Sistemas Rádio Projeto e Arquitetura

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Sistemas Rádio 
Projeto e ArquiteturaProjeto e Arquitetura
Cristhof Johann Roosen Runge
Histórico Acadêmico:
Graduação: Engenharia Elétrica ( UFSC - Florianópolis )
Mestrado: Engenharia Elétrica ( UNICAMP - Campinas )
Doutorado: Engenharia Elétrica ( Escola Politécnica - USP - São Paulo )
Histórico Profissional:
15 anos atuando na área de desenvolvimento de rádios digitais.
Empresas em que já atuou: NEC, BrasilSat, Fitec, Asga.
Atualmente pesquisador colaborador na FT, estudos de sistemas OWC.
Representação de sinais no tempo e na frequência
A série de Fourier 
Joseph Fourier (1768–1830)
Trabalhos publicados entre 1807-1811
Representação de sinais no tempo e na frequência
A transformada de Fourier
Preparação dos sinais para transmissão
O teorema da Amostragem
Harry Nyquist
(1889–1976)
Preparação dos sinais para transmissão
Filtragem
Preparação dos sinais para Reconstrução
Filtragem
Preparação dos sinais para transmissão
O conversor A/D –D/A
quantização
O canal Telefônico
A produção de sons e o ouvido humano 
O canal Telefônico
A reprodução dos sons
O canal Telefônico
A reprodução dos sons
Filtro
Frequência de corte 3,2kHz
Conversor A/D
Taxa de amostragem 8 Khz
Quantização 256 níveis ( 8 bits )
Transmissão
Sinal PCM
64kbps!
Quantização 256 níveis ( 8 bits )
Conversor D/A Filtro de ReconstruçãoRecepção
Sistemas rádio
Tecnologias de transmissão
cabo coaxial
fibra óptica
par trançado
Satélite
Rádio
Sistemas rádio
Modulação
Antena é um dispositivo que transforma energia eletromagnética guiada 
( e.g. por um cabo ) em energia eletromagnética irradiada no meio de 
transmissão, e vice versa.
Para que a antena funcione de forma eficiente, deve existir uma relação de
multiplicidade entre o tamanho da antena e o comprimento de onda
correspondente da frequência de transmissão. Em geral esta relação deve ser
de no mínimo T = λ/10.de no mínimo T = λ/10.
λ = c / f
c= 300.000.000 m/s
f=20.000hz? T=1.500m!!!
Aumentar a frequência 
de transmissão para 
diminuir o tamanho da 
antena...
Pegar carona em uma 
onda de frequência mais 
alta
O que é modulação?
A maioria dos sinais, da forma como são fornecidos pelo transdutor, não podem ser 
enviados diretamente através dos canais de transmissão. Consequentemente, uma 
onda portadora cujas propriedades são mais convenientes aos meios de transmissão, 
é modificada para representar a mensagem a ser enviada. A modulação é a alteração 
sistemática de uma onda portadora de acordo com a mensagem (sinal modulante ), e 
pode incluir também uma codificação.
Sistemas rádio
Modulação
Modulação analógica Modulação DigitalModulação analógica Modulação Digital
Sistemas rádio
Modulação
fs-fs
fc-fc
fc+fsfc-fs-fc+fs-fc-fs
f
f
f
Sinal modulado
Portadora ( cos (2πfct))
fc=900Mhz? T=3,3cm!!!
Sistemas rádio
Um primeiro modelo
Modulador
Conversor
A/D
Tratamento do 
sinal digital
(mapeamento, 
codificação)
Filtro 
oscilador
AntenaCaminho de Transmissão
codificação) oscilador
Conversor
D/A
Tratamento do 
sinal digital
(mapeamento, 
codificação)
Filtro 
Demodulador
oscilador
Antena Caminho de recepção
Sistemas rádio
Faixas de frequência
Divisão das faixas de frequência no Brasil
Sistemas rádio
Faixas de frequência
EHF
Parâmetros relevantes em sistemas Wireless
FREQUÊNCIA DE OPERAÇÂO, CANALIZAÇÃO E BANDA
Aspectos Regulatórios: Canalização ( e.g canalização para faixa de 5GHz )
Sistemas rádio
Plano de frequências
O modelo do canal Rádio
Equação de Friis
Sistemas rádio
O canal Rádio
Perda no espaço livre
Sistemas Rádio
Algumas classificações e terminologias:
Quanto a operação em frequência:
•Frequência Licenciada
•Frequência ñ Licenciada
Quanto a redundância ( proteção):
•1+0 -> sem proteção
•N+1 -> protegido ( n >=1 )
Quanto a utilização:
•Back Bone
•Back Haul
•Última milha
Quanto a faixa de frequência(com):
•Baixa Frequência: < 5GHz
•Média Frequência:6-11Ghz
Quanto a hierarquia:
•TDM: SDH, PDH
•Ethernet
Quanto a capacidade:
•Baixa: < 34Mbps
•Média: 34Mbps -155Mbps
•Alta: > 155Mbps
Quanto ao enlace:
•Com Visada (LOS)
•Obstruídos (NLOS)
•Média Frequência:6-11Ghz
•Alta Frequência: > 11Ghz
Quanto a disposição dos módulos:
•Indoor
•Outdoor
•Split
existem outras...fdm, ofdm, spread 
spectrum, narrow band, wide band, 
full-duplex, half-duplex...
Sistemas rádio
Topologias
ENLACE 
OBSTRUIDO
BACK 
HAUL
Planta Rádio
ROTA
BACK 
BONE
SISTEMA VIA 
SATÉLITE
CCC
Última 
Milha
O modelo do canal Rádio
Modelo Riciano ( Modelo de dois raios )
Modelo Gaussiano ( ruído aditivo no receptor )
Rayleigh ( Sem visada ruído mutliplicativo )
Rayleigh Rice Gaussiano
•Principais Características:
•Primeira geração ( baseado na plataforma NEC )
•Full Indoor (1+0) / ( 1+1) HS
• Capacidade até 8xE1
• conversibilidade: NxE1 - 2xETH
AW2200-1A
• conversibilidade: NxE1 - 2xETH
• gerência WEB/SNMP
• VLAN
Link AsGa
•Principais Características:
•Projeto de Cost Down
•Full Indoor 1+0
• Capacidade até 8xE1
• conversibilidade: NxE1 - 2xETH
AW2200-2A
DSlam
3G
Node b
NxE1
Eth
• conversibilidade: NxE1 - 2xETH
• gerência WEB/SNMP
• VLAN
Principais caracteristicas:
•Frequência de RF 2.2GHz
•Até 100MBps por portadora 
(Até 600Mps de capacidade total)
•Interfaces GE.
•Modulação adaptativa
AW2200-3A / 3B
•Modulação adaptativa
•ATPC
• Full Outdoor ( B )( Full Ethernet) 
•Split ( A )( Ethernet + 24xE1)
(B) (A)
AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO