Comunicaciones Moviles

Laboratório de Comunicações Móveis TI0072 – 2011.2
TP1 - Introdução aos Sistemas de Telefonia Móvel e de Comunicações Sem Fio

Prof. Walter C. Freitas Jr
walter@gtel.ufc.br

Grupo de Pesquisa em Telecomunicações Sem Fio (GTEL) http://www.gtel.ufc.br/~walter http://sites.google.com/site/walterjr/ http://sites.google.com/site/profwalterfreitas/

Curso de Graduação em Engenharia deTeleinformática (CGETI)

Tópicos
Parte 0 – Introdução e Histórico Parte 1 - Antenas, Propagação e Perda de Percurso Parte 2 - Cobertura e Análise de Enlace

Sistemas de Comunicações
Comunicação – processo de troca de informação entre indivíduos através de um sistema comum de símbolos, sinais, etc

Digital vs. Analógico
o Desempenho – alfabeto finito taxa de erro o Tratamento idêntico paradiferentes tipos de sinais digitais
― Voz, vídeo, dados

Sistema móvel celular
Região geográfica dividida em células (expansão modular) Estações rádio-base (ERB) distribuídas na área de cobertura com menor potência de transmissão Reuso de canais em locais separados espacialmente - Interferência cocanal Serve alta densidade de usuários Mudança de ERB (handover) Mudança de área de serviço (roaming)Sistemas móvel celular
Transmissão indireta • Definições:
– BS: base station – MS: mobile station

• Enlaces:
– Enlace direto / downlink (DL)
• BS Sinal desejado Interferente • MS MS BS

– Enlace reverso / uplink (UL)

Características dos sistemas móveis
Espectro limitado (limitação de capacidade de usuários e de transmissão) Potência de transmissão limitada Múltiplos usuáriosdividem o espectro de forma organizada e equitativa (técnicas de múltiplo acesso) Canal de transmissão rádio-móvel tem características variáveis e é sujeito a ruídos e interferências Gerência de mobilidade (handover, roaming)

Alocação do espectro

Duplexação e múltiplo acesso
Duplexação
o Determina como as transmissões bidirecionais de uplink/downlink compartilham os recursos de rádio oPrincipais tipos:
― Frequency Division Duplex (FDD) ― Time Division Duplex (TDD)

Múltiplo acesso
o Determina como as transmissões em um mesmo sentido compartilham os recursos de rádio o Principais tipos:
― FDMA, TDMA, CDMA, SDMA, OFDMA…

Duplexação - FDD

Distância de duplexação

duplex distance

Tx

Rx f

tempo

UL: Freq. Tx MS = Freq. Rx BS DL: Freq. Rx MS = Freq. Tx BS

TxFiltro de transmissão Filtro de recepção

Rx

duplexador

Duplexação - TDD

tempo T

MS

Tx uplink

Rx downlink Tx

Tx uplink Rx

Rx downlink Tx

Tx uplink Rx

Rx downlink Tx

BS

Rx

Duplexação
FDD Transmissão e recepção simultâneas Separação entre up e downlink Sincronização temporal MS/BS Tempo de guarda Banda de guarda Alocação de recursos entre uplink e downlikTaxa de transmissão instantânea comparada à média possível duplexador de alto custo desnecessária desnecessário necessária fixa igual TDD impossível switch de baixo custo necessária necessário desnecessária flexível maior

Múltiplo acesso - FDMA
FDMA (Frequency Division Multiple Access) Caracteriza a primeira geração analógica da telefonia celular baseada em modulação FM A faixa total alocadapara o sistema é dividida em canais para comunicação full-duplex Exemplo
o o o o o o o Banda total: 25 MHz, banda de guarda: 5 MHz Faixa para enlace direto: 800 a 812,5 MHz Faixa para enlace reverso: 817,5 a 830 MHz Canal de voz simplex: 30 kHz Total de canais de voz full-duplex: 25x103 / (2x30) = 416 canais Canal 1: direto 800,000 MHz; reverso 817,500 MHz Canal 2: direto 800,030 MHz; reverso817,530 MHz …

Outras técnicas de múltiplo acesso
Sistemas de 2a geração baseados em TDMA e CDMA
o FDMA - utilizado nos sistemas analógicos de 1a geração

TDMA – Time Division Multiple Access
o o o o o o Particiona cada canal em fatias no tempo (time-slots) que são alocadas para diferentes usuários Transmissão digital da voz através de algoritmos de compressão Associa um código secreto para...