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Comunicações Móveis - I
Conceitos, arquiteturas e tecnologias
Thomás A. M. de Castro
Universidade Estácio de Sá
2o semestre 2016
Sumário
1 Sumário
2 Bibliografia
3 Introdução
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
4 Arquitetura do SMC
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
5 AMPS e TDMA
6 GSM
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
7 CDMA
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Bibliografia
Comunicações sem fio: Princípios e práticas
Rapparport, Theodore S.
Pearson Prentice Hall - Segunda Edição
GSM � Architecture, Protocols and Services
Jörg Eberspächer, Hans-Jörg Vögel, Christian Bettstetter
Third Edition - John Wiley
Mobile Communication Systems
Wesolowski, Krzysztof
Third Edition - John Wiley
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Introdução
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Cronologia
1864: James Clerk Maxwell formulou a Teoria
Eletromagnética da luz;
1887: Heinrich Hertz comprova a existência física das
ondas de rádio;
1894: Oliver Lodge, demonstra as comunicações sem fio.
Alcançou 150 metros;
1895 a 1901: Marconi desenvolveu um dispositivo para
transmitir ondas de rádio a longas distâncias;
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Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Cronologia
1902: Primeiro enlace de rádio nos EUA (California e
Catalina Island). Esse primeiro sistema de rádio era
frequentemente denominado de telegrafia wireless, ou
telegrafia sem fio;
1906: Fessenden realizou pela primeira vez uma
transmissão em radiodifusão, transmitindo voz e música
utilizando uma técnica da Modulação em Amplitude
(AM);
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Cronologia
1921: Em Detroit, o Dep. de Polícia de Detroit fez uso
das comunicações sem fio;
1934: 194 forças policiais municipais e 58 estaduais
utilizavam rádio AM para realizar comunicações móveis
de voz;
1946: Surgem os primeiros sistemas públicos de telefonia
móvel em cinco cidades americanas;
1947: Primeiros enlaces de micro-ondas conectando
Boston e Nova York. Suportava 2400 conversações
simultâneas entre as duas cidades;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Cronologia
1958: Lançamento do satélite SCORE (Signal
Communication by Orbital Relay Equipment);
1981: Inauguração na Escandinávia do primeiro sistema
de telefonia celular (NMT- Nordic Mobile Telephone);
1983: Começa a operar o sistema americano (AMPS �
Advanced Mobile Phone Service);
1988: Implementado na Europa o primeiro sistema de
telefonia celular digital (GSM � Global System for Mobile
Communications);
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Década de 30
Equipamentos volumosos, pesados e grande consumo de
energia;
Uso de válvula
Transmissores com alta potência para aumentar área de
cobertura
Utilização ineficiente do espectro de frequência;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Década de 50 a 70
Primeiros equipamentos transportáveis;
Limitados às aplicações militares;
Redução de volume (surgimento dos transistores);
Telefones sem fio e telefones celulares com a tecnologia de
circuitos integrados em larga escala;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Técnicas de Modulação - Analógica
Iniciou com a Mod. em Amplitude com largura de canal
de 6kHz, na banda HF e posteriormente VHF
Passou para a Mod. em Frequência com largura de faixa
do canal de 120kHz
Atualmente utiliza FM com largura de faixa de frequência
de 12kHz
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Técnicas de Modulação - Digital
Motivação: Explosão de serviços e necessidade de alívio
da capacidade de tráfego;
Solução: tecnologia mais eficiente no uso da largura de
banda;
Padrão PCM (64kbps) ocuparia 100kHz de banda no
espectro em FM;
Atualmente taxas chegam 16kbps (GSM) e 8kbps
(TDMA)
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Técnicas de Modulação - Digital
Técnicas mais robustas contra interferências
Maior flexibilidade para oferecer mais serviços
Possibilidade de utilizar técnicas de múltiplo acesso tais
como o TDMA e o CDMA
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Métodos de acesso
Simplex
Half duplex
Duplex
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Métodos de acesso: SIMPLEX
Sistema que utiliza apenas uma frequência;
Somente a estação base era capaz de transmitir dados
para as estações móveis;
Estações móveis: Simples receptores;
Exemplo de sistema em atividade: Radiodifusão;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Métodos de acesso: Half Duplex
Sistema que utiliza AINDA apenas uma frequência;
Tanto a estação base quanto a estação móvel são capazes
de transmitir e receber mensagens;
Sistema Push to talk;
Exemplo: Sistema radioamador;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Métodos de acesso: Duplex
Tanto a estação base quanto a unidade móvel operam
com o sistema Full Duplex;
Utilizado para transmitir sinais de forma independente;
Envio do sinal em uma frequência e recepção em outra
frequência diferente;
Exemplo: Sistemas de telefonia celular;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Evolução dos sistemas celulares
Figura: Evolução dos sistemas celulares na Europa
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Bibliografia
IntroduçãoArquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Evolução dos sistemas celulares
Figura: Evolução dos sistemas celulares nas Américas
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Evolução dos sistemas celulares
Figura: Evolução dos sistemas celulares no Japão
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Serviços de Comunic. Móvel Celular
Serviço móvel especializado � Trunking;
Sistema móvel celular � SMC;
Serviço especial de radiochamada � Paging;
Redes de dados sem fio � WLAN;
Telefone sem fio � Cordless Telephone;
Universal Mobile Telecommunications Services � UMTS;
Future Public Land Mobile Telecommunications Systems
� FPLMTS;
Personal Communication Networks � PCN;
Mobile Satellite Systems � MSS
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
ITU - International Telecommunications Union
Fundado em 1932;
Vinculado à ONU;
Objetivos:
Harmonizar a utilização do espectro de rádio frequência;
Padronizar a oferta de serviços telefônicos no mundo;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
ITU - International Telecommunications Union
Coordenado por um Conselho Administrativo e
subdividido em três comitês:
IRFB � International Frequency Registration Board;
CCIR � International Radio Consultative Comittee;
CCITT � International Telegraph and Telephone
Consultative Comittee
Regiões:
Região 1: Europa, URSS, Ásia Menor e África;
Região 2: Américas e Hawaii;
Região 3: Oceania e restante da Ásia
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Anatel � Agência Nacional de Telecomunicações
Criação determinada pela Lei Geral das Telecomunicações
Brasileiras
Aprovada em 16/07/1977;
Autarquia especial
Administrativamente independente;
Financeiramente autônoma;
Não está subordinada a nenhum órgão do governo;
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Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Anatel � Agência Nacional de Telecomunicações
Possui poderes de:
Outorga;
Regulamentação e;
Fiscalização;
O Fundo de Fiscalização das Telecomunicações (FISTEL)
assegura a independência financeira;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Anatel � Agência Nacional de Telecomunicações
Deveres da Anatel (1/2):
Implementar a política nacional de telecomunicações;
Propor a instituição ou eliminação da prestação de
modalidade de serviços no regime público;
Propor o Plano Geral de Outorgas;
Propor o Plano Geral de Metas para universalização dos
serviços de telecomunicações;
Administrar o espectro de radiofrequências e o uso das
órbitas;
Compor administrativamente conflitos de interesses entre
prestadoras de serviços;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Cronologia
Evolução dos sistemas
Serviços e Organismos
Anatel � Agência Nacional de Telecomunicações
Deveres da Anatel (2/2):
Atuar na defesa e proteção dos direitos dos usuários;
Atuar no controle, prevenção e repressão das infrações de
ordem econômica;
Estabelecer restrições, limitações ou condições a grupos
empresariais para obtenção e transferência de concessões,
permissões e autorizações a fim de garantir a competição
e impedir a concentração econômica no mercado;
Estabelecer a estrutura tarifária de cada modalidade de
serviço;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Arquitetura do Sistema Móvel
Celular
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Primeiros Sistemas
Sistemas Rádio Móvel;
Características:
Uma única estação base;
Antena em região elevada;
Alta potência de transmissão;
Grande área contendo todo o espectro de frequências;
Tráfego oferecido limitado ao espectro de freq. disponível;
Deveriam estar geograficamente separados:
Evitar a interferência co-canal;
Descontinuidade das chamadas em andamento
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Sistema de comunicação móvel celular
Utiliza o reuso de um mesmo conjunto de canais para
conseguir atender ao tráfego pelo uso de um grande número
de Estações Rádio Base (ERB).
Definições:
Célula: a região iluminada por uma ERB e atendida por
um grupo de canais
Área celular: como aquela coberta pela potência
mínima para comunicação adequada
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Sistema Rádio Móvel e Celular
Figura: Modelo de um sistema de rádio móvel
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Sistema Rádio Móvel e Celular
Figura: Modelo de um sistema celular
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
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Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Formato da célula
O padrão escolhido para representação das células é o
hexagonal:
Devido as condições de relevo do ambiente de propagação
temos áreas celulares disformes com contornos se
sobrepondo;
O formato Hexagonal é puramente teórico - Na prática as
células não obedecem esse formato;
A vantagem do padrão hexagonal: permitir o uso das
propriedades de simetria deste polígono para estudo do
padrão celular;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Formato de células
Figura: Exemplo de um conjunto de células
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Reuso de frequência
O reuso de frequênciaé feito dividindo-se todo o
espectro disponível em grupos de frequências.
Estes grupos são utilizados em células separadas entre si
o suficiente para não haver interferência.
