Optimização em Redes de Telecomunicações › 45870

código no paco
45870
área científica
Eletrotecnia / Eletrónica (Elt)
créditos
6
escolaridade
ensino teórico-prático (TP) - 3 horas/semana
idioma(s) de lecionação
a inserir brevemente
objectivos

Transmitir as técnicas fundamentais de Investigação Operacional relacionadas com a definição e resolução de problemas de optimização, incluindo tanto os aspectos de Programação Linear Inteira (definição e resolução de modelos de optimização) como de métodos heurísticos e meta-heurísticos.

Aplicar as técnicas de optimização num número significativo de problemas relacionados com o planeamento, dimensionamento e engenharia de tráfego das modernas redes de telecomunicações.

competências

Os alunos adquirem os seguintes conhecimentos/competências:

  • Identificar os principais problemas de optimização associados ao planeamento, dimensionamento e engenharia de tráfego das modernas redes de telecomunicações.
  • Modelar problemas simples de redes de telecomunicações e resolvê-los de forma exacta com auxilio de ferramentas computacionais adequadas.
  • Compreender as principais estratégias meta-heurísticas disponíveis para a resolução de problemas de optimização de grande dimensão.
  • Entender artigos científicos que abordem a resolução de problemas de optimização complexos definidos em redes de telecomunicações.
conteúdos

1. Algoritmos eficientes para problemas de grafos: árvores abrangentes de custo mínimo, percursos de custo mínimo e pares de percursos disjuntos de custo mínimo.

2. Definição e resolução de modelos de Programação Linear Inteira (PLI).

3. Reformulações de modelos PLI: (i) introdução de variáveis e e restrições adicionais (ii) formulação explícita vs. formulação por caminhos candidatos.

4. Meta-heurísticas para a resolução de problemas de optimização: pesquisa local, simulated annealing, pesquisa tabu, GRASP, path relinking.

5. Modelação de problemas de dimensionamento de redes de telecomunicações com encaminhamento (i) sem restrições, (ii) com restrições de salto e (iii) com protecção de tráfego.

6. Modelação de problemas de engenharia de tráfego com diferentes objectivos de optimização: (i) minimizar a carga da ligação mais carregada,(ii) minimizar o número de saltos de encaminhamento e (iii) maximizar a quantidade de tráfego protegida.

7. Modelação de problemas de optimização multi-horário e multi-período.

8. Modelação de problemas de optimização em redes com encaminhamento baseado percursos de custo mínimo (redes IP) e em árvores abrangentes (redes de acesso e redes de bridges).

9. Modelação de problemas de optimização de redes com diferentes mecanismos de sobrevivência: protecção vs. de restauro, ligação vs. percurso, protecção dedicada vs. protecção partilhada.

avaliação

A avaliação tem um carácter misto. A componente teórica da avaliação é por exame final. A componente prática é por avaliação contínua do desempenho dos estudantes na execução dos trabalhos práticos ao longo do semestre.

requisitos

Conhecimentos de programação, de estruturas de dados e algoritmos.

metodologia

As aulas são teórico-práticas, em sala de computadores, algumas dedicadas à exposição da matéria e outras dedicadas à realização de trabalhos práticos de programação. Os trabalhos práticos envolvem: (i) a implementação de um algoritmo eficiente aplicado a um problema de engenharia de tráfego, (ii) a concepção, implementação e resolução (através da ferramenta CPLEX) de um modelo PLI que defina um problema de telecomunicações proposto e (iii) o desenvolvimento de um algoritmo meta-heurístico para a resolução de um problema de telecomunicações proposto.

bibliografia recomendada

M. Pióro, D. Medhi, “Routing, Flow, and Capacity Design in Communication and Computer Networks”, Morgan Kaufmann, 2004

T. Robertazzi, “Planning Telecommunications Networks”, IEEE Press, 1999

Documentos de apoio à disciplina:

  • Amaro de Sousa, “Formulação e Resolução de Modelos de Programação Matemática”, DETI-UA, 2006
  • Amaro de Sousa, “Algoritmos Eficientes para Problemas de Grafos”, DETI-UA, 2006
  • Amaro de Sousa, “Métodos Heurísticos para Resolução de Problemas de Optimização”, DETI-UA, 2006
  • Amaro de Sousa, “Modelos de Problemas de Optimização em Redes de Telecomunicações”, DETI-UA, 2006
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