Sistemas Wireless

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SISTEMAS WIRELESS 
01/08/2014 
Conselheiro Lafaiete - MG 
www.asterisklibre.org 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.INTRODUÇÃO 
“Estamos assistindo ao surgimento de pessoas totalmente viciadas em informações: 
pessoas que precisam estar permanentemente on-line. Para os usuários móveis o par 
trançado, o cabo coaxial, e a fibra ótica não têm a menor utilidade. Eles precisavam transferir 
dados para os seus computadores, laptop, notebook, palmtop, de bolso ou de pulso sem 
depender da infraestrutura de comunicação terrestre. A resposta para esse usuário está na 
comunicação sem fio”. (TANENBAUM, 1997) 
Os pioneiros no uso de redes sem fio foram os aficionados por rádio mediante suas 
emissoras, que ofereciam uma velocidade de 9600bps (bits por segundo). Mas quando 
tratamos especificamente de redes sem fio, para a comunicação de dados ou voz, devemos 
voltar ao ano de 1997, quando a tecnologia Wi-Fi foi criada pela Wireless Ethernet 
Compatibility Alliance (WECA). Essas duas sílabas resultam da abreviação de “Wireless 
Fidelity”. 
Buscando sempre a mobilidade total, a tecnologia wireless está por meio das estradas 
invisíveis, criadas por sinais de rádio, fazendo com que possamos aproveitar da melhor 
maneira possível o tempo, cada vez, mas precioso, em lugares públicos ou privados para 
trabalhar ou até mesmo se divertir. 
A crescente demanda de informações, em tempo real que são trocadas ou obtidas pelas 
corporações e a possibilidade de comunicar-se sem a utilização de fios, fazem com que o 
mercado se exalte e invista nessa nova tecnologia. 
2.COMUNICAÇÃO WIRELESS 
Comunicação wireless refere-se à comunicação sem cabos ou fios e tem como finalidade 
estabelecer uma comunicação entre dois ou mais pontos ou dispositivos sem fio. O termo é 
empregado normalmente nas indústrias de telecomunicações para definir sistemas de 
comunicações sem fio à distância, tais como: transmissores e receptores de rádio, controles 
remotos, redes de computadores entre outros. Existem também indústrias que utilizam 
alguma forma de energia eletromagnética que é uma combinação de um campo magnético 
que se propagam através do espaço, transportando energia, exemplos como ondas de rádio, 
luz infravermelha, laser, ondas sonoras entre outras para transmitir informações sem uso de 
fios. O uso da tecnologia wireless vai desde transceptores de rádio walkie-talkies até 
satélites artificiais no espaço. (Miller, 2001) 
Na figura 1 mostra um exemplo de redes sem fio, dentro de uma residência comum, com os 
dispositivos que são sem fio e que são utilizamos no cotidiano, neste caso são dispositivos 
que utilizamos sem ser um computador. 
 
 
 
 
 
 
Figura 1: Exemplo de uma rede sem fio em uma residência. (Fontes , 2004) 
A comunicação wireless é normalmente usada em rede de computadores, onde a grande 
maioria dos usuários utiliza-se da mesma para navegar pela internet no escritório, em um 
bar, em um aeroporto, num parque, até mesmo em casa entre outros lugares que possa ser 
usada esta tecnologia. A classificação desta tecnologia é baseada na área de abrangência 
das redes pessoais ou de curta distância (PAN), as redes locais sem fio (WLAN), as redes 
metropolitanas sem fio (WMAN) e nas redes geograficamente distribuídas ou de longa 
distância sem fio (WWAN). 
As Redes PAN (Personal Área Network) significam rede de área pessoal, é mais utilizada 
em dispositivos pessoais como um celular que se conecta com o fone de ouvido sendo sem 
fio, ou como um PDA (Personal Digital Assistants) com o aparelho se som de um carro entre 
outros dispositivos mesmos estando em locais diferentes (bolsos, pastas, etc.), esses 
dispositivos se comunicam em uma pequena distância e não é necessário um ótimo 
desempenho de velocidade. 
As Redes WLAN (Wireless Local Area Network) foram criadas a partir de pesquisas em 
institutos e universidades, permitindo o desenvolvimento de mínis e microcomputadores de 
bom desempenho para o uso em diversa unidade de uma organização ao invés de 
concentrar em uma determinada área, viabilizando a troca de compartilhamento de 
informações e dispositivos periféricos tanto hardware quanto software permitindo a 
integração tanto em ambiente de trabalho corporativo como em residências. 
Já nas redes WMAN (Wireless Metropolitan Área Network) o escopo é de uso corporativo e 
público que atravessam cidades e estados para fornecer, por exemplo, internet para milhões 
de residências e empresas. Nesta rede é utilizada a conexão entre provedores de acesso e 
seus pontos de distribuição, essa rede apresenta características semelhantes às das redes 
locais tendo como principal diferença a área de abrangência 
No entanto as redes WWAN (Wireless Wide Área Network), ou seja, uma rede com uma 
área ampla utilizadas comumente entre prédios corporativos e em interligações fisicamente 
distantes, esta rede surgiu da necessidade de se compartilhar recursos especializados por 
uma maior comunidade de usuários geograficamente dispersas. 
Na figura 2 estão ilustrados as aplicações de redes e os ambientes que normalmente as 
redes são utilizadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2: AMBIENTES E APLICAÇÕES DAS REDES. 
O uso da rádio frequência ou da comunicação sem fio está sempre associado a um serviço 
de telecomunicações, esses serviços necessitam de autorizações que no Brasil é obtida 
através ANATEL (Agencia Nacional de Telecomunicações). 
A Anatel estabelece as normas que são antes submetidas à consulta pública, os atos da 
Anatel são acompanhados por exposição formal de motivos que os justifiquem e cabendo, 
ainda a um ouvidor, a uma apresentação periódica de avaliações de críticas sobre os 
trabalhos da Agência (ANATEL, 2008). 
A Anatel decretou a Lei 9.472/97, que foi incumbida de administrar a utilização do espectro 
de radiofrequência, regulamentando e fiscalizando seu uso no Brasil. Cada faixa de 
radiofrequência é adequada para uma determinada aplicação ou serviço, a regulamentação 
aplicável às diversas faixas de radiofrequência pode ser encontrada no Plano de Atribuição, 
Destinação e Distribuição de Faixas de Frequência no Brasil (PDDF). (ANATEL, 2008) 
Os avanços da comunicação sem fio nos últimos anos possibilitaram o surgimento de várias 
tecnologias, que desde então, procuram atender à necessidade real dos usuários, com a 
melhor qualidade possível. No decorrer da evolução dessa tecnologia, diversas alternativas 
foram desenvolvidas com o intuito de eliminar os fios. Atualmente existem sistemas de 
transmissão de informações por ondas de rádios, ondas de micro-ondas, ondas de UHF 
(Ultra Hight Frequeny) e, VHF (Very Hight Frequency). 
O uso da tecnologia wireless proporciona a criação de inúmeras possibilidades, sendo 
algumas delas apenas imagináveis no presente momento, entretanto outras já se fazem 
presente no cotidiano das pessoas, já há algum tempo, um exemplo, pode ser o nosso 
simples controle remoto para a TV, DVD, entre outros dispositivos domésticos, que utilizam 
a conexão por raio infravermelho, com um alcance de 5 metros. 
O IEEE é uma organização profissional sem fins lucrativos formado entre outros por 
engenheiros elétricos, engenheiros da computação, cientistas da computação, profissionais 
de telecomunicações. Fundado em 1963 com uma fusão das organizações Instituto de 
Engenheiros de Rádio (IRE) com o Instituto Americano de Engenheiros Elétricos (AIEE), seu 
princípio principal é promover conhecimento no campo da engenharia elétrica, eletrônica e 
da computação, a meta do IEEE é estabelecer novos padrões, para formatos de 
computadores e dispositivos moveis, os resultados destas pesquisas,dos testes realizados, 
com os equipamentos e as realizações das metas são divulgadas através das conferencias 
organizadas pelo mesmo, promovendo publicações técnicas e publicando em seus próprios 
jornais ou revistas eletrônicas. (IEEE, 2008). 
IEEE padronizou as redes com fio 802.1, 802.2, 802.3 e recebeu a tarefa de elaborar um 
padrão de redes sem fio. O primeiro padrão apresentado pelo por IEEE para conexões sem 
fio foi as conexões por raios infravermelho e em 1997 o comitê apresentou o padrão 802.11. 
Com o desenvolvimento natural da tecnologia, as empresas interessadas nas comunicações 
sem fio criaram equipamentos que aumentaram a capacidade de bandas e velocidade da 
comunicação sem fio, havendo assim uma nova necessidade de padronização e testes de 
interoperabilidade. Para suprir essa demanda o IEEE criou novos grupos de trabalho, 
reduzindo o foco de aplicação para características, mas especificas, formando assim os 
grupos para as padronizações 802.11a, 802.11b e 8002.11g. 
As redes sem fio ou wireless como é conhecida mundialmente, faz parte de nosso cotidiano 
sem que muitas vezes demos contas. Ações como mudar de canal pelo controle remoto, 
utilizar forno micro-ondas, efetuar ou receber uma ligação no telefone sem fio e celular 
utilizavam a o sistema deslocamento de ondas ou feixe de luz em suas finalidades. Para 
apresentar um pouco dessas tecnologias e suas formas de funcionamento citaremos adiante 
os respectivos padrões e utilidade de equipamento que usam o wireless como principal 
mecanismo de funcionamento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3: Exemplo da tecnologia sem fio, em funcionamento: wireless, bluetooth e raios infravermelhos. 
2.1 COMUNICAÇÃO INFRAVERLHA 
 
