EN2620_commov_aula01_intro_1.0p04_2T2013

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EN2620 
Comunicações Móveis 
Prof. Ivan R. S. Casella 
ivan.casella@ufabc.edu.br 
2T2013 
Apresentação 
da 
Disciplina 
Cronograma 
Aula Data Conteúdo Lista 
1 29/jul Apresentação da Disciplina, Sistemas Celulares e Canal de Radiopropagação 
2 31/jul Sistemas Celulares 
3 05/ago Sistemas Celulares 1a lista 
4 07/ago Sistemas Celulares 
5 12/ago Sistemas Celulares 
6 14/ago Sistemas Celulares 
7 19/ago Radiopropagação 
8 21/ago Radiopropagação 2a. Lista 
9 26/ago Radiopropagação 
10 28/ago Radiopropagação 
11 02/set Radiopropagação 
12 04/set Revisão (Lab) 
13 09/set 1ª Prova 
14 11/set Sistemas de Múltiplo-Acesso para Wireless e CDMA 
Cronograma 
Aula Data Conteúdo Lista 
15 16/set CDMA 3a. Lista 
16 18/set CDMA 
17 23/set CDMA 
18 25/set OFDM 
19 30/set OFDM 
20 02/out Padrões Celulares 4a. Lista 
21 07/out Padrões Celulares 
22 09/out Padrões Celulares 
23 14/out Revisão (Lab) 
24 16/out 2a Prova Projeto 
25 21/out Sub 
26 23/out Lançamento de Notas 
27 28/out 
28 30/out 
 [1] Rappaport, T., Comunicações Sem Fio: Princípios e 
Práticas, 2a ed., Prentice Hall, 2009 
 [2] Haykin, S.; M. Moher, Sistemas Modernos de 
Comunicação Sem Fio, Bookman, 2009 
 [3] Shankar, P. M., Introduction to Wireless Systems, Wiley, 
2001 
 [4] Garg, V. K. , Wireless and Personal Communications 
Systems, Prentice Hall, 1996 
Referências Bibliográficas 
 [6] Lathi, B. P., Sistemas de Comunicações Analógicos e 
Digitais Modernos, LTC, 4a ed., 2012 
 [7] Sklar, B., Digital Communications – Fundamentals and 
Applications, Prentice Hall, 2a ed., 2001 
 [8] Mosa, A. A., Introduction to CDMA Wireless 
Communications, Academic Press, 1a ed., 2007 
 [9] Lee, J. S.; Miller, L. E. , CDMA System Engineering 
Handbook, Artech House, 1998 (não é mais editado) 
 [10] http://www.wirelessbrasil.org/wirelessbr/colaboradores/ 
marcio_rodrigues/propagacao/prop_02.html 
Referências Bibliográficas 
 Provas 
– 1a Prova Teórica - 40% 
– 2a Prova Teórica - 40% 
– Prova Substitutiva 
 
 Listas de Exercícios e Projeto 
– 4 Listas (decisão de arredondamento de conceito) 
– 1 Projeto - 20% 
 
Avaliação 
Principais Conceitos 
empregados nas 
Comunicações Móveis 
 Convergência de Tecnologias e Sistemas 
 
 
 
Comunicação Wireless 
MSC PSTN 
 Comparação de Tecnologias e Sistemas 
 
 
 
Comunicação Wireless 
 Sistema de Comunicação Móvel (TX / RX) 
Comunicação Wireless 
Sinal 
Transmissor 
Receptor 
Sinal 
Transmissor 
Receptor 
Canal 
de 
Comunicação 
 Sistema de Comunicação Móvel P2P (Peer to Peer) 
Comunicação Wireless 
 Sistema de Comunicação Móvel Centralizado 
– Downlink ou Forward Link (Canal Direto) 
• Estação Rádio-Base  Móvel 
 
– Uplink ou Reverse Link (Canal Reverso) 
• Móvel  Estação Rádio-Base 
 
Comunicação Wireless 
Downlink Uplink 
 Sistema de Comunicação Móvel Centralizado com 
Múltiplos Usuários 
Comunicação Wireless 
MS cada vez menores e com preços mais acessíveis 
 Sistema de Comunicação Móvel Ad Hoc com Múltiplos 
Usuários 
Comunicação Wireless 
Compartilhamento 
de Recursos para 
Comunicações Móveis 
 Compartilhamento de Recursos 
– Como o espectro de freqüência é um recurso finito e limitado, é 
necessário compartilhar os recursos entre os usuários de uma 
forma eficiente 
 
– Os métodos mais difundidos para compartilhar os recursos 
disponíveis dos canais de comunicação são: 
• Duplexação 
• Multiplexação 
• Múltiplo-acesso 
Compartilhamento de Recursos 
 