As células que contêm o mesmo grupo de canais são
denominadas cocélulas ou células co-canais.
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Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Reuso de frequência
Padrão de Reuso de frequência:
o número de células adjacentes que reagrupam todo o
espectro original, ou seja, o número de grupos de
frequência;
Quanto menor o padrão de reuso:
Maior o número de canais por grupo
Mais canais por célula e
Maior a quantidade de tráfego oferecido por cada célula.
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Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Reuso de frequência
Para que seja a reutilização de uma freqüência em outra
área é necessário garantir que o sinal transmitido por uma
ERB não interfira na área celular coberta por outra;
A área de serviço é dividida em Clusters contendo todo
espectro disponível;
Como o espectro de frequência é limitado é necessário a
utilização otimizada deste recurso;
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Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Reuso de frequência
Figura: Exemplo de um conjunto de Clusters
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Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Vantagens do reuso de freqüência
O sistema celular permite:
Cobrir toda a área;
Utilizar transmissores de baixa potência;
Continuidade das chamadas em curso através da técnica
de Handoff;
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Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Vantagens do reuso de freqüência
O maior número de canais na mesma área:
Oferece alta eficiência de tráfego;
Baixa Probabilidade de Bloqueio (GOS);
Pode-se fazer uso da hierarquia celular com células de
diferentes tamanhos atendendo o tráfego flutuante ao
longo do dia;
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Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
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Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Condições do Reuso
O reuso de frequências em um padrão hexagonal segue a três
regras básicas:
Cada célula possui 6 co-células equidistantes;
O uso de frequências deve ser isotrópico;
Um Cluster deve ser formado por um conjunto contínuo
de células.
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Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
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Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Padrão de reuso - N
Diz respeito ao número de células por cluster;
Também define o número de canais por célula;
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Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
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Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Padrão de reuso - N
considere um sistema celular com um total de S canais duplex
disponíveis para o uso;
A cada célula é alocado um grupo de k canais (k < S);
Os S canais são divididos entre N células em:
grupos de canais únicos e distintos
com o mesmo número de canais,
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Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Padrão de reuso - N
O número total de canais rádio disponíveis pode ser
expressado por:
S = k .N
onde:
S é o número total de canais;
k é o número de canais por célula;
As N células que coletivamente utilizam o conjunto completo
de frequências disponíveis formam o que é denominado
Cluster
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AMPS e TDMA
GSM
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Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Padrão de reuso - N
Como os clusters são replicados M vezes, então:
C = M .k .N = M .S
onde, C é a medida da capacidade do sistema.
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AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Reuso de frequência
Um elevado tamanho do cluster: a relação entre a
distância entre células co-canais e o raio da célula é
grande;
Um pequeno tamanho do cluster: células co-canais estão
localizadas muito próximas;
O valor para N é função da quantidade de interferência
que um TM ou ERB pode tolerar e ainda manter um grau
aceitável de qualidade na comunicação;
Do ponto de vista de projeto, é desejável o menor valor
possível para N: maximizar uma área de cobertura
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AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Fator de Reuso de Freqüências
O Fator de Reuso de Freqüências de um sistema
celular é dado por 1/N:
a cada célula em um cluster é alocado apenas 1/N do
número total de canais disponíveis no sistema.
A utilização do padrão hexagonal para representar o
formato da célula permite que o uso das propriedades de
simetria deste polígono para estudo do padrão celular.
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AMPS e TDMA
GSM
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Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Plano de coordenadas de células
Figura: Sistema de coordenadas de células
Raio unitário = Dist. Unitária =
2
√
3R
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AMPS e TDMA
GSM
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Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Reuso de Frequência
Tomemos um sistema de coordenadas onde os eixos
formam um ângulo de 60
o
entre si;
A unidade ao longo dos eixos igual a
√
3R , sendo R o raio
maior de um hexágono;
Seja a posição de uma célula é dada por um conjunto de
coordenadas (un, vm).
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Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
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Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Reuso de Frequência
A distância entre duas células nas posições (u
1
, v
1
) e (u
2
, v
2
),
ou seja, a distância de reuso d é dada por:
d2 = i2 + j2 + ij (1)
onde:
i = u
1
− u
2
j = v
1
− v
2
i e j ∈ N
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GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de FrequênciaAlocação de Canal
Estratégias de Handoff
Reuso de frequência
Seja:
A
6
a área de uma célula hexagonal;
Ac a área de um cluster;
Temos que:
A
6
=
3.
√
3
2
.R2 Ac =
√
3
2
.D2
Onde:
R = raio maior da célula
D = Distância entre os centros dos clusters vizinhos e é igual
à distância de reuso
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AMPS e TDMA
GSM
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Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Reuso de Frequência
Figura: Tamanho da célula e tamanho do cluster
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AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Reuso de frequência
Como:
A
6
=
3.
