conceitos de telefonia móvel

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Telefonia Móvel 
Um sistema móvel é definido como uma rede de comunicações por rádio que 
permite mobilidade contínua por meio de muitas células 
O projeto inicial de um sistema de telefonia móvel prevê a maior área de 
cobertura possível, devido a uma potência de transmissão elevada que é 
transmitida por uma antena devidamente acoplada a uma alta torre de 
telecomunicações. Em um sistema de telefonia móvel celular, a área de 
cobertura é dividida em células, permitindo assim, que a potência transmitida 
seja baixa e as frequências utilizadas nas células sejam reutilizadas. Com isso, 
vários problemas como congestionamento e capacidade de usuário foram 
resolvidos. 
 
Estrutura Celular 
As áreas de coberturas a serem atendidas por um serviço de telefonia móvel são 
divididas em células hexagonais, que são iluminadas por estações radiobase 
(ERB) localizadas no centro das mesmas. A ERB faz a comunicação entre o 
terminal móvel (TM), que podem ser celulares, pagers, etc., com a CCC (Central 
de comutação e controle), que por sua vez realiza as ligações. 
Alguns fatores definem a extensão da área de cobertura de uma ERB: 
 Potência de saída aplicada na antena; 
 Banda de freqüência a ser utilizada; 
 Altura e localização da antena; 
 Tipo de antena; 
 Topografia da área; 
 Sensibilidade do receptor. 
 As ondas se propagam em uma linha reta, chamada de linha de visada, a partir 
da ERB. Há casos onde o usuário não possui visada direta com a ERB, devido 
grandes obstáculos. Essas áreas sem cobertura são chamadas de área de 
sombra. 
O efeito de sombreamento causado por essas áreas sem coberturas é 
minimizado pelos prédios em grandes cidades, devido à capacidade de refração 
e reflexão das ondas de rádio transmitidas, e por uma grande quantidade de 
pequenas células nessas regiões. 
 
Tipos de Células 
Existem dois tipos de células mais comuns, as células omnidirecionais e as 
células setorizadas. 
As células omnidirecionais são constituídas de uma ERB com uma antena 
omnidirecional, que irá radiar para todas as direções, tornando assim, a ERB o 
centro de uma área de transmissão circular. 
Nas células setorizadas, tem-se na ERB várias antenas diretivas, que juntas irão 
cobrir toda uma área. 
Reutilização de Frequência 
As células em uma mesma área de cobertura possuem diferentes frequências, 
a fim de que uma célula não interfira na outra. Porém, é possível reutilizar a 
frequência de uma célula em outra célula relativamente distante, desde que esta 
segunda célula não interfira na primeira. 
A figura abaixo ilustra o conceito de reutilização de frequência por grupos, onde 
as células com a mesma letra utilizam a mesma frequência. O formato hexagonal 
das células é o mais prático, pois permite maior abrangência de cobertura. 
Outros formatos como o quadrado e o triângulo podem ser utilizados, contudo, 
no projeto de uma célula deve-se considerar um usuário em seus extremos. Isto 
torna os formatos quadrados e triangulares não viáveis, já que os limites de tais 
células não possuem uma distância igual em relação à ERB. Assim o hexágono 
se torna a melhor opção, já que as distâncias de seus extremos são iguais em 
relação à ERB. 
 
 
 
 
 
