Aula6 2013

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SISTEMAS DE TELEFONIA MÓVEL / SATÉLITES DE 
COMUNICAÇÃO 
1- O SISTEMA DE TELEFONIA MOVEL 
 O Sistema de Telefonia Móvel surgiu pela necessidade de 
atender pessoas em constante mobilidade. 
 Os telefones móveis passaram por três gerações distintas com as 
respectivas tecnologias, conforme a seguir: 
1. Voz analógica 
2. Voz digital 
3. Voz digital e dados (Internet, correio eletrônico, etc.) 
 Serão analisadas a seguir as características que envolvem essas 
gerações. 
1.1 Telefones Moveis de Primeira Geração: voz analógica 
 Em 1946 em St Louis nos Estados Unidos, foi criado o primeiro 
sistema para telefones destinado a automóveis. O sistema utilizava 
um único transmissor no topo de um alto edifício e tinha um único 
canal, usado para transmissões e recepções. Esse sistema era 
conhecido como “push-to-talk”, porque o usuário tinha de apertar 
um único botão para ativar o transmissor. 
Na década de 1960 aparece o IMTS (Improved Móbile 
Telephone System – Sistema de Telefonia Móvel Aperfeiçoado). 
Esse sistema usava um transmissor de alta potencia (200 Watts) no 
topo de uma montanha, mas possuía duas freqüências uma para 
 2 
transmissão e outra para recepção, o que eliminava a necessidade de 
um botão push-to-talk. O IMTS admitia 23 canais espalhados pelas 
freqüências de 150 a 450 Mhz, entretanto, devido a alta potência dos 
transmissores, poderia haver interferência entre sistemas adjacentes 
caso estivessem muito próximos, estes tinham que estar a diversos 
quilômetros um do outro, tornando o sistema custoso e quase 
impraticável. 
 Em 1982 aparece o AMPS (Advanced Móbile Phone System - 
Sistema Avançado de Telefonia Móvel) inventado por Bells Labs, 
sendo instalado primeiramente nos Estados Unidos. 
 Segue abaixo os pontos mais importantes do AMPS: 
o AMPS => Advanced Mobile Phone System 
o Mesmo sistema: 
� Na Inglaterra => TACS 
� No Japão => MCS-L1 
o Características do AMPS: 
� Uma região geográfica é dividida em células de 10 
a 20 KM 
� Cada célula utiliza alguns conjuntos de freqüências 
� Reutilização de freqüências de transmissão em 
células próximas, mas não adjacentes para não 
haver interferências 
 
 3 
 
 
Na figura acima: 
� as freqüências não são reutilizadas nas células 
adjacentes 
� todas as células tem o mesmo tamanho 
� as células são agrupadas em grupos de sete 
unidades 
� Cada letra indica um grupo de freqüências 
� No centro de cada célula existe uma Estação Base 
ou Estação Rádio Base (ERB) 
� A Estação Rádio Base consiste em um sistema 
microcomputadorizado integrado com transmissor 
e receptor (Centro de Comutação e Controle ou 
CCC) e antena; 
� Função da Estação Rádio Base => retransmitir 
sinais de dados e voz dentro da sua célula 
B 
A 
C 
D 
E 
G 
F 
B 
A 
C 
D 
E 
G 
F 
B 
A 
C 
D 
E 
G 
F 
 4 
� Todas as ERB estão ligadas a um MTSO ( Mobile 
Traffic Switching Office – Estação de Comutação 
de Telefonia Móvel) ou MSC (Móbile Switching 
Center – Centro de Comutação Móvel) 
� MTSO => sistema de comutação e controle que 
conecta o sistema de telefonia móvel com a Rede 
de Telefonia Pública (é a estação final do sistema 
móvel celular antes da Rede de Telefonia Pública) 
� Os canais de transmissão e recepção do AMPS são 
simplex 
� De 824 a 849 Mhz => faixa para transmissão do 
telefone à ERB 
� De 869 à 894 Mhz => faixa para transmissão da 
ERB até o telefone 
� As faixas anteriores são desta forma divididas para 
poder haver conversações simultâneas (Full-
Duplex) 
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� Processo Hand Off = > processo realizado entre 
células, pelo qual a troca de comunicação de voz 
ocorre sem queda da comunicação 
� 1-Cada telefone móvel ocupa logicamente uma 
célula específica e está sob o controle da ERB 
dessa célula 
� 2-Quando um telefone móvel deixa uma célula, sua 
ERB detecta que o sinal está se enfraquecendo e 
questiona todas as ERB vizinhas quanto à 
Rede de 
Telefonia 
Pública 
MTSO 
Tronco de Voz 
Tronco de Dados 
Tronco de 
Voz 
CCC 
ERB 
CCC 
ERB 
 6 
quantidade de energia que elas estão obtendo desse 
sinal 
� 3-Em seguida a ERB faz a transferência para a 
célula que está obtendo o sinal mais forte, ou seja, 
a célula onde se encontra o telefone celular no 
momento 
� 4-O telefone é então informado qual é a sua nova 
ERB. 
 
