Sistemas de Comunicações Móveis

Prévia do material em texto

SISTEMAS DE
 INFORMAÇÕES 
 GERENCIAIS
www.esab.edu.br 3
Sumário
1. Apresentação I.......................................................................08
2. Tipos de Sistemas de Comunicação Móvel.............................09
3. Causas da Atenuação do Nível do Sinal................................23
4. Construindo um Balanço de Potência....................................35
5. Técnicas de Acessos Múltiplos...............................................53
6. Sistema de Comunicações Via Satélite.................................65
7. Resumo I................................................................................83
8. Apresentação II......................................................................84
9. Redes WPAN (Bluetooth, ZigBee, VLC e WBAN)..................85
10. Tecnologia Wi-Fi.....................................................................97
11. RFID e Sistemas de Comunicação Veicular...........................110
12. WMAN e WWAN..................................................................122
13. Evolução da Tecnologia WWAN (Projeto I) .........................133
14. Resumo II.............................................................................153
15. Apresentação III...................................................................154
16. Características de Sistemas WWAN (Projeto II).................155
17. 2ª e 3ª Geração do Sistema WWAN (Sistema 
CDMAOne)..........................................................................162
18. 3ª Geração do Sistema WWAN (CDMA2000 & 
WCDMA)..............................................................................169
19. 4ª Geração do Sistema WWAN...........................................176
20. LTE–Advanced.....................................................................181
21. Resumo III............................................................................192
22. Glossário..............................................................................193
23. Bibliografia...........................................................................212
www.esab.edu.br 4
Sobre o Autor
Engenheiro eletrônico especializado nas áreas de Teleinformática 
e Telecomunicações. Mestrado e Doutorado outorgados pelo 
Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) em 1998 e 2004 
respectivamente.
A Tese de Mestrado rendeu o primeiro prêmio “Comandante 
Quandt de Telecomunicações” na TELEXPO de São Paulo em 
1999. Categoria: Trabalhos Técnicos.
Autor de softwares na área de engenharia de tráfego, principalmente 
para medir, analisar e emular o comportamento agregado de 
pacotes IP. Autor de vários artigos técnicos apresentados em 
importantes congressos a nível nacional e internacional.
Boa experiência no estudo, análise, dimensionamento e 
implementação de projetos na área de Teleinformática.
Palavras do Tutor
Caros alunos, é com muita alegria que a ESAB chega até você 
através deste material de estudo preparado e pensado sobre um 
tópico muito importante e bastante atual na vida cotidiana de todos 
nós, que são os Sistemas de Comunicações Móveis.
A tecnologia, sobre das telecomunicações, de uma forma 
generalizada domina a sociedade atual, interligando pessoas e 
organizações. Os sistemas de comunicação em particular 
desempenham um papel predominante, neles assentando o 
trabalho, segurança, bem-estar ou qualidade de vida de muitos 
cidadãos. Os exigentes e constantes requisitos de mobilidade, 
capacidade de transmissão (largura de banda) ou qualidade de 
serviço estão na base da proliferação tecnológica a que se assiste 
diariamente.
www.esab.edu.br 5
É desta maneira que a presente apostila, e consequentemente o 
módulo completo, tem como único objetivo de servir como um 
apoio presencial para a disciplina de SISTEMAS DE 
COMUNICAÇÕES MÓVEIS e seu conteúdo foi pensado de forma 
que possa ser útil para seu aprendizado fácil e didático ao longo 
do curso. Para que você, caro aluno, possa fazer um bom uso 
desta apostila é de fundamental importância a leitura, resolução 
das atividades e acesso às referências extras apresentadas no 
final da mesma.
Não esqueça de ler constantemente este material, e tirar suas 
dúvidas ou observações com o tutor, acompanhar regularmente a 
disciplina em seu ambiente On-line de aprendizagem, além de 
interagir com o suporte acadêmico, professores, tutores e colegas. 
Desejamos assim um excelente aprendizado e que você possa 
utilizar e colocar em prática os conhecimentos adquiridos neste 
módulo.
Lembre-se, o seu sucesso depende de seu esforço e dedicação.
Um grande abraço e bons estudos! 
Prof./Tutor Aníbal D. A. Miranda
Apresentação
Introduzir e familiarizar ao aluno com os conceitos básicos e 
avançados dos Sistemas de Comunicações Móveis, e mostra a 
importância destes sistemas no mundo atual, pois praticamente 
ninguém, de uma ou outra forma, está fora da interconexão neste 
mundo globalizado. Dessa forma, entender a importância desta 
www.esab.edu.br 6
explosão de interconectividade na vida atual, pois moramos cada 
vez em um ambiente de comunicações digitais, o que se conhece 
com o nome de cidades digitais, portanto, ter um conhecimento 
básico porem sólido sobre estes sistemas móveis no mundo das 
telecomunicações, para um professional da área da Tecnologia da 
Informação (TI) é fundamental e mandatório.
Objetivos
Temos três (3) objetivos muito bem definidos nesta apostila, cada 
um deles abrange cinco (5) unidades consecutivas da mesma e 
são explicados a seguir.
•	 1º objetivo (Unidades 1 até 5): Ter uma ideia básica, porem 
clara sobre tipos de Sistemas de Comunicação Móvel, assim 
como saber as causas que produzem uma atenuação de 
um sinal transmitido no espaço livre, saber identificar os 
dispositivos que fornecem energia (potência) e quais outros 
consumem energia dentro e um sistemas de telecomunicações. 
Entender o que se conhece como as técnicas de acesso de 
múltiplos sinais (usuários) em um sistema de comunicações 
via satélite. Toso esses pontos fazem parte do 1° objetivo 
deste módulo
•	 2º objetivo (Unidades 6 até 10): Aqui teremos uma visão 
ampla, geral e bastante completa sobre todo os tipos de 
redes sem fio, começando pelas que tem uma cobertura de 
metros, tais como as redes de cobertura pessoal PAN 
(Bluetooth, ZigBee, VLC e WBAN), também estudaremos a 
tecnologia Wi-Fi utilizada em redes com cobertura de área 
local. Para depois prosseguir com as redes de maior 
cobertura, tais como as MAN e WAN sem fio, sendo um 
exemplo típico de uma WMAN as redes WiMAX. Para 
www.esab.edu.br 7
finalmente estudar a evolução das redes de área estendida 
(sem fio) WWAN, um primeiro projeto encerra este 2° 
objetivo.
•	 3º objetivo (Unidades 11 até 15): O nosso 3° e último 
objetivo começa com um segundo projeto sobre as 
características dos sistemas WWAN, neste sentido serão 
vistas e estudadas (em grande detalhe) as gerações 2ª, 3ª, 
4ª e 5ª dos sistemas WWAN. Desta forma concluímos o 
último objetivo deste módulo dedicado aos Sistemas de 
Comunicação Móveis. Espera-se que este material seja de 
grande valia para o aluno tanto no desempenho da sua vida 
acadêmica assim como para sua vida profissional.
Ementa
Neste módulo apresentamos de forma geral os conceitos básicos, 
porem completos sobre os Sistemas de Comunicações Móveis 
tão em voga nos dias atuais. Portanto, conceitos tais como, 
sistemas celulares, arquiteturas de múltiplo acesso, reutilização 
de frequências, gerenciamento da utilização de canais e padrões 
de comunicação, entre muitos outros de grande importância nas 
telecomunicações atuais, serão vistos e estudados ao longo deste 
módulo, desta maneira tentamos fazer um compilado bastante 
completo sobre tais assuntos para o aluno ter uma boa base na 
análise e estudo dos Sistemas de Comunicações Móveis, 
certamente a informação obtida neste módulo lhe será muito útil 
tanto academicamente como na sua vida profissional.
www.esab.edu.br 8
1º Introdução aos Sistemas de Comunicações Móveis
Neste 1ºeixo temático temos como objetivo o estudo dos conceitos 
básicos dos Sistemas de Comunicações Móveis, mais conhecidos 
como sistemas sem fio. Uma das principais características (e 
preocupações) destes sistemas é o fato que o sinal enviado (que 
é o sinal desejado) sofre degradações (leia-se atenuações) ao 
longo do percurso livre entre as antenas transmissoras e receptoras. 
Este assunto é tratado aqui de maneira completa. Assim como as 
diversas técnicas de acesso múltiplo para sistemas de 
comunicações móveis terrestres como sistemas de comunicações 
via satélite.
•	 Unidade 1: Tipos de Sistemas de Comunicação Móvel
•	 Unidade 2: Causas da Atenuação do Nível do Sinal
•	 Unidade 3: Construindo um Balanço de Potência
•	 Unidade 4: Técnicas de Múltiplos Acessos
•	 Unidade 5: Sistema de Comunicações Via Satélite
www.esab.edu.br 9
Introdução
Os Sistemas de Comunicações Móveis Digitais, são usados 
em uma grande variedade de aplicações utilizando para isto vários 
tipos de tecnologias que possibilitam a realização do transporte, 
tanto de voz, de vídeo assim como dados. Algumas das 
tecnologias utilizadas pelos atuais sistemas de comunicações 
móveis podem ser consideradas de ponta, porém, a maior parte é 
amparada por tecnologias, projetadas a partir do final do século 
XX, ainda capazes de atender a demanda do usuário. Na seguinte 
figura se mostra de maneira completa a evolução destes sistemas. 
(DAHLMAN, 2011)
www.esab.edu.br 10
Evolução dos sistemas móveis comerciais sem fio
Tipos de Sistemas
Os Sistemas de Comunicações Móveis são divididos em sete tipos 
de redes, a seguir apresentamos esses diferentes sistemas com 
as explicações necessárias para cada um deles. (RUMMEY, 2009)
Sistemas de Modo Direto
Esta é uma rede em que a estação móvel pode conversar 
diretamente com outra estação congênere, ou grupo de 
congêneres, sem a intermediação de uma estação base fixa. Este 
modelo de comunicação é ainda utilizado em algumas redes como 
www.esab.edu.br 11
