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Comunicações Móveis - Parte 1

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essa transmissão.
CDMA
espalhamento de 
espectro:
Código 1
CDMA
Sinal
Modulador
fo
espalhamento de 
espectro:
Código 2
CDMA
Sinal
Modulador
fo
espalhamento de 
espectro:
Código 3
CDMA
Sinal
Modulador
fo
Sinal Modulado(fo)
fo
Sinal Modulado(fo)
fo
Sinal Modulado(fo)
fo
fo
fo
Sinal CDMASinal
0
Código 1
CDMADemodulador
Sinal CDMA Modulado (fo)
fo
Sinal CDMA Sinal 
0
A grande atração da 
tecnologia CDMA
mais imunidade à 
interferência e ao ruído
aumento extraordinário 
da capacidade do sistema
 151010
256
2560
3






R
 O sinal OFDM é capaz de apresentar bom desempenho 
em canais NLOS com múltiplos caminhos, com alta 
eficiência espectral.
 Utiliza equalizadores mais simples, otimizando recursos 
dos dispositivos.
 Utiliza o conceito de extensão cíclica para prover maior 
imunidade a múltiplos caminhos e maior tolerância a 
erros de sincronização.
 Permite utilizar a banda de maneira escalonável, 
provendo flexibilidade e reduzindo custos.
OFDMA
•Transmissão em portadora única exige 
equalizadores para compensar distorção do canal
•Complexidade dos equalizadores aumenta com o 
número de multipercursos
 OFDMA é um esquema de modulação com múltiplas 
sub-portadoras ortogonais.
 FDMA utiliza uma única portadora, que transporta todos os 
dados de forma serial. 
 OFDMA quebra a informação a ser enviada em 
pequenas partes, que são distribuídas entre as sub-
portadoras ortogonais. A informação é enviada de forma 
paralela.
OFDMA
Sobreposição Espectral do OFDM
Conventional Frequency Division Multiplex (FDM) Multi-carrier Modulation Technique
Ganho na banda ocupada
Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) Multi-carrier Modulation Technique
As sub-portadoras OFDM têm resposta em freqüência 
do tipo Sa((- k)TS/2), o que resulta em sobreposição 
espectral, que, porém, não causa interferência devido 
à ortogonalidade das sub-portadoras. 
O receptor OFDM usa FFT no tempo e na freqüência para 
extrair os valores de pico do espectro, nas freqüências fk. 
Nessas freqüências, todas as sub-portadoras interferentes 
assumem valor nulo, eliminando interferência.
G1() G2()
Valor Máximo (y)
Zero
kj
kk eas

Transceptor OFDM
Serial
To
Parallel
Sub-carrier
Modulation IFFT
Cyclic
Prefix
Insertion
Frame
Sync
Insertion
RF
Modulator
Amplifier
Carrier
Phase
Carrier
Amplitude
01000111010101
Parallel
To
Serial
Sub-carrier
Demodulation FFT
Cyclic
Prefix
Removal
Frame
Detection
RF
Amplifier 
Demodulator
Carrier
Phase
Carrier
Amplitude
01000111010101
I
Q
I
Q
I
Q
I
Q
I
Q
Serial Tx Data
Serial Rx Data
Time Synchronization
Frequency Correction
Transmissor OFDM
Receptor OFDM
Múltiplos percursos e OFDM




1
0
)()(
K
k
kk tath 
],[ 00 a
],[ 11 a
LOS
],[ nna 
OFDM tem excelente desempenho em ambientes com 
desvanecimento seletivo em freqüência
Resposta do canal
Apenas algumas sub-portadoras sofrem 
degradação devido ao desvanecimento, que 
pode ser minimizada com codificação de 
canal apropriada.
Múltiplos percursos e OFDM
0a
symbolT
1a
k
ka
0 1
Delay Spread
0a
1a
k
ka
0 1
Delay Spread < Tsymbol: Desvanecimento Plano
Delay Spread > Tsymbol : Desvanecimento Seletivo em Freqüência
Múltiplos percursos e OFDM
Outra técnica de mitigação de 
desvanecimento: Prefixo Cíclico
Delay spread excede a duração de um símbolo
Adiciona-se um tempo de guarda para evitar interferência devido ao delay spread
Tem-se melhor desempenho quando o tempo de guarda é preenchido com uma extensão do próprio sinal
MHzB
MbpsR
R
T 36,151015024.1
86
105,0
símbolos 7símbolopor bits 6024.1
rassubportado 1.024 e QAM-64 :Exemplo
3
3






msTT
B
T
kHzB
Sslot
SC
S
SC
5,07
1
15



SDMA
 Usados em redes celulares(células são áreas 
irregulares em torno de uma antena).
 Atribuir faixas de freqüência diferentes a células 
adjacentes, de forma a evitar a interferência co-
canal.
 Para células distantes, pode-se reutilizar a 
mesma faixa de frequência. Para isto, o alcance 
da antena deve ser bem ajustado.
SDMA
 Vantagens:
É possível isolar, através do padrão de 
radiação das antenas interferentes, usuários 
desejados.
 Desvantagens:
 Complexidade devido ao processamento de sinais 
necessário.
 Custo de implantação das múltiplas antenas.
Antenas adaptativas
Interferer
• mede-se o canal,
• ajusta-se o feixe, 
• aumenta-se o ganho,
•diminui-se a interferência
  
