Sistemas de comunicações moveis

Manual de FTL

SISTEMAS DE COMUNICAÇÕES MÓVEIS

Manual de Sistemas de Comunicações Móveis Pág. 2

CINEL – Centro de Formação Profissional da Indústria Electrónica

NOTA DO AUTOR

Este manual destina-se a ser utilizado como documento de apoio a cursosde Telecomunicações.

Alguns dos conceitos e circuitos aqui apresentados obrigam aconhecimentos básicos nas áreas de electricidade e electrónica, mas não énecessária formação avançada nessas áreas.

Não se desenvolvem os temas exaustivamente, antes se faz uma súmulatão clara e concisa quanto possível, que permita ao formando ter umaideia genérica de com um sinal de rádio é emitido, transmitido e recebido.

A parte de interpretação de circuitos é sobretudo baseada em diagramasde blocos por ser menos complexa e mais didáctica.

Alguma da terminologia técnica utilizada encontra-se em inglês, não setendo considerado nem lógico, nem adequado, fazer a sua tradução paraportuguês quer por os termos ainda não se encontrarem generalizadosentre nós, quer sobretudo pelo facto de que a maioria dos manuais epáginas Web, independentemente do seu idioma, também usarem ostermos ingleses como referenciais.

Dado que o grafismo deste manual faz uso intensivo da cor, aconselha-sea que sejam feitas cópias em cor, ou que na sua impossibilidade, sejamdistribuídas cópias em CD. O tamanho da letra utilizado, permite aimpressão de duas páginas por folha.

Paulo Azevedo



ÍNDICE

Capítulo 1 - Introdução 7

1.1. Redes sem fios e redes móveis 7

1.2. Cronologia e evolução 8

1.3. Cronologia da rede móvel em Portugal 9

1.3.1. Rede Analógica 10

1.3.2. GSM 10

1.3.3. UMTS 10

1.3.4. MvNO 11

1.3.5. Número total de assinantes 11

1.3.6. Número de assinantes por operador 12

1.4. Gerações 13

1.4.1. Mobile Satellite Systems - MSS 14

1.5. Organismos reguladores das telecomunicações 15

1.5.1. ITU (International Telecomunications Union) 15

1.5.2. ANACOM 16

Questionário de revisão 18

Capítulo 2 - Sistemas de Comunicação Móvel 19

2.1. Conceito de comunicação rádio 19

2.2. Conceito de plano de frequências 21

2.3. Conceito de célula 22

2.4. Conceito de cluster 25

2.5. Sectores 27

2.6. Factor de reuso 29

2.7. Estrutura Básica do sistema móvel 30



2.8. Questionário de revisão 32

Capítulo 3 - Sistema GSM 33

3.1. Estrutura GSM 33

3.2. Atribuição de frequências 34

3.3. Estrutura da rede GSM 37

3.4. Componentes da rede GSM 38

3.4.1. Rádio Sub-System (RSS) 39

3.4.1.1. Subsistema de estações de base (BSS) 40

3.4.1.2. Estação Móvel (MS) 41

3.4.2. Network and Switching Subsystem (NSS) 42

3.4.2.1. Central de comutação móvel (MSC) 42

3.4.3. Operation Subsystem (OSS) 44

3.4.3.1. Centro de Operação e Manutenção (OMC) 45

3.4.4. Protocolos GSM 45

3.5. Técnicas de acesso ao meio 46

3.6. Canal de difusão e canal de tráfego 49

3.6.1. Procedimento de “handover” 52

3.6.1.1. Tipos de “handover” 53

3.6.2. Procedimento de roaming 55

3.6.3. Estabelecimento de comunicação fixo-móvel 55

3.6.4. Estabelecimento de comunicação móvel-fixo 56


Capítulo 4 - Sistema UMTS 60

4.1. Introdução ao UMTS/IMT2000 60

4.2. Plano de frequências 61

4.3. Comparação GSM-UMTS 62

4.4. Técnicas de acesso ao meio 63

4.5. Soft Handover 63

Capítulo 5 - O Telemóvel GSM 65

5.1. Esquema funcional em emissão 65

5.2. Esquema funcional em recepção 67

5.3. A emissão 68

5.3.1. Digitalização de sinais 68



5.3.2. Vocoder GSM 71

5.3.3. Encriptação 72

5.3.4. Protecção de erros - entrelaçamento 73

5.3.5. Modulação 0.3 GMSK 75

5.3.6. A portadora 77

5.3.7. Multiplexagem temporal (TDD) 79

5.3.8. Anatomia do telémovel 79


Capítulo 6 - Projecto do sistema 83

6.1. Aspectos de projecto do sistema 83

6.1.1. Volume de Tráfego 83

6.1.2. Área de serviço 84

6.1.3. Localização da primeira BTS 85

6.1.4. Padrão de reuso 86

6.1.5. Localização das BTS 86

6.1.6. Diagrama de cobertura 87

6.1.7. Teste de campo 88

6.1.8. Aspectos de tráfego 88


Capítulo 7 - Glossário, Links, e Bibliografia 91

7.1. GLOSSÁRIO 91

7.2. LINKS Internet 98

7.2.1. Regulamentação e Operadores 98

7.2.2. GSM 98

7.2.3. UMTS 99

7.2.4. DIVERSOS 99

7.3. BIBLIOGRAFIA 99



Capítulo 1 - Introdução

Hoje em dia já nem nos apercebemos de como estamosdependentes dos sistemas móveis de comunicações. Estecapítulo introduz os conceitos elementares associados áscomunicações móveis e às suas diferenças em relação aos outrossistemas de comunicações fixos.

1.1. Redes sem fios e redes móveis

Diz-se que uma rede é sem fios quando a comunicação é possível sem recurso a

ligações directas por meio físico (cabo, tomadas, etc) entre utilizadores ou entre utilizadores

e equipamentos mas dentro da mesma rede.

Diz-se que uma rede é móvel quando um utilizador é capaz de se movimentar para

fora da sua rede de assinatura, conservando a comunicação e o seu endereço original.

A Fig. 1-1 mostra alguns dos exemplos mais comuns no dia a dia. Repare que a

maioria dos sistemas que utilizamos são sem fios, e o único que é realmente móvel é o

sistema utilizado pelo telemóvel.

Capítulo

Sistema Sem Fios Móvel

Telemóvel

Bluetooth x

Telefone sem fios (casa) x

Walkie-talkie x

Fig. 1-1 – Redes sem fios e redes móveis



1.2. Cronologia e evolução

As comunicações móveis são o fruto de cerca de 100 anos de evolução nas

telecomunicações, desde os tempos longínquos (1876) em que Graham Bell transformou a

voz em sinais eléctricos e inventou o telefone, tal como hoje o vemos nos museus e nos

filmes de época (Fig. 1-2).

Seguiu-se o telégrafo e em 1987 Marconi fez a primeira

transmissão morse sem fio. As transmissões de voz e música

via rádio seriam o passo seguinte, mas demoraria muito até

que a tecnologia, o mercado e os preços permitissem o

verdadeiro advento das comunicações móveis.

Pode considerar-se o sistema AURORA (1978) como

tendo sido o primeiro sistema móvel comercialmente viável.

Logo a seguir, surgiram muitos outros sistemas, sem critérios de estandardização, em que os

países tecnologicamente mais desenvolvidos tentaram fazer singrar os seus próprios

sistemas como se evidencia na tabela da Fig. 1-3.

Fig. 1-2 – Telefone de 1987

Ano Sistema / Banda Países

1978 (1984) AURORA 400 (800) Canadá

1979 NTT 800 Japão

1981 (1986) NMT 450 (900)Dinamarca, Noruega, Suécia, Finlândia,

Bélgica, Hungria, Holanda, Espanha,Turquia e Suíça

1983 AMPS 800EUA, Canadá, México, Austrália, Nova

Zelândia, Taiwan, Coreia do Sul, Brasil, etc.

1984 RTMS 450 Itália

1985 TACS 900 Reino Unido, Irlanda

1985 Radiocom2000 450 França

1985 C-450 Alemanha, Áustria, Portugal e África do Sul

1987 GSM 900 Europa, Ásia, África, Oceânia

1989 TDMA 800 EUA

1991 PDC Japão

Fig. 1-3 – Cronologia dos sistemas de comunicação móvel



A multiplicidade de sistemas levou a que houvesse a tentativa de uniformização

universal mas tal não veio a ser conseguido pois Europa, EUA e Japão quiseram fazer

prevalecer os seus interesses económicos e proteccionistas acima dos interesses universais.

A Europa adoptou o sistema GSM (que viria a ser aceite na maioria dos países), os EUA

adoptaram o AMPS e o Japão adoptou o sistema PDC.

Dado o fracasso da uniformização em relação às redes móveis iniciais, e porque um

sistema só será realmente móvel se poder ser utilizado em qualquer parte do mundo, tentou

estandardizar-se a geração seguinte, adoptando-se o sistema IMT2000/UMTS. Este processo

de convergência de sistemas móveis é ilustrado na Fig. 1-4 e oportunamente se fará a sua

descrição técnica.

1.3. Cronologia da rede móvel em Portugal

Na cronologia das redes móveis em Portugal [fonte: ANACOM em www.anacom.pt] são

importantes as seguintes datas e eventos:

Fig. 1-4 – Evolução das redes móveis



1.3.1. Rede Analógica

1989 - Lançamento do Serviço Móvel Terrestre, em tecnologia analógica (primeirageração), pelo operador constituído pelos CTT e TLP, em consórcio, que dariaposteriormente origem à TMN. Sistema alemão C-450 que veio a ser adoptado emPortugal e na Alemanha.

31 de Outubro de 1999 – Abandono pela TMN da tecnologia analógica que no seuperíodo áureo, antes dos telemóveis digitais, atingira apenas cerca de 20.000 clientes.

1.3.2. GSM

1991 – Concurso público para atribuição de uma licença em tecnologia de segundageração – GSM (faixa de 900 MHz). Apresentaram-se a concurso 8 candidatos. A Telecelfoi a vencedora.

1992 – Início da actividade do segundo operador móvel, a Telecel, e entrada emfuncionamento da rede GSM do operador TMN, a quem foi automaticamente atribuídauma licença GSM.

1997 – Atribuição de frequências em DCS 1800 aos operadores móveis presentes nomercado – TMN e Telecel.

1998 – Início da actividade do terceiro operador móvel, a Optimus.

1.3.3. UMTS

Abril de 1999 – Consulta Pública para recolha de manifestação de interesse sobre aprestação de serviços e/ou a constituição de redes no âmbito do Sistema Universal deTelecomunicações Móveis (UMTS).

1 de Agosto de 2000 – Abertura do concurso público para atribuição de quatro licençasde âmbito nacional para os Sistemas de Telecomunicações Móveis internacionais(IMT2000/UMTS).

11 de Janeiro de 2001 -Emissão das licenças UMTS.

Outubro de 2001 – Arranque do UMTS adiado para 31 de Dezembro de 2002.

3 de Dezembro de 2002 – Celebração de acordos (três) entre a ONI SGPS e a OniWay,por um lado, e a TMN, a Optimus e a Vodafone, por outro, na sequência da decisão daOniWay sobre a descontinuação da sua actividade.

30 de Dezembro de 2002 – Prorrogação, até 31 de Dezembro de 2003, do prazo parao início da actividade licenciada pelos operadores UMTS.



13 de Janeiro de 2003 –Revogação, por despacho do Ministro da Economia, da licençade UMTS da OniWay. E atribuição, por despacho do Ministro da Economia, de frequênciasadicionais aos outros três operadores UMTS – Optimus, TMN e Vodafone.

21 de Abril de 2004 – Início da oferta comercial do sistema UMTS pelo operador TMN.

5 de Maio de 2004 – Início da oferta comercial do sistema UMTS pelo operadorVodafone.

4 de Junho de 2004 – Início da oferta comercial do sistema UMTS pelo operadorOptimus.

1.3.4. MvNO

9 de Fevereiro de 2007 – ANACOM esclarece o enquadramento regulatório daactividade dos operadores de rede móvel virtual (sigla inglesa, MVNO- Mobile VirtualNetwork Operator ).

Trata-se de operadores independentes que suportam a sua oferta de serviços decomunicações electrónicas na rede de outro operador móvel, não possuindo rede própria(os direitos de utilização de frequências e infra-estruturas associadas à rede de acessorádio). Estes operadores:

possuem clientes directos, isto é, são responsáveis exclusivos pela relação com osutilizadores finais, assegurando directamente, perante estes e perante a ANACOM, ocumprimento das regras de protecção dos utilizadores e assinantes específicas dosector das comunicações electrónicas, tais como a portabilidade, a utilização decontratos de adesão aprovados pelo regulador e a disponibilização de serviços deapoio ao cliente, incluindo a prestação de informações e o tratamento dereclamações, facturação e cobrança, assim como as demais condições do Decreto-Lei n.º 10/2004, de 10 de Fevereiro.

concebem e colocam no mercado uma oferta retalhista própria, tendo a liberdade dea diferenciar da do operador em que se suportam, definindo a sua própria estratégiacomercial.

1.3.5. Número total de assinantes

O número de assinantes das redes móveis em Portugal no fim de cada ano [fonte:

ANACOM] mostra bem como foi rápida e fulminante a adopção desta nova tecnologia.

1989 – 2.800 assinantes (rede analógica).



1992 – 37.300 assinantes (rede analógica + rede digital).



1993 – 101.200 assinantes.

1994 – 173.500 assinantes.