alternativa ao método móvel-fixo-móvel em que uma estação fixa 
coordena a comunicação entre estações móveis. A comunicação 
no modo direto é bastante utilizada por forças militares, 
equipes de resgates, comunicações entre navios ou eventos 
públicos.
Dentre as vantagens de operar nesse modo de comunicação 
pode-se citar: inexistência de custo com infraestrutura, rápida 
implantação, não limitação do serviço a uma determinada área, 
simplicidade de operação e, no caso de operações militares 
destaca-se, a utilidade que a comunicação de curto alcance provê 
em relação a não possibilidade de interceptação por parte do 
inimigo.
No entanto, as restrições a seguir também são encontradas no 
modo direto: dificuldade de planejamento do sistema com 
antecedência, adequação apenas a pequenos números de 
assinantes em virtude de o tráfego limitar o desempenho do 
sistema e também a alta vulnerabilidade a interferências, embora 
mesmo com estas limitações o sistema continua sendo utilizado 
face sua utilidade em operações temporárias. (DAHLMAN, 2011)
Único Sítio
Este é o mais simples tipo de rede móvel. A configuração possui 
infraestrutura fixa capaz de fornecer cobertura sobre uma pequena 
área de serviço. Esse modo caracteriza-se ainda por realizar 
operações simples e também pelo fato de permitir a um grupo de 
assinantes acessar um único outro assinante do serviço por vez. 
Entre os aproveitamentos usuais do único sítio encontram-
se: aplicações aeronáuticas e marítimas, companhias de taxi 
além de serviços de emergência.
www.esab.edu.br 12
As principais vantagens atribuídas a esse sistema são: 
•	 Baixo custo da estação base e das unidades móveis
•	 Compartilhamento do espectro entre vários usuários e 
padrões 
•	 Simplicidade do projeto já que as únicas variáveis são o 
tamanho e localização da antena.
Já as desvantagens são: 
•	 Limitada capacidade para suportar grande número de 
assinantes
•	 Possibilidade de um assinante não autorizado bloquear o 
sistema.
Simulcast
Neste modo, várias ERB (Estações Rádio Base), são implantadas 
na região onde o serviço será oferecido e é utilizado quando a 
área a ser coberta é extensa e a demanda de fluxo é baixa. No 
Simulcast cada estação móvel transmite a mesma informação 
sobre frequências iguais e cada assinante situado nas áreas 
cobertas pelo Simulcast recebe o sinal das ERBs dessa região. 
(RUMMEY, 2009)
Nesse sistema, devido a questões de múltiplos percursos, vários 
sinais provenientes do usuário acabam chegando à estação rádio 
base. Esses sinais são analisados e o sinal de intensidade mais 
forte é aceito, sendo ignorados sinais com menor potência e 
diferente fase. Esta ação contribui para um melhor Uplink do sinal. 
Já no Downlink, quando o sinal oriundo de duas ou mais estações 
www.esab.edu.br 13
chegam ao dispositivo móvel com potências semelhantes o 
aparelho sofre um fenômeno denominado Beating, onde um ruído 
no áudio que dificulta a compreensão da mensagem.
Como público alvo do Simulcast destacam-se: os serviços de 
emergência, marítimos e comunicações aeronáuticas entre terra e 
aeronaves. Os principais benefícios oferecidos pelo Simulcast 
são: 
•	 Baixo custo de implantação do sistema
•	 Cobertura em grandes áreas utilizando mínima infraestrutura
•	 Diminuição dos riscos por ser considerada uma tecnologia 
madura, adequada à instalação em diversos locais.
Já as limitações são:
•	 Dispositivo móvel do usuário deve estar habilitado a trabalhar 
com grandes atrasos de propagação além de não poder 
acomodar alta demanda de tráfego.
Os projetos de redes Simulcast são considerados mais 
complexos do que os elaborados para redes do tipo Único 
Sítio, em virtude da existência de mais variáveis. Frequentemente, 
isto exige que sejam escolhidas áreas com reduzido número de 
obstruções dentro do horizonte de cobertura. Além disso, o projeto 
deve incluir planejamento para deslocamento de frequência; 
atraso de emissão do sinal, e os ajustes de interferência são 
realizados longe das áreas operacionalmente importantes. O 
projeto também deve considerar a necessidade de se efetuar a 
interligação das estações rádio base através de centrais de 
telefonia pública ou redes privadas ponto a ponto permitindo o 
encaminhamento das chamadas através de tais redes. (RUMMEY, 
2009)
www.esab.edu.br 14
Sistema de Rádio Entroncado
No Sistema de Rádio Entroncado, um único circuito é 
compartilhado por vários assinantes, através de técnicas de 
multiplexação no tempo (TDM), na frequência (FDM) ou por 
codificação do sinal (CDM). Diferente dos sistemas móveis 
anteriores, em que uma única frequência é utilizada, no Sistema 
de Rádio Entroncado existem várias frequências de uso paralelo, 
permitindo assim a sobreposição dos nós de acesso. Essas 
frequências podem ser reutilizadas em diversas áreas, desde que 
tais regiões estejam distantes o suficiente uma das outras evitando 
assim interferências. (ANDERSON, 2003)
O Sistema de Rádio Entroncado apresenta algumas vantagens 
em relação às anteriormente discutidas, como por exemplo, a área 
de serviço ser de tamanho elevado; a reutilização da frequência 
proporcionando eficiência espectral além de proporcionar diversos 
serviços, atais como, chamada em grupo, alerta de emergência e 
inibição de uso de aparelhos roubados ou perdidos, este sistema 
fornece ainda a capacidade de Roaming possibilitando aos 
usuários transitar entre diversas redes sem a perda do sinal, por 
ser, um sistema de baixo tráfego, ele é mais eficiente que o sistema 
celular; também a sua infraestrutura é inferior ao sistema celular 
possibilitando a instalação de forma mais rápida e barata. 
(DAHLMAN, 2011)
As principais desvantagens desta arquitetura é ter maior custo 
que os métodos mais simples, além da necessidade de haver 
tráfego menor que o sistema celular. Dentre os usuários desse 
sistema estão os serviços de emergência e redes militares.
www.esab.edu.br 15
O projeto dessas redes deve considerar questões como: a 
infraestrutura, a entregada chamada (Handover), atribuição de 
frequência visando minimizar interferências, ajuste de cobertura 
de áreas individuais visando atender a capacidade do tráfego, 
capacidade suficiente para atendimento da demanda de tráfego e 
seleção de áreas capazes de cobrir o maior número de usuários.
Sistema Celular
No Sistema Celular a área total onde será fornecido o serviço é 
dividida em várias subáreas denominadas células, os usuários 
pertencentes a estas subáreas são servidos por infraestrutura e 
frequências atribuídas a cada célula, embora tais frequências 
possam ser reutilizadas em células distantes.
O projeto do Sistema Celular é considerado mais complexo 
que dos outros sistemas já descritos, pois deve 
simultaneamente considerar a cobertura e a capacidade do 
tráfego sem excluir as restrições da alocação da frequência. 
Na prática, os sistemas móveis instalados em uma determinada 
área, dependem da composição das abordagens discutidas 
anteriormente.
www.esab.edu.br 16
Sistema de telefonia celular
Mecanismos de Propagação e Modelagem
Um enlace de Sistema Móvel é composto pelos elementos 
transmissor e receptor além do canal de comunicação. Os 
Sistemas de Comunicações Móveis estão diretamente ligados a 
modelos que preveem o comportamento das ondas de rádio 
transmitidas pelas redes implantadas nesses sistemas. Assim, a 
correta escolha e configuração do modelo de propagação é fator 
preponderante para o sucesso de qualquer projeto. (GRAHAM,2007)
Propagação do Sinal
A literatura afirma que os serviços móveis podem utilizar faixas de 
frequências compreendendo entre 0.3 MHz, correspondendo a 
frequência média (MF) e a 3 GHz denominada de frequência ultra 
alta (UHF). No entanto, os atuais serviços móveis operam na faixa 
entre 30 MHz, considerada frequência muito alta (VHF) e 3 GHz. 
www.esab.edu.br 17
Independente da frequência utilizada em um sistema de 
comunicações móveis, o comprimento de onda (λ) do sinal, é 
calculado conforme a relação dada por, (DAS, 2010)
Onde, c ≈ 8 × 108 m/s (metros por segundo) é a velocidade de 
propagação da luz e é a frequência de operação medida em Hertz 
(ciclos por segundo). Este valor de λ é pequeno em comparação 
ao tamanho das características do terreno, construções e outras 
estruturas, logo estes fatores exercem um considerável efeito na 
propagação da energia do sinal. Devido a estes atributos, a 
propagação nas bandas VHF e UHF possuem as seguintes 
peculiaridades: existência de difusão entre transmissor e receptor 
em face de distância, reflexão em superfícies planas, espalhamento 
nas superfícies irregulares, refração em virtude de mudanças nos 
atributos da atmosfera (especialmente com a altitude), difração 
originada pela presença de obstruções sólidas e absorção 
originada pela existência de objetos que atenuam a energia de 
radiofrequência (RF). (DAS, 2010)
Modelos
Com base nesses fenômenos alguns modelos de propagação fo-
ram elaborados, tais como:
•	 Modelo Espaço Ponto: destinado a fornecer uma estimativa 
geral da propagação da onda de rádio com base em 
características nominais ao invés de dados do caminho 
específico.
www.esab.edu.br 18
•	 Modelo Ponto a Ponto: fundamentado em predições 
matemáticas e físicas do enlace, tendo por objetivo oferecer 
uma eficiente e simplificada simulação computacional do 
cenário do enlace. Neste modelo, o método mais comum de 
atingir este objetivo é através do Elipsoide de Fresnel e suas 
variações como, por exemplo, a difração do gume de faca.
•	 Modelo híbrido: compartilha as características do modelo 
empírico (Modelo Espaço-Ponto) e do determinístico (Modelo 
Ponto a Ponto). Este é o modelo mais utilizado por oferecer 
um potencial computacional com menor custo de 
implementação além de considerar de forma simplificada os 
elementos naturais e artificiais existentes na superfície 
terrestre.
Pontos Principais de um Projeto de Comunicações Móveis
Na elaboração de um projeto para um Sistema de Comunicações 
Móveis, alguns pré-requisitos devem ser considerados, como:
 