O tipo de comunicação infravermelho baseia-se na luz infravermelha, seu funcionamento é 
basicamente como o sistema de comunicação utilizado em fibra ótica, porém, o meio de 
transmissão do feixe luz em um ambiente aberto e de curta distância. Para a transmissão do 
sinal são usados LEDs (Diodos emissores de luz) ou ILDs (Diodos de injeção a laser), e na 
recepção desse sinal são usados fotodiodos, como utilizados em controles remotos 
áudio/visuais ou transceptores de fibra ótica, os sinais que são transmitidos através de 
visibilidade direta, onde os sinais infravermelhos não podem penetrar paredes ou objetos 
opacos, pois os sinais são diluídos por fontes de luz fortes. Os raios podem ser transmitidos 
através do vidro, porém para cada superfície de vidro a intensidade de luz é reduzida, devido 
uma mistura de absorção e refração, assim reduz a distância operacional de um sistema em 
50%. Por isso o infravermelho é mais utilizado em ambientes pequenos ou internos, essa 
tecnologia de transmissão infravermelha enquadra-se na topologia de rede ponto a ponto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4: A tecnologia infravermelha, equipamento criado pela empresa PALM ONE 
 
Os raios infravermelhos têm um alcance aproximadamente 5 metros com um ângulo de 45º 
de amplitude a partir da fonte, nas redes de comunicação sua utilização é feita em 
dispositivos pequenos que não necessita de uso de antena, porém, para existir esta conexão 
o sinal da fonte do dispositivo que está enviando o sinal tem que ser emitido ao receptor, 
dispositivo que recebe o sinal, em linha reta, não podendo haver desalinhamento e nem 
obstáculos. (Grünewald, 2005) 
2.2 COMUNICAÇÃO BLUETOOTH 
 
Bluetooth é o nome dado à tecnologia que utiliza comunicação de rádio de curto alcance, 
sendo também uma tecnologia destinada a substituir o cabo á dispositivo portátil ou 
dispositivo eletrônicos fixa como mostra a figura, essa tecnologia define uma estrutura 
uniforme para dispositivos poderem se comunicar uns com os outros, com praticamente 
nenhum esforço do usuário. (Tutorial BLUETOOTH, 2007). 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5: Aparelhos que utilizam à tecnologia bluetooth 
As principais características desta tecnologia são a baixas complexidades de uso, baixo 
custo de dispositivos, ou seja, essa tecnologia oferece acesso a rede LAN sem fio, a rede 
móvel da internet para dispositivos portáteis, eletrodomésticos e interface handheld, que 
começou a ser desenvolvida em 1994, pela empresa Ericsson, já o bluetooth surgiu a partir 
de 1998 pelo SIG (Special Interest Group) que foi promovido por um consórcio inicial 
estabelecido pelas empresas Sony, Ericsson, IBM, Intel, Toshiba e Nokia. O bluetooth é 
principalmente utilizado para a comunicação de pequenos dispositivos, mais de uso pessoal 
como PDAs, telefones celulares, computadores portáteis e também para periféricos como 
scanner, impressoras e qualquer equipamento que esteja utilizando um chip bluetooth. 
(Tutorial BLUETOOTH, 2007). 
Os dispositivos bluetooth operam na faixa de frequência ISM (Industrial, Scientific, Medical) 
centrada em 2,45 GHz em sua camada física de rádio (RF), que era reservada para alguns 
grupos de usuários profissionais. Nos Estados Unidos a faixa ISM varia de 2400 a 2483,5 
MHz na maioria da Europa a mesma faixa de frequência também é utilizada, já no Japão a 
faixa varia de 2400 a 2500 MHz. 
Os dispositivos são classificados de acordo com a potência e alcance, são classificados em 
três níveis: a classe 1 (com a potência de 100mW e com alcance até 100m) a classe 2 (com 
potência de 2,5 mW e alcance até 10 m) e classe 3 (com potência de 1mW e alcance de 1m, 
uma variante muito rara). Cada dispositivo é dotado em um número único de 48 bits que 
serve de identificação do mesmo. (Bonatto, 2008) 
Segundo Bonatto (2008) há várias versões apresentadas dos modelos bluetooth a primeira 
versão tinha velocidade baixa e pouca segurança, na versão 1.1, o modelo suportava canais 
não encriptados e houve nessa versão a inclusão de RSS(Really Simple Syndication), na 
versão 1.2 acrescentou uma melhoria na resistência da frequência de rádio e a velocidade 
de transmissão de até 1Mbps e teve melhor qualidade sonora das ligações de áudio na 
versão 2.0 que obteve a velocidade de até 3 Mbps, menos consumo de bateria e melhoria 
na performance BER (bit error rate). 
Com o bluetooth, o sinal se propaga onidirecionalmente, não necessitando alinhamento para 
a comunicação, facilitando a locomoção. Segundo Miller (2001), o bluetooth suporta tanto 
serviço síncrono para o tráfego de voz como assíncrono para transmissão de dados. Em um 
enlace assíncrono, o usuário consegue uma taxa máxima de 723.2 Kbps onidirecionalmente, 
já no sentido contrário a taxa máxima é de 57.6Kbps. No bluetooth os serviços síncronos 
são proprietários, para esse tipo de serviço, o enlace é full-duplex ou bidirecional, com uma 
taxa máxima de 64Kbps em ambas as direções. A rede em que o bluetooth aplica a WPANs, 
realizando assim a interoperabilidade entre dispositivos próximos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 6: Tecnologia bluetooth sendo utilizadas em equipamentos divergentes 
Essa interoperabilidade de comunicação entre dispositivos forma uma rede de transmissão 
que são chamados de piconet. Podendo existir até oito dispositivos conectados entre si 
sendo que um deles é considerado o principal como se fosse o mestre, considerando assim 
os demais como secundários ou escravos. Apesar da limitação, o ponto de comunicação 
pode expandir sobrepondo vários piconets, resultando em um método chamado scatternet 
como mostram na figura 7, ao estabelecer a rede, esses dispositivos determinam um padrão 
possível de transmissão usando canais para efetuar a transmissão de pacotes de dados 
como na internet. Cada pacote de dados será transmitido um em cada canal diferente em 
uma ordem que apenas os dispositivos de rede reconhecem, permitindo que não haja 
interferência com osoutros dispositivos próximos. (MILLER, 2001) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7: Tipos de redes formadas entre dispositivos bluetooth: piconet e scatternet. 
As vantagens desta tecnologia é não ter necessidade de usar conexão por cabo, e é uma 
tecnologia de solução variável e de baixo custo para redes de curto alcance, suportando 
comunicação tanto de dados com por voz. Os dispositivos desta tecnologia são de fácil 
instalação e tem um sistema de criptografia o que torna as transmissões mais segura. 
As desvantagens são que a quantidade de dispositivos que podem se conectar ao mesmo 
tempo é limitado, principalmente se comparado a uma rede cabeada que por sua vez tem o 
alcance bem maior que o Bluetooth. 
3.DETERMINANDO A ARQUITETURA DE REDE 
Uma topologia de rede é composta de BSS (Basic Service Set), STA (Wireless LAN 
Stations), AP (Access point), DS (Distribution System), ESS (Extended Service Set) entre 
outras. A BSS são células de comunicação de uma rede sem fio, a STA são os diversos 
clientes dessa rede, AP é como se fosse um ponto ou um nó que coordena a comunicação 
entre os clientes desta rede dentro das células de comunicação, funciona como uma ponte 
de comunicação entre a rede sem fio e a rede convencional o DS são backbones da WLAN 
que realizam a comunicação entre os pontos de acesso. 
O ESS é um conjunto de células de comunicação sem fio cujos pontos de acesso estão 
conectados a uma rede convencional. Nestas condições os clientes da rede podem se 
movimentar entre células de comunicação sem fio, de uma para outra permanecendo 
conectada à rede e este processo é denominado de roaming. 
As redes sem fio foram projetadas para suportar vários tipos de arquitetura de redes, e a 
arquitetura de rede a ser utilizada no projeto deve ser definida em seu início. As arquiteturas 
suportadas para a tecnologia de redes sem fio são: a arquitetura ponto-a-ponto, ponto-
multiponto e a arquitetura mesh, também é possível utilizar arquiteturas híbridas que 
consistem em utilizar duas ou mais topologias. Assim, definir a arquitetura a ser utilizada em 
um projeto é extremamente importante na hora da implantação de uma rede sem fio, pois se 
torna importante saber as características de cada arquitetura a fim de avaliar qual será a 
melhor escolha para o projeto. Abaixo as características de algumas arquiteturas de redes 
que podem ser utilizadas na rede sem fio. 
3.1 ARQUITETURA PONTO-A-PONTO 
 
Na arquitetura ponto-a-ponto são utilizadas duas antenas de rádio onde estarão interligando 
dois pontos. Na arquitetura ponto a ponto ela atende isoladamente a um único usuário 
interligado, por exemplo, a matriz e a filial de uma empresa, como também para servir uma 
solução de última milha para atender um usuário a partir de um Ponto de Presença de uma 
rede multisserviços (OLIVEIRA, 2005). Esta arquitetura é menos escalável, visto que, há 
pouca facilidade de adição de novos nós na rede, mas existe uma maior banda passante 
nesta solução. Assim as antenas se comunicam entre si via comunicação sem fio, assim que 
recebe sinal para passar uma rede com fio até o computador do usuário. A figura 8 apresenta 
o funcionamento da arquitetura ponto a ponto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 8: Arquitetura ponto a ponto. Fonte: OLIVEIRA (2005) 
 