1995 – 340.800 assinantes.

1996 – 663.700 assinantes.

1997 – 1,5 milhões de assinantes.




2001 – 8 milhões de assinantes.

2002 – 8.670 milhões de assinantes.




2006 – 12,2 milhões de assinantes (taxa de penetração de 115,7%)

2007 – 12,941 milhões de assinantes (3º trimestre 2007)

1.3.6. Número de assinantes por operador

A Fig. 1-5 mostra o número de assinantes das redes móveis em Portugal por operador

[fonte:WIKIPEDIA http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_mobile_network_operators_of_Europe#Portugal ]

Comparando com os outros 24 países da UE, Portugal evidencia no final de 2007 uma

das maiores penetrações de mercado, perto dos 120% (Fig. 1-6).

Operador Tecnologia Assinantes (milhões)

TMN GSM, GPRS, UMTS, HSDPA 6.004 (Setembro 2007)

Vodafone GSM, GPRS, UMTS, HSDPA 4.775 (Junho 2007)

Optimus GSM, GPRS, UMTS, HSDPA 2.60 (Janeiro 2007)

Radiomóvel (ZAPP) CDMA 0.040 (Janeiro 2007)

Fig. 1-5 – Distribuição de assinantes por operador [fonte: Wikipedia]



1.4. Gerações

Os primeiros sistemas de comunicação móvel (analógicos) eram equipamentos

volumosos, pesados, caros e de grande consumo de energia. Por essas características, eram

normalmente instalados nos carros sendo raramente utilizados como equipamentos

realmente portáteis.

O boom dos sistemas de comunicação móveis deu-se na década de 90 com o avanço

das tecnologias digitais proporcionado pelas centrais digitais, técnicas de sinalização por

canal comum e os enlaces digitais.

A substituição dos sistemas analógicos pelos sistemas digitais proporcionou melhor

eficiência do espectro, qualidade de voz e integração de serviços.

Por facilidade, tem-se descrito a evolução dos sistemas de comunicação móvel em

termos de gerações.

A 1ª geração foi analógica ao que se seguiram as gerações digitais. Neste momento

estamos na geração 3,5 como evidenciado na Fig. 1-7.

Fig. 1-6 – Penetração dos sistemas móveis na UE25 [fonte ANACOM]



Ao longo deste manual estas gerações serão abordadas em pormenor.

1.4.1. Mobile Satellite Systems - MSS

Embora ainda com muito poucos utilizadores, sobretudo pelos elevados custos de

utilização, as comunicações móveis por satélite oferecem ao utilizador um serviço global

porque cobre qualquer ponto do mundo sobretudo aqueles em que não há qualquer sistema

Fig. 1-7 – Gerações das redes móveis

Fig. 1-8 – Mobile Satellite System



terrestre móvel como por exemplo nos Himalaias, nos desertos ou nos pólos.

Os operadores satélite mais conhecidos são o GLOBALSTAR e o IRIDIUM ambos com

apenas cerca de 250.000 assinantes cada e em riscos de falência.

O sistema IRIDIUM utiliza 66 satélites de orbita baixa (LEOS) a cerca de 750km de

altitude (Fig. 1-8). Como a esta altitude cada satélite cobre apenas uma pequena parte da

superfície terrestre, são necessários muitos satélites para cobrir toda a superfície terrestre, o

que por si só justifica os elevadíssimos valores de instalação e manutenção destes sistemas

satélite.

1.5. Organismos reguladores das telecomunicações

Tal como em muitas das áreas da nossa vida, também desde o advento das

telecomunicações, se sentiu a necessidade de uma regulamentação nacional e internacional.

Os sinais de rádio ultrapassam fronteiras e mesmo dentro do próprio país facilmente

interferem entre si.

O ITU (international Telecomunications Union) é o organismo regulador internacional.

É uma agência das Nações Unidas e actua no sector das telecomunicações em 3 áreas

distintas: fiscalização, estandardização e desenvolvimento.

A Anacom é o organismo regulador em Portugal e faz cumprir as normas definidas

pelo ITU, regulamentando as especificidades nacionais.

1.5.1. ITU (International Telecomunications Union)

O primeiro órgão regulador das telecomunicações internacionais data da época do

telégrafo. Foi criado em 1865 e designava-se também por ITU (International Telegraph

union).

Com o advento do telefone e da telegrafia, foram criados em 1925 dois comités

consultivos internacionais (CCI), um para serviços de telefone (CCIF) e outro para a

telegrafia (CCIT).



Dois anos mais tarde (1927) criou-se o comité consultivo internacional para a rádio

(CCIR).

Em 1934 a ITU manteve a sigla mas passou a ser a International Telecomunications

Union e em 1947 tornou-se numa agência das Nações Unidas.

Em 1956 e com o declinar do telégrafo, os comités CCIF e CCIT fundiram-se num só, o

CCITT.

Em 1992 na grande reforma da ITU o CCITT mudou o nome para ITU-T e passou a ser

o responsável pela estandardização das telecomunicações. O CCIR originou o ITU-R e

passou a ser o responsável pela regulamentação e fiscalização. Simultaneamente criou-se o

ITU-D com funções de incentivar e tutelar o desenvolvimento das comunicações mundiais.

ITU-R – ITU Radiocomunications sector

ITU-T – ITU Telecomunications Standards

ITU-D – ITU Telecomunications Development

O ITU divide o mundo em três regiões para coordenação de suas actividades:

Região 1: Europa, Antiga URSS, Ásia Menor e África

Região 2: Américas e Hawai

Região 3: Oceânia e o restante da Ásia

1.5.2. ANACOM

O ICP – ANACOM (Autoridade Nacional de Comunicações) é a autoridade reguladora

do sector das comunicações - telecomunicações e correios - em Portugal. Inicialmente

designada por ICP (Instituto das Comunicações de Portugal), tem a nova designação e

estatutos desde 6 de Janeiro de 2002 após a publicação a 7 de Dezembro do Decreto-Lei n.º

309/2001.

A ANACOM tem por objecto a regulação, supervisão e representação do sector das

comunicações. A ANACOM é, pois, a autoridade reguladora das comunicações postais e das

comunicações electrónicas, conforme resulta da própria lei de bases dos serviços postais

(artigo 18º da Lei n.º 102/99, de 26 de Julho) e da lei das comunicações electrónicas



(artigos 4º e 5º da Lei n.º 5/2004, de 10 de Fevereiro).

Para o efeito, são atribuições da ANACOM:

Regulação de mercado

Supervisão de mercado

Representação do sector das telecomunicações

Mais detalhes sobre as atribuições da ANACOM e para consulta de algumas estatísticas

extremamente interessantes das telecomunicações em Portugal, visite www.anacom.pt



Questionário de revisão

1. Qual a diferença entre redes sem fios e redes móveis?

2. Quais as gerações de comunicações móveis utilizadas em Portugal?

3. Porque razão os sistemas de comunicações móveis por satélite (MSS) estão com

dificuldade em se impor no mercado?

4. Qual é o organismo regulador das telecomunicações nacionais?

5. Qual é o organismo regulador das telecomunicações internacionais?



Capítulo 2 - Sistemas de Comunicação

Móvel

Este Capítulo tem por objectivo apresentar os conceitosprevalecentes aos sistemas de comunicações móveis e à suaestrutura celular.

2.1. Conceito de comunicação rádio

O telemóvel é na sua essência um equipamento emissor/receptor porque recebe e

emite sinais de rádio.

As comunicações de rádio entre um emissor e um receptor podem ser do tipo simplex,

half-duplex ou duplex.

Em simplex, a comunicação é feita numa única direcção ou seja, somente do emissor

para o receptor, como mostra a Fig. 2-1.

Um exemplo simplex é o de uma emissora de rádio FM. Ela emite mas os rádios que

captam a estação, não têm qualquer possibilidade de comunicar com ela.

Capítulo

Fig. 2-1 – Comunicação Simplex



Em half-duplex a comunicação pode ser feita em ambos os sentidos, mas de modo

alternado, ou seja, num determinado instante a informação só vai ou só vem, tal como

indicado na figura Fig. 2-2.

Um exemplo half-duplex é a comunicação utilizando walkie-talkies. Quando uma

pessoa fala a outra deve escutar. Quando a primeira pessoa termina de falar, diz

"terminado" e liberta o canal para a outra pessoa poder então comunicar.

A impossibilidade de falarem ao mesmo tempo é derivada de se utilizar a mesma

frequência para emitir e receber.

Não há actualmente tecnologia que permita ao mesmo equipamento estar a emitir e a

receber sinais na mesma frequência porque os sinais emitidos são muito fortes e se

sobrepõem aos sinais recebidos que são sempre muito mas mesmo muito mais fracos.

Para que uma comunicação rádio possa ser feita em ambos os sentidos é necessário

utilizar duas frequências diferentes, uma para emissão, outra para recepção (Fig. 2-3).

Estas frequências têm que ser suficientemente afastadas entre si para que não façam

interferência uma na outra durante a emissão/recepção.

Chama-se CANAL ao conjunto de frequências utilizado para fazer uma transmissão de

sinal.

Um canal simplex ou half-duplex necessita apenas de um conjunto de frequências que

Fig. 2-2 – Comunicação Half-duplex

Fig. 2-3 – Comunicação Full duplex



será comum à emissão e à recepção.

Um canal duplex obriga a dois conjuntos de frequências, um para emissão, outro para

recepção. O canal duplex é portanto formado por dois canais simplex.

À comunicação emissor receptor chama-se downlink ou ligação descendente e à

comunicação receptor emissor chama-se uplink ou ligação ascendente (Fig. 2-4).

Sempre que ligamos um telemóvel para receber ou para fazer uma chamada

telefónica, ele comunica com uma estação base próxima e é a partir dessa estação que o

sinal será reencaminhado para outros telemóveis ou para a rede fixa.

Nunca se faz comunicação entre telemóveis directamente.

2.2. Conceito de plano de frequências

Os sistemas de comunicação móvel usam frequências de rádio para emissão e

recepção em duplex.

Nas comunicações móveis, o sistema adoptado em Portugal utiliza três bandas de

frequências:

Banda GSM: [890-935 MHz] uplink e [935-960 MHz] downlink

Banda DCS: [1.710-1.785 MHz] uplink e [1805-1880 MHz] downlink

Banda UMTS: [1920-1980 MHz] uplink e [2110-2170 MHz]

A banda GSM900 foi posteriormente ampliada entre [880Mhz-890MHz] e [925MHz-

935MHz].

Fig. 2-4 – Downlink-Uplink



A frequência de uplink é sempre menor que a de downlink, porque as frequências mais

baixas se atenuam menos na propagação o que compensa o facto de o telemóvel emitir com

potência muito mais baixa do que a estação base à qual vai se ligar.

2.3. Conceito de célula

Os primeiros sistemas de comunicação por rádio móvel possuíam uma única estação

base, com uma antena num ponto elevado e dominante e alta potência de transmissão,

cobrindo uma grande área e utilizando todo o espectro de frequências.

A comunicação ficava assim restrita à área coberta por essa antena e o volume de

tráfego era limitado pelo número de canais disponíveis.

Os sistemas deveriam estar geograficamente separados para evitar a interferência co-

canal, mas isto gerava descontinuidade das chamadas em andamento sempre que o

utilizador necessitava de percorrer duas áreas de serviço distintas servidas por antenas e

frequências diferentes.

O conceito de célula patenteado em 1972 pelos laboratórios Bell (EUA), foi a chave que

Fig. 2-5 – Comunicação 1ª geração



veio revolucionar as comunicações móveis. Em vez de utilizar um emissor de alta potência

para cobrir uma área, utilizam-se vários emissores de baixa potência para cobrir a mesma

área de modo a que não interfiram entre si.

As antenas não precisam de ser instaladas tão altas e por isso a mesma frequência

pode ser reutilizada em distâncias pequenas permitindo maior cobertura para mais

assinantes.

A contrapartida destas vantagens é a necessidade de instalar muito mais antenas e

equipamentos aumentando o custo das infraestruturas.

A Fig. 1-1 dá um exemplo da diferença do conceito tradicional para o conceito célula. A

área da figura pode ser coberta por só estação rádio de alta potência com por exemplo 100

canais.

Se utilizarmos estações de menor potência poderemos então atribuir 25 canais para

cada uma dessas antenas e repetir os canais atribuídos desde que a distância entre estações

seja suficiente para eles não interferirem.

Assim as estações [1 e 7], [2 e 4], [3 e 5] e [6], ao transmitirem 25 canais cada uma

Fig. 2-6 – Conceito celular



totalizarão 175 canais em vez de 100 canais da estação de antena de alta potência.

Este conceito celular permite portanto a reutilização de frequências e o aumento

substancial de capacidade de tráfego dentro da mesma área.

[Curiosamente o conceito celular influenciou até o nome dos equipamentos pois na

maioria dos países, utiliza-se a designação de “telefone celular” para o que em Portugal

designamos por “telemóvel”].

Na sua essência cada uma destas células pode ter o formato que se quiser, mas o

formato mais intuitivo seria o formato circular, tal como indicado na Fig. 2-7, porque a

antena da célula, se fosse uma antena do tipo isotrópico, transmitiria por igual em todas as

direcções.

Contudo, o projecto de redes móveis, fica mais fácil e aproxima-se mais da realidade

prática se for utilizada a célula hexagonal, como se mostra na Fig. 2-8.

Fig. 2-7 – Célula circular

Fig. 2-8 – Célula hexagonal ou circular?