Distância
Qualquer sinal irradiado tem sua potência reduzida à medida 
que se afasta da fonte de irradiação. Quando nenhum outro 
fator, além desse, está presente a perda de potência, em função 
da frequência e da distância, é dada por:
Onde, L é a perda em dB (decibéis), ƒ é a frequência em MHz e 
d é a distância em km.
www.esab.edu.br 19
Reflexão
A Reflexão das ondas de rádios ocorre quando a onda encontra 
grandes superfícies planas causando modificações na fase 
do sinal. Este fenômeno cria um caminho secundário entre 
transmissor e receptor originando duas ondas que sofrerão 
interferência na antena receptora visto que há uma diferença de 
tempo entre a chegada delas. Esta interferência pode ser: 
construtivas ou destrutivas. O vetor soma decorrente desta 
interferência varia em amplitude, fase e intensidade.
Fenômeno da reflexão
 
Espalhamento
O Espalhamento apresenta características similares à Reflexão, 
porém esta ocorre quando a superfície não é lisa e, portanto, os 
reflexos ocorrem de forma desorganizada. Na prática, esta é a 
situação mais frequente. A modelagem do Espalhamento é 
considerada mais complexa que a modelagem realizada para 
www.esab.edu.br 20
Reflexão, por este motivo, pequenas modificações na posição 
do receptor provocam grandes mudanças no nível do sinal 
recebido.
Refração
A Refração ocorre sempre que a onda atravessa meios com 
diferentes níveis de atmosfera e, portanto, com diferentes índices 
de Refração Atmosférica. Em geral, a variação do índice de 
Refração provoca o dobramento da onda eletromagnética para 
baixo fazendo com que o horizonte da onda se estenda a uma 
distância maior que o horizonte ótico. A onda celeste (ou 
ionosférica) se propaga na atmosfera por meio de refrações na 
ionosfera, retornando à superfície terrestre. Ao retornar, ela pode 
ser refletida na ionosfera, repetindo o processo e possibilitando 
transmissões a longas distâncias. A ionosfera influi de maneira 
decisiva na propagação por onda celeste, pois pode agir como 
condutor, absorvendo parte da energia da onda transmitida, ou 
como espelho rádio, refratando a onda celeste na superfície. A 
capacidade da ionosfera de retornar uma onda de rádio depende 
de fatores como densidade de íons, ângulo de irradiação e 
frequência de transmissão. Em algumas situações, a onda nem 
mesmo é refratada, atravessando a ionosfera.
www.esab.edu.br 21
Fenômeno da refração
Difração
A Difração acontece quando o caminho entre uma estação rádio 
base e o dispositivo móvel é obstruído por elementos, tanto 
naturais como artificiais.
Fenômeno da difração
www.esab.edu.br 22
 
Absorção
O nível do sinal pode ainda ser atenuado quando ele é consumido 
pelo meio. Esta Absorção pode ser em decorrência da presença 
de construções, vegetação, veículos e também seres humanos.
Outros
Outros Itens importantes na elaboração do projeto, além dos 
fenômenos naturais expostos anteriormente, são os seguintes:
•	 Intervalo de frequência;
•	 Tamanho do enlace;
•	 Características do ambiente de implantação;
•	 Altura da antena;
•	 Verificação de se o modelo escolhido se aplica ao que está 
sendo planejado e coincide com os dados disponíveis.
www.esab.edu.br 23
Introdução
Dentre os fatores que impedem uma melhor qualidade do sinal em 
Sistemas de Comunicação Móvel encontra-se o fading, ou 
desvanecimento (em português), também está a propagação por 
múltiplos percursos e propagação inclinada. Entender as 
características destes fenômenos e conhecer os modelos 
estatísticos já produzidos, que descrevem alguns desses 
acontecimentos, é essencial para elaboração de um excelente 
projeto de Redes Móveis.
Tipos de Fading
A literatura especializada em sistemas móveis de comunicação 
classifica o Fading em dois tipos: em pequena e em larga 
escala.
Fading em Larga Escala
Este fenômeno inclui efeitos provenientes do relevo, vegetação e 
construções sendo caracterizado pela distribuição Log Normal. OFading em larga escala diferencia-se por atingir dispositivos 
móveis a uma distância de vários comprimentos de onda.
www.esab.edu.br 24
 
 
Fading em Pequena Escala
O fading em pequena escala é um fenômeno que causa variações 
no nível do sinal em intervalos correspondentes a ½ λ. Ele é 
causado por Espalhamento e Reflexões, ocorrendo principalmente 
nas proximidades da antena receptora. Essa manifestação é 
intensificada se a antena estiver situada próxima a obstruções. 
Esse sintoma pode ser percebido quando usuário de telefonia 
móvel se encontra localizado em uma região cuja cobertura 
apresenta baixa qualidade, em tal situação, o usuário é obrigado 
a procurar um local onde o sinal recebido possua um nível aceitável, 
portanto, a elevada variabilidade é efeito da atuação do fading em 
pequena escala.
Medições práticas e trabalhos teóricos mostram que em situações 
em que o elemento móvel se encontra em um ambiente com 
intenso barulho e não há linha de visada com a estação rádio base 
o fading em pequena escala, possui distribuição semelhante à de 
Rayleigh. Esta manifestação é frequentemente associada a 
situações em que o usuário está localizado na borda da área de 
cobertura. Ele também afeta sistemas aeronáuticos, contudo, 
nesses casos, o efeito é decorrência de mudanças na fase da 
linha de visada e da existência de pelo menos um caminho devido 
à reflexão, fato comum em tais enlaces.
Correção do Fading
A compensação do fading é realizada inserindo no projeto uma 
margem de tolerância em dB garantindo assim, que o nível do 
sinal alvo seja superior a um valor mínimo em determinada 
percentagem de locais.
www.esab.edu.br 25
Como exemplo, supondo-se que o nível médio do sinal em 
determinado setor seja “X” dBm e a maior parte dos modelos 
estatísticos existentes afirme que em 50% dessa área a intensidade 
do sinal é inferior a esse valor médio e outros 50% está acima 
desse limiar aceitável. Para efeitos de planejamento esta situação 
também deve ser considerada, pois se a exigência for uma 
cobertura de 90% e só em 50% dos pontos esse nível é atingido, 
logo o serviço apresentado está bem inferior ao desejado.
Projeto
Em resumo, o processo para determinar o nível de sinal real a ser 
utilizado em um determinado sistema móvel apresenta os seguintes 
passos:
•	 Identificar a métrica de desempenho, por exemplo, 98% de 
cobertura;
•	 Determinar qual distribuição estatística é a melhor a ser 
utilizada (Log-Normal, Rayleigh);
•	 Determinar o valor do desvio padrão a ser utilizado no 
cálculo. Isto será baseado em dados medidos;
•	 Calcular o coeficiente do desvio padrão para alcançar a 
probabilidade que o valor desejado precisa exceder (por 
exemplo 3σ);
•	 Multiplicar o desvio padrão pelo seu coeficiente para alcançar 
a margem desejada em dB. Se, por exemplo, se o desvio 
padrão é 4 dB e o coeficiente 3σ então a margem desejada 
será 4 x 3 = 12 dB.
•	 Adicionar este valor ao nível de potência do sinal emitido.
www.esab.edu.br 26
Propagação por Múltiplos Percursos
A Propagação por Múltiplos Percursos ocorre devido a reflexões, 
difrações e espalhamentos. Estes múltiplos caminhos possuem 
diferentes comprimentos e assim ocorre uma variação no momento 
da chegada do sinal no receptor. Esta variação temporal é definida 
como atraso de propagação, que pode ser calculado a partir do 
perfil de atraso da energia do canal do rádio. 
Felizmente, a propagação por múltiplos percursos não atinge 
receptores GSM, pois os dispositivos móveis que utilizam este 
padrão são equipados com um equalizador capaz suprimir 
diferenças referentes a atraso provenientes de múltiplos percursos 
de até 16 µs ou 4,5 km de comprimento.
Propagação Inclinada
A Propagação Inclinada se caracteriza pelo fato da perda de 
potência do sinal de rádio no espaço livre ser proporcional ao 
quadrado da distância (r) existente entre transmissor e receptor. 
Em um enlace entre a estação rádio base (ERB) e o dispositivo 
móvel, conforme dados apresentados na Tabela 3.1 dependendo 
do tipo do terreno o nível de potência do sinal apresenta uma 
queda entre 25 e 50 dB. A seguinte tabela mostra a quantificação 
de queda em um enlace entre uma ERB e um dispositivo móvel.
Tipo de ambiente Queda (dB)
Urbano densamente povoado 25
Urbano povoado 30
Urbano levemente povoado 40
Rural >45
www.esab.edu.br 27
Modelos Estatísticos
Modelos estatísticos são importantes, pois descrevem como o 
nível do sinal recebido varia em torno do valor médio calculado 
pelo modelo de propagação e também para saber se o sinal 
recebido estará abaixo ou acima da sensibilidade do dispositivo 
móvel. As distribuições mais utilizadas para modelar as 
atenuações presentes em sistemas móveis são: Log normal e 
Rayleigh.
Distribuição Log normal
A distribuição Log normal é a versão logarítmica da distribuição 
normal ou Gaussiana. Esta distribuição é amplamente utilizada 
em sistemas móveis em virtude de representar o efeito de grandes 
obstruções no caminho da propagação devido ao relevo, prédios, 
árvores, etc. O fading caracterizado pela distribuição Log normal 
afeta a potência média do sinal transmitido. A função de distribuição 
de probabilidade da distribuição log-normal é dada por:
Onde, m é a potência média do sinal e σ é o desvio padrão da 
potência transmitida.
www.esab.edu.br 28
 
Distribuição de Rayleigh
A distribuição de Rayleigh é utilizada para caracterizar o efeito de 
múltiplos percursos, sintoma observado em sistemas de 
comunicação em que cada raio chega ao receptor por diferentes 
caminhos e fases. A taxa de variação do fading representado pela 
distribuição de Rayleigh é proporcional à velocidade do dispositivo 
móvel. O tipo fading afeta os detalhes do sinal transmitido. Esta 
distribuição é definida matematicamente por:
Onde, σ é o desvio padrão da potência transmitida.
Elementos Importantes em Projeto de Sistemas Móveis
Para elaborar um projeto de Rede Comunicação Móvel é necessário 
que o projetista além de dominar o conhecimento teórico também 
esteja familiarizado com os elementos que compõe o enlace e 
também com as ferramentas que facilite a confecção do projeto.
Diagrama de Enlace
Embora nem todos os elementos apresentados estejam sempre 
presentes em todas as redes, esta ilustração é bastante 
www.esab.edu.br 29
representativa, pois mostrar permite uma visão teórica dos diversos 
enlaces de uma rede móvel. Um diagrama de enlace de uma típica 
rede móvel é apresentado na seguinte figura.
Diagrama típico de um rádio enlace de telefonia celular
Os níveis de potência coletados após os principais dispositivos 
presentes no enlace são registrados em um gráfico cartesiano, 
como ilustrado no seguinte gráfico. Este gráfico permite verificar o 
comportamento do sinal ao longo do enlace através da realização 
do balanço de potência. Através desse gráfico de níveis de 
potência, percebe-se quão grande é a diferença entre os níveis de 
potência observados nos rádios transmissor e receptor, verifica-se 
também que a maior incidência de perdas se encontra no 
espaço livre existente entre as antenas transmissora e receptora, 
embora também sejam significativas as perdas registradas no 
percurso entre os rádios e as antenas transmissora e receptora.
www.esab.edu.br 30
Níveis de sinal em cada dispositivo contido no enlace
Potência Nominal
Denomina-se Potência Nominal aquela medição registrada na 
saída do rádio transmissor. Esta medição pode ser apresentada 
em Watts (W), dB relativo a Watt (dBW) ou dB relativo a miliWatt 
(dBm), sendo a versão em decibéis (dB) a mais adequada para 
efetuar o balanço de potência de um enlace, uma vez que todas 
as outras unidades serão cotadas em dB. As relações entre as 
unidades acima são:
www.esab.edu.br 31
Alimentadores e Conectores
Alimentadores são cabos elétricos que conectam o rádio à antena 
através dos conectores.
 Amplificadores, Combinadores e Unidades de Ajustes
Os amplificadores são elementos ativos que proporcionam 
ganho ao sinal emitidopelo rádio transmissor, e podem estar 
localizados após a fonte geradora ou imediatamente antes da 
antena transmissora.
Os combinadores, por sua vez, são usados quando sinais de 
diferentes sistemas utilizam uma mesma antena para transmissão. 
Esta combinação pode ser feita por razões de eficiência ou 
economia de espaço. Um exemplo disso é o sistema de múltiplas 
entradas e saídas (MIMO), esse sistema requer a implantação de 
várias ERBs, exigência que tem sido rechaçado por órgãos 
www.esab.edu.br 32
competentes. Esta reivindicação pode então ser atendida utilizando 
combinadores e uma única antena (BAHAI, 2004). Já as unidades 
de ajustes servem para corrigir eventuais descompassos existentes 
entre rádios e antenas e costumam operar em faixas de frequências 
distintas.
 