Técnicas de 
Duplexação 
 Duplexação 
– Técnica para determinar como é a comunicação entre 2 usuários 
 Simplex 
– Transmissão é realizada apenas numa direção pré-especificada 
 Half-Dulpex 
– Transmissão é realizada nas duas direções, mas apenas uma de 
cada vez 
 Full-Duplex 
– Transmissão é realizada nas duas direções simultaneamente 
 
Compartilhamento de Recursos 
 Modo de Operação Duplex na Frequência (FDD) 
– Permite utilizar modo Full-duplex (redução da latência) 
– Segmentação do espectro para modo de operação FDD não é 
muito eficiente (e.g download usa muito mais o Downlink) 
Compartilhamento de Recursos 
Uplink 
Dowlink 
B
S
 
time 
Freq. 
M
S
 
 Modo de Operação Duplex no Tempo (TDD) 
– Interessante para simplificar o processo de estimativa do canal 
– Não permite utilizar modo Full-duplex 
– Pode-se sobrepor TDD na banda FDD quando disponível para 
aumentar a eficiência do sistema 
Compartilhamento de Recursos 
B
S
 
time 
Freq. 
UL UL UL DL DL DL 
M
S
 
 Modo de Operação Duplex 
Compartilhamento de Recursos 
AMPS: 45 MHz de Banda de Guarda (FDD) 
 
Técnicas de 
Multiplexação 
 Multiplexação 
– Técnica para transmitir simultaneamente diferentes informações 
através de um único canal 
– É necessário apenas um par de transceivers 
– Pode ser usada para separar diferentes usuários que compartilham 
um mesmo canal 
– A alocação de recursos é definida A Priori e é necessariamente 
fixa 
– Principais Tipos 
• FDM 
• TDM 
• CDM 
• WDM 
 
Compartilhamento de Recursos 
 
Técnicas de 
Múltiplo Acesso 
 Múltiplo-Acesso 
– Técnica de multiplexação que permite a utilização de mais de um 
canal para compartilhar um meio de comunicação 
– Pode ser usada para separar diferentes usuários que compartilham 
um mesmo conjunto de canais 
– Necessário pelo menos um transceiver para cada usuário 
• Comum um par de transceivers por usuário (e.g. Uplink) 
– A alocação de recursos não é definida A Priori e não é 
necessariamente fixa 
– Principais Tipos 
• FDMA 
• TDMA 
• CDMA 
• OFDMA 
 
 
Compartilhamento de Recursos 
 
Técnicas de 
Múltiplo Acesso 
em Redes Wireless 
 
Compartilhamento de Recursos 
Como compartilhar os recursos 
de uma rede wireless entre 
vários usuários? 
 Principais Técnicas 
– FDMA 
• Acesso múltiplo por divisão de freqüência 
• Empregado nas redes celulares de 1a Geração 
– e.g. AMPS 
– TDMA 
• Acesso múltiplo por divisão de tempo 
• Empregado nas redes celulares de 2a e 3a Geração 
– e.g. IS-136 / GSM / UWC-136 
– CDMA 
• Acesso múltiplo por divisão de código (e.g. FHSS e DSSS) 
• Empregado nas redes celulares de 2a e 3a Geração 
– e.g. IS-95 / WCDMA 
• Empregado nas redes de computadores sem fio 
– e.g. WiFi (IEEE 802.11b), Bluetooth (FHSS) 
 
Compartilhamento de Recursos 
 
Compartilhamento de Recursos 
Acesso múltiplo por 
divisão de freqüência 
Acesso múltiplo por 
divisão de tempo 
Acesso múltiplo por 
divisão de código 
Em um sistema de comunicação pessoal, a tecnologia de acesso torna 
possível ao receptor separar o sinal desejado dos sinais interferentes 
Tempo 
Freqüência 
Freqüência 
Tempo 
Freqüência 
Tempo 
FDMA TDMA 
CDMA 
 
Compartilhamento de Recursos 
Acesso múltiplo por 
divisão de freqüência 
Acesso múltiplo por 
divisão de tempo 
Acesso múltiplo por 
divisão de código 
Em um sistema de comunicação pessoal, a tecnologia de acesso torna 
possível ao receptor separar o sinal desejado dos sinais interferentes 
Freqüência 
Tempo 
Freqüência 
Tempo 
Freqüência 
Tempo 
FDMA FDMA/TDMA 
CDMA 
 