SNR
SNRRPL
L
erro
SNR log
,loglim
de Diversidade Ganho 



 Definição:Tráfego: tempo cursado por tempo 
disponível (Erlang), dada uma probabilidade de 
bloqueio.
Definições relacionadas a sistemas 
de comunicação móvel.
Tráfego Telefônico
 Considerações iniciais:
 Características do tráfego em ambientes móveis são bem 
diferentes daquelas do tráfego telefônico de sistemas fixos:
 Mas utiliza-se em planejamento e otimização de sistemas móveis;
 Para as novas redes, há necessidade de mudanças.
 Dado o tráfego em cada célula e a taxa de bloqueio 
desejada, podem-se estimar (Erlang-B) os recursos de rádio 
do sistema para aquela célula.
 Cada célula pode ter tráfego distinto das outras células, mesmo que 
elas tenham áreas de cobertura semelhantes, e vice-versa.
 O objetivo é garantir determinada taxa de bloqueio, também 
denominada grade of service do sistema, a partir de cada célula.
Tráfego Telefônico
 Considerações iniciais:
O tráfego e a sua distribuição probabilística variam 
com o tempo e no espaço,
 mas há modelos bem dominados que permitem sua boa 
caracterização.
O tráfego em uma cidade pode variar de região 
para região, de hora para hora, de período do dia 
para período do dia e de dia para dia.
Os mecanismos de handover introduzem novos 
elementos a serem avaliados, pois alteram as 
características do tempo de retenção entre outras.
Definições relacionadas a sistemas 
de comunicação móvel.
IS136 GSM CDMA
Subfaixa 
ANATEL
Faixa de 
freqüências 
[MHz]
30,00 200,00 1.250,00 Banda do canal [kHz]
A 25,00 417 63 10
B 25,00 417 63 10
D 35,00 583 88 14
E 35,00 583 88 14
Subfaixa de 
extensão 50,00 833 125 20
Sistema
Número de 
portadoras 
por subfaixa
Definições relacionadas a sistemas 
de comunicação móvel.
IS136 GSM CDMA
Número de 
canais por 
portadora
3 8 64
Faixa de 
freqüências 
[MHz]
Subfaixa 
ANATEL
1.250 500 640 25,00 A
1.250 500 640 25,00 B
1.750 700 896 35,00 D
1.750 700 896 35,00 E
2.500 1.000 1.280 50,00
Subfaixa 
de 
extensão
Sistema
Número de 
canais por 
subfaixa
Tráfego Telefônico
Desafio: precisamos entender:
Processo de chegada – probabilidade de se ter k
chamadas em determinado intervalo de tempo
Tempo entre chegadas
Tempo de retenção de uma chamada
Cadeia de Markov
 Referência: M. D. Yacoub. Foundations of Mobile 
Radio Engineering. USA: CRC, 1993.
Tráfego Telefônico
 Fundamentos da teoria de tráfego e de filas:
Na teoria de tráfego telefônico, aceita-se que:
 A chegada ou demanda por serviço ou canal obedece à 
distribuição de Poisson;
 Os tempos de retenção de um recurso (canal) seguem 
uma distribuição exponencial;
 Bloqueios causam perdas.
Tráfego Telefônico
 Lembrando:
 Se a ocorrência de um fenômeno está vinculada a outros 
eventos estatísticos não-correlacionados entre si, de 
probabilidade P1, P2, ..., Pn, a probabilidade de ocorrência 
desse fenômeno será:
 se o vínculo é alternativo, ou seja, se é suficiente que ocorra apenas 
o evento 1, ou apenas o evento 2, ..., ou apenas o evento n; ou
 se todos os eventos 1 e 2 e ... n devem ocorrer simultaneamente.
nPPPP  ...21
nPPPP  ...21
Tráfego Telefônico
 Processo de chegada de chamadas:
 Considera-se a chegada de chamadas como um processo aleatório.
 Considere-se que o intervalo de tempo de 0 a t, ou simplesmente t, 
possa ser dividido em n subintervalos de mesma duração t / n. Pode-se 
escolher n bem grande para que:
 Apenas uma chegada possa