Antenas
As antenas operam como interfaces entre os transmissores e o 
meio, tendo a função de irradiar energia na direção da estação 
receptora ou captar a energia de uma estação transmissora. Elas 
variam de forma tamanho e possuem características próprias 
como será visto a seguir. Portanto, as Antenas são elementos 
que transformam energia condutora em energia irradiada. A 
conversão da energia de potência elétrica em potência irradiada 
acontece como resultado do movimento dos elétrons ao longo da 
antena. O desempenho nas frequências de VHF/UHF de uma 
determinada antena é expresso em termos de um tipo de antena 
referência, no caso de sistemas móveis a antena utilizada em 
estações de rádio base e do tipo dipolo. Nesse tipo de antena, 
denominada isotrópica, o ganho é igual em todas as direções. A 
antena dipolo é um arranjo bastante simples e largamente utilizado 
devido ao seu baixo custo. A seguinte figura mostra um dipolo de 
meia onda. Normalmente é usada com polarização horizontal em 
HF.
Antena Dipolo com polarização horizontal
www.esab.edu.br 33
A antena dipolo tem as seguintes características:
•	 Opera em uma única frequência para a qual foi cortada.
•	 Possui um ganho de 2,15 dB.
•	 Ilumina dois setores de aproximadamente 70o para a frente 
e para trás (com polarização horizontal).
•	 A direção de irradiação principal é perpendicular a direção 
de extensão da antena,
Já para os dispositivos móveis as antenas devem ser pequenas, 
leves, de baixo custo e discreta. Por isso, as atuais antenas 
utilizadas em aparelhos celulares são do tipo antenas microstrip 
patch, como apresentados na seguinte figura, fabricadas 
diretamente sobre placas de circuito impresso.
 
 
Antenas microstrip utilizadas na telefonia celular
Antenas microstrip 
patch
www.esab.edu.br 34
Sensibilidade do Receptor
O desempenho de um dispositivo móvel quando não está sujeito 
a interferências externas é governado por sua sensibilidade. A 
sensibilidade é o nível de potência do sinal na entrada do aparelho 
celular – tecnicamente denominado de rádio – necessário para 
alcançar um determinado grau de desempenho. Isto significa que 
há diferentes níveis de potência para cada grau de desempenho. 
A sensibilidade é determinada através do gráfico da taxa de erro 
de bit ou BER (Bit Error Rate), entretanto, na prática, o usuário 
utiliza tabelas elaboradas pelo fabricante do equipamento a ser 
utilizado.
Todos os métodos de especificação da sensibilidade de um 
receptor de rádio utilizam o fato de que o fator limitante da 
sensibilidade do mesmo, não é o nível de amplificação disponível, 
mas os níveis de ruído que se encontram presentes, se eles são 
gerados dentro do receptor de rádio ou do lado de fora.
Nesse sentido, o limite inferior da sensibilidade em um receptor 
é definido pelo valor do ruído térmico, que é a energia causada 
por movimentos aleatórios do elétron e pela corrente devido ao 
movimento dos elétrons no receptor.
www.esab.edu.br 35
Introdução
O Balanço de Potência é uma técnica utilizada para especificar 
as propriedades do enlace ou calcular um determinado valor 
útil no processo de modelagem do sistema proposto. 
Normalmente, o conceito de balanço de potência se aplica para 
estabelecer a distância máxima de operação (alcance máximo) 
entre as partes (transmissor e receptor).
Calculando o Nível de Potência no Receptor
Para fins de cálculo da potência no receptor será utilizado o 
diagrama em blocos ilustrado na seguinte figura.
Exemplo de um enlace de rádio simplificado
www.esab.edu.br 36
A determinação do nível mínimo de potência a ser emitido pelo 
transmissor é efetuada utilizando cálculo semelhante ao existente 
na seguinte Tabela. 
Descrição do elemento Valor Unidade Cálculo
Elementos transmissores
A Potência nominal na saída do rádio 41,5 dBm
B Total de perdas nos alimentadores do transmissor 3,0 dB
C Total de perdas nos conectores do transmissor 1,0 dB
D Ganho na antena transmissora em relação ao 
dipolo
2,5 dBd
E Potência efetiva irradiada 40,0 dBd A – B – C 
+ D
F Perda do enlace 135 dB
Elementos receptores
G Nível de potência na antena receptora –95 dBd E – F
H Perda na antena receptora –3 dBd
I Total de perdas nos conectores do receptor 1 dB
J Total de perdas no alimentador do receptor 0,5 dB
Potência na entrada no receptor –93,5 dBm G + H – I 
– J
 
Através da tabela anterior é possível averiguar que para irradiar 
uma potência nominal de 40 dBd (dB em relação ao dipolo) no 
ambiente atmosférico é necessário que o rádio transmissor emita 
uma potência nominal igual a 41,5 dB e que a antena transmissora 
apresente um ganho (em relação ao dipolo) de 2,5 dBd. Essa 
necessidade ocorre em virtude da perda de 4 dB existente entre a 
fonte geradora e a antena transmissora. Observa-se também, 
através das informações contidas na tabela, que a propagação do 
sinal através da atmosfera insere mais 135 dB de perdas, fazendo 
com que o nível de sinal capturado na antena receptora seja –95 
dB. O sinal recebe então um ganho 3 dBd na antena receptora e 
acaba sofrendo outros 1,5 dB de perdas fazendo com que a 
www.esab.edu.br 37
potência máxima registrada na entrada do receptor seja de –93,5 
dBm; que é a sensibilidade mínima necessária ao dispositivo 
móvel do usuário capaz de permitir a ele desfrutar dos benefícios 
do sistema móvel a qual é assinante.
Determinando as Perdas Máximas Permitidas
Se o objetivo é determinar a perda máxima permitida em um 
determinado enlace, dado um desempenho mínimo aceitável, 
então é preciso calcular a potência efetiva irradiada a partir do 
transmissor e também a sensibilidade da antena receptora 
tomando em seguida a diferença entre os dois, conforme ilustrado 
na Tabela a seguir.
Descrição do elemento Valor Unidade Cálculo
Elementos transmissores
A Potência nominal na saída do rádio 41,5 dBm
B Total de perdas nos alimentadores do transmissor 3,0 dB
C Total de perdas nos conectores do transmissor 1,0 dB
D Ganho na antena transmissora em relação ao 
dipolo
2,5 dBd
E Potência efetiva irradiada 40,0 dBd A – B – 
C + D
Elementos receptores
F Sensibilidade do receptor –104 dBd
G Ganho na antena receptora –3 dBd
H Total de perdas nos conectores do receptor 1 dB
I Total de perdas no alimentador do receptor 0,5 dB
J Nível de sinal mínimo requerido –99,5 dBm F – G + 
H + I
Perdas máximas permitidas –139,5 dBd E – J
 
Em tal situação o cálculo no transmissor é o mesmo, no entanto o 
cálculo deve ser feito a partir do rádio receptor para determinar 
qual é o nível de sinal necessário a ser emitido pela antena 
www.esab.edu.br 38
transmissora, por isso é preciso somar as perdas dos alimentadores 
e conectores e subtrair o ganho. A intensidade do campo elétrico 
médio mínimo é uma medição usada com frequência em 
ferramentas computacionais utilizadas para efetuar balanços de 
enlace. Neste cálculo é necessário adicionar a margem requerida 
em face da existência de eventuais perdas no espaço. Como a 
potência é calculada em dBm e a unidade do campo elétrico é 
dBµV/m a conversão pode ser realizada utilizando a seguinte 
relação.
Um exemplo desse tipo de cálculo para a determinação da 
intensidade do campo elétrico médio mínimo em um sistemaoperando com a frequência de 1.8 GHz é apresentado na seguinte 
tabela. 
Descrição do elemento Valor Unidade Cálculo
A Sensibilidade do rádio receptor -111,0 dBm
B Total de perdas nos alimentadores 2,0 dB
C Total de perdas nos conectores 1,0 dB
D Perdas na antena do dispositivo móvel 6,0 dBd
E Potência equivalente requerida na antena 
transmissora
-102 dBm A + B + 
C + D
F Margem de segurança requerido 10 dB
Valor a ser convertido para campo elétrico –92,0 dBm E + F
Campo elétrico equivalente em uma f = 1,8 GHz 50,3 (dBµV/m) Equação 
5.1
 
Processos de Telecomunicação
Em um Processo de Telecomunicação alguém pode estar 
interessado em transmitir diretamente o sinal natural. Para isso 
www.esab.edu.br 39
ocorrer é preciso utilizar dispositivos eletrônicos, tais como: 
amplificadores operacionais, transístores, resistores, indutores, 
capacitores, etc. Todos estes dispositivos constituem a 
Comunicação Analógica. Por outro lado, a Comunicação Digital é 
utilizada quando o sistema lida digitalmente com os sinais 
analógicos previamente processados.
 