Compartilhamento de Recursos 
Acesso múltiplo por 
divisão de freqüência 
Acesso múltiplo por 
divisão de tempo 
Acesso múltiplo por 
divisão de código 
Em um sistema de comunicação pessoal,a tecnologia de acesso torna 
possível ao receptor separar o sinal desejado dos sinais interferentes 
Freqüência 
Tempo 
Freqüência 
Tempo 
Freqüência 
Tempo 
FDMA FDMA/TDMA 
CDMA FDMA/CDMA 
 Técnicas Modernas 
– OFDMA 
• Acesso múltiplo por divisão de freqüência ortogonal 
• É uma variante da técnica de FDMA para ocupar menor banda 
• Empregado nas redes celulares de 4a Geração 
– e.g. LTE 
• Empregado nas redes de computadores sem fio mais modernas 
– e.g. WIFi (IEE 802.11n), WiMAX (IEEE 802.16e) 
Compartilhamento de Recursos 
 
Compartilhamento de Recursos 
Freqüência 
Tempo 
OFDMA 
Acesso múltiplo por divisão 
de freqüência ortogonal 
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
 Técnicas Espaciais 
– SDMA 
• Acesso múltiplo por divisão espacial 
• Possibilidade de ser empregado nas redes celulares 
 
Compartilhamento de Recursos 
 
Compartilhamento de Recursos 
SDMA 
Acesso múltiplo por divisão 
espacial 
 Técnicas Estatísticas 
– CSMA 
• Técnica de múltiplo acesso por contenção 
• Acesso múltiplo por monitoramento de portadora 
– Monitora o canal, se ele estiver livre, transmite 
• Empregado nas redes de computadores sem fio 
– e.g. Zigbee (em conjunto com DSSS), WiFi (IEEE 802.11, dependendo do 
modo) 
Compartilhamento de Recursos 
 
Compartilhamento de Recursos 
Freqüência 
Tempo 
CSMA 
Único acesso múltiplo 
por tempo 
Desafios para a 
Comunicação Móvel 
 Canal de Radiopropagação – Onda Eletromagnética 
– Ondas eletromagnéticas se propagam pelo ar 
– São compostas por componentes ortogonais de campo elétrico e 
magnético 
Desafio da Comunicação Móvel 
0
10
20
30
40
-1
-0.5
0
0.5
1
-1
-0.5
0
0.5
1
t (s)
Onda Eletromagnética
Campo Magnético (H)
C
am
po
 E
lé
tri
co
 (E
)
 377120


o
oZ
mHo /104
7 
mFo /1085.8
36
10 12
9





 Canal de Radiopropagação – Onda Eletromagnética 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
– Ondas de baixa frequência tendem a seguir a curvatura da terra 
– Ondas de alta frequência tendem a seguir em linha reta 
– Reflexões na ionosfera ocorrem para frequências abaixo de 
100MHz (principalmente à noite) 
 
Desafio da Comunicação Móvel 
 Canal de Radiopropagação – Onda Eletromagnética 
– Sujeitas a várias fontes de interferência 
• Interferências elétricas (ruído de ignição, etc) 
• Interferência eletromagnéticas 
 
– Potência cai com o expoente negativo da distância 
• Depende da aplicação (espaço-livre: cai com o quadrado, para alguns 
ambientes urbanos: cai com o cubo, etc) 
Desafio da Comunicação Móvel 
 Canal de Radiopropagação – Multipercursos 
Desafio da Comunicação Móvel 
 Efeito do Ruído 
– Variação aleatória indesejada do sinal 
 
– Sem o efeito do ruído, uma mensagem poderia ser transmitida com 
um potência infinitesimal sobre distâncias infinitas 
• Fontes naturais e sinais externos interferentes 
• Ruído térmico, causado pelo movimento aleatório dos elétrons 
Desafio da Comunicação Móvel 
Sinal RF Diferentes Fontes 
de Ruído 
Sinal RF + Ruído Receiver 
 Alocação do Espectro 
Desafio da Comunicação Móvel 
 Alocação do Espectro 
Desafio da Comunicação Móvel 
http://www.ntia.doc.gov/osmhome/allochrt.pdf 
 Alocação do Espectro (USA) 
Desafio da Comunicação Móvel 
 Alocação do Espectro – Faixa de 900 MHz (Brasil) 
Alocação de Frequência 
 Alocação do Espectro – Faixa de 1710 e 2170 MHz (Brasil) 
Alocação de Frequência 
B
ra
s
il
 