3.2 ARQUITETURA PONTO-MULTIPONTO 
 
Na arquitetura ponto-multiponto, a rede implantada permitirá que a rede alcance vários 
assinantes, limitando o número de roteadores, switches e outros equipamentos que são 
necessários para o funcionamento de uma rede cabeada. Na arquitetura ponto-multiponto, 
vários usuários são atendidos simultaneamente a partir de um ponto base que é posicionado 
estrategicamente (OLIVEIRA, 2005). Este ponto base cobre uma área aonde será oferecido 
o serviço aos assinantes, reduzindo custos e oferecendo uma maior facilidade no caso de 
adição de nós em clientes, mas com menor banda passante. A figura 9 apresenta o 
funcionamento da arquitetura ponto-multiponto, nesta arquitetura como mostra a imagem 
usa-se uma base com as antenas da base em várias posições para emitir o sinal as antenas 
receptoras que estão nas casas do cliente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 9: Arquitetura ponto-multiponto. Fonte: OLIVEIRA (2005) 
Na arquitetura Ponto-multiponto, são formadas células que podem utilizar antenas do tipo 
onidirecional (360º) ou setorial. O ângulo de abrangência da antena setorial pode ser de 30º, 
60º, 90º ou 120º dependendo da área de cobertura. Estas células podem ser configuradas 
para trabalhar com várias antenas posicionadas sequencialmente formando-se setores 
consecutivos proporcionando uma grande à de cobertura do sinal (OLIVEIRA, 2005). 
As antenas onidirecionais apresentam uma maior facilidade uso, isso porque elas não 
precisam ser direcionadas com as outras, o que ocorre com as antenas setoriais. Estas 
antenas são utilizadas tanto nas estações bases emissoras como nas receptoras. O seu 
funcionamento não permite enlace muito longo. 
3.3 ARQUITETURAS MESH 
 
A arquitetura mesh é bem parecida com a arquitetura ponto multiponto, mas existe uma 
diferença entre as duas. A diferença está no modo de operação entre as duas arquiteturas. 
Enquanto que na tecnologia ponto multiponto o tráfego ocorre entre a estação base e os 
assinantes e vice-versa, na arquitetura mesh o tráfego pode ser roteado através de outros 
assinantes como também pode ocorrer diretamente entre os assinantes, aonde cada 
assinante funciona como uma estação ou um “nó” repetidor. 
Com esta capacidade de comunicação por "nós", se cria uma rede com várias rotas 
alternativas, evitando assim os pontos de congestionamento, aprimorando ainda mais o 
desempenho da rede com a adição de novos clientes. A figura 10 apresenta o funcionamento 
da arquitetura mesh. A arquitetura mesh oferece redundância e maior confiabilidade, mas é 
a arquitetura mais cara de se construir porque cada nó ou cliente da rede requer um roteador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 10: Arquitetura mesh. Fonte: TEIXEIRA (2006) 
 
Na figura 10 temos uma base que se comunica com o cliente e o mesmo utilizando um 
equipamento de roteamento pode criar uma outra rede entre a mesma residência ou até se 
comunicar com outras residências. 
4.MODULAÇÃO DE TRANSMISSÃO 
A tecnologia sem fio trabalha de forma parecida à de um telefone móvel, com ondas através 
do ar, em vez de fios. Há varias arquiteturas de redes em um sistema de transmissão de 
dado, seja de forma digital ou analógico com fio ou sem fio, para se ter esta transmissão de 
dados precisa utilizar formas de inserir as informações úteis em um sinal de Rádio 
Frequência, chamado de onda portadora que será o meio de transporte da informação de 
um ponto a outro. 
Essas formas de inserir a informação em um sinal são chamadas de modulação, que permite 
que esta mesma informação seja transportada, sendo embutida nos parâmetros de 
amplitude, frequência ou fase da portadora. Nas modulações digitais, os bits do sinal que 
contém a informação são codificados através de símbolos, a modulação é responsável por 
mapear cada possível sequência de bits de um comprimento pré-estabelecido em um 
símbolo determinado, um conjunto de símbolos gerados por uma modulação é chamado de 
constelação, sendo que cada tipo de constelação gera uma constelação de símbolo 
diferentes. A sequência de bits de um sinal de informação que é transformada em símbolos 
é transmitida por ondas portadoras. 
 
4.1 TECNICAS DE MODULAÇÃO 
 
Serão apresentadas neste capitulo, algumas técnicas de modulação bem com as vantagens 
e desvantagensque as mesmas podem proporcionar. 
 FKS (Frequency Shift Keying) - A modulação FKS que significa Modulação por 
Desvio de Frequência é uma técnica de modulação na qual o sinal digital modulante 
varia a frequência de uma onda portadora analógica de acordo com valores pré-
determinados. Inicialmente eram utilizados apenas dois valores de frequência, cada 
um representando um nível binário “1” ou “0”. Este método passou a ser chamado de 
FSK (Binary Frequency-shift keying). Foram então introduzidos mais valores de 
frequência, o que permitiu a codificação de dois ou mais bits por valor. Por exemplo: 
utilizando 4 valores diferentes de frequência, pode-se atribuir 2 bits para cada valor, 
de acordo com a tabela abaixo: 
Tabela 1: Exemplo de Frequência FKS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como em todos os métodos de modulação digital, é utilizada uma sequência de bits 
igualmente espaçados que modulam a portadora. O período de cada pulso da 
sequência é dado por Td. Desta forma, a menor largura de banda necessária para 
transmitir esse pulso, f, é: f = 1 / (2 * Td). 
 
 
 
 
 
Figura 11: Exemplo de bit a bit na modulação. (GTA, 2004) 
 
Essa modulação é bastante utilizada no telefone fixo que temos em casa, mas é sem 
fio. Alternativamente, podem-se, por exemplo, utilizar quatro frequências de 
transmissão diferentes, cada uma delas correspondendo a 2 bits. Este modo é 
chamado de 4FSK. Isto aumentaria a taxa de bits transmitidos, mas em contrapartida 
aumenta também a banda de frequência de transmissão utilizada. A modulação FSK 
apresenta o inconveniente de ocupar uma banda de frequência bastante alta, devido 
a estas variações bruscas de frequência em função da transição de bits, além 
possibilitar taxas de transmissão relativamente baixas. 
 
 
 GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) - No GFKS os dados são codificados na 
forma de variações de frequência em uma portadora de maneira similar à modulação 
FSK, portanto, o modulador utilizado pode ser o mesmo para a modulação FKS. Antes 
dos pulsos entrarem no modulador eles passam por um filtro gaussiano, que é uma 
espécie de formatador de pulso que serve para suavizar a transição entre os valores 
dos pulsos de modo a reduzir a largura espectral dos mesmos. A figura 12 ilustra a 
transformação dos pulsos após assarem pelo filtro gaussiano. 
 
 
 
 
Figura 12: Os pulsos após passarem pelo filtro Gaussiano (GTA, 2004) 
 
Um dos sistemas que utiliza essa modulação é o sistema bluetooth, que demonstra 
uma melhor eficiência espectral em relação á modulação FSK. 
 
 ESPALHAMENTO ESPECTRAL - O princípio das técnicas de modulação usando 
espalhamento espectral é aumentar a quantidade de bits utilizados para transmitir 
uma mesma informação, de modo espalhar o espectro de frequência de sinal, desta 
forma aumenta-se a banda de frequência no qual o sinal é transmitido. Normalmente 
utiliza-se um código de espalhamento que é multiplicado pelos bits de informação. Os 
códigos de espalhamento são muitos usados em transmissões digitais, 
principalmente em WLANs, uma vez que, transmite o sinal na frequência, 
proporcionam uma série de vantagens que melhoram consideravelmente a 
performance de transmissão sendo a imunidade com relação a ruídos e interferência, 
a imunidade a distorções de multi percursos, imunidade a interferências e de 
desvanecimentos de banda estreitas diversos usuários podem compartilhar a mesma 
banda de frequência, com baixa interferência, com baixa interferência e podem ser 
usados para a criptografia dos sinais, tem as técnicas de espalhamento espectral 
como a DSSS (Direct Sequency Spread Spectrum) que nesta técnica os bits de 
informação são multiplicados por uma sequência de espalhamento chamada de 
sequência de Barker de 11 chips que é dada por (10110111000). 
 
Desta forma, por exemplo o modo de DSSS utilizados tem-se que cada bit do sinal 
original passa a ser representado no sinal a ser transmitido por 11 chips, essa 
modulação aumenta a banda de frequência ocupada pelo sinal, o que significa o 
espalhamento deste sinal na frequência, a figura 13 segue uma imagem que mostra 
como é feito o espalhamento do sinal no tempo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 13: Um modelo de espalhamento na técnica DSSS. Fonte (GTA, 2004) 
Na figura 14 com o resultado do espalhamento espectral comparado com o espectro 
de frequência do sinal original e seu espectro após o espalhamento 
Figura 14: Um resultado de espalhamento espectral com o espectro de frequência. Fonte (GTA, 
2004) 
Após ser espalhado, o sinal é modulado em uma portadora, que normalmente são 
usados dois esquemas de modulação para DSSS, que são o DBPSK (Differential 
binary Phase Shift Keying) que permite uma taxa de 1Mbps e o uso de DQPSK 
(Differential Quadrature Phase Shift Keying) que permite a taxa de 2Mbps. 
 
 
 
 Transmissão FDM e OFDM - A modulação OFDM (Orthogonal Frequency Division 
Multiplex) surgiu através da técnica convencional, já utilizada em outras tecnologias 
que é conhecida como FDM (Frequency Division Multiple). 
A tecnologia FDM utiliza bandas de guarda, que seria uma faixa de frequência sem 
uso entre dois canais de forma a evitar interferência, para a separação das 
subportadoras que são sinais analógicos em forma de ondas que será modulado ou 
transformado para representar a informação e assim ser transmitida, na recepção do 
sinal, enquanto, a tecnologia OFDM trabalha com partículas de sobreposição 
espectral de subportadoras. 
 
Esta técnica de transmissão OFDM vem sendo particularmente considerada para ser 
utilizada em radiodifusão, em transmissões digitais em linhas de telefones e em redes 
sem fio. 
 
A técnica OFDM traz como vantagem de transmissão como uma segunda dimensão, 
o domínio da frequência, o qual permite obter ganhos adicionais na utilização de 
técnicas de melhoria do sinal. Num sistema convencional de transmissão, os símbolos 
são enviados em sequência através de uma única portadora, cujo espectro ocupa 
toda a faixa de frequência disponível. A técnica OFDM consiste na transmissão 
paralela de dados em diversas subportadoras com modulação. 
 
