Rede GSM I: Caracterização de Ambiente Celular

Rede GSM I: Caracterização de Ambiente Celular O sistema de telefonia móvel tem evoluído ao longo dos anos, tendo sido criados vários padrões e tecnologias. A telefonia celular hoje é tecnologia popular que afeta os padrões e hábitos dos povos ao redor do mundo. O objetivo desta série de tutoriais é oferecer aos projetistas de telefonia móvel, uma maneira de caracterizar o ambiente de recepção do sinal juntamente com uma analise sobre o processo. As predições de cobertura serão feitas a partir de um software que caracterizará o ambiente para o usuário, embasado em informações como distância entre o celular e a estação radiobase e o nível de sinal recebido. Os tutoriais foram preparados a partir do trabalho de conclusão de curso Caracterização de Ambiente Celular GSM,, elaborado pelo autor, e apresentado ao Curso de Engenharia Eletrônica com Ênfase em Automação e Telecomunicações da Faculdade de Engenharia da Universidade de Itaúna, como requisito parcial à obtenção do título de Engenheiro Eletrônico. Foi orientador do trabalho o Prof. MSc. Antônio Evangelista de Freitas. Este tutorial parte I apresenta as questões teóricas necessária para o entendimento do projeto, tais como a estrutura celular, o modelo de propagação log-distância e o padrão GSM e sua arquitetura e características. Douglas Henrique Clemente Engenheiro Eletrônico com ênfase em Automação e Telecomunicações pela Fundação Universidade de Itaúna (2009), cursando atualmente o MBA Profissional de Análise de Sistemas e Telecomunicações na ESAB Ensino Superior Aberto do Brasil. Atuou como Técnico Eletrônico na Probank S.A. (Itaúna, MG), executando atividades de programação, revisões do software e manutenção de hardware, e como Estagiário da Prefeitura Municipal de Itaúna, executando atividades de implantação e manutenção de redes (locais e wireless) e sistemas de telecomunicações com links via rádio para unir a rede municipal de saúde. Atualmente é Professor do Curso Técnico de Eletrônica do Colégio Técnico Martins COTEMAR, sendo responsável pela Administração da disciplina Eletrônica Prática, que envolve eletrônica básica, circuitos elétricos e eletrônica digital. 1

Email: dhc_telecom@yahoo.com.br Categoria: Telefonia Celular Nível: Introdutório Enfoque: Técnico Duração: 15 minutos Publicado em: 06/09/2010 2

Rede GSM I: Introdução Introdução O sistema de telefonia móvel vem se aprimorando nas últimas décadas e já foram criados vários padrões e tecnologias para este sistema. A telefonia celular revolucionou os costumes, hábitos e a economia mundial nesses últimos anos. A estrutura da telefonia celular demanda uma série de fatores que devem ser de conhecimento de engenheiros e técnicos da área de telecomunicações. O padrão GSM (Global System for Mobile Communications) se tornou o padrão mais difundido no mundo ao longo dos últimos anos e será o padrão aqui estudado. Objetivo O objetivo deste trabalho é medir a potência do sinal de telefonia celular e caracterizar o ambiente de propagação através do modelo matemático log-distância. Será utilizado o software MATLAB [1], na sua versão trial gratuita para testes com validade de 30 dias e disponível no site www.matlab.com.br, para desenvolver um algoritmo que, utilizando o modelo matemático estudado neste trabalho, faz a caracterização de ambiente através das potências recebidas. Posteriormente, com a caracterização feita, é possível realizar uma predição de sinal, calculando matematicamente o valor de potência recebida. Justificativa Nos últimos anos, à medida que a telefonia celular foi se difundindo, houve a necessidade de uma intensa pesquisa, desenvolvimento e mão de obra capacitada para a criação de novas tecnologias na área de sistemas de telefonia móvel. Isso deve ser combinado com o interesse crescente em evitar os custos elevados associados à instalação em ambientes interligados por fios. (Freeburg, 1991[2]). O estudo da qualidade de transmissão e recepção deve ser focado, afim de que o consumidor final seja satisfeito com o produto adquirido, incentivando assim, o fornecedor a melhorar cada vez mais a qualidade do serviço prestado e implantar novas tecnologias. A caracterização de ambiente permite que tal qualidade seja alcançada, uma vez que a operadora de telefonia celular, ao longo dos anos, pode assim verificar a necessidade de novas estações de telecomunicações para suprir uma eventual falta de sinal devido às variações do ambiente como construção de novos prédios. Metodologia Este trabalho consiste na análise dos dados obtidos através de um celular, com a opção de teste de campo (field test) habilitada, na região central de Itaúna e estudada pelo modelo de propagação de ondas log-distância [3]. Este tutorial parte I apresenta as questões teóricas necessária para o entendimento do projeto, tais como a estrutura celular, o modelo de propagação log-distância e o padrão GSM e sua arquitetura e características. O tutorial parte II apresentará a metodologia empregada no projeto, o algoritmo desenvolvido no software MATLAB que simula a recepção do sinal da rede de telefonia celular e caracteriza o ambiente onde se encontra o usuário, as medições de sinais feitas que compõe a parte prática do trabalho, finalizando com as conclusões obtidas. 3