Nesta situação os processos digitais, que fazem uso de memórias 
RAM, microprocessadores, microcontroladores, etc., possuem 
papel de destaque no processo de transmissão e recepção do 
sinal. Embora a geração dos sinais seja analógica e a conversão 
para digital demande a adição de alguns dispositivos, a 
comunicação digital é preferida em relação analógica devido 
a:
•	 Maior imunidade a ruído;
•	 Tamanho da informação inferior àquele apresentado no 
analógico;
•	 Facilidade para reconfigurar o sistema de comunicação;
•	 Modificação do resultado devido ao envelhecimento dos 
elementos presentes no circuito da comunicação analógica.
Elementos da Comunicação Digital
O sinal gerado pela fonte de informação é conduzido ao transmissor 
digital através de um dispositivo denominado transdutor de 
entrada, este componente, um microfone, por exemplo, é 
responsável por converter uma grandeza física em um sinal 
elétrico. 
Após passar pelo transdutor de entrada o sinal chega ao 
codificador de fonte onde é convertido em uma sequência 
www.esab.edu.br 40
binária de bits denominada Sequência de Informação. Uma 
vez realizado o sequenciamento da informação, o sinal é 
encaminhado ao codificador do canal para que seja introduzida 
uma redundância intencional na sequência da informação, visando 
combater os efeitos do ruído encontrados no canal durante a 
transmissão. Após esse processo, os bits são enviados ao 
modulador digital para executar a modulação para, só então, ser 
transmitido. Após a propagação pelo canal de comunicação que 
pode ser: o espaço livre, fibra óptica, cabo metálico ou sistemas 
subaquáticos, o sinal é reprocessado em um dispositivo chamado 
demodulador. 
Depois desse passo o sinal é enviado ao decodificador do canal 
que tenta reconstruir a sequência da informação original. Esse 
procedimento é realizado utilizando o conhecimento do código e a 
redundância; respectivamente utilizado e inserido pelo codificador 
de canal. Todo esse processo é apresentado no seguinte diagrama 
em blocos que representa um sistema básico (porem completo) 
de comunicação digital.
 
Elementos básicos para um sistema de comunicação digital
www.esab.edu.br 41
Já no decodificador da fonte é realizada a reconversão do sinal do 
modo digital para o analógico e então encaminhado ao transdutor 
de saída que realiza a reconversão do sinal elétrico, em grandeza 
física, possibilitando a recuperação da informação enviada.
Categorias
Um sistema de telecomunicações é classificado pelo modo 
como interagem as partes, isto é, o receptor e o transmissor, 
nesse sentido, existem três categorias bem definidas, que são as 
seguintes: 
1) Simplex, 
2) Half Duplex
3) Full Duplex.
Sistema Simplex
A comunicação só é realizada em uma única direção. Logo, o 
transmissor envia um sinal e cabe ao receptor identificar o que 
está sendo enviado. Esse tipo de comunicação apresenta maior 
eficiência quando há um grande fluxo de dados unidirecional e 
nenhum tráfego na direção contrária. Sistemas de rádio e televisão 
são considerados do tipo simplex.
Transmissão em um único sentido
www.esab.edu.br 42
Sistemas Half Duplex
Nestes sistemas é possível à comunicação bidirecional, entretanto 
só pode ocorrer em uma única direção por vez. Estão enquadrados 
nessa configuração os sistemas utilizados pela polícia.
Transmissão nos dois sentidos, mas um de cada vez
Sistemas Full Duplex
Nos sistemas do tipo full duplex, a comunicação pode ocorrer em 
ambos os sentidos ao mesmo tempo. O Sistema De Comunicação 
Telefônica é um exemplo de comunicação full duplex.
Transmissão nos dois sentidos, mas de forma simultânea
Modulação Digital
Os sistemas de telecomunicações apresentam uma elevada 
quantidade de problemas tanto no lado do transmissor quanto do 
receptor. Para contornar esses problemas podem ser utilizados 
www.esab.edu.br 43
tanto esquemas de modulação analógicas (AM e FM) quanto 
digitais. A modulação digital segue um determinado organograma, 
como visto na figura a seguir, e consiste na modificação individual 
ou conjugada de três propriedades básicas de um sinal analógico. 
amplitude, frequência e/ou fase. (DAS, 2010)
Classificação dos principais esquemas de modulação digital
Conforme o tipo de modificação realizado o esquema de modulação 
recebe um determinado nome, a seguir serão apresentados os 
principais esquemas de modulação utilizados. (DAS, 2010)
Amplitude Shift Keying (ASK)
É o tipo de modulação digital mais simples e consiste em alterar 
a tensão do sinal permitindo associar um determinado nível de 
tensão ao bit 0 e outro nível ao bit 1 sendo chamada de Binary 
ASK (BASK) como apresentado da seguinte figura. 
www.esab.edu.br 44
Exemplo de um sinal BASK
Quando nenhuma tensão é gerada para representar o bit zero, o 
esquema de modulação recebe o nome de On Off Keying (OOK) 
como visto a seguir.
Exemplo de u sinal do tipo OOK
Também dentro do esquema de modulação ASK, existe a 
denominada ASK de múltiplos ou vários níveis ou MASK (Multilevel 
ASK), como vista na figura abaixo. Observar que neste exemplo, 
o sinal tem uma diferente modulação para cada dois bits de 
informação, ou seja, para os valores 00, 01, 10 e 11.
www.esab.edu.br 45
Exemplo de um sinal do tipo ASK de vários níveis (MASK)
Frequency Shift Keying (FSK)
Na modulação FSK a frequência da onda portadora é variada em 
função do sinal a ser transmitido. A modulação FSK é a que exige 
a maior largura de faixa, pois os espectros centrados nas 
frequências F0 e F1 não podem ser sobrepostos a fim de que a 
informação seja preservada. A principal vantagem desta 
modulação é uma maior imunidade a ruídos e a desvantagem 
é a necessidade de haver um equipamento de recepção mais 
elaborado.
A modulação FSK é denominada de BFSK (Binary FSK), observar 
a seguinte figura, quando duas frequências diferentes são 
atribuídas à portadora conforme o bit desejado. Se M frequências 
diferentes são atribuídas à portadora a modulação passa a ser 
chamada de MFSK (Multiple FSK). (DAS, 2010)
www.esab.edu.br 46
Exemplo de um sinal modulado do tipo BFSK
O inconveniente do esquema de modulação MFSK é o fato dela 
ocupar uma banda de frequência muita alta, contudo a utilização 
de várias frequências aumenta a taxa de transmissão.
Phase Shift Keying (PSK)
Neste processo a fase da portadora é alterada conforme o 
sinal a ser transmitido. Logo, é possível conservar a fase da 
portadora em 0º quando deseja representar o bit 0 e alterar a fase, 
geralmente para 180º, para representar o bit 1, como apresentado 
na seguinte figura. Esquema denominado BPSK. (DAS, 2010)
www.esab.edu.br 47
Exemplo de um sinal modulado com o esquema BPSK
Differential PSK (DPSK)
Porém, quando a fase é modificada para indicar o bit 0 e permanece 
inalterada para representar o bit 1, tem-se o esquema de modulação 
DPSK (Differential Phase Shift Keying), como ilustra a seguinte 
figura.
Exemplo de modulaçãoDPSK
www.esab.edu.br 48
Quadrature PSK (QPSK)
A técnica de modulação QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) 
utiliza tanto os parâmetros de fase (I) como a quadratura da onda 
portadora (Q) para realizar a modulação do sinal de informação. 
Em virtude da utilização de dois parâmetros é possível representar 
outros tipos de símbolos possibilitando a transmissão de mais bits 
por símbolo. 
Exemplo de um sinal QPSK
Entre as variações dessa técnica está OQPSK, SQPSK e DQPSK. 
O esquema de modulação QPSK é utilizado para maximizar a 
eficiência da largura de banda da transmissão. (DAS, 2010)
 