Num sistema OFDM o espaçamento entre subportadoras é cuidadosamente 
selecionado de forma que cada subportadora seja locada em pontos de cruzamentos 
de zero do espectro das demais, conforme é ilustrado na figura 15 (PINTO, 2005). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 15: Subportadoras de um sinal OFDM. (PINTO, 2005) 
Embora exista sobreposição espectral de subportadoras moduladas, a informação 
conduzida por cada uma delas poderá ser isolada das demais através de um 
correlator ou filtro casado adequado. 
 
Admitindo sincronização de relógio, a saída deste correlator corresponderá à projeção 
do sinal OFDM recebido sobre as subportadoras a ele associada. É possível mostrar 
que tal projeção depende apenas da informação conduzida por esta subportadora. 
Assim existe ortogonalidade entre as subportadoras, a qual se deve ao espaçamento 
de frequência empregado. Então para que se tenha ortogonalidade entre os 
subcanais na recepção, é necessário que as subportadoras estejam centradas nas 
respectivas frequências dos subcanais OFDM, além de se ter à devida sincronização 
de relógio. Cabe notar que esta sobreposição espectral particular produz uma 
economia significativa de banda relativamente quando se compara à técnica FDM 
tradicional, que é mostrada na figura 16 (PINTO, 2005). 
 
 
 
 
 
 
Figura 16: Espectros FDM e OFDM. Fonte: PINTO (2005) 
Em princípio a geração direta e a dê modulação do sinal OFDM requeremconjuntos 
de osciladores coerentes para que ocorra o processo embora a técnica OFDM seja 
conhecida pelo termo de multiplexação, deve-se ter em mente que não ocorre 
multiplexação, mas sim a transmissão paralela de uma sequência de bits 
originalmente única (PINTO, 2005). 
 
A modulação OFDM utiliza diversas portadoras ortogonais para transmitir um sinal. 
Mas antes de ser modulado na portadora, este sinal passa por diversas etapas de 
processamento que melhoram ainda mais o desempenho alcançado pelo OFDM. 
Primeiro, os dados são submetidos a sistemas de proteção de erro que são a inserção 
de um código corretor de erros como, por exemplo, o Reed - Solomon e 
embaralhamento (scrambling), em que os bits de um mesmo byte são todos 
misturados. 
 
Em seguida, os bits passam por um processo de entrelaçamento ou interleaving, no 
qual eles são reorganizados de modo que bits subsequentes passam a ser separados 
no tempo. Desta forma, a informação torna-se mais imune a erros do tipo rajada (erros 
de burst), que atingem bits subsequentes, pois após este processamento, estes erros 
passam a atingir bits pertencentes a diversos bytes diferentes, que estão muito 
distantes na informação original. Isto torna mais fácil a recuperação do sinal original 
no receptor. 
 
No processo de modulação OFDM, diversas portadoras em frequências diferentes 
são utilizadas para modular o sinal digital, sendo que cada portadora transporta 
apenas alguns bits do sinal original após passar pelos processos de interleaving, 
embaralhamento e incluir códigos de correção de erro. Estas portadoras são 
ortogonais entre si, para evitar que haja interferência entre elas. Isso significa que o 
espaçamento entre as portadoras é igual ao inverso da duração de um símbolo. A 
figura 17 mostra como as portadoras são separadas no tempo e na frequência. As 
portadoras são ilustradas com cores diferentes mostrando que pedaços de um 
mesmo bit são transmitidos por portadoras distantes entre si tanto no tempo como na 
frequência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 17: Portadoras de tempo e frequência. 
 
Normalmente, nos sistemas de TV digital, por exemplo, são utilizadas 2000 ou 8000 
portadoras. Estas portadoras podem ser moduladas utilizando, por exemplo, QPSK, 
16 QAM ou 64 QAM. Desta forma, cada portadora pode transportar uma taxa 
relativamente baixa de bits. Além disso, como cada parte do sinal é transportada por 
uma portadora em uma frequência diferente, isso permite também imunidade ao sinal 
quanto à interferência em frequências específicas, uma vez que somente uma 
pequena quantidade de bits serão atingidos, os quais estão bem distantes no sinal 
original. 
 
A figura 18 é um fluxograma das etapas de processamento de sinais às quais o sinal 
de informação é submetido quando da modulação OFDM. 
 
 
Figura 18: Um diagrama simplificado de um bloco modulador OFDM 
Os símbolos modulados em QAM ou QPSK são apenas representações das suas 
posições espaciais na constelação de símbolos no domínio da frequência. Fazendo-
se a IDFT destes símbolos, eles são colocados no domínio do tempo em portadoras 
ortogonais. Ao receber o sinal, o receptor deve apenas fazer a DFT dos blocos de 
sinal recebidos, para obter o sinal enviado. 
 
Quando os sinais são modulados nas portadoras, são ainda inseridos intervalos de 
guarda entre os bits, ou seja, há um pequeno intervalo de tempo entre a informação 
útil de um bit e a informação útil do bit seguinte. O novo posicionamento das 
portadoras no tempo devido à inserção do intervalo de guarda é claramente ilustrado 
na figura 19. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 19: Portadora com a inserção do intervalo de guarda e de símbolo duração. 
Este processo reduz a taxa de bits de cada portadora, mas por outro lado proporciona 
uma maior robustez ao sinal com relação a ecos e multi percursos. Por exemplo, em 
ambientes bastante montanhosos ou com muitas edificações, é comum que o 
receptor receba reflexões do sinal com certo atraso. O intervalo de guarda evita a 
interferência entre símbolos. 
 
Como pode ser observada, a modulação OFDM exige uma quantidade considerável 
de processamento de sinais. No entanto, ela mostra-se bastante eficiente e robusta 
em diversos parâmetros de transmissão e, por conta disso, ela é muito usada em 
diversos sistemas de transmissão aérea, apesar de ocupar uma banda de frequência 
bastante larga. 
5.WI-FI 
 
5.1 INTRODUÇÕES AO WIRELESS FIDELITY 
 
Wi-Fi é licenciada originalmente pela Wi-Fi Alliance que é uma marca registrada que 
pertencente à WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), o termo Wi-Fi foi escolhido 
como uma brincadeira com o termo “Hi-Fi” (o pq da brincadeira) que muitos estudiosos desta 
tecnologia pensam que é uma abreviatura para ‘wireless fidelity’ que significa fidelidade sem 
Fio, mas a Wi-Fi Alliance não reconhece este trocadilho. A WECA é uma organização sem 
fins lucrativos formada em 1999. Ela tem como missão certificar a interoperabilidade entre 
produtos que utilizam o padrão Wi-Fi. Isto é feito através de diversos testes e os produtos 
que atendem ao padrão de interoperabilidade recebem o logotipo Wi-Fi. (Wi-Fi Alliance, 
2007). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 20: Logotipo Wi-Fi. 
Os produtos com estes selos normalmente, utilizam os padrões Wi-Fi. Os produtos que 
utilizam este selo pertencem a subdivisões do padrão Wi-Fi, o mesmo utiliza a WLAN para 
descrever a rede esta tecnologia que são embarcadas baseadas no padrão IEEE 802.11. O 
padrão Wi-Fi opera em faixas de frequências que não necessitam de licença para instalação 
e operação desta frequência. Este fato as torna a utilização destas frequências atrativas. No 
entanto, para uso comercial desta tecnologia no Brasil é necessária licença da Agência 
Nacional de Telecomunicações (ANATEL). 
Para se ter acesso à internet através de rede Wi-Fi deve-se estar no raio de ação ou área 
de abrangência de um ponto de acesso (normalmente conhecido por hotspot) ou local 
público onde opere rede sem fios e usar dispositivo móvel, como computador portátil, Tablet 
PC ou Assistente Pessoal Digital com capacidade de comunicação sem fio, deixando o 
usuário do Wi-Fi bem à vontade em usá-lo, nos tempos atuais, muitas operadoras de 
telefonia investem pesado no Wi-Fi, para ganhos empresariais. 
Os Hotspot Wi-Fi existem para estabelecer ponto de acesso para conexão à internet. O ponto 
de acesso transmite o sinal sem fios numa pequena distância – cerca de 100 metros. Quando 
um periférico que permite “Wi-Fi”, como um Pocket PC, encontra um hotspot, o periférico 
pode na mesma hora conectar-se à rede sem fio. Muitos hotspots estão localizados em 
lugares que são acessíveis ao público, como aeroportos, cafés, hotéis e livrarias. Muitas 
casas e escritórios também têm redes “Wi-Fi”. Enquanto alguns hotspots são gratuitos, a 
maioria das redes públicas são suportadas por Provedores de Serviços de Internet (Internet 
Service Provider - ISPs) que cobram uma taxa dos usuários para se conectarem. 
Antes do padrão 802.11 ser criado, as redes sem fio eram baseadas em tecnologia 
proprietária. Por isso, além da incompatibilidade entre os equipamentos, havia um alto custo 
para a implantação dessas redes. Elas estavam ao alcance apenas de grandes empresas 
ou instituições. Com este cenário de crescente desordem, sentiu-se a necessidade de criar 
um padrão. 
 