√
3
2
.R2 Ac =
√
3
2
.D2
O número de células que cabem dentro de um cluster é:
N =
Ac
A
6
=
(
1√
3
.
D
R
)
2
Como a distância unitária é
√
3.R
Temos que:
D
Dist. Unitária
= d =
√
1
2 + 1.j + j2
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AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Reuso de frequência
Sabendo que:
D
Dist. Unitária
= d =
√
1
2 + 1.j + j2
Podemos dizer que:
d = 12 + 1.j + j2
Sendo que i e j podem assumir valores inteiros.
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GSM
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Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Reuso de Frequência
Exemplo de tamanhos de cluster para valores variados de i e j
Figura: Tamanhos possíveis de clusters
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Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Análise do tamanho do cluster
Pela equação: C = M .K .N = M .S a capacidade de um
sist. cel. é diretamente proporcional ao número M de
vezes que um cluster é replicado em uma área de serviço
fixa.
O fator N é chamado tamanho do cluster e é
tipicamente igual a 4, 7 ou 12.
Se o tamanho N do cluster é reduzido, enquanto o
tamanho da célula é mantido constante, mais clusters
serão necessários para cobrir uma dada área, aumentando
M e por consequência aumentando a capacidade de
usuários do sistema;
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AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Análise do tamanho do cluster
Cluster
maior indica que a razão entre a distância entre células
co-canais e o raio da célula é grande;
menor indica co-células são localizadas mais próximas;
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GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Análise do tamanho do cluster
N:
é uma função de quanta interferência uma estação pode
tolerar;
O fator de reuso de um sist. cel. é dado por 1/N pois a
cada célula dentro do cluster é atribuído somente 1/N
dos canais disponíveis no sistema;
É desejável o menor valor possível de N para maximizar a
capacidade do sistema sobre uma dada área de cobertura;
Menor N = Maior fator de reuso
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Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Fator de reuso co-canal - Q
Definido pela relação D/R
N =
(
1√
3
.
D
R
)
2
=
D2
3.R
Q =
D
R
=
√
3.R2.N
R
=
√
3.N
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Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Fator de reuso co-canal - Q
Figura: Relação de D/R em função de N
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Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Padrão de Reuso
Figura: N = 1
Figura: N = 3
Figura: N = 4
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Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Padrão de Reuso
Figura: N = 7
Figura: N = 12
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Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Exercício
Um total de 33MHz de largura de banda é alocado para um sistema de telefonia
celular, que utiliza dois canais simplex de 25 kHz para prover o serviço de voz e
controle full-duplex. Determine o número de canais disponível por célula se o sistema
usa:
Reuso de 4 células;
Reuso de 7 células;
Reuso de 12 células
Se 1MHz do espectro for dedicado a canais de controle, determine uma
distribuição de canais de controle e de voz em cada célula para cada um dos 3
sistemas
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Exercício - Solução
Largura de banda total = 33MHz
Largura de banda do canal = 2 x 25kHz = 50kHz
Número total de canais: 33MHz/50kHz = 660 canais
Para N = 4
O n
o
de canais por célula será: 660/4 = 165 canais
Para N = 7
O n
o
de canais por célula será: 660/7 = 94,3 canais
Como não existem 0,3 canais, temos 5 células com 94 canais e 2 células com 95
canais
Para N = 12
O n
o
de canais por célula será: 660/12 = 55 canais
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Análise do tamanho do cluster
Estratégias para alocação de canal:
Eficiência do espectro
Esquema eficiente para o reuso de freq.
Estratégias:
Fixas
Dinâmicas
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Alocação Fixa de canais
A cada célula é alocado um conjunto pré determinado de
canais de voz;
Qualquer tentativa de chamada dentro da célula pode
somente ser atendida através de canais desocupados
naquela célula;
Se todos o canais da célula estiverem ocupados a
chamada é bloqueada e o usuário não tem acesso ao
serviço;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Alocação Fixa de canais
Variações � por exemplo: Estratégia de empréstimo
É permitido a uma célula emprestar canais de uma célula
vizinha;A Central de Comutação e Controle (CCC) supervisiona
o processo de empréstimo e assegura que ele não interfira
em nenhuma das chamadas em andamento na célula
fornecedora.
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Alocação Dinâmica de canais
Canais de voz não são alocados a diferentes células
permanentemente;
A cada instante que uma chamada é efetuada, a estação
rádio base servidora requisita um canal da CCC.
A central então aloca um canal à célula requisitante
seguindo um algoritmo que leva em conta:
uma probabilidade de bloqueio futura dentro da célula;
a frequência de utilização do canal candidato,;
a distância de reuso do canal;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Alocação Dinâmica de canais
Reduz a probabilidade de bloqueio;
Aumenta a capacidade de tráfego do sistema � os canais
disponíveis em uma área de serviço estão acessíveis a
todas as células;
Aumenta o processamento da CCC = Exige que a CCC
monitore em tempo real:
Dados de ocupação dos canais:
Distribuição do tráfego;
Indicações de intensidade do sinal de rádio em todos os
canais;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff
Quando um terminal móvel se movimenta através de
células diferentes enquanto uma conversação está sendo
realizada, a CCC automaticamente transfere a chamada
para um novo canal pertencente à nova estação rádio
base;
O processo de handoff envolve:
A identificação da nova estação rádio base;
Requer que os sinais de voz e controle sejam associados
à nova estação rádio base;
É uma tarefa importante em qualquer sistema celular;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff
Muitas estratégias priorizam as requisições de handoff
sobre as requisições de inicialização de chamada;
Handoffs devem ser executados:
Com sucesso;
Com a menor freqüência possível;
Ser imperceptíveis aos usuários;
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Introdução
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AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff
Para atender a estes requisitos, sistemas devem
especificar um nível ótimo de sinal a partir do qual se
inicia o processo de handoff;
Uma vez especificado um nível de sinal suficiente a uma
qualidade de voz aceitável na estação rádio base
(normalmente entre �90dBm e �100dBm), o limiar no
qual o handoff é executado é definido como um valor
ligeiramente superior a esse nível;
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Introdução
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AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff
A diferença não pode ser nem muito grande e nem muito
pequena:
Se for muito grande, handoffs desnecessários podem
ocorrer;
Se a diferença for muito pequena, pode não haver tempo
suficiente para que o processo se complete antes que a
chamada seja perdida por causa de uma baixa
intensidade do sinal;
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Introdução
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AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff
Figura: Modelos de Handoff
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Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff
O processo de Handoff não deve se inicializar por uma
simples queda na intensidade do sinal por um
desvanecimento momentâneo:
Estação Rádio Base monitora o nível do sinal por um
certo período antes que o handoff se inicie;
Esse tipo de procedimento deve ser otimizado para que
sejam evitados handoffs desnecessários e ainda para que
aqueles necessários sejam completados antes que a
chamada se perca devido a um nível de sinal inadequado;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff
O intervalo de tempo suficiente para que se decida se o
processo de handoff é necessário depende da velocidade
do móvel;
A informação sobre a velocidade do móvel, pode ser
estimada através de medidas estatísticas do sinal recebido
pela estação rádio base no que se refere ao
desvanecimento de curta duração causado pelos
multipercursos;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff - 1
a
Geração
Nos sistemas de primeira geração:
As medidas de intensidade do sinal são feitas pelas ERB e
supervisionadas pela CCC;
Cada ERB monitora o sinal em todos os canais reversos
de voz para determinar a posição do usuário móvel em
relação à torre da Estação Rádio Base;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff - 1
a
Geração
Além dessa medida, um receptor à parte em cada ERB,
denominado receptor localizador, é utilizado para
monitorar a intensidade do sinal dos usuários móveis que
estiverem em células vizinhas;
O receptor localizador é controlado pela CCC à qual a
informação de intensidade do sinal é enviada com o
objetivo de se decidir se um processo de handoff será ou
não necessário;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff - 2
a
Geração
Nos sistemas digitais de segunda geração com tecnologia
TDMA:
As decisões de handoff são assistidas pelos terminais
móveis - Handoff Assistido pelo Móvel (HAM ou MAHO);
Cada Term. Usuário mede a potência recebida pelas
ERBs vizinhas e continuamente reporta essas medias à
ERB servidora;
O processo é iniciado quando a pot. recebida da ERB
vizinha começa a exceder a pot. recebida pela ERB
servidora de um certo valor e por um determinado
intervalo de tempo;
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Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff - 2
a
Geração
Permite uma maior velocidade no processo de handoff,
pois a intensidade do sinal é monitorada pelo terminalmóvel e a CCC não mais precisa monitorá-la
constantemente.
O MAHO é particularmente interessante em ambientes de
pequenas células (microcélulas) onde os handoffs são
mais freqüentes.