O que é Central de Comutação e Controle? 
Central de Comutação e Controle (CCC) é a central responsável pelas funções 
de comutação e sinalização para as estações móveis localizadas em uma área 
geográfica designada como a área do CCC. 
O que é Estação Móvel? 
Estação Móvel é o terminal utilizado pelo assinante quando carregado com um 
cartão inteligente conhecido como SIM Card ou Módulo de Identidade do 
Assinante (Subscriber Identity Module). Sem o SIM Card a Estação Móvel não 
está associada a um usuário e não pode fazer nem receber chamadas. 
O que é estação radiobase? 
Estação Rádio Base (ERB) ou “Cell site” é a denominação dada em um sistema 
de telefonia celular para a Estação Fixa com que os terminais móveis se 
comunicam. 
A ERB está conectada a uma Central de Comutação e Controle (CCC) que tem 
interconexão com o serviço telefônico fixo comutado (STFC) e a outras CCC’s, 
permitindo chamadas entre os terminais celulares e deles com os telefones fixos 
comuns. 
AMPS 
O AMPS foi desenvolvido em 1979 nos Estados Unidos. Foi o principal sistema 
analógico utilizado no mundo, sendo adotado no Brasil em 1991. Utiliza o FDMA, 
onde a banda é dividida em rádio frequências (modulação FM), e exige na 
transmissão um par de canais, para transmitir e receber. Trabalha na faixa de 
800MHz e já contava com handoff e roaming. 
TDMA 
Tem como características a operação na frequência de 800MHz; a divisão dos 
canais de frequência em até 6 intervalos de tempo diferentes e o controle de 
interferências, com cada usuário usando um espaço específico. Cada portadora 
TDMA (Time Division Multiple Access) (AMPS) possui a largura de 30KHz. 
FDMA 
FDMA (Frequency Division Multiple Access, ou Múltiplo Acesso por Divisão de 
Frequência) é um método de acesso ao canal que se baseia na divisão da banda 
de frequência disponibilizada em faixas de frequência relativamente estreitas, 
30KHz cada, as quais são denominados canais e que são alocadas 
exclusivamente a um usuário durante todo o tempo de sua conexão (chamada). 
Esse tipo de técnica requer filtros passa-faixa de alta rejeição de banda. Além 
desse detalhe é utilizada a banda de guarda entre frequências adjacentes para 
não haver a necessidade de lidar com desvios de frequência dos osciladores 
locais e minimizar a interferência entre canais adjacentes. 
 
OFDMA 
A multiplexação por divisão de frequências ortogonais, ou OFDM, é uma técnica 
de modulação de dados que por diversas características, é apropriada à 
tecnologia de rádios cognitivos. OFDM é uma técnica de transmissão de dados 
que utiliza sua banda dividida em múltiplas portadoras ortogonais, chamadas sub 
- portadoras, para modulação. As sub - portadora são chamadas ortogonais por 
não possuírem sobreposição de frequência, dessa forma não interferindo umas 
com as outras. 
O princípio básico da OFDM é a conversão de um fluxo de dados serial de taxa 
de transmissão elevada em múltiplos sub - fluxos paralelos de taxa de 
transmissão baixa. Por exemplo, um conjunto de símbolos seriais é transformado 
em um símbolo OFDM, representando dados em paralelo. Após a conversão 
serial-paralelo, cada sub - fluxo de dados é modulado em uma sub - portadora. 
CDMA 
O acesso múltiplo da divisão do código (CDMA) é um formulário de 
multiplexagem (não é um esquema de modulação) é um método do acesso 
múltiplo que não se divide acima do canal pelo tempo (como no TDMA), ou 
frequência (como no FDMA), mas preferivelmente codifica dados com um código 
especial associado com cada canal e usa as propriedades construtivas de 
interferência dos códigos especiais para executar a multiplexagem. O CDMA 
consulta também os sistemas celulares digitais do telefone que emprega este 
esquema múltiplo do acesso, 
GSM 
O GSM (Global System for Móbile Communications – Sistema Global para 
Comunicações Móveis) é outro padrão de segunda geração de celular 
desenvolvido na Europa e adotado na maior parte do mundo. 
Desenvolvido inicialmente para a faixa de 900 MHz, o GSM teve posteriormente 
uma versão adaptada para as faixas de 1800 e 1900 MHz. Na arquitetura GSM 
existem algumas diferenças com o TDMA como por exemplo, o SIM Card ou 
Módulo de Identidade do Assinante, necessário para associar a Estação Móvel 
a um dado usuário. 
As bandas do GSM são divididas em canais de rádio frequência, onde cada canal 
consiste de um par de frequências (transmissão e recepção) com 200 KHz de 
largura de banda. Existem 124 canais de rádio frequência no GSM 900 e 373 
canais no DCS 1800. 
Esses canais recebem uma numeração conhecida como ARFCN (Absolute 
Radio Frequency Channel Number – Número de Canais Absolutos de Rádio 
Frequência). As frequências portadoras dos canaisde rádio frequência são 
moduladas em 0,3GMSK por um sinal digital com taxa de 270,833 Kbit/s. 
 