 
 
 
 
5.2 O PADRÃO 802.11 
 
Para solucionar o problema da padronização anteriormente exposto, a Sociedade de 
Computação do IEEE, instaurou um comitê para definir um padrão para a conectividade sem 
fio. Após sete anosde pesquisa e desenvolvimento, em 1997, aprovou-se o padrão IEEE 
802.11. 
Padrão 802.11 especifica os detalhes da camada física e da subcamada MAC da camada 
de enlace. Para a camada física foram definidos os mecanismos para efetuar a troca de 
dados entre os dispositivos. Para transferência de dados nas redes sem fio, o espectro de 
rádio frequência é dividido em faixas, que normalmente são intervalos reservados para um 
determinado tipo de serviço. Estes intervalos são definidos por agências reguladoras e/ou 
convenções internacionais. Uma faixa é, em geral, subdividida em frequências menores, 
conhecidas por canais. 
Seguindo-se convenções internacionais, há pelo menos três segmentos de rádio freqüência 
que podem ser usados sem a necessidade de obter licença da agência reguladora 
governamental, que no caso do Brasil é a ANATEL. Esses segmentos foram reservados a 
uso industrial, científico e médico. 
Desta forma, as frequências disponíveis em cada uma das três faixas são: 
• 902- 928 MHz; 
• 2,4 - 2,485 GHz (2,4 a 2,5 no Brasil); 
• 5,150 - 5,725 GHz. 
A frequência de 2,4 GHz é utilizada por uma vasta quantidade de equipamentos e serviços. 
Por exemplo: babás eletrônicas, forno micro ondas, telefones sem fio, etc. Isto é um 
problema, pois o risco de interferência se torna elevado. Em contrapartida a frequência de 5 
GHz tem poucos concorrentes. Porém, seu alcance é menor em relação à frequência de 2.4 
GHz. 
Para a subcamada MAC foram determinadas outras características importantes de uma 
comunicação. Por exemplo: a verificação de erros. Em termos organizacionais, o padrão 
802.11 define dois modos distintos de operação: Ad-Hoc e infraestrutura. No modo 
infraestrutura existe um equipamento para concentrar todo 
tráfego da rede. Este equipamento é conhecido por AP (Access 
Point). Este modo possui alguns aspectos positivos. Por 
exemplo: a convergência das configurações. Ver figura 21: 
 
 
 
Figura 21: Modo infraestrutura 
No modo Ad-Hoc não existe um concentrador, ou seja, os equipamentos se conectam 
diretamente uns aos outros. Ver figura 22: 
 
 
 
 
 
 
Figura 22: Modo ad-hoc 
 
5.3 PADRÃO 802.11A 
 
Chega a alcançar velocidades de 54 Mbps dentro dos padrões da IEEE e de 72 a 108 Mbps 
por fabricantes não padronizados. Esta rede opera na frequência de 5 GHz e inicialmente 
suporta 64 utilizadores por ponto de acesso (AP). As suas principais vantagens são a 
velocidade, a gratuidade da frequência que é usada e a ausência de interferências. A maior 
desvantagem é a incompatibidade com os padrões no que diz respeito a Access Points 
802.11 b e g, quanto a clientes, o padrão 802.11a é compatível tanto com 802.11b e 802.11g 
na maioria dos casos, já se tornando padrão na fabricação dos equipamentos. O tipo de 
modulação deste padrão consiste de 12 canais não sobrepostos disponíveis, diferente dos 
3 canais livres disponíveis nos padrões 802.11b e 802.11g, o que permite cobrir uma área 
maior e mais densamente povoada, em melhores condições que outros padrões. 
5.3 PADRÃO 802.11B 
 
Esse padrão sendo o primeiro a ser definido pelo comitê, permite 11 Mbps de velocidade de 
transmissão máxima (podendo também comunicar-se a velocidade mais baixas como 5,5, 2 
ou mesmo 1 Mbps), porém por trabalhar numa banda mais baixa, esta pode ocorrer mais 
interferências de outros tipos de fontes quaisquer, como por exemplo, celulares, fornos de 
micro ondas e dispositivos Bluetooth etc., que trabalham na mesma faixa de 2,4GHz. São 
permitidos no máximo 32 clientes conectados por PA. Mesmo tendo limitações na utilização 
de canais, hoje é ainda o padrão mais popular no mundo e com a maior base instalada, com 
mais produtos e ferramentas de administração e segurança disponível devido baixo custo 
com a banda gratuita. Na tabela 2 apresentada abaixo é demonstrada a associação entre 
canal e a respectiva frequência: 
 
 
Tabela 2: ASSOCIAÇÃO ENTRE CANAL E RESPECTIVA FREQÜÊNCIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FONTE – (RUFINO, 2005) 
5.4 PADRÃO 802.11G 
 
Incorporando várias características boas dos padrões 802.11a e 802.11b, além de utilizar 
também modulação OFDM e velocidade de até 54 Mbps, têm como principal vantagem sobre 
os outros a utilização da faixa de 5GHz por ter menor atenuação. Como desvantagem, possui 
incompatibilidade com dispositivos de diferentes fabricantes. 
Por trabalhar na mesma faixa do padrão 802.11b(2,4 GHz), permite que equipamentos de 
ambos os padrões (b e g) possam interoperar no mesmo ambiente, possibilitando assim 
evolução menos traumática do parque instalado, mesmo que isso ocorra uma diminuição da 
sua taxa. 
“As redes 802.11g turbinadas dão adeus aos fios e oferecem mais estabilidade e velocidade” 
(BALIEIRO, 2005), ou seja, além da sua velocidade normal de 54 Mbps com modificações 
feitas pelos fabricantes, esses padrões podem se tornar turbinado dobrando sua velocidade 
nominal para até 125 Mbps. 
5.5 PADRÃO 802.11N 
 
Em fase final de homologação. Opera nas faixas de 2,4Ghz e 5Ghz. Promete ser o padrão 
wireless para distribuição de mídia, pois oferecerá, através do MIMO (Multiple Input, Multiple 
Output - que significa entradas e saídas múltiplas), taxas mais alta de transmissão (até 300 
Mbps), maior eficiência na propagação do sinal (com uma área de cobertura de até 400 
metros outdoor) e ampla compatibilidade reversa com demais protocolos. O 802.11n atende 
tanto as necessidades de transmissão sem fio para o padrão HDTV, como de um ambiente 
altamente compartilhado, empresarial ou não. A figura 23, mostra uma imagem de 
equipamento que utiliza esse padrão. 
 
 
 
 
 
 
Figura 23: APARELHO QUE PERMITE UTILIZA O PADRÃO 802.11N 
 
6 WIMAX 
6.1 INTRODUÇÕES WIMAX 
 
WIMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) - (Interoperabilidade Mundial para 
Acesso de Microondas) é o nome comercial de um grupo de tecnologias sem fio que 
emergiram da família de padrões WirelessMAN que utiliza um padrão IEEE 802.16. WIMAX 
nasceu da necessidade de se ter uma tecnologia sem fio, de banda larga, com longo alcance 
e alta taxa de transmissão. Um dos objetivos principais do WIMAX é estabelecer a parte final 
de infraestrutura de conexão de banda larga (last mile) oferecendo assim conectividade para 
o uso doméstico e empresarial. 
Apesar do termo WIMAX só ter alguns anos, o padrão 802.16 existe desde o final da década 
de 1990, primeiro com a adoção do padrão 802.16 (10-66GHz) e depois com o 802.16a (2-
11GHz) em janeiro de 2003. Apesar da consolidação do padrão 802.16a, o mercado do FWA 
(fixed wireless access – acesso fixo sem fio) nunca entrou no mercado, embora valha a pena 
mencionar que durante este período toda a indústria das telecomunicações esteve lutando 
para que isso acontecesse. 
Em 2001, foi criado o Fórum WIMAX para promover o padrão e para ajudar a assegurar a 
compatibilidade e a interoperabilidade através de múltiplos vendedores, algo parecido com 
o que a Aliança Wi-Fi faz pela família de padrões IEEE 802.11x. Uma etapa importante do 
processo dos padrões IEEE, que é analisado com mais detalhes mais adiante, que está 
limitado às camadas Físicas e MAC (Medium Access Control - Controle de Acesso ao Meio), 
e que não faz nada para garantir a interoperabilidade, as restrições de RF ou os níveis 
mínimos de rendimento. Nesse aspecto, o Fórum WiMAX cumpre com requisitos 
necessários para a verificação dos equipamentos se os mesmos têm as funcionalidades que 
as empresas prometem. 
O IEEE 802.16a foi praticamente esquecido já que recentemente o foco de atenção foi o 
IEEE 802.16-2004, que também é conhecidocomo 802.16d ou. 16-2004. O 802.16-2004 é 
uma melhoria do padrão. 16a que foi certificado em outubro de 2004. Por outra parte, 
também está o IEEE 802.16e, outra variação do WiMAX que segue o padrão 802.16-2004, 
mas que é incompatível com ele. O único que estes dois padrões propostos têm em comum 
é que utilizam à mesma faixa de frequência (sub 11GHz). 
Em suas primeiras épocas, o Fórum WiMAX estava composto apenas de alguns provedores 
de equipamentos relativamente pequenos que costumavam prover equipamentos sem fio 
fixos a um mercado relativamente pequeno, e duas empresas semicondutoras: Intel e 
Fujitsu. Nenhum dos principais OEM (Original Equipment Manufacturer – Fabricante do 
Equipamento Original) estava presente, embora a Nokia estivesse em certa medida 
associada com o fórum, e organizações como Motorola acreditavam que era melhor 
perseguir estas oportunidades com sua solução Canopy. Da mesma maneira, a tecnologia 
carecia do apoio de um operador, de grande ou pequeno porte. 
Sem potenciais clientes e com um padrão pouco desenvolvido que estava a caminho de 
adotar qualquer uma e todas as técnicas de acesso (duas variações de OFDM, TDD, FDD, 
ponto-ponto, ponto-a-multiponto, arquitetura mesh, etc. Era difícil imaginar como WiMAX 
poderia ter êxito. Hoje, existem aproximadamente 300 companhias que participam do Fórum 
WiMAX, entre ela estão: Advantech AMT, AirXstream, Analog Devices, Arris, AT&T, entre 
outras e incluindo algumas operadoras e vários fabricantes como: Alcatel, Ericsson, Lucent, 
Motorola, Nortel e Siemens. No ano de 2005 WiMAX anunciou que alguns equipamentos 
finalmente poderiam ser disponibilizados, para testes. 
O WiMAX foi projetado para tratar dos desafios associados aos tipos tradicionais de 
implementação do acesso wireless, tais como: 
• Backhaul. Utiliza antenas ponto a ponto para conectar sites agregados de assinantes entre 
si e com estações base por longas distâncias. 
• Última milha. Utiliza antenas ponto a ponto para conectar assinantes residenciais ou 
empresariais à estação base. 
• Acesso cobrindo grandes áreas. Utiliza estações base, estações de assinante e soluções 
Wi-Fi, tais como redes de malha, para cobrir uma área grande e oferecer acesso aos clientes 
• Custo racional. O meio wireless utilizado pelo WiMAX permite que os provedores de 
serviços evitem os custos associados com a implementação de cabos, como tempo e mão 
de obra. 
• Flexibilidade. Um meio wireless permite a implementação de uma solução de acesso por 
longas distâncias através de diversos tipos de terreno e diferentes países. 
6.2 PADRÕES 802.16 
 