 Alocação do Espectro – ISM (Industrial, Scientific, Medical) 
Desafio da Comunicação Móvel 
Frequency range [Hz] Center frequency [Hz] Availability 
6.765–6.795 MHz 6.780 MHz Subject to local acceptance 
13.553–13.567 MHz 13.560 MHz 
26.957–27.283 MHz 27.120 MHz 
40.66–40.70 MHz 40.68 MHz 
433.05–434.79 MHz 433.92 MHz 
902–928 MHz 915 MHz Region 2 only 
2.400–2.500 GHz 2.450 GHz 
5.725–5.875 GHz 5.800 GHz 
24–24.25 GHz 24.125 GHz 
61–61.5 GHz 61.25 GHz Subject to local acceptance 
122–123 GHz 122.5 GHz Subject to local acceptance 
244–246 GHz 245 GHz Subject to local acceptance 
 Consumo de Energia 
Desafio da Comunicação Móvel 
Aplicações da 
Comunicação Móvel 
 Diferentes Aplicações – Distâncias 
Desafio da Comunicação Móvel 
 
Como permitir que vários 
usuários consigam se 
comunicar eficientemente numa 
área geográfica extensa 
Como reduzir o consumo de 
energia, melhorar a cobertura de 
serviço e usar de forma mais 
eficiente o espectro de frequência? 
Evolução da 
Comunicação Móvel 
Sistemas Celulares 
 Os primeiros sistemas de rádio móveis foram 
desenvolvidos para a polícia de Detroit em 1921 
– Inicialmente, somente a central da polícia podia enviar mensagens 
• Modo simplex (central para policial) 
– Posteriormente, as viaturas também podiam enviar mensagens 
– Inicialmente, 1 canal de AM na faixa de 2 MHz 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Em 1946, foi desenvolvido um sistema de grande porte 
nos EUA para aplicações civis que foi colocado em 
operação pela AT&T 
– Conhecido como Mobile Telephone Service (MTS) 
– Torre central com um único transmissor de alta potência 
– Raio de cobertura de cada torre de ~ 50 Km 
– Inicialmente, 6 canais de FM com largura de 120 KHz na faixa de 
150 MHz 
• Depois 6 de 60 kHz e apenas 3 de 60 kHz (reduzir interferência) 
– Modo half-duplex (Push-to-Talk) 
– Primeira conexão com a PSTN (rede fixa) 
– As chamadas eram realizadas via telefonista e necessitavam que o 
usuário procurasse manualmente um canal vago antes de solicitar 
uma chamada 
Evolução – Sistemas Celulares 
 A grande demanda por serviços móveis, mesmo com 
preços bastante elevados, motivava a FCC a regulamentar 
em 1974 a faixa de 824MHz à 894MHz para este fim 
 
 Entretanto, os sistemas existentes não eram capazes de 
acomodar o crescente número de usuários móveis no 
novo espectro de freqüência 
– Impossível aumentar o espectro para adequar demanda 
 
 Deste modo, a FCC exigiu, para disponibilizar o espectro, 
o desenvolvimento de um sistema mais eficiente 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Problemas dos Primeiros Sistemas de Rádio Móvel 
– Raio de Cobertura Limitado 
 
– Necessidade de transmissores de alta potência 
 
– Sistemas com poucos canais (alta taxa de bloqueio) 
 
– Baixa eficiência espectral 
 
– Áreas de cobertura geograficamente separadas para evitar 
interferência cocanal 
• Descontinuidade das chamadas 
• Não possibilita “Hand-off” 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Sistemas Celulares 
– Desenvolvido pelo “Bell Telephone Laboratories” 
• Proposta inicial apresentada por Ring do Bell Laboratories em 1947 
• Publicação do artigo “The Celular Concept”, The Bell Systems Tech. 
Journal de McDonald em 1979 
 
– Área de Cobertura é dividida em regiões designadas células 
 
– Baseado no conceito de reuso de freqüência 
• Cada célula contém um subconjunto do número total de canais de 
freqüência disponíveis 
• Possibilidade de expansão da capacidade 
 
– Possibilidade de Hand-off e Roaming 
Evolução – Sistemas Celulares 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
Primeiros Sistemas Móveis 
Sistemas Móveis Celular 
Área de Cobertura 
Canais 3 Canais 2 Canais 1 
Canais 1+2+3 
Canais 3 Canais 1 
 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
Hand-Off 
Hand-Offcom Problemas 
Hand-Off Correto 
 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
Roaming 
Localidade 1 
Localidade 2 
Sistemas de Serviço Móvel 
Especializado (Trunking) 
 Serviço Móvel Especializado(SME) 
– Esse serviço via rádio é muito similar ao serviço celular e utiliza 
a tecnologia digital IDEN (Integrated Dispatch Enhanced 
Network), desenvolvida pela Motorola 
• A Motorola tem exclusividade de operação no Brasil até 2011 
 