 
Modulação ASK (Amplitude Shift Keying) 
As principais características da modulação pôr chaveamento de amplitude são: 
• Facilidade de modular e demodular; 
•. Pequena largura de faixa; 
• Baixa imunidade a ruídos. 
Modulação FSK ( Frequency Shift Keying) 
A modulação por chaveamento de freqüência, FSK apresenta como principais 
características a boa imunidade a ruídos, quando comparada com a ASK. A 
modulação FSK é utilizada em modens de baixa velocidade (com velocidade de 
transmissão igual ou menor que 2400 bps); transmissão via radio (na 
transmissão de sinais de radiocontrole). 
Modulação PSK (Phase Shift Keying) 
O PSK é uma forma de modulação em que a informação do sinal digital é 
embutida nos parâmetros de fase da portadora. Neste sistema de modulação, 
quando há uma transição de um bit 0 para um bit 1 ou de um bit 1 para um bit 0, 
a onda portadora sofre uma alteração de fase de 180 graus 
MODULAÇÃO QAM (Quadrature Amplitude Modulation) 
A modulação QAM (Quadrature Amplitude Modulation – Modulação por 
Amplitude em Quadratura) modifica simultaneamente duas características da 
onda da portadora: amplitude e fase. Assim tem-se altas velocidades. 
Modulação QPSK 
A modulação QPSK é uma técnica de modulação derivada do PSK, porém neste 
caso, são utilizados parâmetros de fase e quadratura da onda portadora para 
modular o sinal de informação. Como agora são utilizados dois parâmetros, 
existem mais tipos possíveis de símbolos nesta constelação, o que permite que 
sejam transmitidos mais bits por símbolo. Por exemplo, se quisermos transmitir 
2 bits por símbolo, ao invés de 1 bit por símbolo como no caso PSK acima, neste 
caso, como teremos 4 tipos de símbolos possíveis, a portadora pode assumir 4 
valores de fase diferentes, cada um deles correspondendo a um dibit, como por 
exemplo 45°, 135°, 225° e 315°. 
 
 
Primeira Geração (1G) 
A primeira geração de sistemas celulares, chamada 1G, teve seu grande impacto 
na sociedade principalmente pela novidade: sem fio. Até então, todos os 
sistemas de telefonia móvel eram centralizados e, como consequência, tinham 
uma baixa capacidade de tráfego e alto custo. Estas características restringiam 
a poucos usuários a possibilidade de se comunicar em movimento com um 
serviço de telefonia 
Uma característica, que viria a ser marcante, era o fato de os sistemas de 
primeira geração serem analógicos, utilizando sistemas de modulação em 
frequência (Frequency Modulation – FM), onde a voz do usuário é transmitida 
em rádiofrequência (Radio Frequency – RF) na faixa UHF (Ultra High 
Frequency). 
Os primeiros celulares utilizavam o chamado sistema analógico de telefonia 
móvel — AMPS, com múltiplo acesso por divisão de frequência — FDMA, 
operando na faixa de 800MHz. 
O sistema AMPS propiciava a cada telefone um par de frequências de rádio, 
sendo uma para receber e outra para enviar informações. O telefone contava 
com um canal de voz que permanecia ativo durante toda a ligação. 
Esse sistema gerava uma largura de banda útil dividida em dois blocos de 832 
canais de 30KHz, sendo atribuídos para duas operadoras — banda A e banda 
B, com o intuito de estimular a concorrência comercial entre operadoras. 
Com essa medida, cada operadora contava com 416 canais bidirecionais, sendo: 
395 canais de voz e 21 canais de dados. 
Segunda Geração – 2G 
A segunda geração da telefonia celular móvel surgiu no início dos anos 90 e se 
baseia na tecnologia digital, contrapondo-se à analógica. Essa nova tecnologia 
que permitia codificar sob a forma de números, ou dígitos, sons e imagens, 
facilitou o envio e o recebimento de informações, com a sua digitalização na 
origem e reconversão no aparelho de destino. 
A segunda geração trouxe melhor qualidade de voz, além de um número 
considerável de novos serviços, tais como: identificador de chamada, 
conferência, serviço de mensagens curtas (SMS), serviços de mensagem 
multimídia (MMS), roaming internacional, chip de segurança, direcionamento de 
chamadas, aviso de tarifação, plano de numeração de privados, chamadas em 
conferência. 
 