A tecnologia do padrão IEEE 802.16, surgiu para consolidar o conceito de WMAN que é 
necessário ter altas taxas de transmissões numa grande área para um grande número de 
usuários, sendo batizado com o nome de WiMAX, o padrão 802.16 oficializado em 2004 pelo 
IEEE como já foi ressaltado. 
Hoje já utilizamos uma tecnologia similar à tecnologia desse padrão, utilizamos o padrão 
802.11 – Wi-Fi, que como já informamos foi projetado para as redes locais. Mesmo tendo 
algumas soluções engenhosas para estender sua área de cobertura, ainda existem diversos 
problemas, tais como conexão entre Access Ponits (APs) de diferentes fabricantes, e a 
segurança dos equipamentos que oferecem QoS (Quality of Services) tendo alguns 
equipamentos que utilizam a tecnologia Wi-Fi, e utiliza os QoS proprietário, ou seja, cada 
equipamento tem um QoS diferentes para cada equipamento, os custos elevados de 
backhaul, serviços limitados dentre outras desvantagens. 
No entanto é neste contexto em que padrão 802.16, entra para o mercado para suprir essa 
necessidade percebida pelas WISPs (Wireless Internet Service Providers) com custos 
menores e qualidade superior em praticamente todos os aspectos. Por este motivo o padrão 
802.16, vem com a proposta de padronizar uma plataforma comum para o transporte de 
vídeo, voz, imagens e dados em segurança e QoS em um ambiente wireless. O padrão 
especifica duas faixas no espectro de frequência que são: de 2 a 11 GHz para condições 
NLOS (non line of sight) que significa sem visada direta, com alcance de até 8 quilômetros, 
e a de 10 a 66 GHZ para LOS (line of sight) que significa com visada direta, com um alcance 
de até 50 quilômetros, cabendo aos fornecedores e aos órgãos regulamentadores como a 
ANATEL decidir quais serão as frequências utilizadas. (Prado, 2008) 
O padrão possui uma camada física (PHY) adaptativa, ou seja, ele altera a modulação e a 
codificação do equipamento de acordo com as condições do canal, permitindo assim 
correção de erro (FEC), com tamanhos de blocos variáveis. A transmissão do sinal sem linha 
de visada só é possível com a modulação OFDM que aproveita as construções de uma 
cidade para refletir os sinais até o seu destino. Também é possível a utilização da modulação 
LOS que requer o caminho livre para permitir uma transmissão eficiente, mas oferecendo 
um grande aumento na cobertura da célula WiMAX. Na tabela 1 são ilustradas as faixas de 
frequências e suas características de operação que foram obtidas em aplicações reais: 
 
 
 
Tabela 3: Faixas de Frequências e sua característica de operação para o padrão 802.16D. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: PRADO (2007) 
6.3 FAIXAS LICENCIADAS E ISENTAS DE LICENÇA 
 
Governos no mundo inteiro reconhecem o valor das inovações associadas aos padrões 
abertos e às soluções isentas de licença, e estabeleceram faixas de frequência disponíveis 
para uso pelas tecnologias WiMAX licenciadas e isentas de licença. No entanto, para impor 
algum controle sobre as soluções isentam de licença visando minimizar o potencial de 
interferências, alguns governos estipulam requisitos de potência para as operações de alta 
potência e baixa potência. 
 
Cada região geográfica define e regulamenta seu próprio conjunto de faixas licenciadas e 
isentas de licença, conforme mostrado na Tabela 4. Para cumprir requisitos regulamentares 
globais e permitir que os provedores utilizem os espectros disponíveis nestas faixas, o 
padrão 802.16-2004 comporta tamanhos de canal entre 1,5 MHz e 20 MHz. 
Tabela 4: Alocação mundial das faixas licenciadas e isentas de licença. 
 
 
 
 
 
 
Fonte: WiMAX Fórum 
 Faixas Licenciadas: 2,5 GHz e 3,5 GHz - A faixa de 2,5 GHz foi alocada em boa 
parte do mundo, incluindo a América do Norte, América Latina, Europa Ocidental e 
Oriental, e partes da Ásia e do Pacífico como faixa licenciada. Cada país aloca a faixa 
de forma diferente, portanto o espectro alocado entre regiões pode ir de 2,6 GHz a 
4,2 GHz. Um sistema que opere em uma faixa licenciada tem uma vantagem sobre 
um sistema operando em uma faixa não licenciada, na medida em que possui uma 
quantidade mais generosa de potência disponível para downlink, e pode comportar 
melhor as antenas internas. 
 
 Nos EUA, a Comissão Federal de Comunicações (FCC) criou um Serviço de Rádio 
em Banda Larga (BRS), anteriormente chamado de sistema de distribuição multiponto 
multi-canal (MMDS), para acesso wireless em banda larga. A reestruturação que se 
seguiu permitiu a abertura das faixas de 2,495 GHz a 2,690 GHz para soluções 
licenciadas como a de 2,5 GHz do WiMAX. Na Europa, o Instituto Europeu de 
Normatização em Telecomunicações (ETSI) alocou a faixa de 3,5 GHz, originalmente 
utilizada para o loop wireless local (WPLL), para as soluções WiMAX. 
 
 Faixa Isenta de Licença: 5 GHz - A maioria dos países do mundo escolheu o 
espectro de 5 GHz para comunicações isentas de licenciamento. As faixas de 5,15 
GHz e 5,85 GHz foram designadas como isentas de licença em boa parte do mundo. 
Aproximadamente300 MHz de espectro estão disponíveis em muitos mercados 
globalmente, e 255 MHz adicionais de espectro de 5 GHz isento de licença está 
disponível em mercados altamente populosos como os Estados Unidos. Alguns 
governos e provedores de serviços temem que a interferência resultante da 
disponibilidade de um número excessivo de faixas isenta de licença poderia afetar 
redes de comunicação críticas tanto públicas quanto do governo, tais como sistemas 
de radar. Estes países e entidades se tornaram ativos no estabelecimento de 
requisitos limitados de controle para os espectros de 5 GHz. Por exemplo, o Reino 
Unido está no momento introduzindo restrições a certos canais de 5 GHz e 
considerando a aplicação do uso da função DFS (Seleção Dinâmica de Frequência). 
No México, as normas que requerem o uso do espectro “para beneficiar o povo” 
influenciaram o governo a assumir uma abordagem protecionista e geradora de 
receita referente ao licenciamento. O governo mexicano está pendendo para licenciar 
pelo menos uma das faixas de 5 GHz, sendo a de 5,8 GHz atualmente o principal 
candidato. A Tabela 5 descreve a disponibilidade das faixas de frequência para o 
WiMAX. 
 
Tabela 5: Faixas e frequências disponíveis para o WiMAX. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: WiMAX Fórum 
 
 Benefícios das Faixas Licenciadas e Isenta de Licença - Os benefícios das 
soluções WiMAX licenciadas e isentas de licenças em relação às soluções cabeadas 
são o custo racional, escalabilidade e flexibilidade. No entanto, o que às vezes passa 
despercebido é que cada faixa oferece um conjunto diferente de vantagens para 
diferentes modelos de utilização. A Tabela 6 mostra uma lista com as vantagens de 
ambas as soluções. 
Tabela 6: Benefícios das soluções licenciadas e isentas de licença. 
 
 
 
 
 
 
Fonte: WiMAX Fórum 
 
 
 Características da tecnologia - Operando em velocidades mais altas que outras 
redes sem fio, o WiMAX pode atingir em sua taxa de transmissão a faixa de 70 Mbits 
e distâncias de até 50 Km, assim o WiMAX abrange um número maior de usuários 
em relação à tecnologia Wi-fi, ampliando a sua cobertura em áreas mais remotas. 
 
Um sistema WiMAX consiste em duas partes: 
 
• Uma torre WiMAX – similar a uma torre de telefone celular, usada para emitir 
os dados para os seus clientes. Conhecida como estação base. 
• Um receptor WiMAX – que é parecida como uma antena de TV por assinatura 
também conhecida como CPE (Customer Premises Equipment). 
 
Uma torre emissora ou estação base é conectada diretamente a um backbone usando 
uma elevada taxa de banda que será distribuída entre vários usuários, oferecendo 
uma conexão ponto-multiponto. Podemos também conectar uma torre WiMAX com 
uma outra torre, fazendo uma conexão ponto-a-ponto para disponibilizar a 
comunicação em lugares ainda mais distantes. Introduz suporte para CPE indoor 
NLOS, que são equipamentos para serem utilizados em ambientes fechados e que 
não necessitam de linha de visada direta. 
 
O padrão 802.16 trabalha com faixas licenciadas e faixas não licenciadas, e ambas 
as faixas tem suas vantagens e desvantagens, o que cabe a análise de 
custo/benefício para definir a melhor escolha para o projeto de rede. Para que os 
sinais de rádio permaneçam livres de qualquer interferência, as frequências utilizadas 
precisam ser planejadas e controladas. E esse controle de frequência é feito através 
da licença da banda de frequência. 
 
As bandas licenciadas oferecidas pelos órgãos como a Anatel do Brasil ou a FCC dos 
EUA, permitem uma faixa livre de interferências, com um melhor desempenho em 
comparação a banda não licenciada, entretanto, para a utilização da frequência faz-
se necessário a sua regulamentação. Ao contrário das bandas licenciadas, as bandas 
não licenciadas têm o problema de sofrerem interferências. Hoje existem muitos 
produtos que operam com a mesma faixa de frequência, podendo causar 
interferências e comprometer a desempenho do sinal ou até parar o serviço. O custo 
de utilização da banda não licenciada é zero (PRADO, 2006). 
 
