PARTE 1 TELEFONIA CELULAR AULA 2 INTRODUÇAO. Sistemas de Telecomunicações II Prof. Flávio Ávila

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1 PARTE 1 TELEFONIA CELULAR AULA 2 INTRODUÇAO Sistemas de Telecomunicações II Prof. Flávio Ávila

2 Comunicações móveis 2 Definição antiga: dispositivo móvel Definição atual: alta velocidade Exemplos Pager Telefone sem fio Controle remoto Walkie-talkie Telefonia celular

3 3 Explosão eletrônica

4 4 Telefonia celular: conceito

5 Telefonia celular: atributos Grande número de usuários em grande área com limitado espectro Conexão sem fio à PSTN Alta capacidade Transmissor responsável por pequena área Mesmas frequências usadas por diversos transmissores em diferentes células Reúso de frequência Transferência de um aparelho entre células adjacentes (handoff)

6 Telefonia celular: origens : ideia original (Bell labs) 1946: início em St. Louis, MTS (Mobile Telephone System) 1964: 1,5 milhões de usuários Fim dos anos 70: entroncamento 1978: uso de células (1G) 1983: AMPS (Advanced Mobile Phone System), Bell Labs e Motorola (1G) 1990: Digitalização GSM, CDMA, IS95 (2G) 2000: WCDMA, UMTS (3G) 2007: LTE (4G)

7 Crescimento

8 Primeira geração Boa transmissão de voz Recarga de bateria frequente Comunicação insegura e cara Poucos usuário por canal/banda Modulação analógica FM Sistemas: AMPS (EUA), NMT e ETACS (Europa), NTT e JTACS (Japão)

9 Segunda geração Modulação digital Aparelhos menores Transmissão de voz e dados Recargas de bateria menos frequentes Segurança (criptografia) Barato Sistemas: GSM, IS95, CDMA, GPRS e EDGE (2.5G)

10 Terceira geração Altas taxas de dados Comutação de circuito e comutação de pacotes Melhor qualidade de voz Maior eficiência espectral Fácil adição de novos serviços Sistemas: WCDMA (evol. de GSM), CDMA2000 (evol. de IS-95)

11 Comparação 2G-3G

12 Quarta geração Acesso à internet em banda larga Comutação por pacote (IP) Taxa de até 1 Gbit/s Maior eficiência espectral Sistemas: Wimax móvel, LTE (Long Term Evolution)

13 Telefonia celular: elementos básicos

14 Estação Base (EB ou BTS) Canais de rádio Transceptores montadas em uma torre Comunica-se com estação móvel e a MSC Transmite/recebe voz, dados e sinais de controle

15 Estação móvel (EM ou MS) Equipamento percebido pelo usuário Aparelho + cartão Funções Armazena informações Codificação/decodificação de fala Transcepção de sinais Outros

16 Central de Comutação Móvel (MSC) Coordenação do sistema Roteamento de chamadas Atua numa grande área Conecta as estações-base entre si e à PSTN Localização de usuários Cérebro do sistema

17 Múltiplo acesso Separação entre sinais dos usuários FDMA: Frequency Division Multiple Access TDMA: Time Division Multiple Access CDMA: Code Division Multiple Access

18 Downlink e Uplink

19 Freqüência Frequency Division Duplex (FDD) Uplink Downlink Tempo

20 Freqüência Time Division Duplex (TDD) Uplink Downlink Tempo

21 Canais Canais de controle: Configuração, solicitação, início de chamada, etc Direto (FCC): estação base para estação móvel Reverso (RCC): estação móvel para estação base Canal de voz Direto (FVC): estação base para estação móvel Reverso (RVC): estação móvel para estação base

22 Chamadas Estação Móvel varre canais de controle direto identificando o mais forte Monitora o canal até que o sinal fique fraco demais MSC Ajusta a potência de transmissão da estação móvel Estabelece canal entre estação base e estação móvel

23 Chamadas: para EM MSC transmite o número da EM (MIN) para os canais de controle (FCC) EM desejada recebe a mensagem e responde através do canal de controle reverso (RCC) EB repassa a confirmação enviada pela EM MSC instrui a EB para passar a chamada para um canal de voz livre EB sinaliza à EM para transmitir num par de canais de voz direto e reverso não utilizado Chamada de alerta pelo canal de voz para que o telefone toque;

24 24 Chamada: para EM

25 Chamadas: da EM Solicitação de ínicio de chamada é enviada no canal de controle reverso (RVC) EM envia MIN (e outros dados) à EB EB transmite-os à MSC MSC Valida a solicitação Faz conexão com a parte chamada por meio da PSTN Instrui a EB e EM a passarem para um par de canais de voz direto e reverso livre

26 26 Chamada: da EM