 
 
A segunda geração de celulares utiliza os seguintes sistemas: de acesso múltiplo 
por divisão de tempo — TDMA; acesso múltiplo por divisão de código — CDMA-
One; e o sistema móvel global — GSM. 
Operando na frequência de 850 a 1900 MHz, o sistema TDMA propicia a 
transmissão de voz, com uma divisão do canal de frequência em seis intervalos 
distintos de tempo. 
O TDMA permite três chamadas simultâneas dentro de uma mesma frequência, 
permitindo que cada usuário utilize um determinado período de transmissão. 
O sistema CDMA permite que todos os usuários assinantes transmitam e 
recebam informações por um mesmo canal, simultaneamente. Para cada 
usuário é fornecido um código específico. Para utilizar o sistema, os usuários 
devem conhecer seus respectivos códigos. 
Esse sistema permite que os telefones celulares recebam múltiplos sinais ao 
mesmo tempo, pois, por meio de um sistema inteligente, definem o melhor sinal 
de cada um, dentro da faixa de frequência dos 800 aos 1900 MHz. 
O sistema GSM atua dentro da frequência dos 900 aos 1800 MHz, apresentando 
superioridade em relação às demais tecnologias em termos de segurança. Esse 
benefício se deve ao chip, conhecido como cartão do Módulo de Identidade do 
Assinante — SIM — que armazena as informações dos usuários, praticamente 
impedindo a clonagem do aparelho. 
A evolução do sistema GSM se deve, principalmente, ao fato de a maio parte 
das operadoras terem adotado essa tecnologia, facilitando o roaming 
internacional, com a celebração de acordos. Atualmente, quase dois milhões de 
pessoas, em mais de duzentos países, utilizam o sistema GSM. 
Terceira Geração – 3G 
O Brasil contava em 2007 com os sistemas 1G, 2G e 2,5G, sendo que as 
adaptações tecnológicas necessárias já estavam sendo adotadas para a 
implantação do sistema 3G, a última palavra em tecnologia celular. 
O sistema 3G inclui as seguintes tecnologias: 
WCDMA (Banda Larga CDMA) que é um aperfeiçoamento do GSM, 
fundamentando-se no Protocolo de Internet — IP. O acesso a essa tecnologia 
se dá por meio de códigos, possibilitando a transmissão de voz e de dados, com 
taxas elevadas de transmissão, podendo chegar a 2 Mbps. O sistema 3G a ser 
implantado no Brasil prevê a instalação de frequências entre 1900 e 2100 MHz, 
possibilitando que até cem usuários simultaneamente, num mesmo canal. 
CDMA 2000 1XEV-DV, para pacote HSDPA (Acesso em pacote com enlace de 
descida em alta velocidade) que aumenta a capacidade da WCDMA. 
CDMA 2000 1XEV-DO que é um aperfeiçoamento da tecnologia de telefonia 
celular CDMA2000, viabilizando a conectividade sem fio de alta velocidade 
comparável à banda larga com fio. Esta tecnologia cria uma nova geração das 
transmissões sem fio multifuncionais. Por meio dela os usuários podem enviar e 
receber e-mails com grandes anexos, joguem interativamente em tempo real, 
enviem imagens e vídeos de alta resolução, “baixem” músicas e vídeos da 
Internet e permaneçam on-line com seus computadores domésticos ou 
comerciais em um único aparelho. 
 