Uma célula representa a área geográfica coberta pelo sinal de rádio emitido pela(s)

antena(s) que comunica(m) com os telemóveis. Quando se projecta um sistema celular

idealiza-se uma área (célula) totalmente abrangida pelo sinal de rádio que só cobre essa

área e não interfere na área (célula) vizinha.

Repare que o formato circular deixaria zonas sem cobertura. O formato hexagonal é

mais adequado porque permite visualizar muito melhor, em teoria, a forma como o sistema

está implementado no terreno.

Acresce que ao longo de todos estes anos de projectos e ensaios de redes móveis,

provou realmente ser o formato que mais se aproxima da realidade no terreno e por isso é o

formato normalmente adoptado.

2.4. Conceito de cluster

As células são agrupadas em clusters (Fig. 2-9).

Chama-se cluster ao conjunto das células que utiliza todas as frequências disponíveis

pelo operador, sem que haja repetição de frequências.

Neste exemplo o tamanho do cluster é de 7 células por isso n=7, mas poderia ser de

qualquer outro valor. Os valores mais utilizados são 3, 4 e 7 (Fig. 2-10).

Fig. 2-9 – Cluster



No próximo capítulo voltaremos a este exemplo para explicar detalhadamente quais as

vantagens ou desvantagens de utilizar diferentes clusters.

Ao fazer o projecto de uma rede de comunicações móveis, a distância entre centros de

clusters é um dos factores principais a calcular. Ela depende de vários factores,

nomeadamente da potência de emissão, do relevo do terreno/obstáculos e do volume de

tráfego previsto.

Por essa razão o tamanho das células não é predefinido, sendo o projectista da rede

quem determina quantas células vai haver e que tamanho vão ter.

A Fig. 2-11 mostra um exemplo de células de tamanho diferente fazendo parte da

Fig. 2-10 – Clusters de n=3, n=4 e n=7

Fig. 2-11 – Macro, micro e pico-células



mesma rede.

As células maiores (também chamadas de macrocélulas) utilizam-se em zonas de

pouco tráfego (poucos utilizadores) e dispersos por grande área como acontece nos meios

rurais. Podem ter diâmetros de 3 a 35Km embora na prática raramente excedam 10km.

Nos meios mais densamente povoados são habituais as microcélulas cobrindo áreas de

ruas ou quarteirões (300m a 3 Km).

Em grandes edifícios como centros comerciais ou em casos como o metropolitano

utilizam-se picocélulas (30m a 300m) uma vez que as próprias paredes internas dos edifícios

limitam o alcance da transmissão e a interferência entre células vizinhas, que assim podem

ficar muito juntas. Excepcionalmente podem utilizar-se nanocelulas (3m-30m).

As distâncias referidas são apenas indicativas e o sinal não fica totalmente confinado

dentro da célula pelo que haverá sempre uma certa sobreposição entre células (Fig. 2-12).

Contudo, isso até tem vantagens pois permite ao sistema detectar que um utilizador

em movimento está a sair de uma célula e a entrar noutra, dando assim tempo para fazer a

comutação entre células sem que a comunicação seja interrompida.

2.5. Sectores

Frequentemente, as células são divididas em sectores o que as torna mais eficientes

pois permite maior reutilização de frequências ou seja maior número de chamadas em

simultâneo.

As antenas transmitem para dentro da célula e nas células divididas em sectores,

Fig. 2-12 – Célula hexagonal real



cobrem apenas uma parte da célula não a célula inteira. Tudo depende da localização da

antena em relação à célula.

Na Fig. 2-13, mostram-se 3 exemplos de possível cobertura. O ponto representa a

localização das antenas que cobrem as células. As antenas podem estar localizadas no meio

de 3 células (3 sectores), no meio de duas células (2 sectores) ou no centro da célula.

Na Fig. 2-14 mostra-se uma torre com antenas de 3-sectores

muito comum nas instalações que nos rodeiam.

Embora possamos imaginar cada célula como tendo as suas

antenas no centro, e a apontarem em todas as direcções, na

prática a célula é o hexágono a tracejado na Fig. 2-15 e portanto as antenas estão nos

cantos da célula e não no seu centro.

Fig. 2-13 –Sectores

Fig. 2-14 – AntenasFig. 2-15 – Multisectores



2.6. Factor de reuso

A reutilização de frequências é feita dividindo-se todo o espectro disponível em grupos

de frequências. Estes grupos são utilizados em células separadas entre si o suficiente para

não haver interferência. As células que contêm o mesmo grupo de frequências são

denominadas co-células. Na Fig. 2-16 as células 1 e 2 são co-células.

Define-se Factor de Reuso (N) como sendo o número de células adjacentes que

utilizam o espectro original, ou seja, o número de grupos de frequências.

Quanto menor o factor de reutilização, maior o número de canais por grupo, portanto

mais canais por célula e maior volume de tráfego oferecido por cada célula.

Podemos obter o factor de reuso N, dividindo a área total do cluster pela área de uma

célula.

Matematicamente é possível obter uma relação entre D (distância entre cocélulas), R

(o raio maior do hexágono) e o factor de reuso N.

Á medidas que aumentamos o factor de reuso N, ou seja, o número de células por

cluster, estaremos diminuindo o número de canais por célula, diminuindo o volume de

tráfego por célula.

Fig. 2-16 – Factor de reutilização



Por outro lado, estaremos aumentando a relação D/R (podemos entender que estamos

aumentando a distância de reutilização ou que estamos diminuindo o raio das células). Isto

implica na diminuição da interferência entre co-células, uma vez que a potência transmitida

decresce com a distância.

Considerando a diminuição do factor de reutilização, estaremos aumentando o tráfego

nas células para um maior número de canais. O oposto é a diminuição da relação D/R

implicando uma menor qualidade do sinal recebido. A tabela seguinte, ilustra bem a relações

do factor de reuso com o tráfego e a qualidade do sinal recebido.

Factor dereuso N

RelaçãoD/R

Canaispor Célula

Tráfego porCélula

Qualidadena recepção

3 3.00 138 alto baixa

4 3.46 104 ↓ ↑

7 4.58 59 ↓ ↑

9 5.2 46 ↓ ↑

12 6.00 34 baixo alta

Podem-se utilizar células de outro formato que não o hexagonal. Para o planeamento

de microcélulas em região urbana, por exemplo, padrões triangular, quadrado ou até de

outras formas podem ser utilizados.

2.7. Estrutura Básica do sistema móvel

Um sistema móvel celular, na sua forma mais elementar está representado na Fig.

2-17.

Ao efectuar uma chamada, o telemóvel comunica com a Estação de Base (BTS - Base

Station Transceiver) mais próxima ou com a que tenha sinal mais forte.

A BTS encaminha o sinal para uma Controladora de Estações de Base (BSC). Existem

cerca de 20 a 30 BTS por cada BSC.

A mobilidade do sistema é garantida pelos conceitos de handover, que permite a

continuidade da chamada em andamento quando se atravessa a fronteira entre células, e de

roaming, que permite o acesso ao sistema em outra área de serviço que não àquela em que



o assinante mantém seu registo.

O telemóvel transmite por rádio para a BTS da célula mais próxima

A chamada é enviada por cabo, fibra óptica ou feixe hertziano para uma BSC que a

envia para o destinatário (telemóvel ou fixo)

A comunicação nunca se faz directamente entre telemóveis

Fig. 2-17 – Estrutura básica de um sistema móvel



2.8. Questionário de revisão

1. Qual a diferença entre comunicação half-duplex e duplex?

2. Qual a grande do sistema celular sobre o sistema convencional?

3. Qual a diferença entre macro-celula e microcelula?

4. Quais as bandas de frequência utilizadas nas comunicações móveis em Portugal?

5. O que é um cluster?

6. O que é o Hand-off?

7. O que é o Roaming?

8. O que é a BTS (Base Transceiver Station) e qual a sua função?



Capítulo 3 - Sistema GSM

Este Capítulo tem por objectivo apresentar a arquitecturabásica dos sistemas GSM na sua estrutura celular. Daremosdestaque também ao plano de frequências, aos métodos deacesso ao meio e a sinalização de controle.

3.1. Estrutura GSM

O conceito celular tal como descrito no capítulo anterior, tem grandes vantagens que

podem ser resumidas nos seguintes pontos:

Permite reduzir a potência de transmissão.

Permite descentralizar toda a informação.

Os problemas de cada célula são tratados dentro dela própria.

Permite um maior número de utilizadores por possibilidade de reutilização de

frequências.

Cada célula (macrocélula) tem uma Estação de Base (BTS) equipada com antenas que

normalmente ficam em pontos altos (edifícios, postes montes, etc.), e que têm potências de

emissão de 2,5 a 300W, cobrindo distâncias até cerca de um máximo de 35 km.

No sistema GSM, várias Estações Base (BTS) são controladas por uma BSC (Base

Station Controler) que encaminha as chamadas de e para a rede fixa ou para outros

telemóveis da mesma rede ou de diferentes redes

Capítulo



A Fig. 3-1 mostra a estrutura simplificada da rede GSM e que detalharemos

oportunamente.

A BSC tem acesso aos registos de assinantes, visitantes e faz as operações de

autenticação e detecção da identidade do telemóvel.

3.2. Atribuição de frequências

As frequências atribuídas à rede GSM foram (Fig. 3-2):

Fig. 3-1 – Estrutura GSM

Fig. 3-2 – Frequências atribuídas à rede GSM



BANDA GSM 900 – [890-935 MHz] uplink e [935-960 MHz] downlink.

BANDA DSC 1800 – [1.710-1.785 MHz] uplink e [1805-1880 MHz] downlink.

Mais tarde, a banda GSM foi posteriormente alargada em 10 MHz (880-890 MHz e

925-935 MHZ) - Banda EGSM

As frequências em que o telemóvel emite e recebe (uplink e downlink) estão portanto

separadas de 45MHz.

A banda GSM900 tem uma largura de banda uplink de 935-890=25 MHZ. Como cada

canal tem 200KHz de largura de banda, então na banda GSM900 existem 124 pares de

canais (uplink + downlink).

Através do AFRCN (Absolute Radio Frequency Channel Number) a cada canal é

atribuído um número, por ser muito mais fácil referenciar esse canal por números do que

por frequências. O número obtém-se fazendo o seguinte cálculo

GSM : [890+nx0.2] MHz canal n=1 f=890,02MHz (up) e 935,02MHz (down)

DCS : [1710,2+(n-512)x0.2] MHz para 512n885

Utilizando esta forma de cálculo, a banda GSM900 tem canais 124 canais, numerados

de [1 a 124] e a banda DCS1800 tem 373 canais numerados de [512 a 885] (Fig. 3-3).

Fig. 3-3 – Atribuição de frequências GSM (AFRCN)



A banda EGSM acrescentou 10MHz ou seja mais 50 canais de 200KHz que foram

numerados de [975 a 1023].

Em Portugal, os 120 canais GSM900 foram distribuídos pelos 3 operadores nacionais

como indicado na Fig. 3-4.

Fig. 3-4 – Atribuição de frequências aos operadores nacionais

Fig. 3-5 – Atribuição de frequências GSM (uplink)



A Fig. 3-5 mostra mais em pormenor quais os canais e frequências atribuídos aos

operadores nacionais em GSM900.

3.3. Estrutura da rede GSM

Uma rede GSM tem uma arquitectura tal como indicado simplificadamente na Fig. 3-6.

Devido às características inerentes a uma rede de comunicações móveis, a estrutura

requerida é extremamente complexa porque nas redes celulares, devido à natureza móvel

dos terminais, é imprescindível uma série de procedimentos a nível de tráfego e de

sinalização que não existiam na rede fixa tradicional.

O sistema GSM engloba os seguintes componentes:

Estação móvel (MS - Mobile Station), constituída pelo telemóvel (ME – Mobile

Equipment) e pelo cartão SIM.

Estações de base (BTS - Base Transceiver Stations) que asseguram as comuni-

cações com as Estações Móveis em cada célula.

Fig. 3-6 – Estrutura da rede GSM



Controlador de estações de base (BSC – Base Station Controler) que gere entre 20

a 30 BST e que possui o registo de todos os visitantes locais nesse momento

(VLR) e a sua localização em cada uma das BST

Central Comutadora de Serviços Móveis (MSC - Mobile Service Switching Center)

que endereça as ligações para o correspondente MSC ou para outras redes (rede

fixa, internet, etc)

Registo de assinantes nominais (HLR – Home Location Register) base de dados

que gere os assinantes e contem informação sobre a sua localização.

A Fig. 3-7 mostra de uma forma mais explicita a estrutura da rede GSM e as suas

ligações para o exterior.

3.4. Componentes da rede GSM

Da análise da figura Fig. 3-7, ressaltam 3 grandes blocos constituintes do sistema:

RSS – Radio Sub-System (engloba todos os circuitos que utilizam sinais rádio)

Fig. 3-7 –Rede GSM global



NSS – Network and Switching Sub-system (engloba todos os circuitos de

encaminhamento de chamadas, handover e comutação)

OSS – Operation Sub-System (engloba todos os circuitos que fazem a gestão

da rede)

Analisaremos de seguida cada um destes blocos:

3.4.1. Rádio Sub-System (RSS)

O subsistema de rádio é constituído pelos circuitos que utilizam ou controlam a

comunicação rádio (Fig. 3-8).

Para maior facilidade de compreensão, o RSS=BSS+MS ou seja o Subsistema de

Rádio é constituído pela Base Station Subsystem (1 BSC + várias BTS) + a estação móvel

(MS).