www.esab.edu.br 49
Quadrature Amplitude Modulation (QAM)
Na modulação QAM os símbolos são representados no diagrama 
de fase e quadratura apresentando uma distância pré-determinada 
em relação à origem do diagrama. Desta forma, as informações 
são transportadas através da amplitude e da quadratura da 
onda portadora.
Exemplo de uma constelação QAM para 4 bits
Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)
Utilizada em padrões como: European DVB, wireless local área 
network (Wi-Fi; IEEE 802.11 a/g/n), Wireless Metropolitan Area 
Network (WiMAX; 802.16e), ADSL (Asymmetric Digital Subscriber 
Line; ITUC G.992.1) e LTE (Long Term Evolution) o OFDM 
caracteriza-se por dividir a transmissão dos bits em vários 
subcanais paralelos de taxa menor, diferente de outras técnicas 
que utilizam um único canal para transmitir todos os bits. A 
vantagem desta forma de transmissão está no fato do tempo de 
www.esab.edu.br 50
cada símbolo ser maior, o que proporciona: mais resistência a 
ruídos, multiplicidade de caminhos, interferência entre símbolos e 
espectral. Um símbolo OFDM corresponde ao conjunto de símbolos 
transportado por todas as portadoras durante o tempo de duração 
de um símbolo. (RUMMEY, 2009) (BAHAI, 2004)
Sinal OFDM no tempo e na frequência
A condição de ortogonalidade das portadoras determina uma 
distância mínima entre portadoras igual a 1/Ts , em que Ts é o 
tempo de duração de cada símbolo OFDM. A seguinte figura 
representa o espectro de portadoras de um sinal OFDM. Como é 
possível observar, este espectro é constituído por uma sequência 
de funções sinc, correspondentes aos pulsos retangulares de 
duração Ts , cujas passagens por zero coincidem exatamente nas 
frequências fk=k/Ts das várias portadoras, nesta figura são 
apresentados, a maneira de exemplo, sete espectros do tipo sinc 
para vários valores de k (BAHAI, 2004)
www.esab.edu.br 51
Espectro de portadoras ortogonais adjacentes em um sinal 
OFDM
Qualquer sinal OFDM, utilizado para a transmissão em redes LAN, 
MAN ou WAN, resulta da soma de todas as portadoras, moduladas 
em QPSK, 16QAM ou 64QAM. Por exemplo, para o padrão Wi-Fi 
IEEE 802.11a, se tem as seguintes especificações, para o esquema 
de modulação QPSK: 2 bits/símbolo, para o esquema de 16QAM: 
4 bits/símbolo e para o esquema de 64QAM: 6 bits/símbolo. A 
seguinte figura mostra estas constelações para os esquemas de 
modulação BPSK, QPSK, 16QAM e 64QAM.
www.esab.edu.br 52
Constelações das codificações de bits para os esquemas BPSK, 
QPSK, 16QAM e 64QAM
www.esab.edu.br 53
Introdução
Compartilhar recursos é uma maneira bastante eficiente para 
fornecer alta capacidade em redes de comunicações, em 
comunicações móveis esses recursos podem ser bandas de 
frequência e/ou canais, portanto, é importante disponibilizar 
mecanismos que possibilitem designar canais a usuários conforme 
haja demanda dos mesmos, isto é conhecido como a técnica de 
múltiplo acesso. Temos cinco técnicas, quatro são 
determinísticas, tais como, FDMA, TDMA, CDMA, SDMA e o 
esquema de acesso aleatório, o CSMA.
Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência (FDMA)
Em sistemas móveis que utilizam a técnica FDMA (Frequency 
Division Multiple Access), as estações móveis transmitem 
informações de forma contínua e o canal transporta várias 
portadoras, simultaneamente, em diferentes frequências, ou 
seja, uma banda de frequência é alocada a cada usuário. 
www.esab.edu.br 54
Esquema de acesso FDMA
Essa banda é disponibilizada conforme o usuário requisita o 
serviço, implicando que no período de sua utilização nenhum 
outro usuário poderá utilizar aquele intervalo (banda) de 
frequência. (ILCEV, 2005) (MARAL, 2009)
A técnica de acesso FDMA caracteriza-se por:
•	 Ser implementada em sistema de banda estreita;
•	 Possuir elevado espaço de tempo entre os símbolos 
possibilitando reduzir a interferência entre símbolos ou ISI 
(Intersymbol Interference) e a necessidade de uma 
equalização; (DAS, 2010)
•	 Utilizar menos bits no transporte das informações de 
cabeçalho.
Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA)
Em sistemas móveis que utilizam o TDMA (Time Divison 
Multiple Access), os usuários fazem uso da mesma frequência 
www.esab.edu.br 55
para transmitir e receber a informação, porém em tempos 
distintos denominados intervalos (ou franjas) de tempo (Time 
Slots). Cada usuário ocupa um intervalo temporal que se repete 
em ciclos, de maneira que um determinado canal pode ser 
associado a um único intervalo de tempo. O qual volta a acontecer 
novamente a cada certo grupo de intervalos de tempo, este grupo 
é conhecido como um quadro ou Frame, ou seja, N intervalos (ou 
franjas) de tempo formam um frame. (MARAL, 2009)
Esquema de acesso TDMA
A transmissão em sistemas TDMA é entrelaçada em quadros 
(Frames) cíclicos. Cada quadro é composto de uma quantidade 
de franjas temporais ( da figura anterior) onde, cada um deles, 
possuem cabeçalho, informação útil e os bits necessários de 
guarda. O TDMA também separa metade dos intervalos de tempo 
para canais de Uplink e a outra metade para Downlink. Diferentes 
tecnologias TDMA são: GSM, PDC, iDEN, IS-136. Algumas 
outras características relevantes desse sistema são:
•	 Altas taxas de transmissão;
•	 Necessidade de sincronização dos receptores, face às 
transmissões serem realizadas por meio de rajadas;
www.esab.edu.br 56
•	 Obrigação da presença de intervalo de guarda para separar 
os usuários, devido ao fato do TDMA necessitar de muitos 
bits para transportar informações do cabeçalho.
•	 Consentimento para alocação de diferentes números de 
intervalos de tempo (Time Slots) por quadro (Frame) a 
diferentes usuários, permitindo que a largura de banda seja 
suprida sob demanda a esses usuários por meio da 
concatenação dos intervalos de tempo com base em 
prioridades.
Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA)
O esquema CDMA (Code Division Multiple Access) é um método 
de acesso a canais em sistemas de comunicações móveis, 
bastante utilizado na telefonia celular e no sistema de rastreamento 
via satélite GPS (Global Position System). Utiliza os prefixos 
tecnológicos como o IS-95 da 1º geração (1G) e o tão popular 
IS-2000 da 3º geração (3G). (CUNHA, 2009) (ILCEV, 2005)
No CDMA tanto os dados quanto a voz são separados por 
códigos, e depois são transmitidos em um amplo conjunto de 
frequências. Assim, sobra mais espaço para a transferência de 
dados (esse foi um dos motivos do CDMA ser a tecnologia mais 
indicada para o acesso ao 3G, que consiste em acesso a banda 
larga e troca de pesadas mensagens multimídias). 14% do 
mercado global pertence ao CDMA. Para a 3G, o CDMA escolheu 
as tecnologias CDMA1x EV-DO e EV-DV (CUNHA, 2009). As 
principais características da técnica CDMA são:
•	 Utilizar sinais com largura de banda com várias ordens de 
grandeza superior a largura de banda de RF mínima 
necessária;
•	 Possuir uma sequência pseudoaleatória que converte o 
sinal de banda estreita em um sinal semelhante a um ruído, 
de banda larga, antes da transmissão;
www.esab.edu.br 57
•	 Ser imune à interferência;
•	 Dispor de robusta capacidade de múltiplo acesso;
•	 Ser eficiente no aproveitamento espectral.
Esquema de acesso CDMA
Acesso Múltiplo por Divisão de Espaço (SDMA)
Na técnica SDMA (Space Division Multiple Access) todos os 
usuários encontram-se dentro do sistema e aptos a comunicar 
ao mesmo tempo utilizando o mesmocanal. Além disso, um 
sistema de antenas adaptativas rastreiam componentes de 
múltiplos percursos para cada usuário combinando-os de forma 
ótima objetivando coletar a energia do sinal disponibilizado por 
cada usuário. Para um melhor entendimento deste sistema e 
método de acesso múltiplo, temos as seguintes entidades e suas 
respetivas definições. (MARAL, 2009)
www.esab.edu.br 58
 
Célula
Esta técnica é muito utilizada em comunicações celulares. Neste 
caso temos que, uma célula é uma região espacial, normalmente 
com formato circular, na qual existem vários terminais de dados. 
Estes terminais de dados se comunicam com uma unidade central 
denominada ERB (Estação Rádio-Base). Esta comunicação se dá 
nos dois sentidos (modo Full-Duplex). A comunicação da ERB 
para os terminais se dá no enlace denominado direto, enquanto 
que a dos terminais para a ERB ocorrem no enlace reverso.
Método de acesso SDMA
Interferência Co-Canal
Os canais de um sistema celular são divididos entre os terminais 
ativos. Terminais situados em células que estejam bastante 
afastadas uma da outra podem utilizar um mesmo canal. 
Denominamos de interferência Co-canal, à interferência 
www.esab.edu.br 59
produzida pelo uso de um mesmo canal em uma rede celular. 
(MARAL, 2009) (BAHAI, 2004)
Setorização
A setorização consiste no uso de antenas direcionais nas 
ERBs, ao invés de uma única antena omnidirecional. Deste 
modo, somente uma parte da interferência de co-canal proveniente 
de todas as direções é captada por uma antena direcional. Na 
prática, são utilizadas 3 antenas direcionais, de tal modo que uma 
célula é setorizada em setores de 120 graus. O objetivo da 
setorização é, portanto, diminuir a interferência co-canal.
Arranjo de Células
Um arranjo (“Cluster”) é um conjunto de células, no qual 
todos os canais de um sistema celular são utilizados. Muitas 
vezes, estes canais não podem ser utilizados em uma única célula, 
pois neste caso haveria um excesso de interferência co-canal. Um 
modo de se diminuir a interferência co-canal é dividir os canais em 
um conjunto de células, de tal modo que as células que utilizam os 
mesmos canais fiquem suficientemente afastadas. Estas células 
que utilizam os mesmos canais são denominadas co-células. A 
seguinte figura apresenta os arranjos regulares mais comuns. 
(MARAL, 2009)
www.esab.edu.br 60
Arranjos típicos de células em uma rede de telefonia celular
Acesso Múltiplo por Detecção de Portadora (CSMA)
Na técnica CSMA (Carrier Sense Multiple Access) o acesso 
múltiplo acontece quando cada terminal, através de algum 
protocolo específico, monitora o canal de comunicações e 
não inicia a transmissão até que o canal esteja sem uso 
(ocioso). Esta técnica é muito utilizada em redes de computadores 
com (e sem) cabo. As redes com cabo são antigas Ethernet 
(padrão IEEE 802.3) e as atuais FastEtherent (padrão IEEE 
802.3u), e nas redes sem fio, ou redes Wi-Fi, é utilizada com o 
padrão IEEE 802.11x.
www.esab.edu.br 61
Esta técnica CSMA utiliza duas formas:
1) CSMA/CA: Que é o Acesso Múltiplo por Detecção de 
Portadora com Evasão de Colisão (Carrier Sense Multiple 
Access with Collision Avoidance) é quando todos os terminais 
não detectam nenhuma transmissão em curso e podem 
enviar a informação. Mas enquanto um terminal transmite os 
outros terminais que desejam também transmitir deverão 
esperar até que o canal de comunicações fique liberado.
Exemplo do CSMA/CD
2) CSMA/CD: Aqui temos o Acesso Múltiplo por Detecção de 
Portadora com Detecção de Colisão (Carrier Sense Multiple 
Access with Collision Detection) é quando o terminal 
transmissor detecta a colisão na transmissão, então, a 
transmissão é encerrada e este terminal fica na espera até 
que uma nova oportunidade de transmissão aconteça.
 