– Emprega uma rede paralela à telefonia celular, utilizada para a 
comunicação corporativa, que reúne funções de telefone celular, 
rádio bidirecional, handheld, permitindo o envio e recebimento 
de mensagens e acesso à Internet 
 
– Principais diferenças em relação ao serviço celular no Brasil 
• SME é destinado a pessoas jurídicas ou grupos de pessoas caracterizados 
pela realização de atividade específica 
• Não pode ser oferecido a pessoas físicas individualmente 
• Oferece a possibilidade comunicação tipo push to talk para um grupo 
Alocação de Frequência 
– Faixas de frequências utilizadas 
• Faixa principal: 806-821 MHz e 851-866 MHz 
 
• Outras faixas: 460-462 MHz e 465-467 MHz, MHz, 821-824 MHz e 
866-869 MHz, 896-901 MHz e 935-940 MHz 
 
– A consignação de frequências para as prestadoras de SME é 
feitas em blocos de 1MHz (500 kHz ida / 500 kHz volta) 
– O limite máximo de espectro para cada operadora foi ampliado 
de 15 MHz, incluídos canais de transmissão e recepção, para 25 
MHz pela Res. Nº 519 de 21/11/08 
 
– A Nextel é uma operadora de Serviço Móvel Especializado 
(SME) também conhecido como sistema de Trunking 
• Operava inicialmente na faixa de 800 MHz, mas adquiriu faixas de 
frequência de 3G (11 blocos na banda H) e opera atualmente também como 
operadora celular 
 
 
Alocação de Frequência 
 Faixa de SME 
Alocação de Frequência 
FIM 
Perguntas? 
Evolução da 
Comunicação Móvel 
Transição 
1G – 4G 
 Os primeiros sistemas celulares, chamados de 1G, 
empregavam modulação analógica nos canais de voz (FM) 
– Em 1979, foi apresentado no Japão o primeiro sistema celular 
denominado NTT (Nippon Telephone Telegraph) 
– Em 1981, foi desenvolvido o padrão NMT (Nordic Mobile 
Telephone) na Escandinávia (Ericsson) 
– Em 1983, foi desenvolvido o padrão AMPS (Advanced Mobile 
Phone System) nos USA (AT&T) 
– O padrão AMPS foi posteriormente implantando no Brasil 
 
Sistemas Celulares 
 Em seguida vieram os sistemas digitais, denominados de 
2G, que utilizavam modulações digitais nos canais de voz 
– Em 1990 foi desenvolvido na Europa o padrão GSM (Global 
System for Mobility) e implantado em 1991 (Finlândia) 
– Em 1990, foi desenvolvido o padrão IS-54 nos USA 
– Em 1991, foi desenvolvido no Japão o padrão PDC (Personal 
Digital Cellular) 
– Em 1992, surgiu o padrão IS-95 nos USA que foi o primeiro padrão 
celular a adotar a técnica CDMA baseada em Spread Spectrum 
– Em 1994, foi apresentado o padrão IS-136 nos USA que é uma 
evolução do IS-54 
– Os padrões IS-54, IS-95, IS-136 e GSM foram ambos implantados 
posteriormente no Brasil 
Sistemas Celulares 
 Sistemas de 1a Geração 
– Resultado do crescendo interesse pela comunicação móvel 
– Conceito Celular (padrão de reuso de freqüência) 
– Sistemas Analógicos 
– Capacidade para “Hand-Off” 
– Tráfego de Voz 
– AMPS, NMT, TACS, etc 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Transição para Sistemas de 2a Geração 
– Aumento de Tráfego, necessidade de sigilo, maior robustez do 
canal 
– Sistemas Digitais 
– Tráfego de Voz 
– Low Rate Voice Coding, Error Correction Coding, Equalization etc 
– IS-95, IS-136, GSM, etc 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Transição para Sistemas de 2.5a Geração 
– Crescimento da demanda por serviços de dados (e.g. SMS, 
Internet) 
– Sistemas Digitais 
– Tráfego de Voz, SMS e Dados de Baixa e Média Taxa 
– Modulações de Alta Ordem, HARQ, Alocação de Recursos etc 
– 1XEVDO, GPRS, EDGE etc 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Transição para Sistemas de 3a Geração 
– Busca por um sistema de comunicação universal, oferecendo uma 
cobertura global (inviável p/ sistemas fixos) 
– Necessidade crescente de serviços tais como transmissão de 
dados de alta taxa, imagens e vídeo 
– Sistema digital com os recentes avanços tecnológicos 
– Integração entre Telecom e Redes 
– Necessidade de uma padronização internacional (IMT -2000) 
• Diferentes cenários - Vários padrões de 2a Geração 
– USA: um padrão de 1a Geração (AMPS) para vários padrões de 
2a Geração 
– Europa: vários padrões de 1a. Geração para um padrão de 2a 
Geração (GSM) 
– WCDMA, UTRA, CDMA2000, UWC-136, etc 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Transição para Sistemas de 4a Geração 
– 4 G (Quarta Geração) 2010 – LTE (Long Term Evolution) 
– Técnica de Modulação: OFCDM 
– Canal com banda de 100MHz, taxas de 100 Mbit/s e mobilidade de 
100 km/h 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Evolução dos Sistemas Celulares 
 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
Serviços diversificados e personalizados 
(incluindo aplicações multimídia de alta velocidade) 
Sistemas 
Wideband 
Sistemas 
Narrowband 
Mobilidade 
 Evolução dos Sistemas Celulares 
 