1.2 - Telefones Móveis de Segunda Geração: voz digital (2G) 
 Quatro sistemas são usados a partir dessa geração. São eles: 
 a) D-AMPS (TDMA IS-136) 
 b) GSM 
 c) CDMA (IS-95) 
 d) PCS 
 Serão descritos com mais detalhes apenas os três primeiros 
sistemas. 
 O PCS (Personal Communication Services – Serviços de 
Comunicações Pessoais) só é usado no Japão e emprega a banda de 
1900 Mhz. 
 a) D-AMPS (TDMA IS-136) 
 É a segunda geração dos sistemas AMPS ou seja é o 
AMPS Digital. 
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 O D-AMPS interage com o sistema AMPS de forma que 
os telefones móveis de primeira e de segunda geração podem operar 
simultaneamente na mesma célula. 
 Para interagir com o AMPS o D-AMPS se utiliza da 
técnica FDM (Multiplexação por Divisão de Freqüências) a qual 
possibilita trabalhar com sinais analógicos. 
 Dependendo da mistura dos telefones em uma célula o 
MTSO defini quais dos canais serão analógicos e digitais. 
 Os canais upstream (do telefone até a ERB) operam na 
faixa de 1850 a 1910 Mhz e os canais downstream (da ERB até o 
telefone) operam na faixa de 1930 a 1990 Mhz. 
 Para compatibilidade com o AMPS, o D-AMPS possibilita 
que seus telefones operem de 850 a 1900 Mhz. 
 O D-AMPs utiliza a mesma estrutura do AMPs (células, 
ERB, MTSO) 
 O D-AMPS utiliza a técnica de Acesso Múltiplo por 
Divisão do Tempo (TDMA) para compartilhar um único par de 
freqüências(upstream e downstream). 
 Na técnica TDMA as estações transmissoras compartilham 
a mesma faixa de freqüência e portadora, em slot de tempo 
diferentes por demanda. 
 Uma diferença entre o AMPS e o D-AMPS está na forma 
como o Hand-Off é tratado. No AMPS o Hand Off é administrado 
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sem ajuda dos telefones móveis, o que não ocorre no D-AMPS. O 
dispositivo móvel ao perceber que o nível do sinal está diminuindo 
(ficando fraco), solicita ajuda ao MTSO que pode interromper a 
conexão, nesse momento o dispositivo móvel (telefone) pode tentar 
sintonizar um sinal mais forte de outra ERB (Estação Radio-Base). 
Esse processo como no AMPS demora cerca de 300 ms. Essa 
técnica é conhecida como MAHO (Móbile Assistent Hand-Off – 
handoff com a participação da unidade móvel). 
 b) GSM (Global System for Móbile Communications) 
 O GSM também é um sistema celular e utiliza a mesma 
estrutura de comunicações do D-AMPS(células, ERB, MTSO). 
 O GSM é compatível como todos os sistemas existentes. 
 Para interagir com o AMPS, o GSM se utiliza da técnica 
FDM (Multiplexação por Divisão de Freqüências) a qual possibilita 
trabalhar com sinais analógicos. 
 O GSM como no D-AMPS se utiliza da técnica TDMA 
para compartilhar um par de freqüências entre usuários. 
 A freqüência de trabalho do GSM encontra-se entre 890,2 
até 959,8 Mhz. 
 O GSM tem 124 pares de canais simplex. 
 Os canais upstream (do telefone até a ERB) operam na 
faixa de 890,2 a 914,8 Mhz e os canais downstream (da ERB até o 
telefone) operam na faixa de 935,2 a 959,8 Mhz. 
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 A transmissão e a recepção não acontecem no mesmo slot 
de tempo, porque os rádios GSM não podem transmitir e receber ao 
mesmo tempo, ou seja, toda a informação de transmissão deve ser 
propagada para depois a informação de recepção ocupar tal slot. 
 No GSM os telefones utilizam cartões inteligentes e 
removíveis, os quais contém uma CPU que carrega o número de 
série e o número do telefone (segurança quanto a roubo ou perda). 
 A diferença básica do GSM para o D-AMPS é que os 
canais GSM são mais largos que os canais D-AMPS (200Khz 
versus 30Khz) e a taxa de dados GSM é maior que o D-AMPS. 
 c) CDMA (Code Division Multiple Access IS-95) 
 O CDMA funciona de forma completamente diferente do 
D-AMPS e do GSM 
 No CDMAas estações transmissoras compartilham a 
mesma faixa de freqüência e portadora, porém, cada estação recebe 
um código que é combinado com a portadora (usado em situações de 
baixa velocidade e pouca utilização do canal). 
 O CDMA Trabalha na faixa de 800Mhz e 1900Mhz. 
 Usado pela VIVO. 
 