Rede GSM I: Telefonia Celular A seguir será apresentada a primeira parte dos fundamentos teóricos necessários para o entendimento deste trabalho: Telefonia Móvel Celular e o Modelo de Propagação de Ondas que será utilizado. Telefonia Móvel Celular Segundo Nanda e Goodman (1992) [4], um sistema móvel é definido como uma rede de comunicações por rádio que permite mobilidade contínua por meio de muitas células. O projeto inicial de um sistema de telefonia móvel prevê a maior área de cobertura possível, devido a uma potência de transmissão elevada que é transmitida por uma antena devidamente acoplada a uma alta torre de telecomunicações. Em um sistema de telefonia móvel celular, a área de cobertura é dividida em células, permitindo assim, que a potência transmitida seja baixa e as freqüências utilizadas nas células sejam reutilizadas. Com isso, vários problemas como congestionamento e capacidade de usuário foram resolvidos [3]. Estrutura Celular As áreas de coberturas a serem atendidas por um serviço de telefonia móvel são dividas em células hexagonais, que são iluminadas por estações radiobase (ERB) localizadas no centro das mesmas. A ERB faz a comunicação entre o terminal móvel (TM), que podem ser celulares, pagers, etc., com a CCC (Central de comutação e controle), que por sua vez realiza as ligações. Alguns fatores definem a extensão da área de cobertura de uma ERB [5]: Potência de saída aplicada na antena; Banda de freqüência a ser utilizada; Altura e localização da antena; Tipo de antena; Topografia da área; Sensibilidade do receptor. As ondas se propagam em uma linha reta, chamada de linha de visada, a partir da ERB. Há casos onde o usuário não possui visada direta com a ERB, devido grandes obstáculos. Essas áreas sem cobertura são chamadas de área de sombra. O efeito de sombreamento causado por essas áreas sem coberturas é minimizado pelos prédios em grandes cidades, devido à capacidade de refração e reflexão das ondas de rádio transmitidas, e por uma grande quantidade de pequenas células nessas regiões. Tipos de Células Existem dois tipos de células mais comuns, as células omnidirecionais e as células setorizadas [5]. As células omnidirecionais são constituídas de uma ERB com uma antena omnidirecional, que irá radiar 4

para todas as direções, tornando assim, a ERB o centro de uma área de transmissão circular. Nas células setorizadas, tem-se na ERB várias antenas diretivas, que juntas irão cobrir toda uma área. Reutilização de Freqüência As células em uma mesma área de cobertura possuem diferentes freqüências, a fim de que uma célula não interfira na outra. Porém, é possível reutilizar a freqüência de uma célula em outra célula relativamente distante, desde que esta segunda célula não interfira na primeira. A figura 1 ilustra o conceito de reutilização de freqüência por grupos, onde as células com a mesma letra utilizam a mesma freqüência. O formato hexagonal das células é o mais prático, pois permite maior abrangência de cobertura. Outros formatos como o quadrado e o triângulo podem ser utilizados, contudo, no projeto de uma célula deve-se considerar um usuário em seus extremos. Isto torna os formatos quadrados e triangulares não viáveis, já que os limites de tais células não possuem uma distância igual em relação à ERB. Assim o hexágono se torna a melhor opção, já que as distâncias de seus extremos são iguais em relação à ERB. Figura 1: Reutilização de Freqüência [3] Normalmente uma ERB com antena omnidirecional é localizada no meio da célula, porém há a possibilidade de utilizar antenas setorizadas e cobrir toda a área da célula. A figura 2 mostra três antenas setorizadas em três dos seis vértices de uma célula, cobrindo assim, toda a área da célula, e a figura 3 ilustra uma das outras possibilidades como seis antenas setorizadas localizadas no centro da célula, cada uma cobrindo um lado do hexágono. 5