Fig. 3-8 – RSS (rádio sub-system)



3.4.1.1. Subsistema de estações de base (BSS)

O BBS encarrega-se do controle da ligação rádio com as estações móveis (MS). É

dividido em duas partes: o controlador de estações base (BSC) e as estações base (BTS)

como indicado na Fig. 3-9.

A BTS aloja as antenas, os emissores/receptores de rádio e o restante equipamento

que permite comunicar com as estações móveis (telemóveis). Normalmente são as antenas

que vemos ao longo das auto-estradas ou no alto de edifícios ou mastros (Fig. 3-10).

Fig. 3-9 –Sub-Sistema de Estações base (BSS)

Fig. 3-10 – BTS (Base Transceiver Station)



A BTS é responsável por monitorar os sinais recebidos das MS comunicando à BSC

qualquer alteração indesejável em relação a potência ou a interferência no sinal recebido.

Desempenha também outras funções, mas disso falaremos oportunamente.

Numa área urbana a quantidade de BTS é grande para permitir que haja muitas

células e assim aumentar o volume de tráfego. Numa zona rural a distância entre BTS é

muito maior porque há pouco volume de tráfego (Fig. 3-11).

Cada BTS pode suportar até cerca de 150 canais de voz, dependendo do projecto da

célula, do sistema e de sua aplicação.

A BSC, por sua vez, faz a gestão dos recursos para cerca de 15 a 30 BTS, tais como,

configuração dos canais rádio, saltos de frequência e transição entre células (handover). É a

BSC que faz a ligação entre as estações móveis (telemóveis) e o coração do sistema GSM, o

MSC (Centro de Comutação Móvel).

3.4.1.2. Estação Móvel (MS)

A Estação Móvel (MS - Mobile Station) é constituída pelo telemóvel propriamente

dito (ME - Mobile Equipment) e pelo cartão SIM (Subscriber Identification Module).

A estação móvel só funciona se tiver inserido um cartão inteligente designado por SIM

(Fig. 3-12). O cartão providencia mobilidade pessoal, de tal forma que o assinante consegue

Fig. 3-11 – Malha urbana e malha rural



ter acesso aos serviços subscritos independentemente do terminal utilizado, isto é, ao inserir

o cartão SIM num terminal diferente, o assinante pode usufruir dos serviços a partir desse

terminal.

O cartão SIM tem uma identificação única mundial (IMSI), e o mesmo se passa com

como o telémovel (IMEI). Estes códigos são independentes entre si permitindo uma maior

mobilidade e uma segurança pessoal contra o uso não autorizado.

No capítulo 5 descreveremos mais em pormenor como funciona o telemóvel.

3.4.2. Network and Switching Subsystem (NSS)

O subsistema de rede e comutação (NSS) engloba todos os circuitos de encaminha-

mento de chamadas, handover e comutação e inclui os componentes marcados na Fig. 3-13

que analisaremos a seguir.

3.4.2.1. Central de comutação móvel (MSC)

A Central de Comutação Móvel (MSC) faz o interface entre o Sistema Móvel e a Rede

Pública. A sua estrutura é parecida com a das centrais telefónicas de comutação automática.

É responsável pelas funções de comutação e sinalização para as estações móveis

localizadas em uma área geográfica designada como a área do MSC. A diferença principal

entre uma MSC e uma central de comutação fixa é que a MSC tem que levar em

Fig. 3-12 – MS (Mobile Station)



consideração a mobilidade dos assinantes (locais ou visitantes), e o handover da

comunicação quando estes assinantes se movem de uma célula para outra.

O MSC encarregado de encaminhar as chamadas para outros MSC e para as redes

fixas externas é chamado de Gateway MSC (GMSC).

Adicionalmente, providencia toda a funcionalidade necessária para o tratamento de um

assinante móvel, realizando o registo, autenticação, actualização da localização, transição

entre células (Handover) e controlando os assinantes de outras redes em roaming. Estes

serviços são providenciados em conjunto com várias entidades funcionais que juntas formam

o subsistema rede: HLR, VLR, GMSC e ISC.

O HLR, o VLR e o MSC, em conjunto providenciam as capacidades de roaming do GSM.

O HLR (Home Location Registrer) contém toda a informação administrativa de todos os

assinantes registados na correspondente rede de GSM, juntamente com a localização da

estação móvel onde residem. É a base de dados mais importante do sistema GSM porque

mantém um registo permanente e sempre actualizado dos dados de todos os assinantes da

rede.

Fig. 3-13 –NSS Network Switching subsystem



O VLR (Visitior Locantion Registrer) é uma base de dados que contém informação

temporária sobre os assinantes que o MSC necessita para poder servir os assinantes

(visitantes) que entram na área. O VLR está sempre integrado com a MSC. As informações

fornecidas pelo VLR, são necessárias para controlar a chamada e providenciar os serviços de

cada assinante, situada dentro de uma determinada área de controle. Quando um telemóvel

entra numa área servida por uma nova MSC, o VLR ligado a essa MSC fará um pedido de

informação ao HLR. Mais tarde, se o telemóvel fizer uma chamada o VLR tem toda a

informação para estabelecer a chamada sem ter que interrogar o HLR de cada vez.

O MSC administra o sistema em termos de comutação, atribuição de canais, supervisão

das ERB, encaminhamento de tráfego, estatística de tráfego, procedimento de handoff ,

procedimentos de registo de EM locais, registo de roaming para EM visitantes, e tarifação do

sistema. O MSC é portanto o cérebro do sistema de comunicação móvel celular.

3.4.3. Operation Subsystem (OSS)

O subsistema de operação (OSS) engloba todos os circuitos que fazem a gestão da

rede e inclui os componentes marcados na Fig. 3-14, que analisaremos a seguir.

Fig. 3-14 –Operation Subsystem (OSS)



3.4.3.1. Centro de Operação e Manutenção (OMC)

A central de Operação e Manutenção (MSC) está ligada a todos os equipamentos no

sistema de comutação e às BSC.

É a entidade functional a partir da qual o operador da rede controla e monitoriza todo

o sistema. Dela estão dependentes dois registos usados para segurança e autenticação:

O AuC (Autentication Center – central de autenticação) é uma base de dados protegida

que guarda uma cópia do código de cada SIM, que é usado para autenticar e encriptar a

comunicação.

É responsável pela autenticação dos assinantes no uso do sistema. O Centro de

Autenticação está associado a um HLR e armazena uma chave de identidade para cada

assinante móvel registado naquele HLR possibilitando a autenticação do IMSI do assinante. É

também responsável por gerar a chave para encriptar a comunicação entre MS e BTS.

O EIR (Equipment Identity Register) é uma base de dados que contém listagens de

todos os telemóveis válidos na rede, onde todas as estações móveis são identificadas pelo

IMEI. Um IMEI é considerado como inválido se declarado como roubado ou incompatível

com a rede e portanto é-lhe negado acesso à rede.

3.4.4. Protocolos GSM

Embora saia fora do âmbito deste manual, a Fig. 3-15 mostra que as várias partes

anteriormente descritas, ligam entre si, através de protocolos bem definidos e diferentes.

Os protocolos são fundamentais pois permitem que equipamentos de fabricantes

diferentes possam ser sempre interligados sem depender de marca ou de critério. Os

protocolos representados na figura são o Um, Abis, Asub, A e SS7.

Por ainda não ter sido anteriormente referido, o TRAU – Transcoder and Adaptation

Unit é uma unidade que se destina apenas, como o próprio nome indica, a fazer o interface

entre as BSC e a MSC respectiva.



3.5. Técnicas de acesso ao meio

Procurando uma maior eficiência do uso do espectro disponível aos serviços de rádio

móvel, foram criadas técnicas que permitem o acesso de múltiplos utilizadores ao meio de

transmissão, ou seja, à partilha de canais de rádio.

Há três métodos de acesso ao meio nos sistemas de comunicação móvel celular

diferenciados apenas pela manipulação adequada da frequência, do tempo ou de códigos.

O Frequency Division Multiple Access (FDMA) é caracterizado pela atribuição de

diferentes frequências para os canais de voz (Fig. 3-16) .

Fig. 3-15 – Protocolos GSM

Fig. 3-16 – FDMA



O Time Division Multiple Access (TDMA) faz uso do processamento digital do sinal

de voz e multiplexa a informação de diferentes usuários em slots de tempo diferentes dentro

de um mesmo canal físico (Fig. 3-17).

O Code Division Multiple Access (CDMA) multiplixa a informação digital por códigos

de taxa mais elevada espalhando o espectro do sinal em uma faixa larga compartilhada com

outros códigos (Fig. 3-18).

Fig. 3-17 – TDMA

Fig. 3-18 – CDMA



A comparação entre os três sistemas pode ser feita na Fig. 3-19.

Como as comunicações nos sistemas móveis são feitas em duplex, então essa

comunicação duplex pode ser feita por divisão de frequência, de tempo ou de código, ou

seja, utilizando Frequency Division Duplex (FDD), Time Division Duplex (TDD) ou Code

Division Duplex (CDD).

Os sistemas também podem ser classificados com relação a largura de banda do canal.

O FDMA é intrinsecamente uma arquitetura de banda estreita, enquanto CDMA é uma ar-

quitetura de banda larga. O TDMA, por outro lado, pode ser implementado como de bnada

estreita ou de banda larga.

A escolha do método de acesso para sistemas de rádio móvel é uma tarefa um tanto

complexa pois todos os métodos FDMA, TDMA e CDMA apresentam vantagens e

desvantagens.

O GSM adoptou um misto de FDMA com TDMA (Fig. 3-20).

O TDMA permite que oito utilizadores partilhem o canal ao mesmo tempo. O FDMA

permite que as comunicações se façam em simultâneo em 124 canais de 200KHz de largura

de banda cada um.

O GSM permite portanto um máximo de 8x124=992 canais.

No capítulo 5 detalharemos o funcionamento do telemóvel.

Fig. 3-19 – FDMA, TDMA, CDMA



3.6. Canal de difusão e canal de tráfego

A Fig. 3-22 é uma visão detalhada de uma célula GSM típica. As células podem ter um

raio de até 35 km no GSM900 e 2 km no DCS1800 (devido à menor potência das unidades

móveis do DCS1800).

A parte mais óbvia da célula GSM é a estação base e a sua torre de antena. É comum

ter diversos sectores ao redor de apenas uma torre de antena. A torre terá diversas antenas

direccionais, cada uma destas cobrindo uma área em particular.

Cada BTS possuirá um certo número de pares Tx/Rx ou módulos transceptores. Este

número determinará o número de canais de frequência que poderão ser usados na célula, o

que dependerá do número esperado de usuários.

Todas as BTSs produzem um BCH (Canal de Broadcast).

Fig. 3-20 – GSM (FDMA+TDMA)



O BCH é como um farol ou sinal luminoso. Ele está ligado todo o tempo e permite que

as unidades móveis encontrem a rede GSM. A intensidade do sinal BCH é também usada

pela rede em diversas funções relacionadas ao usuário, sendo um meio útil para dizer qual é

a BTS mais próxima da unidade móvel. Este sinal também carrega informações codificadas,

como a identidade da rede, mensagens de paging para as unidades móveis que devam

aceitar uma chamada telefónica e diversas outras informações.

O BCH é recebido por todas as unidades móveis “acampadas” na célula, estejam estas

no meio de uma chamada ou não.

O canal de frequência usado pelo BCH é diferente em cada célula. Os canais podem

ser reutilizados por células distantes, nas quais o risco de interferência é baixo. As unidades

móveis em chamada usam um TCH (Canal de Tráfego). O TCH é um canal bidireccional

usado para a troca de informações de conversação entre a unidade móvel e a estação base.

As informações são divididas em uplink e downlink, dependendo da direcção do fluxo. O

GSM separa o uplink e o downlink em bandas de frequência distintas. Dentro de cada banda,

o esquema de numeração de canais usado é o mesmo. Na verdade, um canal do GSM é

formado por um uplink e um downlink.

É interessante observar que, enquanto que o TCH usa um canal de frequência no

Fig. 3-21 – Canal de difusão (BCH) e canal de tráfego (TCH)



uplink e no downlink, o BCH somente ocupa um canal no downlink. O canal correspondente

no uplink é, na verdade, deixado desocupado. Este canal pode ser usado pela unidade móvel

para canais não programados ou canais de acesso aleatório (RACH). Quando a unidade

móvel quiser chamar a atenção da estação base (para fazer uma chamada, por exemplo),

ela poderá fazê-lo usando este canal de frequência desocupado para enviar um RACH. Como

mais de uma unidade móvel pode querer chamar a atenção da estação ao mesmo tempo, é

possível que haja uma colisão de canais RACH, e talvez seja necessário que as unidades

móveis façam diversas tentativas para serem ouvidas

Os canais dos sistemas de comunicação móvel celular podem ser classificados como

canais de voz ou de controle.

Os canais físicos também podem ser subdivididos em outros canais lógicos nos

sistemas digitais TDMA e CDMA, carregando tanto voz quanto informação, nos canais de

voz, ou carregando mensagens específicas em canais lógicos dentro dos canais de controle.

Os canais do sistema móvel ainda podem ser classificados quando a direcção de

propagação como Canal Directo (Forward Channel), da BTS para as EM; ou Canal Inverso

(Reverse Channel), da EM para a BTS. Assim teremos basicamente:

FOCC – Forward Control Channel

RECC – Reverse Control Channel (também conhecido como Canal de Acesso)

FVC – Forward Voice Channel

RVC – Reverse Voice Channel

Os FOCC ficam o tempo todo no ar levando informações inerentes ao sistema a todos

as EM. São mensagens como de Identificação do Sistema (SID), quantos e quais RECC estão

disponíveis na região, informação de paging quando a CCC procura por uma determinada

EM, o número do primeiro canal de voz que a EM deve sintonizar para atender uma

chamada, dentre outras.