1.3- Telefones Móveis da Geração 2,5 (2,5G) 
 Os sistemas 2G citados anteriormente foram otimizados para 
serviço de voz, mas não para comunicação de dados. Em face da 
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tecnlogia 3G ainda estar em desenvolvimento na época, as empresas 
de Telecom, desenvolveram protocolos e padrões provisórios que 
permitiram transmissão de dados pela infra-estrutura 2G. 
 Entre eles estão: 
a) General Packet Radio Service (GPRS – Serviço Geral de 
Rádio por Pacote). 
 Características: 
 - Provê serviços de dados por pacotes 
 - Taxa de 40 Kbps a 60 Kbps 
 - Fornecido por uma rede GSM subjacente 
b) Enhaced Data Rates for Global Evolution (EDGE – Melhores 
taxas de dados para Evolução Global) 
 Características: 
 - Aumenta a taxa de dados de uma rede GSM/GPRS 
 -Provê 384 Kbps para comunicação de dados 
c) CDMA 2000, Phase I 
 Características: 
 - Evoluiu do IS-95 
 - Provê serviços de pacotes de dados até 153,6 Kbps 
 
1.4- Telefones Móveis de Terceira Geração: voz e dados digitais 
 Em 1992 a IMT (International Móbile Communication) 
apresentou um projeto conhecido como IMT-2000. 
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 O número 2000 tem três significados: 
 1- O ano em que o sistema deveria entrar em serviço 
 2- A freqüência na qual ele deveria operar em Mhz 
 3- A largura de banda que o serviço deveria ter em Khz 
 A terceira geração encontra-se em melhoria contínua e os 
servicos que a rede IMT-2000 deve oferecer são os seguintes: 
 1. Transmissão de voz de alta qualidade 
 2. Serviço de mensagens (substituindo correio eletrônico, fax, 
SMS, bate-papo, etc.) 
 3. Multimídia (reprodução de música, exibição de vídeos, 
filmes, televisão, etc.) 
 4. Acesso a Internet (Navegação na WEB, incluindo páginas 
com áudio e vídeo) 
 5. Deve prover: 
 - 144Kbps em velocidade de trânsito. 
 - 384 Kbps para uso estacionário em ambiente externo ou 
velocidades de quem anda a pé. 
 - 2Mbps em ambiente interno. 
 6. Os dois padrões do sistema 3G são: 
 UTMS (Universal Mobile Telecommunications Service 
ou WCDMA –Wideband CDMA ou HSDPA – High Speed 
Downlinhk Packet Access) – evolução do GSM para suportar 
capacidades 3G. 
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 CDMA2000 Phase II- evolução do CDMA Phase I para 
suportar capacidades 3G. Conhecida com CDMA 1xEV-DO. 
 Outros serviços estão em pauta como videoconferência, jogos 
em grupo, m-commerce (comercio móvel – pagamentos on-line). 
 Todos os servicos citados deverão ser de acesso mundial com 
conexão automática via satélite, de forma instantânea, sempre ativos 
e com garantias de qualidade de serviço. 
 Seguem quadros resumos das evoluções: 
 
Evolução da Tecnologia CDMA 
 
 Espectro 800 MHz e 1900 MHz 
Geração 2 G 2,5 G 3 G 
Tecnologia cdmaOne (IS-95-A) 
CDMA2000 
1X* 
(Phase I) 
CDMA 
1xEV-DO 
(CDMA2000 
PhaseII) 
CDMA 
1xEV-DO 
Rev. A 
(CDMA2000 
PhaseII) 
Taxa de dados 
máx. teórica 
(kbit/s) 
14,4 153,6 2.400 3.100 
Taxa de dados 
média (kbit/s) - 40-70 300-500 - 
 