www.esab.edu.br 62
Exemplo do CSMA/CD
www.esab.edu.br 63
Diagrama de fluxo do algoritmo CSMA
Portanto, o CSMA é utilizado em qualquer rede de difusão com 
acesso aleatório, neste tipo de redes a questão fundamental é 
determinar quem tem direito de usar o canal quando há uma 
disputa por ele. Nas redes do tipo Ethernet, os protocolos usados 
(para determinar quem será o próximo em fazer uso do canal de 
Dispositivo que pretende 
enviar dados
Escutando o méio de 
Transmissão
Méio de Transmissão Livre?N
Escutar o Méio de 
Transmissão pelo tempo de 
duração de 1 bit
Fim dos Dados? Colisão?N
Abortar o Processo de 
Envio e Esperar
Finalizar o Processo 
de Envio
S S
S
N
www.esab.edu.br 64
comunicações) para transmitir pertencem a uma subcamada do 
nível de enlace de dados, chamada MAC (Medium Access 
Control). Esta subcamada MAC é especialmente importante 
em LANs, pois, nestas redes os usuários fazem uso do canal 
de forma completamente aleatória.
www.esab.edu.br 65
Introdução
Um satélite é um objeto pequeno (em massa) que se move ao 
redor de um objeto muito maior (em massa). A Terra é um 
satélite porque ela se move em torno do Sol. A lua é um satélite 
porque ela se move em torno da Terra. Tanto a Terra quanto a Lua 
são satélites naturais. Mas existem também os satélites artificiais. 
Satélites artificias são objetos feitos por humanos para orbitar 
a Terra e outros planetas do Sistema Solar. Eles são utilizados 
para estudar a Terra, outros planetas, melhorar a comunicação, 
melhorar ligações telefônicas e várias outras funções. Os satélites 
podem até comportar pessoas dentro deles. É o caso da Estação 
Espacial Internacional e do Ônibus Espacial.
O primeiro satélite artificial foi o Sputnik 1, lançado em 1957, pela 
extinta União Soviética. A partir desse primeiro satélite, muitos 
outros países lançaram satélites de telecomunicações, espiões, 
de sensoriamento remoto, etc., ou seja, existem satélites com as 
mais diversas funções orbitando a Terra. Porém, com o passar do 
tempo, os satélites perdem gradualmente a sua função, virando 
apenas detritos espaciais. Estima-se que existem atualmente mais 
de 8.000 peças orbitando o planeta sem nenhuma função, 
formando parte da grande massa de lixo espacial. (MARAL, 2009)
 
www.esab.edu.br 66
Breve Resenha Histórica
•	 1945: Arthur C. Clarke sugere, num artigo publicado na 
revista Wireless World, a possibilidade de comunicações 
“globais” através do uso de 3 satélites em órbita 
geoestacionária;
•	 1954: A Lua é utilizada como repetidor passivo, mantendo-
se um serviço regular para transmissão de voz entre o Hawai 
e Maryland, no período 1956-1962;
•	 1957: É lançado o Sputnik I, o primeiro satélite Russo, com 
órbita a 950 km de altura. Manteve-se operacional durante 
62 dias. EUA “aceleram” programa espacial;
•	 1958: É lançado o Explorer I, o primeiro satélite americano. 
Manteve-se operacional durante 5 meses;
•	 1964: Estabelece-se a organização internacional INTELSAT 
(International Telecommunications Satellite). Também nesse 
mesmo ano a companhia aérea estadunidense PanAM, 
juntamente com a NASA conseguiram ativar um enlace de 
satélite utilizando a espaçonave Syncom III GEO utilizando 
a banda de frequência VHF (117,9 a 136 MHz).
•	 1965: É lançado o primeiro satélite da INTELSAT, conhecido 
como Early Bird ou Intelsat I;
•	 1975: A concorrência Rússia-EUA levou à intensificação das 
investigações e ao lançamento de novos satélites. Criam-se 
várias redes de satélites para comunicações comerciais, 
tais como, a INTELSAT, a MARISAT, a INMARSAT, etc.
•	 1998: Aparecem as primeiras redes de satélite com cobertura 
global: IRIDIUM (66 satélites) e GLOBALSTAR (48 satélites).
A partir de então, torna-se possível a comunicação entre quaisquer 
dois pontos da Terra, utilizando terminais portáteis ou sistemas de 
comunicações móveis.
www.esab.edu.br 67
Tipos de Satélites
Os satélites podem ser classificados como geoestacionário e 
não geoestacionário. Dentre as características apresentadas 
por um satélite geoestacionário estão: órbita circular paralela ao 
equador, a altitude de 35.786 km na qual estes dispositivos estão 
situados, proporciona a mesma velocidade derotação da Terra, 
cobrindo assim 1/3 da sua superfície. (MARAL, 2009)
Os satélites do tipo geoestacionário dividem-se em: 
•	 FSS (Fixed-Satellite Service): São sistema de comunicação 
via satélite que atendem um ponto fixo da superfície terrestre, 
como por exemplo, prover comunicação em caixas 
eletrônicos de bancos ou serviço de televisão.
•	 MSS (Mobile-Satellite Service): São sistema de 
comunicação via satélite que atendem pontos móveis, como 
por exemplo, o sistema de telefonia celular ou GPS. 
Já os satélites denominados não geoestacionários também 
atendem a pontos fixos (FSS) e a pontos móveis (MSS), mas, 
normalmente, estão localizados em: baixa orbita (abaixo dos 2000 
km), média órbita (entre os 2000 e 5000 km) ou alta orbita (acima 
dos 5000 km). (MARAL, 2009)
www.esab.edu.br 68
Tipos de satélites
Configuração de um Sistema de Comunicação Via Satélite
Um sistema de comunicações via satélite é dividido (sempre) 
em três segmentos: 
1) Segmento espacial: Este segmento contém um ou mais 
satélites ativos e reservas formando uma constelação.
2) Segmento de controle: No segmento de controle estão 
localizadas as estações que realizam o controle, o comando 
e a telemetria, ou seja, a gerencia do tráfego e dos recursos 
disponíveis no satélite.
3) Segmento terrestre: Este segmento é composto pelas 
estações (antenas) que podem variar de alguns centímetros, 
como o caso de sistemas móveis, até antenas de dezenas 
de metros para sistemas fixos.
 
www.esab.edu.br 69
Enlace de Comunicação
Existem três tipos de enlaces de comunicações nos sistemas de 
comunicação via satélite: Uplink, Downlink e Intersatélite. O 
primeiro é a porção de um enlace de comunicação utilizado para 
transmitir sinais de uma plataforma terrestre até o satélite. (MARAL, 
2009) (POPESCU-ZELETIN, 2010)
Esses sinais podem ser retransmitidos para outra estação terrestre 
o que se denomina Downlink ou para outro satélite, enlace 
conhecido como comunicação intersatélites.
Tipos de enlaces em um sistema de comunicações via satélite
EIRP
O desempenho do equipamento transmissor em enlaces via 
satélite é medido através da potência irradiada isotrópica 
efetiva ou EIRP (Effective or Equivalent Isotropic Radiated Power), 
esta é a potência emitida pela antena vezes o ganho proporcionado 
pela mesma, este parâmetro e definido como, (MARAL, 2009)
www.esab.edu.br 70
Onde, PT é a potência de transmissão da antena, L é a perda 
devido aos cabos de interconexão e provavelmente a leves 
desajustes da antena e G é o ganho da antena. O termo L pode 
ser ignorado por ser, na maioria das vezes, uma fração mínima de 
1 dB. Se o valor do ângulo pico para o parâmetro EIRP assim 
como a Diretividade (D) são conhecidas para uma determinada 
antena, então, a potência total irradiada ou TRP (Total Radiated 
Power) pode ser encontrada por médio da seguinte relação:
Figura de Mérito
Por outro lado, o desempenho dos equipamentos receptores 
é chamado figura de mérito e é obtida através da relação G/T 
definida por,
Onde, G é o ganho da antena receptora e T é a temperatura de 
ruído do sistema. Esta temperatura (medida em Kelvins) é a 
quantidade de ruído térmico gerado pelo amplificador, quanto 
menor a temperatura melhor o amplificador. (MARAL, 2009)
Relação Sinal / Ruído (C/N0)
Outra medida importante é o desempenho do enlace, dado 
pela relação entre o nível de potência do sinal recebido, C , e 
www.esab.edu.br 71
a densidade espectral de ruído, N0=kT (W/Hz). Essa relação é 
a relação sinal a ruído e é medida em hertz (Hz) e é definida como,
Onde, L é a perda devido aos cabos de interconexão, T é a 
temperatura de ruído do sistema e k é a constante de Boltzman 
(1,38x10-23 W/Hz-K). Os resultados apresentados por esta relação 
demonstram que, nas comunicações digitais, a qualidade de 
serviço é especificada pela taxa de erro de bit ou BER (Bit 
Error Rate). (DAS, 2010) (MARAL, 2009)
Largura de Banda
Outro parâmetro relevante neste tipo de comunicação é a largura 
de banda, , ocupada pela portadora do sinal. A largura de banda 
depende da taxa de transmissão da informação, da taxa de 
codificação do canal ou FEC (Forward Error Correction) e do 
tipo de modulação utilizada pela portadora. (MARAL, 2009)
Frequências de Alocação
Em se tratando das frequências de alocação, a Terra foi dividida 
em três grandes regiões:
•	 Região 1: Europa, África, Oriente médio e a Rússia;
•	 Região 2: América;
•	 Região 3: Ásia, excluído Oriente Médio e a Rússia.
www.esab.edu.br 72
Sistemas Disponíveis
Devido à proliferação do sistema celular e serviços de comunicação 
pessoal terrestre ainda existem enormes áreas não atendidas por 
qualquer sistema de comunicação terrestre sem fio. Estas áreas 
já estão começando a ser exploradas por sistemas de comunicação 
via satélite tais como INMARSAT, IRIDIUM e GLOBALSAT que 
fornecem principalmente serviços de telefonia celular e GPS. Os 
próximos serviços a serem disponibilizados são: televisão móvel, 
multimídia e online (telemedicina; ensino a distância, televisão 
interativa etc.). (DAS, 2010)
Introdução às Redes WPANs (UWB, WUSB)
As redes de área pessoal sem fio ou WPAN (Wireless Personal 
Area Network) são redes de pequeno alcance, no máximo 
com uma cobertura desde 10 até 30 metros. Normalmente 
utilizadas para conectar dispositivos compatíveis que se encontram 
posicionados em uma região próximo a um local central. (BASAGNI, 
2004)
www.esab.edu.br 73
Exemplo de uma WPAN
As principais características desse padrão, denominado IEEE 
802.15, são:
•	 Regular as funções e serviços necessários a dispositivos 
para operarem em redes Ad Hoc;
•	 Utilizar a frequência não licenciada de 2.4 GHz, que se 
estende de 2,4 até 2,4835 GHz, para fornecer comunicação 
entre os dispositivos que possuem a mesma tecnologia e 
que estejam dentro do raio de alcance. (BASAGNI, 2004)
WUSB
A tecnologia WUSB (Wireless Universal Serial Bus) é fruto de um 
consórcio entre as empresas: HP, Intel, LSI, Microsoft, NEC, 
Sansumg e ST-Ericcsson. A revisão 1.1 aprovada e publicada em 
9 de setembro de 2010 registra que a motivação para utilizar a 
tecnologia USB originou-se em dois principais motivos: a facilidade 
www.esab.edu.br 74
de uso e a possibilidade de expansão da taxa de transmissão. O 
objetivo do WUSB é ser uma evolução do USB. (CHAOUCHI, 
2007)
Características Técnicas
A tecnologia Wireless USB permite conectar até 127 
dispositivos USB periféricos ao USB host utilizando um 
modelo denominado “Hub and Spoke”. Neste modelo, cada 
intervenção (Spoke) é uma conexão ponto a ponto entre o USB 
anfitrião (Wireless Host) e os dispositivos periféricos (Wireless 
USB), conforme ilustrado na seguinte figura.
Exemplo básico de uma WUSB
As WUSB suportam taxas de dados iguais a 53.3, 80, 106.7, 200, 
320, 400 e 480 Mbps através de múltiplos canais. O padrão define 
www.esab.edu.br 75
que as taxas de transmissão iguais a 53.3, 106.7 e 200 Mbps são 
obrigatórias enquanto as taxas de transmissão restantes são 
opcionais. Para alcançar tais taxas esta tecnologia utiliza o método 
de acesso TDMA.
Na teoria, este sistema suporta taxas brutas de transmissão 
(excluindo a perdas, correção de erros e atenuação) de até 
480 Mbps para distância de até 3 metros e 110 Mbps a até 10 
metros. Além dos dispositivos portadores de transmissor nativo, 
existem dois adaptadores que possibilitam esta conectividade.
1) DWA (Device Wired Adaptor): Este dispositivo tem um 
formato semelhante a um Pen Drive que permitem que PCs 
sem transmissores realizem conexões via WUSB. 
2) HWA (Host Wired Adaptor): Dispositivo que liga dispositivos 
USB ao computador.
Exemplo de dispositivos DWA e HWA
Aplicações
Entre as possíveis aplicações encontra-se:
•	 Cluster para aplicações multimídia centralizado em um 
computador desktop capaz de agrupar dispositivos como: 
www.esab.edu.br 76
webcam, câmeras fotográficas e de vídeo, teclados, mouse, 
tocador de música, HD externo entre outros.
•	 Cluster para áudiocentralizado em micro system aglomerando 
tocador de música e celular;
•	 Cluster para jogos podendo ser centralizado em Xbox, Wii 
ou Play Station utilizando TV de alta definição e consoles 
quaisquer.
•	 Cluster para vídeos centralizado em host capaz de conectar 
câmera de vídeo, televisor de alta de definição e Home 
Theater e a internet possibilitando o download de vídeos sob 
demanda tecnologia que tem por objetivo substituir as 
locadoras de vídeo.
•	 Cluster para escritório centralizado em laptop com HD 
externo, SmartPhones, Tablets e impressoras multifuncionais 
entre os dispositivos periféricos.
Todos estes clusters poderiam se interligar a outros dispositivos 
como telefone IP sem fio, roteador wireless, com acesso à internet 
em banda larga, e controle remoto universal formando rede de 
longo alcance de alta conectividade conforme ilustrado no seguinte 
gráfico.
www.esab.edu.br 77
Aplicações das WUSB
UWB
A tecnologia UWB (Ultra Wide Band) ou banda ultra larga. Esta 
tecnologia, padronizada pelo IEEE 802.15.3, é utilizada para 
designar qualquer tecnologia de radiofrequência que utilize largura 
de banda igual a 500 MHz ou a 25% da frequência central. O 
objetivo central de uma UWB é permitir transmissão em alta 
velocidade entre aparelhos eletrônicos domésticos. (WANG, 
2008) 
www.esab.edu.br 78
 