O RECC é o canal de aceso do móvel ao sistema, tanto para dar início a uma chamada,

como para responder ao paging.

Assim teremos as mensagens de confirmação de ordens recebidas pelo FOCC, de



origem de chamada, de ordem de registo, etc.. Quando uma EM precisa enviar uma

mensagem, esta busca o RECC de mais alta potência recebida, sintoniza-o e envia a

chamada no primeiro slot livre. Perceba que todas as EM de uma mesma região tentarão

transmitir pelo mesmo RECC.

Os canais de voz também carregam mensagens de controle. Em canais lógicos, nos

sistemas digitais, ou através de rajadas de dados de aproximadamente 0,1 segundo nos

sistemas analógicos. Neste último caso, utiliza-se o esquema FSK a 10 kbps.

O FVC transmite ordens da CCC ou da ERB à EM. O RVC responde às ordens e envia

outras informações como o término da chamada.

3.6.1. Procedimento de “handover”

O procedimento de handover é iniciado quando a BTS detecta que o nível do sinal

recebido da MS está a aproximar-se do limiar permitido ao sistema e, em sequência:

A BTS informa a BSC que há a necessidade de handover.

A BSC determina que as BTS adjacentes à primeira monitorem o sinal

recebido da EM pelo RVC.

As BTS retornam à BSC a informação do nível do sinal recebido.

Com base no nível do sinal em cada BTS e considerando a disponibili-

dade de canais nestas BTS, a BSC reserva um novo par FVC/RVC nesta

BTS.

A BSC determina que a primeira BTS informa à EM via FVC, em burts, o

número do novo par FVC/RVC e que os sintonize.

A EM envia uma sinalização à primeira BTS confirmando a ordem e

sintoniza o novo par e começa transmitir.

A nova ERB começa a receber o sinal da EM e informa à CCC.

A CCC comuta o tronco para a nova ERB dando prosseguimento à

conversação e determina que a primeira ERB libere o antigo par

FVC/RVC.



3.6.1.1. Tipos de “handover”

A – Handover na mesma BTS

É necessário se o canal em utilização for distorcido por uma interferência. A MS tem

que lhe atribuir um novo canal dentro da mesma célula (Fig. 3-23).

B – Handover na mesma BSC

É necessária se a MS se move para fora da fronteira entre duas células pertencendo à

Fig. 3-22 – Procedimento de handover

Fig. 3-23 – Handover na mesma BTS



mesma BSC. O handover é controlado pela BSC e a correspondente MSC só é informada da

nova atribuição de célula (Fig. 3-24)

B – Handover na mesma MSC

É necessária se a MS se move para fora da fronteira entre duas células pertencendo a

diferentes BSC mas com a mesma MSC. A ligação é comutada para a nova BSC, mas

permanece sob a alçada da MSC que controlou o handover.

B – Handover em diferentes MSC

É necessária se a MS se move para fora da fronteira entre duas células pertencendo a

diferentes MSC.

Operação mais complexa porque é necessário estabelecer uma ligação e comutar para

um outro centro de controle (MSC). O controle é tomado pela MSC que controlava a ligação

antiga (Fig. 3-26)

Fig. 3-24 – Handover na mesma BSC

Fig. 3-25 – Handover na mesma MSC



3.6.2. Procedimento de roaming

Quando uma EM sai de sua área de localização, seja dentro do sistema controlado pelo

mesmo operador, ou para a rede de outro operador, dá-se início ao procedimento de

roaming.

O processo começa quando a EM verifica que a identificação do sistema não

corresponde àquela em que está registada. Então:

A EM solicita a MSC o seu registo no sistema.

A MSC verifica que esta EM não se encontra no seu Home Location

Register (HLR) nem no seu Visit Location Register (VLR).

Esta MSC contacta a MSC original da EM informando que está agora

cadastrada no seu VLR.

A MSC original da EM actualiza o seu HLR, para que qualquer chamada

para esta EM seja comutada para a outra MSC.

O VLR da nova MSC atribui à EM uma identificação fictícia para efeito de

tarifação.

Através do VLR a nova MSC faz a tarifação diferenciada para a EM em

roaming.

3.6.3. Estabelecimento de comunicação fixo-móvel

Quando um telefone fixo tenta comunicar com um telemóvel, dá-se inícioa à seguinte

Fig. 3-26 – Handover diferentes MSC



sequência de operações ( Fig. 3-27)

1. O telefone disca um número de um telemóvel.

2. A rede fixa encaminha a chamada para a GMSC do operador do indicativo

3. A GMSC usa o HLR para descobrir qual a MSC responsável por esse telemóvel.

4. Obtida a resposta a GMSC faz a comutação para a MSC onde se encontra o

assinante de destino

5. A MSC de destino recebe a chamada.

6. A MSC consulta a sua VLR para saber em que BSS se encontra esse assinante.

7. Obtém a resposta com a localização do assinante.

8. Encaminha a chamada para a BSC respectiva

9. A comunicação é estabelecida.

3.6.4. Estabelecimento de comunicação móvel-fixo

Quando uma EM dá início a uma chamada, efectua a seguinte sequência :

1. Procura picos de energia dentro da banda autorizada

2. Memoriza os 5 mais fortes

Fig. 3-27 – Handover diferentes MSC



3. Tenta captar o mais forte

Uma vez obtida a ligação a comunicação será estabelecida pelo caminho inverso do

anteriormente mencionado.

935 960

Fig. 3-28 – Início de chamada




1. Qual a diferença entre comunicação half-duplex e duplex?

2. Qual a grande do sistema celular sobre o sistema convencional?

3. Qual a diferença entre macrocélula e microcelula?

4. Quais as bandas de frequência utilizadas nas comunicações móveis em Portugal?

5. O que é um cluster?

6. O que é o Hand-off?

7. O que é o Roaming?

8. O que é a BTS (Base Transceiver Station) e qual a sua função?



Capítulo 4 - Sistema UMTS

Este Capítulo tem por objectivo apresentar ao leitor uma visãosimples do que é o sistema UMTS e quais as diferenças em relação aoGSM.

4.1. Introdução ao UMTS/IMT2000

O sistema GSM teve um crescimento que poucos mesmo os mais optimistas poderiam

prever e esse sucesso veio trazer novas necessidades em termos de comunicações

individuais.

O que de início era apenas um telefone começou a evoluir no sentido de agora se

poder já prever que dentro de poucos anos o telemóvel será o dispositivo mais completo dos

que utilizamos pois terá funções multimédia completas (telefone, computador e TV).

Temos assistido a esta evolução cujo primeiro denominador foi aumentar as

velocidades para viabilizar a internet no telemóvel. Foi a geração GPRS cujas velocidades

máximas teóricas eram de 111Kbits/s embora na prática raramente excedessem 30Kbits/s.

O GPRS aproveitava de 2 a 8 slots da trama TDMA do GSM (Fig. 4-1)

A introdução do sistema UMTS (Universal Mobile Telephon System) em 2005 foi um

grande passo em frente embora com as limitações de não ter sido “universal” como o nome

indica e como se desejaria.

A filosofia é bastante diferente da filosofia de rede do GSM e as frequências atribuídas,

Capítulo



as técnicas de acesso ao meio e até os nomes dos componentes do sistema são muito

diferentes.

4.2. Plano de frequências

A Fig. 4-2 mostra o plano de frequências que foi adoptado a nível mundial para o

UMTS.

O interessante deste plano é verificar que uma vez mais, não houve unanimidade

universal pois nestas decisões muitas vezes o interesse nacional se sobrepõe à

universalidade.

Fig. 4-1 – GPRS – aumento débito binário

Fig. 4-2 – plano de frequências UMTS



Exemplo flagrante é o caso dos Estados Unidos que frequentemente sobrepõem os

seus interesses às directivas emanadas da ITU.

Na Europa foram adoptadas as frequências de:

Uplink – [1920MHz – 1980MHz]

Downlink – [2110MHz – 2170MHz]

Repare que o ITU atribuiu ao UMTS frequências que actualmente estão ocupadas pelo

GSM, mas isso faz parte de um plano futuro para quando o GSM ficar “obsoleto” essas

frequências poderem ser dispensadas para a nova tecnologia.

4.3. Comparação GSM-UMTS

O UMTS utiliza uma tecnologia de acesso ao meio diferente do GSM.

Da mesma forma, embora o conceito e a estrutura celular se mantenham, no UMTS as

Fig. 4-3 – Rede mista UMTS-GSM



partes constituintes do sistema também terão denominações e especificações diferentes.

A Fig. 4-3 representa uma rede mista UMTS-GSM.

A estação base (BTS) da rede GSM designa-se na rede UMTS por Node B.

GSM utiliza uma técnica de acesso ao meio que conforme vimos anteriormente se

4.4. Técnicas de acesso ao meio

GSM utiliza uma técnica de acesso ao meio que conforme vimos anteriormente é um

misto de FDMA e TDMA.

Em UMTS utiliza-se o CDMA (Fig. 4-4)

4.5. Soft Handover

O Handover ocorre quando uma chamada tem que ser passada de uma célula para

outra à medida que o utilizador se move entre células.

Num "hard" handover tradicional, a ligação com a célula actual é quebrada primeiro e

só depois é feita a ligação à nova célula.

Fig. 4-4 – GSM e UMTS



Chama-se a isto em inglês "break-before-make" handover o que poderia ser traduzido

por “quebrar antes de fazer” mas o utilizador praticamente não se apercebe disso.

Uma vez que todas as células no CDMA usam a mesma frequência, é agora possível

fazer a ligação à nova célula antes de deixar a célula actual. Isto é conhecido como "make-

before-break" ou "soft" handover.

Este tipo de handover permite o telemóvel ligue a mais do que uma célula (Fig. 4-5) e

requer muito menos potência, o que reduz a interferência e aumenta a capacidade. "

Fig. 4-5 – Soft handover



Capítulo 5 - O Telemóvel GSM

Este Capítulo tem por objectivo descrever, de forma sucinta e semrecurso a conhecimentos profundos de electrónica, o modo como otelemóvel se comporta na emissão e na recepção. Abordaremostambém as suas principais características técnicas em termos de sinaispresentes e seu tratamento.

5.1. Esquema funcional em emissão

Um telemóvel é na sua essência, um telefone sem fios, Quando falamos ao

microfone ele comporta-se como emissor, emitindo a nossa voz, já digitalizada, e

modulada num dos canais uplink disponibilizados pela BTS.

Quando escutamos o nosso interlocutor, o telemóvel funciona como receptor

recebendo um sinal no canal downlink (que faz par com o de uplink da emissão). O

sinal recebido também vem modulado e digitalizado numa portadora e precisa

portanto de ser desmodulado e convertido novamente em analógico para o

podermos ouvir no altifalante.

Uma vez que a descrição detalhada da electrónica interna do telemóvel sai

fora do âmbito deste manual, faremos a descrição do seu funcionamento utilizando

um diagrama de blocos e aí analisaremos o seu comportamento na emissão e na

recepção.O diagrama de blocos completo de um telemóvel GSM, trabalhando nas

bandas GSM900 e DCS1800 está representado na Fig. 5-1.

Capítulo



Fig. 5-1 – Diagrama de blocos de um telemóvel GSM



Na emissão:

O som é captado pelo microfone (ponto A), amplificado, convertido de analógico

para digital e entra no processador de sinal (DSP).

No DSP, o sinal binário é comprimido pelo vocoder e encriptado, sendo depois os

dados reagrupados em pacotes (burst) de 155 bits de duração de 577s.

Estes pacotes ou bursts passam num filtro gaussiano e são depois tratados para

produzirem os sinais TXI e TXQ (ponto B)

Uma portadora auxiliar (ponto D) é modulada pelos sinais TXI e TXQ.

Este sinal é transportado à frequência de emissão por um outro sinal sinusoidal

(ponto E).

O sinal modulado (ponto G), saindo do VCO será filtrado (ponto H) amplificado,

(ponto I) e enviado para a antena

5.2. Esquema funcional em recepção

Na recepção o processo é inverso do da emissão e é constituído portanto

pelos seguintes passos (ver Fig. 5-1):

O sinal captado pela antena (ponto Q) sofre uma primeira filtragem de banda

(ponto M) e uma amplificação (ponto N).

Este sinal é misturado com uma sinusóide obtida no oscilador local (ponto O) e

transposta para a frequência intermédia (ponto P)

Atravessa o filtro FI (ponto Q) sofre uma amplificação controlada para obter um

nível de sinal adequado para a desmodulação.

O circuito de desmodulação recupera RXI e RXQ (ponto R) dos quais o DSP extrai

o sinal de áudio (ponto S)

Analisaremos a seguir mais detalhadamente estas sequências, começando pelo

esquema funcional de emissão.



5.3. A emissão

Para analisar as partes que interferem na emissão do sinal de voz gerado no telemóvel

é aconselhável olhar a Fig. 5-2, que representa de forma simplificada as etapas do processo.

O som captado pelo microfone é convertido de analógico para digital obtendo-se uma

taxa de 104kBits/s. No “vocoder” essa taxa é reduzida para 13Kbits/s. Depois ao sinal são

adicionados códigos correctores de erros e feita a encriptação, obtendo-se uma taxa de

270,833Kbits/s. O sinal é então filtrado e dividido em dois para modular uma portadora e ser

amplificado e enviado para a antena.

