Evolutionary algorithms for some problems in telecommunications

Nos últimos anos, as redes de telecomunicação tem experienciado um grande aumento no fluxo de dados. Desde a utilização massiva de vídeo sob demanda até o incontável número de dispositivos móveis trocando texto e vídeo, o tráfego alcançou uma escala capaz de superar a capacidade das redes atuais. Portanto, as companhias de telecomunicação ao redor do mundo tem sido forçadas a aumentar a capacidade de suas redes para servir esta crescente demanda. Como o custo de instalar uma infraestrutura de rede é geralmente muito grande, o projeto de redes usa fortemente ferramentas de otimização para manter os custos tão baixos quanto possível. Nesta tese, nós analisamos vários aspectos do projeto e implementação de redes de telecomunicação. Primeiramente, nós apresentamos um novo problema de projeto de redes usado para servir demandas sem fio de dispositivos móveis e rotear tal tráfego para a rede principal. Tais redes de acesso são baseadas em tecnologias sem fio modernos como Wi-Fi, LTE e HSPA. Este problema consideramos várias restrições reais e é difícil de ser resolvido. Nós estudamos casos reais nas vizinhanças de uma grande cidade nos Estados Unidos. Em seguida, nós apresentamos uma variação do problema de localização de hubs usado para modelar as redes principais (backbones ou laços centrais). Este problema também pode ser utilizado para modelar redes de transporte de cargas e passageiros. Nós também estudamos o problema de clusterização correlacionada com sobreposições usado para modelar o comportamento dos usuários quando utilizam seus equipamentos móveis. Neste problema, nós podemos rotular um objeto usando múltiplos rótulos e analisar a conexão entre eles. Este problema é adequado para análise de mobilidade de equipamentos que pode ser usada para estimar o tráfego em uma dada região. E finalmente, nós analisamos o licenciamento de espectro sobre uma perspectiva governamental. Nestes casos, uma agência do governo deseja vender licenças para companhias de telecomunicação para que operem em uma dada faixa de espectro. Este processo usualmente é conduzido usando leilões combinatoriais. Para todos problemas, nós propomos algoritmos genéticos de chaves aleatórias viciadas e modelos de programação linear inteira mista para resolvê-los (exceto para o problema de clusterização correlacionada com sobreposição, devido sua natureza não-linear). Os algoritmos que propusemos foram capazes de superar algoritmos do estado da arte para todos problemas (AU)