O padrão 802.16 determinou que focasse os procedimentos de teste e submissão e 
interoperabilidade em equipamentos que suportam a camada física OFDM 256 e 
operam em faixas licenciadas de 2.5GHz e 3.5GHz e na faixa não licenciada de 
5.8GHz. 
 
 Propagação NLOS contra propagação LOS - O canal de rádio de um sistema de 
comunicação sem fio é descrito como sendo LOS (Line of Sigth), ou NLOS(Non-Line-
of-Sigth). Em um link com o protocolo LOS, o sinal de rádio viaja sobre um caminho 
direto e desobstruído do transmissor para o receptor. Um link LOS requer que a zona 
de Fresnel que é uma linha imaginária entre o emissor e o receptor esteja totalmente 
livre, sem nenhum tipo de obstrução para que ocorra às condições prévias de visada 
direta, conforme mostrado na figura 24 (FORUM WIMAX, 2005). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 24: Zona de Fresnel (LOS). Fonte: (FORUM WIMAX) 
Na imagem acima o campo dentro do círculo é chamada de Zona de Fresnel. Quanto 
este campo estiver mais limpo de obstruções melhor será o sinal. Obstáculos 
entrando na zona de Fresnel como estes pinheiros, podem prejudicar o sinal. Um 
corte na zona de Fresnel de até 20% permite o trafego aceitável, mas se a zona for 
comprometida com mais de 20%, o sinal fica mais fraco não permitindo uma 
comunicação eficiente entre o emissor e o receptor. 
 
Em um link NLOS, o sinal localiza o receptor através de reflexões, difusão e difração. 
Os sinais que chegam aos receptores consistem em componentes do caminho direto, 
reflexão múltipla de caminhos, energia difundida e caminhos diferentes de 
propagação. Estes sinais diferem expansões de atrasos, atenuação, polarizações e 
estabilidade relativa para o caminho direto (FORUM WIMAX, 2005). A figura 25 
apresenta a propagação do protocolo NLOS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 25: modelo propagação NLOS. Fonte: (FORUM WIMAX) 
O fenômeno de múltiplos caminhos pode causar a mudança na polarização do sinal. 
Assim a polarização usa meios de reuso da frequência, como é feito normalmente em 
desenvolvimentos LOS podem ser problemáticos em aplicações NLOS. 
 
A vantagem de prover serviços em condições NLOS é poder utilizar múltiplos 
caminhos para a emissão de sinais em um sistema de rádio. Um produto que somente 
aumenta o poder para penetrar nas obstruções (Near Line of Sight) não é uma 
tecnologia NLOS, porque esta aproximação ainda confia em um caminho direto sem 
usar energia nos sinais indiretos. Há várias vantagens que fazem o desenvolvimento 
NLOS desejável, por exemplo, rígidas exigências no planejamento e restrições de 
altura nas antenas, não permitem frequentemente que as antenas sejam 
posicionadas para LOS. Para amplos desenvolvimentos contíguos de celulares, 
aonde é crítico o reuso de frequência, abaixar a antena é vantajoso para reduzir o 
canal de interferência de células locais adjacentes. Sistemas LOS não podem reduzir 
a altura da antena porque com a redução tiraria a linha de visada do cliente para a 
estação base. A figura 26 mostra a diferença na comunicação LOS com a NLOS de 
um CPE com uma estação base. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 26: Localização de um assinante com NLOS. Fonte: (FORUM WIMAX) 
 Multiplexação - Para que ocorra a comunicação sem linha de visada, o padrão 
802.16 utiliza um protocolo para multiplexação dos sinais a serem enviados. Antes de 
o sinal ser enviado para o receptor ocorre a multiplexação, que é um processo que 
possibilita que vários sinais sejam enviados ao mesmo tempo em um mesmo canal.A modulação FDM não é utilizada pelo padrão 802.16 pelo fato desta modulação 
esperar que um sinal seja totalmente transmitido para que em seguida o outro sinal 
possa ser enviado para o receptor. O protocolo OFDM é utilizado pelo padrão 802.16 
e trabalha com sobreposição espectral de subportadoras sem que estes interferissem 
uns com os outros. 
 
 Tipo de Antenas - As antenas utilizadas em redes sem fio são divididas em 
direcionais e onidirecionais. As antenas direcionais são antenas que focalizam o sinal 
em uma direção especifica, enviando o sinal a certa zona de cobertura, um ângulo 
determinado que faça com que estas antenas tenham um grande alcance. Essas 
antenas são utilizadas para levar sinais a longas distancias, tais como edifício para 
edifício. 
 
As antenas direcionais são conhecidas como: Setoriais: são antenas projetas para 
dividir a área de cobertura circular em setores, com o ângulo de abrangência que 
pode ser de 30º, 60º, 90º ou 120º graus, a fim de facilitar a alocação e o reuso. 
Geralmente as antenas setoriais são utilizadas em arquitetura ponto multiponto 
(OLIVEIRA, 2005). 
 
Parabólicas: são antenas usadas principalmente em transmissões via satélite. As 
antenas onidirecionais enviam sinais em todas as direções, 360 graus, sendo possível 
estabelecer comunicação independentemente do ponto em que se está. Em 
contrapartida, o alcance destas antenas é menor em relação às antenas direcionais. 
Geralmente as antenas onidirecionais são utilizadas em redes onde a mobilidade é 
requerida, no caso em celulares e em redes sem fio locais padrão 802.11. Sistemas 
mesh utilizam antenas onidirecionais, mas podem fazer a utilização de antenas 
setoriais. 
 
 Tecnologias (SISO e MIMO) - As transmissões ocorridas em TV e rádio usam um 
sistema tradicional de comunicação. Neste caso uma antena transmite o sinal e uma 
segunda o recebe. Este tipo de configuração é chamado de SISO (Single-Input, 
Single-Output) (INTEL MAGAZINE, 2006). 
 
As novas tecnologias de transmissão à rádio estão estudando modelos nos quais as 
transmissões e recepções usam múltiplas antenas em ambos os lados da 
comunicação que é um método chamado MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output). A 
figura 27 apresenta a diferença entre as antenas SISO e MIMO (INTEL MAGAZINE, 
2006). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 27: Diferença entre SISO e MIMO. Fonte: INTEL MAGAZINE (2006) 
Tendo a lógica de processamento do sinal extremamente complexo, essas antenas 
são conhecidas como smart (inteligentes). O princípio básico das antenas smart é que 
cada antena recebe um sinal separado e distinto. Dependendo de como cada sistema 
sem fio é configurado, o receptor pode usar um sinal para melhorar a qualidade de 
outro sinal, ou pode combinar os dados de múltiplos sinais para aumentar a largura 
de banda (INTEL MAGAZINE, 2006). 
 
As tecnologias que comparam a qualidade dos sinais a partir de duas antenas e 
escolhem a mais forte aumentam bastante a qualidade do sinal (INTEL MAGAZINE, 
2006). O padrão 802.16d suporta esquemas de antenas inteligentes (MIMO) 
permitindo um maior alcance e uma melhor potência da antena. 
 
 Ramificações do Padrão 802.16 - O padrão 802.16 possui duas ramificações 
distintas, o nomádico (fixo) e o móvel, 802.16d e 802.16e respectivamente. O 802.16d 
é o padrão de acesso sem fio banda larga fixa. A última versão do IEEE 802.16, o 
802.16 – 2004 (ou 802.16d) foi ratificado em julho de 2004. O 802.16d foi um padrão 
largamente diversificado, que incluía diversos padrões anteriores, disponibilizando 
cobertura Line-of-Sigth (LOS) e Non-Line-of-Site (NLOS) em frequências que variam 
de 2 – 6 GHz. Duas técnicas de modulação são suportadas no padrão 802.16d: OFDM 
com 256 portadoras e OFDMA com 2048 portadoras. O primeiro está baseado na 
modulação OFDM, sendo essa, a modulação padrão para o sistema, já permitindo 
um menor consumo de energia e menores customer premises equipament (CPEs) 
como também inova na incorporação do conceito de antena Multiple Input and 
Multiple Output (MIMO). 
 
Em dezembro de 2002, iniciou-se um grupo de pesquisas com o intuito de 
desenvolver um novo padrão visando melhorar a combinação móvel e fixa em 
frequências abaixo de 6 GHz. Foi desenvolvido o padrão 802.16e ratificado em 
dezembro de 2005. Este novo padrão introduz suporte ao SOFDMA (uma variação 
do OFDMA) que reserva um variável número de portadoras. Além disso o 802.16e 
oferece suporte para MIMO (Multiple Imput Multiple Output) e AAS (Adaptive Antenna 
Systems). Foi melhorada a capacidade de economizar energia em equipamentos 
móveis e também com a segurança, que é um fator importantíssimo a qualquer 
sistema sem fio. Além disso, o throughtput foi melhorado sensivelmente e as 
capacidades de transmissão sem visada direta entre as antenas também melhorou. 
 
De acordo com o WiMAX Fórum (2006) o 802.16e é o padrão de Acesso de Banda 
Larga Móvel, assegurando conectividade a uma velocidade de movimento de até 100 
km/h. As bandas de frequência licenciadas para o uso desse padrão são 3,5 GHz e 
10,5 GHz e não licenciadas 2,4 GHz e 5,8 GHz. A distribuição das frequências está 
caracterizada na tabela 7 
 
 
 
 
 
 
 
Tabela 7: Bandas de frequências usadas por tecnologias sem fio e serviços especiais. 
FONTE: Prado 2004 
 
Segundo Prado (2004), a grande diferença entre o sistema fixo e o móvel é que o 
primeiro somente funciona de forma portátil, ele não comuta, não possui hand-off 
entre estações Rádio Base (ERBs) de alta velocidade, enquanto o modelo móvel 
comuta e possui hand-off entre ERBs de alta velocidade. 
 