Analisemos então cada um destes blocos individualmente.

5.3.1. Digitalização de sinais

Dado que as grandezas da nossa vida real (som, imagem, etc) são analógicas, para

que a partir delas se obtenham sinais digitais é sempre necessário proceder a uma

conversão de analógico para digital (ADC) para que o sinal possa então ser processado

(DSP). Contudo, como os nossos sentidos são apenas sensíveis a grandezas analógicas, no

Fig. 5-2 – Esquema blocos da emissão (simplificado)

ConversãoD/A

(DAC)

ConversãoA/D

(ADC)

PROCESSAMENTODIGITAL DO SINAL

(DSP)

MICROPROCESSADOR

Vin Vout

Fig. 5-3 – Diagrama de blocos de um telemóvel GSM



final do processo, será sempre necessária uma nova conversão, agora de digital para

analógico (DAC), tal como indicado na Fig. 5-3.

O sinal analógico original, embora processado e transmitido na forma digital, terá

sempre que ser, no final, reconvertido para analógico, pois só dessa forma será

compreendido pelo utilizador. Na prática, estas 3 fases, estão resumidas na Fig. 5-4.

Fig. 5-4 – Processo de digitalização de sinais



Repare que na conversão ADC o sinal analógico original não vai ser todo digitalizado.

Apenas alguns dos seus pontos (amostras) vão ser medidos e só esses valores serão

convertidos para digital.

O valor de tensão obtido em cada uma das amostras é comparado com níveis de

amplitude possível e incluído dentro de um desses níveis (quantização). na Fig. 5-4 existem

8 níveis (0 a 7) e como em digital oito níveis se podem representar por 3 bits, então cada

amostra pode ser representada pelos 3 bits do nível onde se situa (codificação), obtendo-se

assim um sinal digital que será utilizado no DSP.

Quando for necessário converter o sinal digital para analógico (DAC) o processo é

inverso. Na descodificação, os bits são de novo convertidos em níveis e estes reconstituirão

o sinal original.

A vantagem da digitalização do áudio é que se torna muito mais fácil transmiti-lo em

canais partilhados (melhor aproveitamento do espectro) e tornar esse sinal muito mais

imune ao ruído ou seja de melhor qualidade.

No telemóvel e sempre reportando às Fig. 5-1, Fig. 5-4 e agora também Fig. 5-5

pode verificar-se que quando se fala ao telefone, acontece a seguinte sequência:

O som é captado pelo microfone e amplificado

Depois de amplificado o som da voz é filtrado num passa banda de 360Hz a

3,6KHz. Embora a voz humana tenha frequências dos 100Hz até cerca de 12KHz,

Fig. 5-5 – Processo de amostragem e codificação



desde a invenção do telefone que se utilizam apenas as frequências dos 360Hz

até aos 3.600Hz porque é suficiente para reconhecermos a voz do interlocutor e

assim poupar e muito em largura de banda.

O sinal analógico já filtrado, é a seguir amostrado a 8KHZ (8000 amostras por

segundo) e cada uma dessas amostras é codificada em 13 bits. O valor da

frequência de amostragem (clock=8KHz) cumpre o teorema de Nyquist onde se

estipula que a amostragem deve ser feita com uma frequência pelo menos dobro

da frequência máxima do sinal (fa 2x3.6KHz=7.2KHz). O facto de cada amostra

ser transformada em 13 bits é porque se concluiu que com 13 bits o erro de

codificação se mantém num nível mínimo aceitável. Se fosse para música ou voz

de alta-fidelidade seriam necessários 16 bits no mínimo.

Estes bits são entao enviados em série com um débito binário de

D=8000x13=104Kbits/s

O valor de 104Kbits/s é um valor extremamente elevado e portanto a fase seguinte vai

ser reduzir significativamente esse valor fazendo a compressão e o tratamento do sinal no

vocoder (voice coder) que vai conseguir obter um débito de apenas 13Kbits/s ou seja uma

redução de 8 vezes.

5.3.2. Vocoder GSM

Os vocoders são sistemas que a partir de voz já digitalizada, fazem uma análise do

sinal e determinam as suas características procurando prever qual o som que se vai seguir

(predição) e descobrir padrões de repetição ou redundâncias que permitam eliminar

pormenores que não serão audíveis.

Através do vocoder é assim possível reduzir drasticamente um débito binário de áudio

sem que haja perda aparente de qualidade para o utilizador.

Para tratar o sinal áudio, o vocoder analisa a voz digitalizada (104Kbits/s) em fatias de

20ms, ou seja 160 amostras codificadas de 13 bits cada num total de 160x13=2080bits

conforme indicado na Fig. 5-6.

Estes sistemas são complexos, mas actualmente a sua electrónica é reduzida a um



pequeno circuito integrado e a preços muito baixos.

Os vocoders analisam uma sequência de amostras de voz para derivar um padrão

conhecido de geração da voz humana. Existem na voz vibrações quase periódicas como os

fonemas m, n e v, enquanto outras vibrações são produzidas por turbulências do fluxo de ar

na cavidade bucal através de constrição como em s, f e ch. Assim, pelo ajuste preciso desses

parâmetros pode obter-se a mesma informação com menos bits.

O vocoder GSM consegue reduzir o fluxo binário de 104kBits/s para apenas 13Kb/s

(Fig. 5-7).

O fluxo de bits assim obtido (13Kbits/s) vai agora ser trabalhado para incluir protecção

contra erros e encriptação.

5.3.3. Encriptação

O áudio obtido à saída do vocoder não tem qualquer protecção contra erros de

Fig. 5-6 – Vocoder

Fig. 5-7 – Redução de taxa binária



transmissão nem protecção de confidencialidade, mas estas duas protecções estão

contempladas no sistema GSM (Fig. 5-8)

Protecção de erros – utilização de códigos correctores de erros que permitam na

recepção reparar alguns erros que possam ter ocorrido durante a transmissão por

efeito de ruído.

Encriptação – a aplicação de algoritmos de encriptação para assegurar a protecção

das comunicações para que não possam ser escutadas por terceiros.

Repare que o áudio protegido tem um débito binário de 22,8 KHz, muito superior ao

do áudio não protegido.

5.3.4. Protecção de erros - entrelaçamento

De uma forma geral, as perturbações que introduzem erros no canal de transmissão

Fig. 5-8 – Encriptação e entrelaçamento



são de curta duração, mas por mais curto que esse intervalo possa ser, afectará certamente

uma sequência de vários bits impossibilitando a sua recuperação.

Para evitar este tipo de erro, usa-se o entrelaçamento (interleaving) que consiste em

distribuir (entrelaçar) os bits de uma trama, por outras tramas. Assim, caso haja um erro

que destrua 10 bits consecutivos, como esses bytes viajam em tramas diferentes será fácil

reconstituir o sinal original.

A título de exemplo, considere que 5 pacotes de 5 bits (aqui representadas por 5

palavras de 5 letras) são transmitidos e que a transmissão introduz um erro de 5 bits

seguidos. O descodificador já não identificará as palavras CAÇAM e RATOS pois elas foram

severamente truncadas.

GATOS CAÇAM RATOS NOITE CLARA pacotes originais

GATOS CA TOS NOITE CLARA idem com erro de 5 bytes

Contudo, se os pacotes originais forem entrelaçados, será fácil recuperar o sentido das

palavras originais mesmo depois dos erros.

GCRNC AAAOL TÇTIA OAOTR SMSEA pacotes entrelaçados

GCRNC AA TIA OAOTR SMSEA idem com erro de 5 bits

GAOS CAAM RTOS NITE CARA pacotes depois de desentrelaçados

O entrelaçamento permitiu repartir os erros distribuindo-os por vários pacotes. Apenas

um bit em cada trama foi afectado e pode facilmente se r corrigido. Sem entrelaçamento,

seriam as palavras completas que teriam sido afectadas sem qualquer hipótese de

recuperação posterior.

Este ordenamento entrelaçado dos bits que carregam a informação codificada visa

proteger de erros eventuais na propagação, isto porque as técnicas de correcção de erros

são eficientes apenas quando os erros de transmissão ocorrem aleatoriamente.

Os sistemas baseados em TDMA fazem uso do Interleaving sobre dois slots adjacentes

do sinal de voz de um usuário. Cada slot passa então a conter a metade de dados de cada

slot original. A matriz utilizada tem dimensões de 26x10. Os dados são inseridos nas colunas,

sendo que a cada linha é inserido a informação de um dos dois quadros alternados.



5.3.5. Modulação 0.3 GMSK

O GSM usa um formato de modulação digital chamado 0.3 GMSK em que GMSK

significa Gaussiam Minimum Shift Keying - Comutação por Desvio Mínimo Gaussiano)

O 0.3 indica a relação entre a largura de banda do filtro gaussiano e a taxa de bits.

O GMSK é um tipo especial de modulação FSK. Os "1" e "0" são representados pelo

deslocamento da portadora de RF em mais ou menos 67,708 kHz..

No caso do GSM a taxa de dados de 270,833 kbit/s foi escolhida por ser exactamente

quatro vezes o deslocamento de frequência de RF. Isto tem o efeito de minimizar o espectro

de modulação e aumentar a eficiência do canal. Quando a taxa de bits do sinal modulador é

exactamente quatro vezes o deslocamento da frequência da portadora consegue-se

minimizar o espectro e a modulação é chamada de MSK (Minimum Shift Keying).

É o desvio em frequência, ou alteração do estado de fase, que transporta as

informações. Às vezes, entretanto, é útil tentar visualizar o MSK num diagrama I/Q (Fig.

5-9).

Sem o filtro gaussiano, se um feixe constante de "1s" estiver sendo transmitido, o MSK

permanecerá efectivamente 67,708 kHz acima da frequência central da portadora. Se a

frequência central da portadora for tomada como uma referência de fase estacionária, o

sinal de +67,708 kHz causará um aumento estável de fase.

Fig. 5-9 – Modulação 0.3 GMSK



A fase irá girar +360 graus a uma taxa de 67.708 revoluções por segundo.

No período de um bit (1/270,833 kHz) a fase será deslocada em um quarto de círculo no

diagrama I/Q, ou 90 graus.

Os "1" são vistos como um aumento de fase de 90 graus. Dois "1" causam um

aumento de fase de 180 graus, três "1", de 270 graus, e assim por diante.

Os "0" causam a mesma mudança de fase, na direcção oposta (Fig. 5-10).

A inclusão do filtro gaussiano não afecta esta transição média de 90 graus para "0" e

Fig. 5-10 – Modulação MSK

Fig. 5-11 – Modulação GMSK



"1". Como a taxa de bit e o deslocamento em frequência estão relacionados por um factor

de 4, a filtragem não afecta as relações de fase médias.

O espectro de modulação é reduzido com o uso de um filtro gaussiano de pré-

modulação (Fig. 5-11) .

Este filtro reduz a velocidade das rápidas transições de frequência que, caso contrário,

espalhariam a energia pelos canais adjacentes mas não reduz a taxa de mudança de

velocidade de fase (a aceleração da fase).

Analisando a forma de onda num analisador de espectros veriamso que a largura de

banda ocupada pelo sinal deposi do filltro gaussiano se reduz substancialmente e se

aproxima do que o standard GSM preconiza (Fig. 5-12)

5.3.6. A portadora

A Fig. 5-13 mostra o resumo do que até aqui se falou.

Reagrupamento dos dados em pacotes de 156 bits cada e com duração de 577s

para a constituição da trama.

Os pacotes de 156 bits saem na forma de dois sinais analógicos TXI(t) e TXQ(t) e

são esses sinais que vão modular a portadora

Fig. 5-12 – Efeito do filtro gaussiano



O sinal de 270,833 kbit/s é dividido no domínio do tempo em 8 intervalos (slots) de

tempo possibilitando o múltiplo acesso por divisão no tempo (TDMA) das Estações Móveis.

Período Composição

Sinal de 270,833 kbit/s 4,615 ms 8 slots de tempo

Slot de tempo 576,9 us 156,25 bits

Bit 3,692 us -

A portadora no momento de ser emitida tem então o aspecto indicado na Fig. 5-14.

Fig. 5-13 – Tratamento completo do sinal de Voz

Fig. 5-14 – Portadora GSM



5.3.7. Multiplexagem temporal (TDD)

A Fig. 5-15 mostra uma característica muito interessante do sistema GSM e que é

possível por se ter adoptado o método TDMA.

As frequências de emissão e recepção estão separadas de 45MHz e estão desfasadas

no tempo em 3 time-slots.

O telemóvel recebe o sinal emitido pela BTS na frequência descendente F durante um

time slot de 577µs, e 3 time-slots depois ou seja 1,7ms mais tarde, emite o seu sinal para a

BTS na frequência ascendente (F-45 MHz).

Assim, durante uma conversação normal, para além de só ser transmitida 1/8 da nossa

conversação, também não falamos e ouvimos em tempo real. Mas quem é que já se

apercebeu disso?

5.3.8. Anatomia do telémovel

Nas figuras seguintes mostra-se um telemóvel aberto para dar uma indicação de quais

as partes que o constituem.