 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
4G? 
 Evolução dos Sistemas Celulares 
 
 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
Mercado Mundial 
 Evolução GSM 
Geração 2G 3G* 
Tecnologia GSM GPRS EDGE 
WCDMA 
(UMTS) 
HSPA 
(WCDMA) 
HSPA+ LTE 
Taxa de dados 
máx. teórica 
14,4 
Kbps 
171,2 
Kbps 
473.6 
Kbps 
2,0 
 Mbps 
14,4 
Mbps 
21/28/42 
Mbps 
 
Taxa de dados 
média 
- 
30-40 
Kbps 
100-130 
Kbps 
200-300 
Kbps 
- - - 
Canalização 0,2 MHz 0,2 MHz 0,2 MHz 5 MHz 5 MHz 5 MHz 5 MHz 
Mercado Mundial 
 Evolução CDMA 
Espectro Atual: 800 MHz e 1900 MHz 
Geração 2 G 2,5 G 3 G 
Tecnologia 
cdmaOne 
(IS-95-A) 
CDMA 
1X RTT 
CDMA 
1xEV-DO 
CDMA 
1xEV-DO Rev. A 
Taxa de dados 
máx. teórica 
14,4 Kbps 153,6 Kbps 2.4 Mbps 3.1 Mbps 
Taxa de dados 
média 
- 40-70 Kbps 400-700 Kbps - 
Canalização 1,25 MHz 1,25 MHz 1,25 MHz 1,25 MHz 
A Vivo estava em operação no Brasil com sistemas CDMA 1X RTT e implantou o 1xEV-DO em algumas cidades 
Hoje a tendência mostra a convergência para o 3GPP (IMT-DS ou WCDMA) 
 Convergência de Tecnologias e Sistemas 
 
 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
Source: NTTDoCoMo 
 Comparação de Tecnologias e Sistemas 
 
 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Comparação de Tecnologias e Sistemas 
 
 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Exemplos de Sistemas Celulares 
 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Principais Características de Padrões Celulares 1G e 2G 
Evolução – Sistemas Celulares 
AMPS 
1983 (US) 
cdmaOne (IS-95) 
1993 (US) 
GSM, DCS-1900 
1990 (Europa) 
IS-54/IS-136, PDC 
1990 e 1991 (US) 1993 (Japão) 
Uplink 
Frequencies 
824-849 MHz (US) 
1850-1910 MHz (US PCS) 
824-849 MHz (US) 
1850-1910 MHz (US PCS) 
890-915 MHz (Europa) 
1850-1910 MHz (US PCS) 
800 MHz, 1500 MHz (Japão) 
1850-1910 MHz (US PCS) 
Downlink 
Frequencies 
869-894 MHz (US) 
1930-1990 MHz (US PCS) 
869-894 MHz (US) 
1930-1990 MHz (US PCS) 
935-960 MHz (Europa) 
1930-1990 MHz (US PCS) 
869-894 MHz (US) 
1930-1990 MHz (US PCS) 
800 MHz, 1500 MHz (Japão) 
Duplexing FDD FDD FDD FDD 
Multiple Access FDMA CDMA FDMA/TDMA FDMA/TDMA 
Modulation FM 
BPSK com Quadrature 
Spreading 
GMSK with BT=0.3 /4 DQPSK 
Channel 
Bandwith 
30 KHz 1.25 MHz 200 KHz 
30 KHz (IS-136)25 KHz (PDC) 
Channel Data 
Rate 
– 1.2288 Mchips/sec 270.833 Kbps 
48.6 Kbps (IS-136) 
42 Kbps (PDC) 
Voice Channels 
per carrier 
1 64 8 
3 (IS-54, PDC e IS-136) 
6 (IS-136) 
Speech Coding – 
CELP at 13Kbps 
EVRC at 8Kbps 
RPE-LTP at 13 Kbps VSELP at 7.95 Kbps 
 Características de Padrões Celulares de 3G e de Redes 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Características de Padrões Celulares de 4G e de Redes 
Evolução – Sistemas Celulares 
 Taxas de Dados de Padrões Celulares 
Evolução – Sistemas Celulares 
Crescimento dos 
 Sistemas Celulares 
 Crescimento de Celulares no Mundo 
 