 Características Técnicas do Padrão 802.16d - O padrão 802.16d, definido em 2001 
e aprovado no ano de 2002, determinando a especificação de redes metropolitanas 
sem fio. Por ser caracterizado por suas altas taxas de transferências de dados 
transmitindo em bandas licenciadas e não licenciadas, suporta centenas de estações 
estacionárias de usuários e pode utilizar a tecnologia ponto-multiponto como também 
a ponto-a-ponto e a mesh. O protocolo MAC (Camada de Acesso ao Meio) que é 
utilizado pelo padrão 802.16 suporta vários tipos de protocolos para trafego, inclusive 
a tecnologia ATM (Asynchronous Transfer Mode) como também protocolos que são 
baseados em pacotes, suportando de forma eficiente quaisquer tipos de trafego. 
Outro diferencial desta tecnologia é o suporte de qualidade de serviço (QoS) e por ser 
totalmente orientado a conexões a fim de garantir qualidade de serviço na 
comunicação. 
 
O mecanismo de requisição e de concessão de largura de banda foi projetado para 
ser escalonável, eficiente e auto corretivo, sem perder a eficiência (EKLUND, 2006). 
 
 Arquitetura da Pilha de Protocolos 802.16 - A pilha de protocolos do padrão 802.16 
é semelhante às outras pilhas de outros padrões 802, só que possui uma 
característica diferente, ela possui um a maior número de subcamadas. A estrutura 
da pilha de protocolos do padrão 802.16 é formada pela camada física (PHY) e pela 
camada de acesso ao meio (MAC). A figura 28 mostra a pilha de protocolos 802.16. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 28: Pilha de protocolos do Padrão 802.16 
 A camada física que é a camada inferior provê vários tipos de serviços como: 
• Espectro de frequência; 
• Modulação; 
• Técnicas de correção de erros; 
• Sincronização entre o emissor e o receptor; 
• Taxa de dados; 
• Multiplexação; 
 
A camada física define vários tipos de modulação que se diferem na distância entre 
o emissor e o receptor como também o problema com relação entre sinal/ruído. 
Acima da camada física encontram-se asfunções da camada (MAC): 
• Transmissão de Dados; 
• Controle de acesso ao meio; 
Por serem funções de serviços oferecidos aos usuários, estes são agrupados dentro 
da camada de acesso ao meio (MAC). O protocolo MAC define como e quando 
acontecerá o início da transmissão do canal tanto da estação base para os 
assinantes, como ao contrário. 
Quando ocorre a transmissão da estação base para os assinantes, que são os 
usuários finais (downlink), só existe um transmissor que é a estação base, então 
temos um protocolo MAC relativamente simples. Quando a transmissão é o inverso, 
no caso dos clientes para a estação base (uplink), a situação muda um pouco pela 
existência de múltiplos assinantes que competem pelo acesso, resultando assim em 
um protocolo mais complexo. 
A camada MAC possui três subcamadas que são: Subcamada de segurança; 
• Subcamada da parte comum; 
• Subcamada de convergência especifica ao serviço; 
A subcamada de segurança oferece o serviço de privacidade e segurança. Na 
subcamada da parte comum estão localizados os principais protocolos como o de 
gerenciamento de canais. A subcamada de convergência de serviços específicos 
prove os serviços a serem oferecidos, como definir também a interface entre a 
camada MAC para a camada de rede. Os serviços oferecidos pelo wimax são: 
multicast de áudio e vídeo digital, telefonia digital, suporte ao TCP/IP, ATM e Frame 
Relay (EKLUND, 2006). 
 
 Camada Física - O projeto de especificação da camada física para faixa de 10-66 
Ghz utiliza modulação de portadora única (Single Carrier) com uma taxa de 
transmissão de até 134,4 Mbps (EKLUND, 2006). Os micro ondas nesta faixa de 
frequências se propagam em linha reta, fazendo com que seja necessária à 
propagação com linha de visada, algo que é possível em faixa de frequências mais 
baixas 2-10 Ghz. 
 
Outra consequência disto é que os micro ondas podem ser concentrados em feixes 
direcionais. Deste modo, uma mesma estação base pode direcionar várias antenas 
para diferentes setores com grande independência. Devido às grandes distâncias 
cobertas por uma rede metropolitana, a potência recebida na estação base pode 
variar significativamente de estação para estação, fazendo com que a relação 
sinal/ruído diminua. Por isso, são utilizados esquemas de modulação diferentes. 
 
A modulação adaptativa permite que o sistema WiMax ajuste o esquema de 
modulação, dependendo da relação sinal-ruído (SNR) com a condição de qualidade 
do link. Neste esquema, a modulação é ajustada dependendo da condição do link. 
Quando o link possui alta qualidade, é usado o esquema de modulação mais elevado. 
Quando ocorre atenuação no sinal do link, o padrão pode alterar o esquema de 
modulação a fim de manter a qualidade da conexão e estabilidade do link. A 
modulação é modificada em relação à distância entre o emissor e o receptor. No caso 
os assinantes mais próximos utilizam uma modulação mais elevada, ao contrário dos 
mais distantes que utilizam a modulação mais baixa. A modulação PSK (Phase Shift 
Keying) consiste o chaveamento de onda portadora. 
 
Este tipo de modulação é bastante ineficiente em termos de qualidade de bits 
transmitidos por largura de banda, e para reduzir esta ineficiência utilizam-se 
modulações PSK multiníveis (MIYOSHI, 2002). 
Existem dois tipos de modulação PSK: 
• Modulação 4PSK – 2 bits; 
• Modulação 8PSK – 3 bits; 
A modulação QAM (Quadrature Amplitude Modulation) é caracterizada pela 
superposição de duas portadoras em quadratura moduladas em amplitude. Utilizam-
se normalmente modulações multi níveis para atingir uma boa eficiência espectral que 
corresponde a 4 bits (16QAM), (MIYOSHI, 2002). Existem, portanto três tipos de 
modulação QAM: 
• Modulação 16QAM – 4 bits; 
• Modulação 64QAM – 6 bits; 
• Modulação 128QAM – 7bits; 
Tabela 8: Modulações utilizadas pelo padrão 802.16D 
 
Fonte: FORUM WIMAX (2005) 
A faixa de atuação de cada esquema é mostrada na figura 29. 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 29: Esquema de modulação do padrão 802.16d Fonte: FORUM WIMAX (2005) 
O método de modulação pode ser ajustado quase instantaneamente às mudanças 
nas condições do link para se obter uma melhor transferência de dados. Essa 
modulação adaptável permite o uso eficiente da banda prestada para os assinantes. 
A multiplexação dos sinais transmitidos da estação base para o assinante é feita por 
TDM (Time Division Multiplexing) e o acesso dos assinantes à estação base é por 
TDMA (Time Division Multiple Access). Para que seja possível alocar banda de modo 
flexível, são usados dois tipos de duplexação: a FDD (Frequency Division Duplexing) 
e a TDD (Time Division Duplexing). Na primeira, o uplink e o downlink estão em canais 
separados, podendo operar simultaneamente, enquanto que, no segundo, o canal é 
dividido, não permitindo a transmissão simultânea. 
Na TDD, a estação base transmite quadros periodicamente. Cada quadro é formado 
por slots de tempo, sendo que os primeiros destinam-se ao tráfego downstream. 
Antes dos slots para tráfego upstream, a um tempo de proteção, durante o qual as 
estações comutam o sentido (LELLO, 2006). Quadros e slots de tempo TDD são 
ilustrados na figura 30. 
 
 
Figura 30: Quadros e slots de tempo para TDD. Fonte: MIYOSHI (2002) 
Camada MAC - Acima da camada física se encontra a camada de controle de acesso 
ao meio (MAC), nela se encontra as funções de fornecimento de serviços para o 
usuário de rede. A cama da de controle de acesso ao meio é composta de três 
subcamadas que são: 
• Subcamada da segurança; 
• Subcamada da parte comum; 
• Subcamada de convergência especifica ao serviço; 
O formato das subcamadas é apresentado na figura 31. 
 
Figura 31: Formato da subcamada MAC. Fonte: EKLUND (2006) 
A subcamada de convergência realiza a comunicação com as interfaces superiores e 
se encontra acima da subcamada parte comum que realiza as funções-chave da 
MAC. Logo abaixo da subcamada parte comum, se localiza a subcamada de 
privacidade que é especifica para autenticação e privacidade (EKLUND, 2006). 
A camada de acesso ao meio (MAC) exercer funções relacionadas ao controle de 
acesso para determinar quais as estações acessam a rede e transmissão de dados 
para os serviços atribuídos. O protocolo MAC trabalha com altas taxas de bits, tanto 
para uplink, como para downlink. Os algoritmos de acesso e alocação de banda 
reservam centenas de terminais por canal, sendo que cada terminal pode ser 
compartilhado por múltiplos usuários (EKLUND, 2006). 
 
 
 
 Subcamada Convergência - O padrão IEEE 802.16 define dois tipos de serviços 
específicos para a subcamada de convergência para 802.16d. A subcamada de 
convergência ATM é definida para serviços ATM e a subcamada de convergência de 
pacotes é definida para mapear serviços de pacotes como Ipv4, Ipv6, Ethernet e 
VLANS (Virtual Local Area Network). 
 
A primeira tarefa da subcamada de convergência é dividir as SDUs (Service Data 
Unit), que são camadas utilizadas em todas as arquiteturas de redes que contém 
pequenos dados, entre as conexões MAC apropriadas, preservando ou ativando a 
QoS e permitindo uma transmissão confiável e transparente para os usuários. 
 
Em adição a estas funções básicas, a subcamada de convergência também pode 
realizar funções mais sofisticadas como supressão e reconstrução de cabeçalhos de 
carga útil, para melhorar a eficiência do link aéreo (EKLUND, 2006). 
 
 Subcamada da Parte Comum - A camada MAC do padrão IEEE 802.16d é orientada 
a conexão. Todos os serviços, incluindo os inerentemente sem conexão, são 
mapeados para uma conexão. Isto provê um mecanismo para requisitar largura de