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Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff - Considerações práticas
Problemas surgem quando da tentativa de atender a
várias velocidades dos terminais móveis:
- Veículos em alta velocidade podem passar pela área de
cobertura de uma célula em poucos segundos, enquanto
usuários pedestres podem nunca necessitar de um handoff
durante uma chamada
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff - Considerações práticas
Nos novos sistemas celulares:
Habilidade de tomar decisões do handoff baseado em
várias medidas e informações;
Além da simples medida da intensidade do sinal;
O nível de Interferência Co-canal e de Canal Adjacente;
Estatísticas sobre a intensidade do sinal para que, com o
uso de algoritmos adequados, se possa determinar o
momento mais adequado para o handoff;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Móvel Celular
Reuso de Frequência
Alocação de Canal
Estratégias de Handoff
Estratégias de Handoff - Handoff no CDMA �
IS-95 � Spread Spetrum
O CDMA não canaliza o espectro e nem aloca diferentes
canais durante o processo de handoff (Hard Handoff);
Ele compartilha um mesmo canal em todas as células;
Assim, o termo handoff não mais significa a alocação
física de um outro canal e sim que uma nova Estação
Rádio Base passa a gerenciar o processo de comunicação;
Através da avaliação simultânea do sinal recebido de um
usuário em várias ERBs, a CCC pode decidir qual porção
do sinal é a mais adequada;
Esta habilidade de selecionar um dos sinais recebidos de
diferentes Estações Rádio Base é chamada de Soft
Handoff;
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Sistema Celular AMPS e
Sistema Celular TDMA
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Topologia do sistema AMPS
Figura: Topologia básica do sistema AMPS
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
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Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Topologia do sistema AMPS
UM: Unidades móveis
Correspondem aos usuários propriamente ditos.
Podem ser telefones móveis, veiculares, transportáveis ou
portáteis;
ERB: Estação Rádio Base
Localizadas no centro de cada célula;
Onde estão os equipamentos Tx/Rx e controle
Comandada pela CCC;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Topologia do sistema AMPS
CCC: Central de Comutação e controle
Responsável pelo estabelecimento das interconexões das
UMs com a rede pública e entre UMs;
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
O sistema AMPS
As Ums comunicam-se com a sua ERB através de canais
próprios;
Utilizam modulação FM convencional;
Faixas adotadas no Brasil:
824 a 849MHz = sentido UM para ERB e
869 a 894MHz = sentido ERB para UM;
Cada ERB opera um canal de controle para as UM.
Através deste canal que estabelecem-se as ligações, pela
atribuição de um par de freq. disponíveis naquele
momento;
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
O sistema AMPS
Após a troca de sinalização, via canal de rádio controle
com modulação BFSK a 10kbps, é atribuído um par de
freq. entre a ERB e a UM através do qual será realizada
a conversação;
Dentro de cada célula este canal será utilizado por apenas
uma UM de cada vez;
Este par é dinâmico. Quando a UM se aproxima dos
limites de uma célula o nível de sinal cai. É estabelecido o
processo de Handoff e a chamada é transferida para outro
par de freq. da outra célula;
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
O sistema AMPS
A capacidade do sistema pode ser aumentada por:
Aumento da banda � Extremamente difícil;
Subdivisão celular � Implica em rearranjar os clusters;
Setorização � Oferece menor impacto
Substituição de antenas omnidirecionais por antenas com
diretividade;
Divisão dos canais da célula entre os setores;
Normalmente 3 ou 6 setores;
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
O sistema TDMA
IS-136
D-AMPS: Digital Advanced Mobile Phone System
Figura: Estrutura de quadro do sistema TDMA
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
O sistema TDMA
G: Guard Time � Intervalo de tempo em que não há
transmissão;
R: Ramp Up � Intervalo de tempo reservado para que o
transmissor possa alcançar sua potência máxima;
DATA: Dados de informação de voz;
SY: Sincronismo e treinamento do equalizador;
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
O sistema TDMA
SACCH: Slow Associated Control Channel;
DVCC: Digital Verification Color Code � função idêntica
ao tom de áudio de supervisão;
RSVD � Reserved � Reservado para uso futuro
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
O sistema TDMA
A faixa de freq é a mesma do sistema AMPS;
Canais separados em 30kHz;
Cada frame TDMA tem uma duração de 40 ms e
acomoda 6 slots para transmissão, em surtos de 6,67ms;
Em cada slot são transmitidos 324x6bits / 40ms =
48,6kbps;
A eficiência da modulação é dada por:
48,6kbps / 30kHz = 1,62 bits/Hz
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
O sistema TDMA
A cada portadora associam-se 3 usuários, com uma taxa
equivalente de 16,2 kbps/usuário;
O codificador utilizado é o VSELP (Vector Sum Excited
Linear Prediction), à taxa de transmissão bruta de
13,0kbps;
No codificador a cada 20ms geram-se:
159bits = 88 + 43 + 28
A taxa é de 159bits / 20ms = 7,95kbps
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
O sistema TDMA
Como os 159 bits são processados antes do envio a