Mercado Mundial e Nacional 
Fonte: UIT, Wireless Intelligence e GSA/Informa 
 Crescimento de Celulares no Mundo 
 
Mercado Mundial e Nacional 
Fonte: www.teleco.com.br 
Milhões 1T09 2T09 3T09 4T09 1T10 2T10 3T10 
UMTS* 329 379 410 453 492 530 579 
EVDO 120 128 136 142 145 148 151* 
Total 449 507 546 595 637 678 730 
HSPA - - 150 217 ND 380 ND 
 
 
 
Japão é o país com a maior 
quantidade de celulares 3G UMTS 
(75 milhões em 2009) 
Coreia e Estados Unidos são os 
países com a maior quantidade de 
celulares 3G EVDO 
 
 
 
 Crescimento de Celulares no Mundo 
 
Mercado Mundial e Nacional 
A 1ª rede WCDMA a entrar em operação comercial foi a da NTT DoCoMo (Japão) em 2001. Em seguida (2002) 
veio a da Softbank (antiga Vodafone) também no Japão. A partir de 2003 entraram em operação as primeiras 
redes WCDMA da Europa com a "3". Nos Estados Unidos a 1ª a entrar em operação foi a AT&T em 2004 
A 1ª rede HSDPA a entrar em operação comercial foi a da AT&T em 2005. Em 2006, 70% das redes existentes em 
2005 implantaram o HSDPA e 31 das 48 redes WCDMA que iniciaram operação neste ano implantaram também 
o HSDPA. Em 2007, apenas 4 das 53 novas redes WCDMA que iniciaram operação neste ano não eram HSDPA 
5 Billion Mobile Subscriptions 
Source: http://www.4gamericas.org/ 
 Crescimento de Celulares no Brasil 
Mercado Mundial e Nacional 
Dez/09 Nov/10 Dez/10 
Celulares 173.959.368 197.533.986 202.944.033 
Pré-pago 82,55% 82,21% 82,34% 
Densidade 90,55 101,96 104,68 
Crescimento Mês 
4.205.459 3.094.736 5.410.047 
2,5% 1,6% 2,7% 
Crescimento Ano 
23.317.965 23.574.618 28.984.665 
15,48% 13,55% 16,66% 
Crescimento em 1 ano 
23.317.965 27.780.077 28.984.665 
15,48% 16,36% 16,66% 
 Crescimento de Celulares por Tecnologia no Brasil 
Mercado Mundial e Nacional 
Tecnologia 
Dezembro 
2009 
Dez 2010 
Nº Celulares Cresc. mês Cresc. ano 
GSM 156.581.825 178.108.707 87,76% 4.499.818 13,75% 
WCDMA 4.090.659 14.613.895 7,20% 1.024.797 257,25% 
CDMA 8.397.905 4.181.936 2,06% (253.750) (50,20%) 
TDMA 311.304 25.440 0,01% (11.506) (91,83%) 
AMPS 3.891 0 0,00% 0 - 
Term. Dados 4.573.784 6.014.055 2,96% 150.688 31,49% 
Total 173.959.368 202.944.033 100,00% 5.410.047 16,66% 
 Ocupação por Banda no Brasil 
Mercado Mundial e Nacional 
Banda 
Dez. 
2007 
2009 
Nº Celulares Cresc. ano 
A 51.000 58.930 33,9% 15,5% 
B 43.337 48.837 28,1% 12,7% 
D 37.620 40.107 23,1% 6,6% 
E* 16.991 19.312 11,1% 13,7% 
Outras Bandas 1.694 6.771 3,9% 299,7% 
Total 150.641 173.958 100,0% 15,5% 
 Evolução 3G no Brasil 
Mercado Mundial e Nacional 
2010 
(milhares) 
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 
WCDMA 7.465 8.100 8.707 9.217 9.868 10.417 11.021 11.360 12.145 12.926 13.589 14.614 
EVDO 150* 120* - - - - - - - - - - 
Modem 3G 
>256 kbit/s 
2.867 3.013 3.194* 3.340 3.417 3.492 3.602 3.717 3.809 3.930 4.009 4.253 
Total 10.483 11.233 11.900 12.556 13.285 13.909 14.623 15.077 15.954 16.856 17.598 18.867 
 Evolução 3G no Brasil 
– Divisão para o leilão de 
freqüências (18/12/2007) 
Mercado Mundial e Nacional 
Área V e VI 
AL, CE, PB, 
PI, PE, RN 
 
