[pt] As redes de sensores sem fio se constituem numa área que outorga grandes oportunidades para a oferta de uma série de aplicações inovadoras e com baixo custo. Os dispositivos destas redes são bastantes pequenos e sua fonte de alimentação são baterias. O tempo de vida destas é limitado, limitando assim o tempo da vida dos sensores e da rede como um todo. Por esta razão nos últimos anos o tema de eficiência energética tem atraído grande interesse de pesquisadores. O aumento do custo da energia e do consumo global da energia pelo setor de ICT (Information and Communications Technologies) têm crescido vertiginosamente devido ao aumento continuo do número de clientes e da demanda por aplicações de maior complexidade. Por tudo isso têm sido desenvolvidos distintos métodos e técnicas para economizar energia nas RSSF. Neste trabalho se implementam dois algoritmos que levam em conta critérios para economizar os custos de energia da rede e através de experimentos de simulação se avalia os mesmos. Nos resultados pode se observar as vantagens de trabalhar com sistemas que visam a eficiência energética. / [en] The WSNs (Wireless Sensor Networks) belong to an area that gives rise to great opportunities to spread innovative and low cost applications. These kinds of networks are composed of tiny devices with limited energy. The main source of power supply for WSNs are batteries, which are limited in cycle life, thus limiting the sensors lifetime and the network as a whole. Due to that fact, the energy efficiency network is becoming the main concern to be addressed by researchers. Rising energy prices and global energy consumption by the ICT (Information and Communications Technologies) sector have grown dramatically due to the continuous increase in customer number and the demand for more complex applications. For the reasons outlined above, different energy-saving techniques for WSNs have been developed. Two energy-saving algorithms for WSNs were implemented in this thesis, and they were tested by experimental evaluation using simulation. The results obtained from the simulations showed the advantages of working with systems aiming at energy efficiency.

[pt] Nessa dissertação vamos introduzir, elaborar e combinar ideias da Teoria de martingais, a Teoria de grafos aleatórios e o Teorema Central do Limite. Em particular, veremos como martingais podem ser usados para representar desvios de contagem de subgrafos. Usando esta representação e o Teorema Central do Limite para martingais, conseguiremos demonstrar um Teorema Central do Limite para a contagem de subgrafos livres de triângulos no grafo aleatório Erdos-Rényi G(n,m) . Além disso, nossa demonstração também nos trará informação sobre a taxa de convergência, mostrando que a distribuição dos desvios converge rapidamente para a distribuição normal. / [en] In this dissertation we shall introduce, elaborate and combine ideas from martingale Theory, random graph Theory and the Central Limit Theorem. In particular, we will see how martingales can be used to represent deviations of subgraph counts. Using this representation and the Central Limit Theorem for martingales, we will be able to demonstrate a Central Limit Theorem for the triangle-free subgraph count in the Erdos-Rényi G(n,m) random graph. Furthermore, our proof also gives us information about the rate of convergence, showing that the distribution of deviations converges rapidly to the normal distribution.

[pt] Essa dissertação explora o problema roteamento de linhas de transmissão (LT) através da solução do caminho mais curto em um grafo sem ciclos de melhoria, considerando custos quadráticos para arcos adjacentes. Esse problema é conhecido como o Problema do Caminho Mínimo Quadrático Adjacente (CMQA). Esse trabalho apresenta uma descrição teórica do CMQA, propõe uma extensão do algoritmo Dijkstra (aqDijkstra) para solução de CMQA em tempo polinomial e discute como o algoritimo pode ser utilizado em metodologias de roteamento de LT. Em seguida, apresentamos uma melhoria estendendo o algoritmo A estrela para sua forma adjacente quadrática (aqA estrela), incluindo uma etapa de busca reversa para estimação de custos de chegada. Foram feitos experimentos computacionais contemplando a variação de custos quadráticos, geração de instâncias aleatórias, testes de estresse e comparação com abordagens já utilizadas na literatura. Os resultados sugerem que: (i) aqA estrela teve o melhor desempenho, atingindo tempos de busca 40 vezes mais rápidos que aqDijkstra e 50 vezes mais rápido que a abordagem mais rápida apresentada pela literatura; (ii) a eficiência dos algoritmos não foi afetada pela variação dos custos quadráticos; (iii) os algoritmos propostos aqA estrela e aqDijkstra também foram mais eficientes nas instancias aleatórias, reafirmando a superioridade dos mesmos. Duas aplicações são apresentadas, uma de objetivo ilustrativo e outra para um caso real. O algoritimo aqA estrela foi usado para solução de um CMQA em um grafo de quase um bilhão de arcos quadraticos, resultado em uma rota proposta com custos adicionais três vezes menor. / [en] This dissertation explores the problem of transmission line (TL) routing through finding the shortest path on an undirected graph with no improving cycles, considering quadratic costs for adjacent arcs. This problem is known as the Adjacent Quadratic Shortest Path Problem (AQSPP). This work provides the theoretical background for the AQSPP, proposes an extension of Dijkstra s algorithm (aqDijkstra) for solving AQSPP in polynomial-time and discusses how AQSPP can be included in routing methodologies. Furthermore, it is presented an improvement to the algorithm: the adjacent quadratic A star (aq A star) with a backward search for cost-togo estimation, to speed up search. For computational experiments, aqDijkstra and aqA star are benchmarked with other algorithms from the technical literature. The search behavior of the algorithms is also studied within different tests, including: quadratic cost variation, randomly generated graph instances and increasingly larger instances. The numerical results suggests that: (i) aqA star outperformed all the other algorithms, being 40 times faster than aqDijsktra and 50 times faster than the fastest benchmark algorithm; (ii) the studied algorithms do not lose efficiency as quadratic costs increase; (iii) aqA star and aqDijkstra were faster benchmark algorithms under random graph instances, indicating their robustness. Two applications are provided, one for illustrative purposes, and another to study performance on a real application. The aqA star algorithm solved an AQSSP on a graph with almost a billion quadratic arcs and provided a route with three times lower additional costs.