Obs: EV-DO => Evolution Data Optimized 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Evolução da Tecnologia GSM 
 
Espectro 
900 e 1800 MHz 
(Europa) 
1900 MHz (EUA) 
1900/2100 MHz 
Geração 2 G 2,5 G 
2,5/3 
G 3 G 
Tecnologia GSM GPRS EDGE WCDMA (UMTS) 
HSDPA 
(WCDMA) 
Taxa de dados 
máx. teórica 
(kbit/s) 
14,4 171,2 473.6 2.000 14.000 
Taxa de dados 
média (kbit/s) - 30-40 100-130 220-320 550-1100 
 
2.0 - SATÉLITES DE COMUNICAÇÃO 
• É um repetidor de sinais que recebe um sinal transmitido de um 
ponto na superfície do planeta e retransmite para outra região. 
• Primeiro satélite de comunicação => lançado em 1962. 
• O satélite de comunicação pode ser um: 
o Repetidor Ativo => quando recebe, trata, amplifica e 
retransmite o sinal. 
o Repetidor passivo => quando apenas recebe e reflete o 
sinal. 
2.1 - Satélites Geossíncronos 
• São satélites que tem sua órbita estacionária => giram com a 
mesma velocidade de rotação da Terra. 
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• São conhecidos, também, como satélites geoestacionários => 
tem sua posição fixa e especificada pela sua longitude 
• Ficam posicionados a uma altitude de 35000 Km acima da terra. 
2.2 - Satélites Assíncronos ou de Baixa e Média órbita 
• São satélites que giram ao redor do planeta com movimento 
diferente da rotação da terra. 
• São satélites não geoestacionários. 
• Estes satélites circulam em torno do globo terrestre. 
• Em determinado ponto do planeta se pega o sinal de um satélite, 
ora de outro, pois depende da posição dos mesmos. 
• Os satélites de media órbita, atualmente, não são usados para 
telecomunicações. São usados para GPS (Global positioning 
System) e estão em uma órbita de 18000 Km acima da terra. 
• Os satélites de baixa órbita são normalmente de tamanhos 
menores do que os geoestacionários. 
• Os satélites de baixa órbita são utilizados em projetos como: 
o Iridium 
o Globalstar 
• Os projetos citados, cobrem o globo terrestre com algumas 
dezenas de satélites em órbitas de até 5000 Km de altura 
fornecendo serviços de comunicação como a telefonia celular, 
serviços de TV, GPS. 
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O projeto Iridium tem as seguintes características: 
 - fornece servicos de voz, dados, fax, navegação em terra, ar e 
mar. 
 - os satélites estão posicionados a uma altitude de 750 Km em 
órbitas polares circulares 
 - Cada satélite tem a capacidade de 3840 canais 
 - A comunicação entre clientes ocorre no espaço com um 
satélite transmitindo dados para o seguinte. 
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O projeto Globalstar tem as seguintes características: 
 - Se baseia em 48 satélites de baixa órbita 
 - O Globalstar utiliza um sistema de comunicação diferente do 
Iridium chamado canal em curva. Uma chamada originada para um 
satélite é enviada de volta a uma estação terrestre e é roteada por 
uma rede terrestre até encontrar a estação terrestre mais próxima do 
cliente da outra ponta. 
 
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• Composição de um satélite: 
o Sistema de comunicação (Repetidor de sinais ativo ou 
passivo); e 
o Sistema de navegação (comando, telemetria, e controle 
do satélite). 
o Transponder => emite sinais de resposta para localização 
e identificação do satélite 
2.3 - Exemplo das principais Bandas de Comunicação: 
Banda Faixa 
Freqüência 
(Ghz) 
Sentido da 
Portadora 
Tipo de 
Serviço 
utilizado 
3625 - 4200 descida C 
5850 - 6425 subida 
Fixo 
(Dado,Voz e 
Vídeo) 
7250 - 7375 descida Móvel ou 
fixo/militar 
7900 - 8025 subida Móvel ou 
fixo/militar 
7380 - 7750 descida Fixo/militar 
 
X 
8030 - 8400 subida Fixo/militar 
Ku 11700 -
12200 
descida 
Radiodifusão 
 18 
 14000 - 
14500 
subida 
17700 - 
21700 
descida Fixo/móvel Ka 
27500 - 
30500 
subida Fixo/móvel 
 
• C,Ku,Ka => faixa de comunicação comercial; 
• X => faixa de comunicação militar.