Fig. 5-15 – Multiplexagem temporal



1- blindagem

2- conector do microfone

3- teclado

4- préampli e misturador DCS

5- filtro de entrada DCS

6- conector

7- contactos do altifalante

8- quartzo

9- buzzer

10- roda de navegação

11- filtro GSM

12- circuito RF de recepcção

13- filtro fi de recepção

14- PCB



15- oscilador de referência 13 MHz

16- cartão SIM

17- circuito de alimentação

18- conector

19- bateria de memória

20- VCO que produz a portadora

21- CI sintetizador da portadora

22- VCO do sintetizador de canais

23- ampli de saída DCS

24- ampli de saída GSM

25- memória

26- DSP

27- Controlador

28- Conector de antena

29- Comutador de antena

30- Conversor DC/DC

31- bobina do conversor

32- conector

33- CI sintetizador dos canais




1. Qual a finalidade do vocoder?

2. Qual a frequência de amostragem do sinal de voz?

3. Qual a técnica usada na protecção de erros?

4. Qual a modulação utilizada no GSM?

5. Quantos time-slots existem entre o uplink e o downlink de uma conversação?



Capítulo 6 - Projecto do sistema

Este Capítulo tem por objectivo apresentar ao leitor alguns parâmetrosimportantes para o panejamento dos sistemas de comunicação móvel celular.São levantados aspectos de transmissão e propagação do sinal de rádiomóvel, a administração do espectro, tráfego e características de antenas

6.1. Aspectos de projecto do sistema

O planeamento de um sistema começa pela definição da área de serviço a ser atendida a

partir da distribuição geográfica do tráfego a ser atendido. Em seguida, em ambiente

computacional de simulação, localiza-se a primeira BTS. A partir de um plano de reuso, localizam-

se as outras BTS em função do tráfego oferecido por cada BTS. Todo o sistema deve ser

projectado para permitir expansões tanto em área atendida como em tráfego oferecido.

Para fins de custo procura-se projectar com a quantidade mínima de BTS cobrindo a área

definida, GoS e QoS compatíveis com o anseio do utilizador padrão.

6.1.1. Volume de Tráfego

A primeira coisa a ter em consideração é o volume de tráfego previsto para a área consoante

a hora do dia e se possível determinar o perfil do utilizador para determinar os tempos médios de

comunicação

Pode então constituir-se um primeiro mapa quadriculado (Fig. 6-1) em que cada quadricula

está numerada de acordo com o tráfego previsto (por exemplo de 1 a 5) e com o grau de

mobilidade.

Capítulo



Ao determinar o volume de tráfego é importante determinar as horas de ponta e ter em

conta que a hora de ponta numa quadrícula pode não coincidir com a da quadrícula vizinha nem

com a hora de ponta média da rede.

Outro procedimento importante é associar às quadrículas o seu factor de mobilidade, isto é

se os utilizadores nessa quadrícula normalmente ficam estacionários durante a chamada ou se têm

mobilidade a pé ou em veículo.

6.1.2. Área de serviço

A definição da área que será abrangida pela rede a projectar leva em consideração tanto as

áreas de maior volume de tráfego quanto as de menor volume para que o grau de satisfação do

cliente seja igual (Fig. 6-2).

Se por um lado as áreas de serviço extensas oferecem grande mobilidade aos usuários, por

outro, quanto maior a área, maior a quantidade de estações a serem utilizadas, mais caro fica a

implantação do sistema. Daí a importância de obter informações sobre perfil do assinante.

A determinação do número de BTS necessárias ao sistema depende, da área de serviço e

também do número de canais atribuídos por BTS e das condições de propagação do sinal.

Fig. 6-1 – Quadrícula de volume de tráfego



6.1.3. Localização da primeira BTS

O primeiro passo para a implementação da rede é sempre a localização da primeira BTS na

região de maior importância, que normalmente é a região de maior volume de tráfego (Fig. 6-3)

A localização está muitas vezes dependente de terrenos ou edifícios onde colocar a BTS e

suas antenas pelo que a localização exacta depende normalmente de terceiros e de negociações

fora do âmbito técnico.

Fig. 6-2 – Área a abranger pelo serviço

Fig. 6-3 – Localização da 1ª BTS



6.1.4. Padrão de reuso

A definição do raio da célula, é feito levando em consideração a disponibilidade de canais

para a STB e as características da propagação a partir do local onde estão as antenas da BTS.

Já tínhamos visto anteriormente que existe uma relação entre D (distância entre co-células),

R (o raio maior da célula) e o factor de reutilização N.

O raio da célula, depende do padrão de reuso N a ser adoptado e deve levar em

consideração a interferência, o tráfego a ser atendido por cada célula e, principalmente, a

possibilidade de expansão do sistema.

Quanto menor o padrão de reuso N, menor será a relação D/R implicando em pior qualidade

do sinal devido à interferência co-canal. Por outro lado, maior será a quantidade de tráfego

oferecido por célula, pois terá mais canais.

Normalmente no inicio do projecto utiliza-se um N mais elevado, com menor tráfego

oferecido por célula. Caso se torne necessário, basta alterar para um padrão de reuso menor para

termos um maior número de canais por BTS.

6.1.5. Localização das BTS

Estando já definida a localização da primeira BTS e decidido qual o factor de reuso N da

Fig. 6-4 – Localização das BTS



rede, a localização das restantes BTS, com células de mesmo raio da primeira e ao redor da

original deve, devem-se posicionar N BTS em torno da primeira. (Fig. 6-4)

Podem ser definidas células de tamanhos maiores para cobrir regiões com menor volume de

tráfego ou menores para cobrir maiores volumes de tráfego.

6.1.6. Diagrama de cobertura

A partir das definições de localização das BTS, do raio das células e do perfil do terreno, é

possível calcular a área realmente coberta por cada BTS (Fig. 6-5).

Os resultados assim obtidos dão uma primeira impressão se o projecto está ou não correcto.

A partir destes resultados reavalia-se tanto a posição das BTS como o raio de suas células.

Devem ser observados as sombras de cobertura e regiões com maior incidência de interferência

co-canal.

A célula pode ser totalmente remodelada dividindo-a em sectores e utilizando antenas

direccionais ou mais simplesmente fazendo ajustes na altura das antenas e na potência de

transmissão.

O mapa de um projecto redefinido indica-se na Fig. 6-6.

Com o projecto concluído, é então altura de passar à fase de ensaios de campo para

confirmar ou alterar os valores obtidos no projecto.

Fig. 6-5 – Diagrama de cobertura



6.1.7. Teste de campo

Os testes de campo são normalmente demorados e complexos pois obrigam à instalação de

BTS provisórias e torres de antenas provisórias nos locais previamente definidos.

Os sinais transmitidos são capturados em equipamentos de medida normalmente instalados

em veículos e que determinam potências, qualidade de sinal, interferências, diagrama de

cobertura etc.

A quantidade de medições, é normalmente maior nas zonas mais críticas e menor nas zonas

de boa recepção.

Depois dos testes é possível corrigir detalhes do projecto, como por exemplo posicionamento

das antenas ou utilização de frequências e tornar o projecto definitivo.

6.1.8. Aspectos de tráfego

Os sistemas de comunicação móvel celular são projectados para que as chamadas realizadas

tenham boa probabilidade de sucesso nas horas de maior movimento do sistema. Para isto define-

se o Grau de Serviço (GoS) e que representa a percentagem de tentativas de comunicação mal

sucedidas devido ao congestionamento do sistema, ou seja, é a relação entre o tráfego perdido e

o tráfego oferecido. Valores típicos de GOS em sistemas de telefonia celular atingem de 2% a 5%.

A Hora de Maior Movimento (HMM) é definida como o período de 60 minutos do dia nos

Fig. 6-6 – Redefinição do projecto



quais a intensidade de tráfego de um grupo de canais atinge o seu valor máximo, tomada a média

dos valores nos dias da semana. O GOS determina a quantidade de troncos e equipamentos de

comutação necessários para atender adequadamente o tráfego telefônico durante as horas de

maior movimento. Podemos em certas condições, considerar a HMM do sistema, de um cluster ou

de uma célula mais congestionada.

O objectivo de qualquer sistema é atender o maior número de assinantes possível mantendo

um aceitável GOS. No caso de dimensionamento prático de um sistema deve-se observar a

Acessibilidade e Graduação, o perfil do tráfego, suas propriedades estatísticas e GOS exigido.




6. No projecto de um sistema celular qual a primeira coisa a ter em conta?

7. A localização das BTS depende de factores que podem ser externos ao projecto. Quais são

esses factores?

8. O que é o GoS?

9. O que é a QoS?



Capítulo 7 - Glossário, Links, e Bibliografia

.Fornecem-se as referências dos documentos contendo as normas dascomunicações móveis, bem como glossário e os principais links de internet, ebibliografia. Os termos utilizados são predominantemente em inglês mas são acópia do original o que facilita a pesquisa e análise.

7.1. GLOSSÁRIO

AGCH Access Grant CHannel

AMPS Advanced Mobile Phone Service

AUCAuthentication Center. Centro de Autenticação dos assinantes duma redeGSM

BACKBONEConjunto de circuitos, geralmente de alta velocidade, que formam ossegmentos principais de uma rede de comunicações, e onde os segmentossecundários se ligam

BAUD

Unidade de medida de velocidade de transmissão de dados, calculada nonúmero de elementos/símbolos trocados por segundo. O débito em Baud éa velocidade a que os computadores podem transmitir dados através de ummodem usando software de comunicações

BCCH Broadcast Control CHannel

BCH Broadcast CHannel

BER Bit Error Rate

bpsbits per second. Unidade de medida da velocidade de transmissão binária.É usual a utilização de múltiplos, tais como KBits/s e MBits/s.

BSCBase Station Controller. Controlador de estações de Base. Esteequipamento comanda uma ou mais BTS e faz a gestão das ligações rádio(atribuição de um canal para uma chamada, decisão de hand-over, etc.).

Capítulo



BSS

Base Station Subsystem. Sub-sistema da estação de base. È composta poruma BSC e uma BTS. Uma BSS corresponde geralmente a uma BSC e àsBTS que dela dependem. Pode-se utilizar este termo quando não sepretende fazer uma distinção muito clara entre as funções específicas daBTS e da BSC.

BTS

Base Transceiver Station. Estação Transceptora de Base ou maissimplesmente, Estação de Base. Equipamento que tem os emissoresreceptores de rádio e as antenas para comunicar com os telemóveis.Constitui assim a interface entre a BSC e os ME (equipamentos móveis).

Burst

Burst é um termo raramente traduzido para os manuais em português, maspoderia ser traduzido como rajada ou salva (de tiros). Elemento do sinaltransmitido por um equipamento no interior de um SLOT em TDMA. Aduração de um burst normal GSM é de 148 bits e portanto148×3/812500s=546µs.

BYTEBinarY Term - Conjunto de "bits" que representam um único caracter. Cadabyte possui oito bits, podendo também designar-se octeto

C/I Carrier-to-Interference ratio

Canal deretorno

Meio adicional que permite proporcionar a interactividade em determinadossistemas de comunicações com algumas limitações de bidireccionalidade.Através deste canal os utilizadores podem enviar instruções de comando,mensagens ou informação ao operador (por exemplo, a rede telefónicapode ser utilizada para proporcionar o canal de retorno a um serviço detelevisão por cabo ou de televisão digital terrestre, de modo a poderem serprestados serviços bidireccionais).

Canal duplexUm par de canais físicos simplex, um para via ascendente (uplink) outropara via descendente (downlink). Têm frequências diferentes.

Canal logique Suite de slots dédiés à une fonction particulière.

Canal simplex

Canal formado por um número de slots na trama TDMA sobre umafrequência determinada ou uma sequência de frequências. Faz-se distinçãoentre os canais físicos de débito pleno (1 slot por trama TDMA) dos canaisde meio-débito (1 slot a cada 2 tramas TDMA).

CC Call Control

CCCH Common Control CHannel

CDMA

Code Division Multiple Access. Sistema de acesso múltiplo a umdeterminado recurso, a utilizar, por exemplo, na transmissão digital dossistemas de comunicações móveis de 3.ª geração, para permitir o acessosimultâneo, e sem interferências, de um grande número de utilizadores, auma única faixa de radiofrequências, através da atribuição de códigos deutilização diferentes a cada utilizador.

Célula

Área servida por uma estação de base rádio, num sistema celular decomunicações móveis. Também pode ser definida como a área onde umtelemóvel pode comunicar com uma dada estação de base com qualidadesuficiente



CGI Cell Global Identity

circuito Canal de transmissão bidireccional entre dois pontos.

CodecCOdeur DECodeur. Circuit réalisant la conversion d'un signal analogique deparole en une suite de données numériques et réciproquement.

Codificação

Em telecomunicações designa o processo de conversão de informaçãopara um formato adequado ao canal de transmissão utilizado, possibilitandoa sua posterior reconversão ao formato inicial.O termo "codificação da informação" é também utilizado para designar otratamento apropriado do sinal de molde a possibilitar um adequado grau deprotecção no acesso ao conteúdo informativo do mesmo, embora para sedistinguir de codificação este processo se possa melhor designar porencriptação

DCCH Dedicated Control CHannel

DCS 1800Digital Cellular System 1800. Sistema GSM mas utilizando a banda defrequência de 1800 MHz, mais adaptada às células microcelulares.

DownlinkVoie descendanteSens de transmission de la BTS vers la MS.

EDGEEnhanced Data Rates for GSM/DCS Evolution - Evolução do sistema GSMque possibilita a transmissão a velocidades até 384 Kbps

EIR Equipment Identity Register

EMSEnhanced Message Service - Tecnologia que permite aos utilizadores detelemóveis enviar e receber texto, imagens, animações e som.