quantidade a ser enviada é:
82 bits
(77 bits + 7 paridade + 5 tail) x 2 = 178 (código
convolucional)
Resultando que a cada 20ms tem-se 260bits
A taxa de transmissão, com código corretor incorporado é
de:
260 bits / 20ms = 13,0kbps
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
O sistema TDMA
Modulação adotada é a PI/4 � DQPSK;
A potência da UM é de 0,6 a 4W;
O código DVCC:
12 bits efetivos, sendo 8 de informação;Existem então 256 códigos distintos;
A cada ERB é dedicado um código para evitar que a UM
possa se sincronizar com um sinal interferente de uma
célula distante;
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
O sistema TDMA
Os 28 bits de sincronismo (SY):
Contém um padrão conhecido;
São utilizados para estabelecer o sincronismo e como
treinamento do equalizador;
Estão especificados seis padrões distintos, um para cada
slot no frame de 40ms
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Considerações
No sistema AMPS e TDMA cada célula contém canais de
tráfego e canais de controle;
Canais de tráfego: Utilizados para transporte das voz do
usuário (analógica) no AMPS e (digital) no TDMA;
Canais de controle: Utilizados para transporte das
informações de necessárias para o funcionamento do
sistema móvel e interação entre o móvel e a ERB/CCC;
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Considerações
O dimensionamento da quantidade de canais envolve a
distribuição apropriada de canais de voz e controle pelas
células e cluster;
Na prática a relação entre a quantidade de canais é de 90
a 95
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sistema Celular GSM
Thomás A. M. de Castro Comunicações Móveis - I
Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Introdução
GSM surgiu na Europa com a proposta de substituição
dos sistemas existentes;
Altamente padronizado;
Favorecer a interoperabilidade;
Implantado inicialmente na faixa de 900MHz;
Largura de banda de canal igual à dos sistemas existentes;
Atualmente é considerado um padrão mundial;
Disponibiliza para os usuários avançados recursos de rede;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Caracterísitcas
Comunicação
Comunicação móvel, sem fios. Suporte para serviços de
voz e dados que são codificados digitalmente;
Os dados e a voz são transportados pelos canais de
tráfego;
Mobilidade Total
Acesso internacional, possibilidade de utilização de
diferentes pontos de acesso devido à utilização do cartão
inteligente;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Caracterísitcas
Conectividade Global
Um número. Redes sabem encaminhar chamada até
destino.
Alta Capacidade
Melhor eficiência de frequências. Pequenas células.
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Caracterísitcas
Alta qualidade de transmissão
Grande qualidade áudio e confiabilidade da ligação sem
fios.
Sistema robusto.
Funções de segurança
Controle de acesso, autenticação e PIN
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Desvantagens
Ausência de cifra end-to-end nos dados de utilizador;
Não se consegue obter uma largura de banda de 64 kbps
compatível com serviços ISDN. Não existe um canal B
transparente;
Radiação electromagnética;
Possibilidade de utilização abusiva de alguns dados
privados;
Excesso de normalização;
Algumas incompatibilidades entre normas sucessivas;
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Sumário
Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Serviços
O GSM oferece
Vários tipos de ligações:
Ligações de voz;
Ligações de dados;
Serviço de mensagens curtas;
Opções de multi-serviço (conbinação de serviços básicos);
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Serviços
Três domínios de serviços:
Serviços de Suporte;
Serviços Telemáticos;
Serviços Suplementares;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Serviços de suporte
Serviços de telecomunicações que disponibilizam ao
utilizador a capacidade de transferir dados entre pontos
de acesso;
Serviços especificados até à interface com o terminal
(camadas 1 a 3 do modelo OSI);
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Serviços de suporte
Diferentes ritmos de transmissão para voz e dados (norma
original):
Serviço de dados (comutação de serviços)
síncrono: 2.4, 4.8 or 9.6 kbit/s
assíncrono: 300 - 1200 bit/s
Serviço de dados (comutação de pacotes)
síncrono: 2.4, 4.8 or 9.6 kbit/s
assíncrono: 300 - 9600 bit/s
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Tele-serviços
Serviços de telecomunicações que disponibilizam as
capacidades necessárias, incluindo funções no terminal,
que permitam a comunicação entre utilizadores;
Serviços oferecidos:
Telefonia móvel: O principal objetivo do GSM;
Número de emergência;
Multinumeração: Vários números ISDN para o mesmo
assinante;
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Bibliografia
Introdução
Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Tele-serviços
Serviços Adicionais
Tele-serviços além da voz;
Correio de voz (voice mail);
Correio eletrônico;
SMS;
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Sumário
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Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Serviços Suplementares
Serviços Adicionais
Serviços adicionais, que não poderão ser oferecidos
separadamente dos serviços básicos;
Semelhantes aos serviços ISDN, tendo no entanto uma
largura de banda reduzida;