 Quarta Geração – 4G 
Quando se pensa em 4ª geração de sistemas celulares se pensa em uma total 
convergência de voz e dados. Pensa-se, também na convergência de todas as 
redes sem fio (LANs, IEEE802.11, bluetooth, etc.) e na integração das redes 
públicas fixas e celulares. 
Toda esta integração e convergência dos serviços possuem basicamente uma 
única causa: a crescente demanda dados e mobilidade. Por causa disto, vem 
surgindo com 4ª geração as WMAN (Wireless Metropolitan Area Network), e, 
também, padrões que garantem, além de uma cobertura metropolitana, uma 
maior taxa de transmissão de dados com maior qualidade. 
Com isto estavam sendo desenvolvidos os padrões IEEE 802.16, o WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) e o IEEE 802.20, o Mobile-Fi. 
A grande similaridade das diversas tecnologias 4G é a utilização da técnica de 
modulação OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Todas estas 
tecnologias trabalham em redes IP/OFDM. É através destas eficientes técnicas 
de modulação e de múltiplo acesso como OFDMA (Orthogonal Frequency 
Division Multiple Access) que é garantir a escalabilidade, alta taxa de dados e 
segurança da rede 4G. 
Faixas de frequências identificadas pela UIT para o Brasil 
 
Licenciamento de estações rádio base 
Percebe-se que para fazer a instalação de uma estação rádio base é necessário 
informar onde ela será instalada, a potência da estação, a frequência máxima a 
ser transmitida, altura da estação entre outras especificações. Estas informações 
são úteis pois pode-se ter um controle de onde poderá ser instalado alguma 
estação e se por um acaso alguma solicitação ilícita for aprovada, a população 
poderá denunciar o ato. 
Autorização do uso de radiofrequência 
Observando os dados disponibilizados pela anatel, percebe-se que a 
autorização para cada utilização de radiofrequência tem uma validade, ao chegar 
desta data provavelmente a anatel irá rever a utilização de cada aparelho 
transmissor de radiofrequência novamente para aprovar ou negar a continuação 
de sua operabilidade. 
 
Limites de radiação enviada para a população 
Faixa de Rádio 
Frequências 
Intensidade de 
Campo Elétrico 
(V/m) 
Intensidade de 
Campo Magnético 
(A/m) 
Densidade de potência da 
onda plana equivalente 
(W/m^2) 
9 kHz a 150 kHz 87 5 - 
0.15 MHz a 1 MHz 87 0,73/f - 
1 MHz a 10 MHz 87/(f^(1/2)) 0,73/f - 
10 MHz a 400 MHz 28 0,073 2 
400 MHz a 2000 MHz 1,375f^(1/2) 0,0037f^(1/2) f/200 
2 GHz a 300 GHz 61 0,16 10 
 
 
Conclusão 
A telefonia móvel foi uma crescente muito grande no Brasil e no mundo e 
continua a crescer com uma velocidade incrível, foi possível perceber essa 
mudança já pelos anos de 2005 na região em que vivo, pois a partir deste ano 
cada vez mais o sinal oferecido pelas operadores foi ficando cada vez melhor. 
Assim como observado no estudo das estações rádio base na região percebe-
se que a região é atendida pela maioria das operadoras. Quanto aos limites 
estabelecidos de exposição da população, foi uma ideia bem interessante obter 
esses conhecimentos, pois nos cursos nós sempre aprendemos a como fazer 
mas geralmente não temos muita ideia de que se extrapolar na intensidade pode 
causar danos aos seres humanos talvez não em curto prazo mas a longo e médio 
prazo sim. 
Referências 
http://www.telecocare.com.br/telebrasil/erbs/ 
https://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialalambcel1/pagina_2.asp 
https://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialgsm/pagina_1.asp 
https://www.teleco.com.br/resultados.asp?q=Central%20de%20Comuta%C3%A7%C3%A3o%2
0e%20Controle%20 
https://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialtrafdados/pagina_2.asp 
https://www.gta.ufrj.br/grad/10_1/movel/evolucao.html 
https://www.gta.ufrj.br/ensino/eel879/trabalhos_vf_2008_2/coutinho/OFDM.OFDMA(Orthog
onalFrequencyDivisionMu.html 
https://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialplcalt1/pagina_4.asp 
https://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialgerswap1/pagina_4.asp 
https://www.teleco.com.br/areasc.asp 
Todas as referências foram acessadas na data de 05/12/2019 
http://www.telecocare.com.br/telebrasil/erbs/
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