ETSI European Telecommunications Standards Institute

FACCH Fast Associated Control CHannel

FCCH Frequency-Correction CHannel

FDMA

Frequency Division Multiple Access. Acesso múltiplo dppor divisão nafrequência. Sistema de acesso múltiplo a um determinado recurso, parapermitir o acesso simultâneo, e sem interferências, de um grande númerode utilizadores, a uma única faixa de radiofrequências, através da atribuiçãode frequências diferentes a cada um deles.

FEC Forward Error Correction code

FNFrame Number. Numéro de la trame courante dans l'hypertrame défini pourune BTS et variant de 0 à 2 715 647.

GMSCGSM Mobile services Switching Center.Gateway MSC. MSC passerelle réalisant l'interface entre le PLMN et leRTCP pour les appels à destination d'un mobile.

GMSK Gaussian Minimum Shift Keying

GSM Global System for Mobile communications. Sistema global para



comunicações móveis foi inicialmente chamado Groupe Spécial Mobile.Nome do standard europeu do sistema de rádio celular digital.

Norma utilizada em sistemas de comunicações móveis digitais de 2.ªgeração, nomeadamente na Europa e na maior parte dos países do mundo.Especifica como se codificam e se transferem os dados através doespectro. O GSM digitaliza e comprime os dados relativos a uma ligação,transmitindo-os através de um canal junto com os de outros utilizadores,por via de um método de acesso múltiplo por divisão de tempo.

Handover

Mécanisme grâce auquel un mobile peut transférer sa connexion d'unestation de base vers une autre (handover inter station de base) ou, sur lamême station, d'un canal radio vers un autre (handover intra station debase). On l'appelle également Transfert automatique inter / intra cellulaire.

HLRHome Location Register. Registo de localização nominal. Base de dadosque contém os perfis e as localizações dos assinantes de uma dada.

IMEIInternational Mobile Equipment Identity. Identificação internacional eespecífica de um terminal MS (telemóvel).

IMSIInternational Mobile Subscriber Identity. Identificação internacional de umassinante inscrita no cartão SIM

ISDN Integrated Services Digital Network. Designação inglesa para RDIS

JDC Japanese Digital Cellular

Macrocélula Célula com raio superior a 1km

Microcélula Céluls com raio inferior a 1 Km

MSMobile Station. Estação Móvel. Terminal GSM (telemóvel) equipado decartão SIM e habilitado para funcionar numa determinada rede.

MSCMobile services Switching Center. Central de comutação que permite geriras entradas e saídas de chamadas GSM.

MSISDN Mobile Station ISDN number

MSRN Mobile Station Roaming Number

NADC North American Digital Cellular

NMT Nordic Mobile Telephone

NSSNetwork and Switching Subsystem. Network Sub-System. Sub-rede fixa deuma rede GSM e que inclui principalmente as bases de dados HLR e VLR eos comutadores móveis MSC.

OAM Operation, Administration and Maintenance

OMCOperation and Maintenance Centre. Centre d'administration, en généralassocié à un sous-système particulier (par exemple un BSS).

OSS Operation and Support Subsystem



PCH Paging CHannel

PCS Personal Communications Services

PDC Personal Digital Cellular

PINPersonal Identification Number. Code secret défini par l'utilisateur et stockésur la carte SIM pour accéder aux services.

PLMNPublic Land Mobile Network. Rede GSM operada por um determinadooperador num determinado território ou país.

PorteuseFréquence sur laquelle est transmise un signal modulé. Les porteuses GSMsont espacées de 200kHz.

PSPDN Packet Switched Public Data Network

PSTN Public Switched Telephone Network

RACH Random Access CHannel

RF Radio Frequency

Roaming

Capacité pour un terminal d'être utilisable en tout point du réseau (roaming).Ce terme a tendance à désigner maintenant la capacité d'un abonné d'unréseau à utiliser un autre réseau pour lequel il n'a pas d'abonnementparticulier.

SACCH Slow Associated Control CHannel

SCH Synchronisation CHannel

SDCCH Standalone Dedicated Control CHannel

Separaçãoduplex

Diferença de frequência entre a via ascendente (uplink) e a via descendente(downlink). Esta separação é constante para uma banda dada por exemploé de 45 MHz na banda GSM900 e de 95MHz na banda DCS1800.

SIMSubscriber Identity Module. Cartão que inserido num terminal GSM contémtodas as informações referentes ao assinante que a está a utilizar.

Slot Intervalle de temps élémentaire en TDMA qui peut accueillir un burst.

SMS Short Message Services. Serviço bidireccional de mensagens curtas.

SNR Signal to Noise Ratio

TACS Total Access Communication System

TCH Traffic CHannel

TCH/F Traffic CHannel/Full rate

TCH/H Traffic CHannel/Half rate

TDMA Time Division Multiple Access. Sistema de acesso múltiplo a um



determinado recurso, utilizado na transmissão digital de sistemas decomunicações sem fios, para permitir o acesso simultâneo, e seminterferências, de um grande número de utilizadores, a uma única faixa deradiofrequências, através da repartição dos recursos no tempo.

Telemóvel Ver MS

TMSI Temporary Mobile Subscriber Identity

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

UplinkVoie montanteSens de transmission de la MS vers la BTS.

VLRVisitor Location Register. Registo de localização dos visitantes usado emparticular nas redes de comunicações móveis para identificar a localizaçãodo utilizador

AutenticaçãoProcessus permettant au réseau de vérifier qu'un abonné est autorisé àutiliser le réseau en contrôlant la présence d'une clé secrète dans sa carteSIM.

ErlangUnidade de volume de tráfego correspondente ao número de chamadas emsimultâneo em curso num dado momento ou à média apurada em dadoperíodo de tempo

ETSIEuropean Telecomunications Standardization Institute. Instituto Europeu deNormas de Telecomunicações

FDMFrequency Division Multiplexing - Multiplexagem por divisão na frequência -método de transmissão simultânea de diversos sinais, num mesmo canal,através da utilização de frequências distintas.

FDDFrequency Division Duplex - Sistema utilizado para fornecer um canal deuplink e outro de downlink entre a rede de rádio e o utilizador

GPRSGeneral Packet Radio Service - Evolução do sistema GSM, baseada emcomutação de pacotes, que possibilita a transmissão a velocidades até 115Kbps.

HSCSDHigh Speed Circuit Switched Data - Evolução do sistema GSM quepossibilita a transmissão a velocidades até 57 Kbps.

IMT-2000

International Mobile Telecommunication - 2000 - Conjunto de normasrelativas à 3.ª geração de sistemas de comunicações móveis. O UMTS é osub-conjunto da família de normas IMT2000, que foi adoptado em Portugale na Europa.

Largura debanda

Característica física de um sistema de telecomunicações que indica avelocidade a que a informação pode ser transferida. Em sistemasanalógicos, mede-se em ciclos por segundo (Hertz) e em sistemas digitaisem bits por segundo (Bits/s).

MODEM

Modulator / DEModulator - Equipamento que basicamente efectua amodulação e a desmodulação de sinais digitais. Na modulação modifica osinal a enviar, por forma a poder ser transmitido no meio desejado. Nadesmodulação reconstitui o sinal recebido, de modo a poder ser perceptível



para o utilizador. É muito utilizado em particular na conversão dos sinaisdigitais dos computadores em sinais analógicos e vice-versa, por forma apoderem ser enviados e recebidos dados (por exemplo em ligações àInternet) através das linhas telefónicas analógicas.

Modulação

Processo de modificação de determinadas características de uma ondaportadora, em função das de outra onda, por forma a adaptar um sinal a serenviado por uma rede de comunicações, ao meio de transmissão a utilizar.Pode efectuar-se modulação para transmitir dados provenientes desistemas informáticos através de linhas telefónicas (utilizando um modem)

Multiplex

Processo que designa o agrupamento dos elementos referentes a diversasfontes de informação, sobre um mesmo canal físico, nomeadamente pordivisão na frequência (FDM), no tempo (TDM) ou em comprimentos de onda(WDM).

MVNO

Mobile Virtual Network Operator - Operador de rede móvel virtual. Operadorque suporta a sua oferta de serviços de comunicações electrónicas na redede outro operador móvel, não possuindo rede própria (os direitos deutilização de frequências e infra-estruturas associadas à rede de acessorádio).

3GPP

3rd Generation Partnership Project, um projecto criado em 1998 por cincoempresas de tecnologia móvel, a ETSI (Europa), ARIB/TTC (Japão), CCSA(China), ATIS (América do Norte) e TTA (Coreia do Sul). Esta tecnologiavisa padronizar a criação, envio e reprodução de arquivos multimédia(vídeos) em telefones celulares.

QoSQuality of Service – Qualidade de serviço. Designação utilizada para umconjunto de parâmetros que caracterizam o desempenho, por exemplo, deum circuito, de uma rede ou de um serviço.

RDIS

Rede digital integrada de serviços - Conjunto de infra-estruturas detelecomunicações que possibilitam a oferta de ligações digitais entre pontosterminais, para suporte de uma gama variada de serviços detelecomunicações, tais como telefone e vídeo conferência. O acesso a estarede pode efectuar-se mediante acesso básico ou primário, a quecorrespondem velocidades de 128 Kbit/s e 2 Mbit/s, respectivamente, eexcluindo a sinalização

TDM

Time Division Multiplexing - Multiplexagem por divisão no tempo -método de transmissão simultânea de diversos sinais, num mesmo canal,através da divisão em pequenos blocos de tempo, que vão sendo atribuídosde forma intercalada a cada sinal

A digital data transmission method that takes signals from multiple sources,divides them into pieces which are then placed periodically into time slots,transmits them down a single path and reassembles the time slots back intomultiple signals on the remote end of the transmission.

WCDMAWide-Band Code-Divison Multiple Access - Sistema de banda larga deacesso múltiplo por divisão do código.



7.2. LINKS Internet

Links activos e confirmados em 11/11/2007

7.2.1. Regulamentação e Operadores

http://www.anacom.pt/

www.tmn.pt

www.vodafone.pt

www.otimus.pt

www.zapp.pt

7.2.2. GSM

http://www.ta-formation.com/cours-gsm/x-gsmreseau.html

http://www.inf.unisinos.br/~roesler/disciplinas/0_comunicdados/55_celular/GSM_copiadoTeleco.pdf

http://www.wirelessbrasil.org/wirelessbr/colaboradores/agilent_gsm/gsm_05.html

http://www.niit.edu.pk/~ndgohar/Support/Help%20Notes/GSM%20Notes/LECTURE_06.pdf

http://www.wirelessbrasil.org/wirelessbr/colaboradores/bruno_maia/repetidores/repet_gsm_2007.pdf

http://www.wirelessbrasil.org/wirelessbr/

http://www.ta-formation.com/diapo.htm

http://rfdesign.com/mag/radio_introduction_gsm_gsm/

http://www.wirelessbrasil.org/wirelessbr/colaboradores/agilent_gsm/gsm_04.html

http://www.ulg.ac.be/telecom/publi/publications/mvd/Demoulin2004Principes/

http://www.gta.ufrj.br/seminarios/semin2002_1/roberta/gsm/indice.htm

http://www.inforede.net/Technical/Layer_1/Wireless_Mobile/GSM_(POR).pdf



7.2.3. UMTS

http://www.ta-formation.com/cours-lignes/x-lignes.html

http://professores.unisanta.br/santana/downloads%5CTelematica%5CMicroondas_2%5CLinhas%20e%20Guias%20de%20transmisspo%5C01-Introducao.pdf

http://www.monografias.com/trabajos38/lineas-de-transmision/lineas-de-trasmision.shtml

http://paginas.fe.up.pt/~amoura/comunicacoes/GSM_UMTS.pdf

http://www.umtsworld.com/technology/cdmabasics.htm

http://www.iaik.tugraz.at/teaching/03_advanced%20computer%20networks/ss2004/vo4/GSM.pdf

7.2.4. DIVERSOS

http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_mobile_network_operators_of_Europe#Portugal

http://www.mpirical.com/companion/mpirical_companion.html

http://engr.smu.edu/~levine/ee8320/celpcs4.ppt

http://www.csie.ndhu.edu.tw/~robert/96fall_wireless.htm

http://www.esnips.com/web/Forouzan?docsPage=1#files

http://www.gsmworld.com/technology/glossary.shtml

7.3. BIBLIOGRAFIA

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Harri Holma and Antti Toskala editors, “WCDMA for UMTS – Rádio Access For ThirdGeneration Mobile Communications”, John Wiley & Sons, 2000

Jennifer Bray, Charles F. Sturman, “Bluetooth: connect without cables”, Prentice Hall PTR,2001

Bruce Hopkins, Ranjith Antony, “Bluetooth for Java”, Apress, 2003Gilbert Held, “Data over wireless networks Bluetooth, WAP, and wireless LANs”, McGraw-Hill, 2001

P. Nicopolitidis, et al., “Wireless Networks”, John Wiley & Sons, 2003

Matthew S. Gast, “802.11 wireless networks: the definitive guide”, O’Reilley, 2002



John Hjelm, “Creating location services for wireless web”, John Wiley & Sons, 2002

Yi-Bing Lin, Imrich Chlamtac, “Wireless and mobile network architectures”, John Wiley &Sons, 2001

Curso BSS Overview – MN1790. Academy, Siemens; 2003

Behrouz A. Forouzan, Sophia Chung Fegan - Data Communications and Networking,Mcgraw Hill, 2006

Sistemas de comunicações moveis

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