Poderão diferir entre operadores, países e versões de
protocolos;
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Arquitetura do SMC
AMPS e TDMA
GSM
CDMA
Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Serviços Suplementares
Serviços mais importantes:
Envio da Identificação do chamador;
Supressão do envio de identificação;
Conferência até 7 participantes;
Chamada em espera;
Reencaminhamento de chamadas;
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AMPS e TDMA
GSM
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Arquitetura do sistema GSM
Figura: Arquiteturado sistema GSM
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GSM
CDMA
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Componentes da Arquitetura GSM
MS (Mobile Station);
BTS (Base Tranceiver Station);
BSC (Base Station Controller);
MSC (Mobile services Switching Center);
HLR (Home Location Register);
VLR (Visitor Location Register;
EIR (Equipment Identity Register);
AuC (Authentication Centre);
OMC (Operation and Maintenance Centre);
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GSM
CDMA
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Componentes da Arquitetura GSM
O sistema GSM é dividido em três sub-sistemas:
BSS (Base station subsystem);
SS (Switching Subsystem);
OSS (Operation Subsystem);
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GSM
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sub-sistema BSS
Figura: Desenho dos componentes do Sub-sistema BSS
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GSM
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Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sub-sistema BSS - MS
Terminal para utilização dos serviços GSM
Uma estação móvel integra vários módulos funcionais:
MT (Mobile Terminal);
TA (Terminal Adapter);
TE (Terminal Equipment);
SIM (Subscriber Identity Module);
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sub-sistema BSS - MS
Figura: Blocos funcionais do MS
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sub-sistema BSS - MS
MT (Mobile Terminal):
Funções comuns utilizadas por todos os serviços que a
MS disponibiliza;
Corresponde ao NT (Network termination) de um acesso
ISDN;
Ponto terminal da interface rádio UM;
TA (Terminal Adapter):
Adaptação de terminal, oculta todos os aspectos relativos
à ligação rádio;
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sub-sistema BSS - MS
TE (Terminal Equipment):
Dispositivo periférico ao MS, que disponibiliza serviços ao
utilizador;
Não contém funções específicas GSM;
SIM (Subscriber Identity Module):
Personalização do terminal, armazena parâmetros de rede
e de utilizador.
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sub-sistema BSS
Componentes:
Estações Base (BTS)
Controlador de Estações Base (BSC)
Interfaces:
Um : interface rádio
Abis : Normalizada, interface aberta com canais 16kbit/s
A: normalizada, interface aberta com canais 64 kbps
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sub-sistema BSS
A funcionalidade do BSS está distribuída entre o BSC e as
BTS's:
Figura: Funcionalidades da BSC e BTS
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sub-sistema BSS
A configuração do sistema de estações base dependerá das
características geográficas e de tráfego das áreas.
Figura: Configurações das BTS/BSC
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sub-sistema BSS - Funcionalidades BTS
Funções de recursos comuns:
Difusão de informação
Paging
Acesso aleatório
Funções dedicadas
Ativação/desativação de canal rádio
Inicio de encriptação
Detecção de handoff
Funções de multiplexagem e codificação
Multiplexação na ligação rádio
Codificação de canal, interleaving e equalização
Encriptação e desencriptação
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sub-sistema BSS - Funcionalidades BTS
Funções de controle de recursos rádio
Medidas de qualidade
Medidas de alinhamento temporal
Controle de potência
Transmissão e recepção
Detecção de falha na ligação
Funções de canal terrestre
Codificação de voz
Controle na banda de TRAU remotas
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CDMA
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Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sub-sistema BSS - Funcionalidades BSC
Gestão de Equipamento e configurações
Administração dos dados descritivos e de configuração
das células;
Administração dos dados dos sistema de difusão de
informação;
Administração dos dados de localização;
Medidas de Tráfego;
Estabelecimento de chamadas
Pagging;
Estabelecimento de uma ligação para sinalização;
Atribuição de canal de tráfego;
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GSM
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Introdução
Serviços do GSM
Arquitetura do sistema GSM
Sub-sistema BSS - Funcionalidades BSC
Controle e manutenção de chamadas
Controlo de potência na MS e BTS;
Localização;
Handoff;
Frequency Hopping;
Mensagens Curtas;
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GSM
CDMA
Sistema Celular CDMA
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	Introdução
	Cronologia
	Evolução dos sistemas
	Serviços e Organismos
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	Sistema Móvel Celular
	Reuso de Frequência
	Alocação de Canal
	Estratégias de Handoff
	AMPS e TDMA
	GSM
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	Serviços do GSM
	Arquitetura do sistema GSM
	CDMA