Figura 2: Célula Setorizada em 120º Figura 3: Célula Setorizada em 60º Devido à geometria hexagonal das células, e para que elas se encaixem perfeitamente, o número de células em um conjunto deve ser tal que satisfaça a equação: Onde i e j são inteiros positivos e N o número de células com freqüências diferentes em um conjunto. A tabela 1 mostra alguns valores de N. Se N for 12 haverá conjuntos de 12 células com freqüências diferentes cada e as freqüências se repetirão somente nas próximas 12 células. Tabela 1: Possíveis valores de N em um grupo de células i.j N 1 0 1 1 1 3 2 0 4 2 1 7 2 2 12 3 2 19 4 1 21 Fonte: The Mobile Radio Propagation Channel, New York, 2000 [6] (1) 6

A distribuição das células com a mesma freqüência é dada movendo i células na direção de cada lado do hexágono e depois j células formando um ângulo de 60º graus entre as células i e j. A distância de reuso de freqüência é dada por: (2) Onde Ré o raio da célula e D a distância entre uma ERB à outra. A figura 4 representa o reuso de freqüência em um grupo de células, onde i = 2 e j = 1. Nota-se que a célula com freqüência A será repetida i vezes em cada lado do hexágono e depois j vezes formando um ângulo de 60º. O valor de N nesta figura é igual a 7, portanto, cada conjunto de células terão 7 freqüências que variam de A a G. Figura 4: Alocação de células com freqüências iguais Para apresentar uma total cobertura, a freqüência de uma célula se sobrepõe à outra célula vizinha, por esse motivo não se deve utilizar células vizinhas com a mesma freqüência, isso causará uma interferência nas áreas de sobreposição chamada de interferência co-canal. Divisão de Células A área de uma célula é definida pela densidade de tráfego telefônico, tal que quanto maior o tráfego, menor será a célula projetada para esta região. Desta forma, áreas suburbanas ou rurais, terão células maiores que os centros urbanos. Independente do tamanho da célula, deve-se ter o cuidado de fazer o reuso das freqüências nas células. A figura 5 exemplifica um centro urbano e é notável que a freqüência G foi reutilizada com uma distância para não haver interferência co-canal. 7

Figura 5: Divisão de células Existem duas soluções quando o tráfego de uma célula cresce, a adição de novas células ou a setorização de uma célula. Para que novas células sejam adicionadas é reduzida a potência de uma célula já existente diminuindo-a aproximadamente à metade de sua área de cobertura original. Na área remanescente são instaladas novas torres e antenas criando uma nova célula, contudo este método possui altos custos. Na setorização de células as antenas omnnidirecionais são substituídas por antenas direcionais setorizando a antiga célula. Este método é mais econômico e mais usado pelas operadoras, uma vez que utiliza as estruturas já existentes. As células, em qualquer método, são sobrepostas, porém sem apresentar interferência co-canal. Handoff Quando um usuário em movimento atravessa de uma célula para outra, a CCC deve automaticamente transferir o usuário para um novo canal com uma freqüência diferente. Este processo é chamado de handoff e deve ser imperceptível ao usuário. A CCC deve se certificar que a queda de sinal do usuário prove de um deslocamento do mesmo e não de uma queda momentânea do sinal, antes de realizar o handoff. Um usuário se deslocando rapidamente é um problema para a CCC, já que na mesma célula também existem usuários pedestres ou mesmo usuários se deslocando em baixa velocidade. Para este caso em particular, existe uma técnica chamada umbrella cell, ou célula guarda-chuva, que consiste em providenciar uma grande área de cobertura para usuários deslocando rapidamente e pequenas áreas para os usuários que se deslocam em baixa velocidade ou não se deslocam, como mostrado na figura 6. 8

