Pesquisa

A rede como sistema que decide

Mais de vinte anos perseguindo a mesma pergunta: como distribuir recurso e sustentar mobilidade quando a decisão precisa ser da própria rede.

Missão

Colocar a decisão dentro da rede: alocar recurso, escolher rota e executar handover com tomada de decisão assistida por IA e com inteligência nativa, embutida na própria operação da rede.

Um controlador comum executa o que lhe foi mandado. Um agente inteligente observa, decide e age, e o resultado volta como a próxima observação.

É esse laço que separa executar ordens de orquestrar a rede de forma autônoma: slice, rota e handover decididos em cada camada da pilha 5G e além (NextG).

Chegamos lá por modelagem analítica, otimização e aprendizado de máquina, avaliados em simulação e em testbed.

Linhas

Cinco camadas, do rádio ao aplicativo

A rede é uma pilha, e atuamos em todas as alturas dela. Cada camada tem seus prazos, seus recursos escassos e sua decisão a tomar.

  1. Rádio

    Open RAN

    Interfaces abertas e xApps rodando no RIC quase em tempo real, com aprendizado de máquina decidindo handover, consumo de energia e uso de espectro. A linha vem de longe: escolher quando sensoriar o espectro em rádio cognitivo, compensar no próprio aparelho o indicador de qualidade de canal que chega atrasado, prever trajetória e sinal para trocar de estação-base antes da queda.

    • Open RAN
    • RIC
    • xApps
    • rApps
    • handover
    • UAV
    • rádio cognitivo
    • OpenAirInterface
    • srsRAN
  2. Transporte

    Rede de transporte

    O caminho entre a antena e o núcleo. O tráfego crítico cruza vários roteadores entre o usuário e o servidor, e é aí que a latência se perde, mesmo com a borda logo ali. Segment Routing define o caminho, e um modelo de bandits escolhe qual, minimizando perda e latência ao mesmo tempo.

    • Segment Routing
    • SDN
    • URLLC
    • engenharia de tráfego
    • P4
  3. Núcleo

    Núcleo orquestrado por IA

    O núcleo tratado como sistema que aprende: o NWDAF observando os planos de dados e de controle, agentes que planejam e executam ação sobre as funções de rede, e slices oportunistas ocupando o que as primárias deixam livre. Junto vem a defesa, porque o vizinho de slice é ameaça nova, detectada no plano de dados programável.

    • núcleo 6G
    • IA agêntica
    • NWDAF
    • network slicing
    • NFV
    • Open5GS
    • segurança de slice
  4. Borda

    Computação de borda

    Processamento perto de quem usa. A decisão de descarregar tarefa é tomada por classificação, com o contexto do aparelho e da rede, e o ambiente mistura máquina virtual e contêiner para segurar prazo rígido sem perder elasticidade. Quando o nó de borda é um drone, peso e bateria entram na conta.

    • MEC
    • offloading
    • fog
    • orquestração de VNF
    • confiabilidade
    • escalonamento tolerante a falhas
  5. Aplicação

    O que a rede sustenta

    Serviços que só existem se a rede entregar. A Internet de Veículos junta rede definida por software, borda e virtualização numa arquitetura só. Visão computacional sai do aparelho e vai para a borda. Cidade inteligente esbarra em fazer tecnologias sem fio diferentes conversarem entre si.

    • Internet de Veículos
    • IoT
    • telemedicina
    • cidades inteligentes
    • visão computacional
    • NDN

Trajetória

Seis fases, uma pergunta só

Cada geração de rede móvel trouxe um recurso escasso diferente para administrar. A sequência importa: é ela que explica por que o grupo chegou ao agente.

  1. 2003 · 2007

    Controle de admissão e QoS em redes móveis IP

    Predição de séries temporais para admitir uma chamada sem quebrar a garantia de quem já estava na rede.

  2. 2008 · 2012

    Handover em redes heterogêneas

    WiMAX, WLAN e celular na mesma sessão, com MPLS móvel e PMIPv6. Aqui entra a qualidade de experiência como critério de decisão, e não só a vazão.

  3. 2013 · 2016

    Rádio cognitivo e o espectro como recurso escasso

    Sensoriamento com otimização genética multiobjetivo e mapeamento de redes virtuais sobre substrato cognitivo.

  4. 2017 · 2020

    A rede vira software

    SDN, NFV e a borda: offloading decidido por aprendizado de máquina, arquiteturas NFV/SDN integradas e defesa de slicing 5G em tempo real.

  5. 2021 · 2023

    5G em operação: MEC, URLLC e veículos

    Alocação de recurso para tráfego crítico em ambientes MEC híbridos, incluindo estação-base embarcada em drone, e a Internet de Veículos como caso de uso que estressa tudo ao mesmo tempo.

  6. 2024 · 2026

    Open RAN e núcleo 6G orquestrado por IA

    xApps que decidem mobilidade, aprendizado por reforço multiagente escolhendo se o veículo usa o sidelink ou a estação-base, Segment Routing otimizado por bandits de múltiplos braços e agentes de IA operando o núcleo móvel.

Projetos

O que está em andamento

  • 2025 · atual

    Open RAN e núcleo 6G orquestrado por IA

    Três frentes: interfaces abertas e rApps/xApps para gerenciar mobilidade e QoS, Segment Routing na rede de transporte, e um núcleo 5G/6G orquestrado por IA com evolução do NWDAF e emprego de IA agêntica.

  • 2024 · atual

    Mobilidade em redes 5G/6G abertas

    Chamada CNPq 09/2023, bolsa de produtividade em pesquisa. Handover e gerência de recursos para Internet de Veículos e de drones, em redes definidas por software com suporte de Open RAN.

  • 2022 · atual

    5G Open Labs Brasil

    Projeto com o Ministério do Desenvolvimento, Indústria, Comércio e Serviços, o CIn/UFPE e o INES, para pesquisa e inovação em soluções de software 5G voltadas ao ecossistema nacional.

  • 2019 · atual

    Testbeds 5G de código aberto

    Um testbed 5G flexível e de baixo custo, com rádios definidos por software, servidores comuns e antenas, sobre OpenAirInterface, Open5GS, srsRAN e Magma.

Método

Primeiro entender o porquê, depois mostrar que funciona

  • Modelagem analítica, para dimensionar a rede antes de construir.
  • Otimização multiobjetivo por algoritmo genético e sistema fuzzy, onde a escolha é NP-difícil.
  • Aprendizado de máquina, da rede recorrente que prediz trajetória aos bandits que escolhem rota.
  • Agentes com modelos de linguagem orquestrando o núcleo pelas interfaces que já existem.
  • Simulação de Open RAN, RIC e núcleo 5G, em ns-3 e OMNeT++.
  • Experimentação em laboratório, para confirmar na medida o que o modelo previu.

Processo seletivo

Cada linha dessa lista tem tema aberto

Temas de 5G e além (NextG) no Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação do CIn-UFPE, com bolsa via CNPq, CAPES e FACEPE.

Ver os temas abertos