 
Área I 
BA, SE, RJ, ES 
Área III e IV 
AM, PA, RO, MA 
Área II 
RS, SC, PR, MG, 
MS, AC, RO 
 Resultado Leilão 18/02/2007 3G no Brasil 
Mercado Mundial e Nacional 
Área I Subfaixas 
2100 MHz 
Empresas 
Vencedoras 
Rio de Janeiro 
Espírito Santo 
Bahia 
Sergipe 
J Vivo 
F Oi 
G TIM 
I Claro 
Área II Subfaixas 
2100 MHz 
Empresas 
Vencedoras 
Rio Gr. do Sul, Sta 
Catarina, Paraná, Mato 
Grosso do Sul, Mato 
Grosso, Rondônia, 
Acre 
Goiás, Tocantins 
J Vivo 
F BrT 
G Claro 
I TIM 
Área III e IV Subfaixas 
2100 MHz 
Empresas 
Vencedoras 
São Paulo (cidade), 
Amazonas, Amapá, 
Pará, Maranhão, 
Roraima 
J Vivo 
F TIM 
G Claro 
I Oi (?) 
Empresas Prestadoras de serviço celular 
1º. Lugar: Vivo - 28,11% (maior número de assinantes) 
 86% do Territorio (19 estados) 
 GSM e CDMA e 3G CDMA EV-DO 
2º. Lugar: TIM - 25,71% (maior cobertura no Brasil) 
 100% do Território GSM e TDMA 
 25,4 milhões de clientes 
3º. Lugar: Claro – 24,76% 
 21 Estados, 24 milhões de clientes, 
 padrão GSM 
4º. Lugar: Oi – 13,12% 
 15 Estados, Área I, Banda D, GSM 
5º. Lugar: Telemig – 4,42% 
 Padrão GSM 
6º. Lugar: Brasil Telecom – 3,56% 
 Padrão GSM 
Tecnologia de Sistemas Celulares 
1º. Lugar: GSM com 72,82% de participação 
2º. Lugar: CDMA com 21,05% de participação 
3º. Lugar: TDMA com 6,10% de participação 
4º. Lugar: AMPS com 0,03% de participação 
*Fonte: IDG Now 25/09/2007 
Alocação de Frequência 
para Sistemas Celulares 
 Alocação do Espectro – Sistemas Celulares e PCS 
Alocação de Frequência 
 Alocação do Espectro – Sistemas Celulares (AMPS) 
 
Alocação de Frequência 
45 MHz 
 Alocação do Espectro – Sistemas Celulares (AMPS) 
Alocação de Frequência 
Canais 800-990 
não são usados 
 Alocação do Espectro – 3G no Mundo 
Alocação de Frequência 
 Alocação do Espectro – Brasil 
– Frequências em 850 MHz e 900 MHz 
 
 
 
 
 
 
– Frequências em 1700 e 1800 MHz 
 
 
Alocação de Frequência 
 Radiopropagação – Brasil 
– Frequências em 1900 e 2100 MHz 
 
 
 
 
 
Alocação de Frequência 
Subfaixa (MHz) Largura de Banda (MHz) 
Transmissão da 
Estação Móvel ERB 
F 15+15 1920-1935 2.110-2.125 
G 10+10 1.935-1.945 2.125-2.135 
H 10+10 1.945-1.955 2.135-2.145 
I 10+10 1.955-1.965 2.145-2.155 
J 10=10 1.965-1.975 2.155-2.165 
Subfaixa de Extensão 
5 
5 
1.885-1.890* 
1.890-1.895* 
* Sistemas TDD que utilizam a mesma subfaixa de frequências para transmissão nas duas direções 
 Alocação do Espectro – GSM 
Alocação de Frequência 
Type Channels Uplink [MHz] Downlink [MHz] 
GSM 850 
(Americas) 
128-251 824-849 869-894 
GSM 900 
classical 
extended 
0-124, 955-1023 
124 channels 
+49 channels 
876-915 
890-915 
880-915 
921-960 
935-960 
925-960 
GSM 1800 512-885 1710-1785 1805-1880 
GSM 1900 
(Americs) 
512-810 1850-1910 1930-1990 
GSM-R (Rail) 
Exclusive 
955-1024, 0-124 
69 channels 
876-915 
876-880 
921-960 
921-925 
GSM 450/480 450-458 
479-486 
460-468 
489-496