mesmo de implantá-las fisicamente", explica Dos Anjos.

Como forma de afirmar a eficácia do modelo proposto, a expressão passou por simulações computacionais realizadas pelo Instituto de Telecomunicações e Aplicações Multimídia (ITeam) da Universidade Politécnica de Valência, na Espanha. Os testes reforçam a confiabilidade do desenvolvimento matemático e dos resultados alcançados pelos professores da UFU. 

A pesquisa de Vieira sobre "Avaliação de desempenho da modulação M-QAM cruzada em bandas de frequência RF2 5G padronizadas usando modelos de desvanecimento" integra seu projeto de doutorado em Engenharia Elétrica com foco em Telecomunicações e foi realizada na Feelt/UFU. 

Para o artigo, em colaboração com Dos Anjos, Carbonaro e Bertarini, além de Carrijo e Augustin, o grupo identificou a demanda de determinar o desempenho de sistemas de telecomunicações de maneira mais abrangente, já que a maioria das expressões matemáticas disponíveis para avaliação de tal desempenho considera apenas cenários específicos, limitando sua aplicação em ambientes complexos, como aqueles que serão encontrados em redes de próxima geração.

“A ideia para desenvolver de forma aprofundada a pesquisa foi proposta de forma conjunta pelos pesquisadores de Patos de Minas durante uma reunião, na qual discutimos as necessidades e oportunidades de novas pesquisas voltadas para a estimação de desempenho desses sistemas avançados de telecomunicações”, completa Dos Anjos. 

A expressão matemática foi desenvolvida unindo conhecimentos matemáticos e saberes da engenharia eletrônica e de telecomunicações. Enquanto os docentes do IME/UFU auxiliaram com uma visão aprofundada de matemáticas avançadas, colaborando para a solução de problemas específicos relacionados à estruturação da base matemática, os docentes da engenharia contribuíram com o conhecimento sobre canais de propagação, modulações digitais e simulações computacionais. 

Para Vieira, quando se combina a perspectiva do engenheiro de telecomunicações com técnicas matemáticas de alto nível, é possível modelar fenômenos muito complexos de forma mais consistente e confiável. “Esse tipo de cooperação científica é essencial para se ter soluções inovadoras que atendam às necessidades do setor de telecomunicações”, completa o professor. 

A publicação do estudo teve apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e do projeto Rede Mineira de Pesquisa em 5G e 6G (RED-00194-23), por meio da Fundação de Amparo à Pesquisas de Minas Gerais (Fapemig). 

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