Características Técnicas
O UWB além de ter um amplo espectro de atuação também 
transmite por rajadas de sinais (sinais emitidos centenas de vez 
por segundo). Esta combinação permite menor consumo de 
energia e taxas de transmissão maiores que tecnologias como 
Wi-Fi. Outras características consideradas importantes do UWB 
são:
•	 Banda de frequência: 3,1 a 10,6 GHz;
•	 Largura de canal: 528 MHz, 1,368 GHz e 2,736 GHz;
•	 Taxa de transmissão máxima: 480 Mbps;
•	 Modulação: QPSK e BPSK;
•	 Acesso múltiplo utilizando a 3ª geração de CDMA e OFDM;
•	 Alcance inferior a 3 metros.
Aplicações
A tecnologia UWB pode ser aplicada nas seguintes situações:
•	 Substituição do padrão IEEE 1394 que possibilita 
conectividade a dispositivos multimídia como câmeras 
fotográficas ou vídeo, reprodutores de MP3, tablets, 
celulares, etc.
•	 Permissão de conectividade de alta taxa de transmissão a 
periféricos como, scanner e impressora que utilizam a 
tecnologia WUSB.
•	 Disponibilização de conexão para dispositivos bluetooth e 
aparelhos móveis pertencentes as tecnologias XG.
www.esab.edu.br 79
•	 Utilização das larguras de banda 528 MHz ou 2736 MHz 
para realização de streaming de vídeo.
Vantagens e Desvantagens
As principais vantagens da tecnologia UWB são:
•	 Imunidade à interferência;
•	 Segurança do usuário;
•	 Baixo custo;
•	 Não interferência em outras tecnologias sem fio.
Enquanto as desvantagens temos:
•	 Alcance curto;
•	 Interferência de ruído ao longo da banda prejudica a 
qualidade do sinal;
•	 Dificuldade na transmitir em elevadas taxas.
Ferramentas Pedagógicas
Saiba Mais
Pesquisar e dar exemplos sobre as redes 
do tipo WPAN, WLAN, WMAN e WMAN.
www.esab.edu.br 80
O seguinte diagrama mostra a cobertura de cada tipo de rede sem 
fio, essa figura é bastante útil para entender o conjunto total e 
alcance das redes do tipo Wireless.
Diagrama de abrangência das diferentes tecnologias de redes 
sem fio
Dica
Um satélite geoestacionário é aquele que tem uma 
velocidade de rotação idêntica à velocidade de 
rotação da Terra, portanto, um satélite geoestacionário 
se situa sobre o mesmo ponto geográfico da Terra e 
a altitude para conseguir este sincronismo com a 
Terra é de aproximadamente 36.000 Km.
www.esab.edu.br 81
 
Estudo Complementar
Qual é a diferença entre um enlace via satélite 
e um enlace de rádio terrestre? 
Para Sua Reflexão
Temos três canais de comunicações móveis e eles 
apresentam os seguintes padrões de relação sinal a 
ruído, indicar qual é o melhor e por que?
1) C/N0=10
2) C/N0=1
3) C/N0=0,1
www.esab.edu.br 82
Fórum
Explicar mais sobre os satélites 
geoestacionários.
www.esab.edu.br 83
Aqui concluímos o nosso primeiro eixo temático. Neste eixo 
temático foram vistos e estudados vários tópicos, entre os mais 
relevantes temos, os diversos tipos de Sistemas de Comunicação 
Móvel, também foram vistas e estudadas as causas que provocam 
uma degradação (atenuação) do sinal transmitido, assim como as 
várias técnicas de acesso múltiplo para os sistemas de 
comunicações móveis e via satélite. Como vistos, são cinco 
técnicas amplamente estudadas nas redes de Acesso Múltiplo, 
quatro delas são determinísticas, isto significa que a informação 
enviada terá uma alocação de tempo (TDMA), frequência (FDMA), 
espaço (SDMA) ou código (CDMA) garantida e a qualidade do 
serviço terá bons níveis tanto na transmissão como na recepção, 
estas quatro técnicas são muito utilizadas para redes via satélite 
como para redes terrestres de telefonia celular. E uma última 
técnica não determinística e sim estatística, a denominada CSMA, 
está técnica é muito utilizada nas redes de área local (LAN). Estas 
técnicas de Múltiplos Acessos são muito importantes para o estudo 
e aprendizado do aluno, por isso recomenda-se o bom e claro 
entendimento de cada uma delas.
www.esab.edu.br 84
2º Topologias e Arquiteturas das Redes
Neste 2º eixo temático, temos o objetivo de apresentar ao aluno 
os tópicos de redes sem fio de cobertura pessoal de poucos 
metros, apresentaremos as diferentes tecnologias dentre estas 
redes de área pessoal. Na sequência entramos nas redes Wi-Fi 
que são a versão sem fio das clássicas redes de área local (LAN). 
Estudaremos outras tecnologias de comunicação sem fio, tais 
como as comunicações por luz infravermelha. E nas comunicações 
sem fio de cobertura maior estudaremos às redes metropolitanas 
e de área estendida, para finalizar com a evolução destes últimos 
sistemas, ou seja, das redes de área (ou cobertura) estendida 
sem fio.
•	 Unidade 6: Redes WPAN (Bluetooth, ZigBee, VLC e WBAN)
•	 Unidade 7: Tecnologia Wi-Fi
•	 Unidade 8: RFID e Sistemas de Comunicação Veicular
•	 Unidade 9: WMAN e WWAN
•	 Unidade 10: Evolução do Sistema WWAN (Projeto I)
www.esab.edu.br 85
Introdução
Na unidade anterior foi dada uma introdução às redes de área (ou 
cobertura) pessoal sem fio ou WPAN, e foram abordadas algumas 
das tecnologias destas redes como a WUSB e UWB. Nesta 
unidade continuaremos o estudo deste tipo de redes, também 
chamadas de redes domésticas sem fio, são redes sem fio cujo 
alcance é de, aproximadamente, algumas dezenas de metros. 
Estas redes servem geralmente para conectar dispositivos, tais 
como, impressoras, celulares, aparelhos domésticos, assistentes 
pessoais ou PDAs (Personal Digital Assistant) em um 
computador sem conexão por cabo. (SOYINKA, 2010) 
Exemplo de rede WPAN ou simplesmente PAN
www.esab.edu.br 86
As WPANs também permitem a conexão entre duas máquinas 
próximas. Existem várias tecnologias utilizadas para as WPAN 
que serão estudadas a seguir. Portanto, nesta unidade 
analisaremos outras redes WPANs também regulamentadas 
pelo padrão IEEE 802.15.
Bluetooth
A principal tecnologia WPAN é a Bluetooth, lançada pela 
Ericsson em 1994, com uma taxa de transmissão nominal de 1 
Mbps para um alcance máximo de aproximadamente 30 metros. 
O Bluetooth, também conhecido como IEEE 802.15.1, tem a 
vantagem de consumir pouca energia, o que o torna adaptado 
para o uso em pequenos dispositivos. Suas especificações foram 
elaboradas e licenciadas pelo Bluetooth Special Interest Group e 
proveem uma forma simplificada de troca de informações através 
de uma frequência de curto alcance, não licenciada e segura. A 
gráfico a seguir mostra que o Bluetooth é utilizado para realizar 
conexão entre impressoras, laptops, celulares, microcomputadores, 
câmeras fotográficas e qualquer dispositivo que tenha um endereço 
IP, além de teclados e mouses eliminado assim a necessidade de 
cabos.
www.esab.edu.br 87
Exemplo de uma rede Bluetooth
Este protocolo possui como características principais o baixo 
consumo de