Figura 6: Técnica de Handoff célula guarda-chuva [3] Roaming O conceito de roaming é dado quando um usuário entra em uma célula pertencente a uma CCC diferente de sua central domiciliar. A central visitada (CCC-V) deve informar a central do usuário que o mesmo não se encontra mais sobre seu domínio. Desta forma, a CCC domiciliar do usuário deve registrar o fato e liberar o usuário para utilizar a central visitada normalmente como se fosse a sua central domiciliar. Quando o usuário passa de uma célula pertencente a uma CCC para uma célula que pertence a outra CCC, durante uma chamada, tem-se o handoff entre centrais. Este handoff também deve ser imperceptível ao usuário [3, 5]. Propagação em Telefonia Móvel A propagação à rádio na telefonia móvel celular e os métodos para predição de nível do sinal envolvem o conhecimento de vários fatores, incluindo detalhes do terreno e das construções que por ventura existam ao longo do caminho de propagação. Tal conhecimento é extenso e este trabalho focará somente o modelo de propagação log-distância, embora existam vários outros modelos [3,5,6,7]. Segundo Parsons (2000) [6], é notável que a predição de sinal não seja uma ciência exata. A predição de sinal é apenas uma estimativa, pois por mais caracterizado que seja o ambiente, sempre haverá uma variação na caracterização do ambiente devido à mobilidade do terminal móvel e das ondas eletromagnéticas refletidas pelo ambiente. O objetivo deste trabalho torna-se então, a caracterização deste ambiente através do modelo de propagação log-distância apresentado em seguida. Modelo de Propagação Log-distância Vários modelos de propagação indicam, na teoria ou na prática, que a potência do sinal recebido decresce em escala logarítmica com a distância [3]. São muitos os modelos de propagação, na literatura, que dependem de uma escala logarítmica. O modelo Log-distância é representado por uma expressão que depende da distância entre a antena transmissora e receptora, expresso por: 9

(3) Onde L é a atenuação, n o coeficiente de atenuação que caracteriza o ambiente, d 0 é a distância referencial que é obtida por medições feitas próximo à antena transmissora e d a distância entre a antena transmissora e receptora. A distância referencial d 0 normalmente é 1 km em grandes células, podendo ser 100 m ou até 1 m em micro-células, desde que d 0 não esteja na região denominada campo próximo da antena, região esta, onde os cálculos eletromagnéticos se tornam extremamente complexos e não lineares. Geralmente o campo próximo de uma antena dá-se muito perto da antena [8]. O valor do coeficiente n depende do ambiente em específico e na propagação em espaço livre, ou seja, sem nenhum tipo de obstrução, tem o valor igual a 2. A tabela 2 representa alguns valores típicos de n, que podem ser obtidos através de medições: Tabela 2: Expoente de atenuação n para diferentes ambientes Ambiente de propagação n Espaço Livre 2 Celular em área urbana 2,7 a 3,5 Celular em área urbana com sombra 3 a 5 Construções com linha de visada 1,6 a 1,8 Obstrução em construções 4 a 6 Obstruções em fábricas 2 a 3 Fonte: Wireless Communications: Principles and Practice, New Jersey, 1995 [3] A equação (3) não considera que o ambiente pode ser totalmente aleatório para dois locais diferentes com a mesma distância d em relação à d 0 para uma mesma antena, o que afeta o nível de sinal recebido. Contudo, em várias medições foi provado que para qualquer valor de n a atenuação segue uma distribuição log-normal, ou seja, uma distribuição gaussiana dependente da distância, onde os valores dos sinais medidos estão em db, podendo assim reescrever (3): (4) Onde X σ é uma variável aleatória com distribuição gaussiana, desvio padrão σ em db e média zero. A potência recebida é dada por: (5) Os ganhos das antenas necessários para o cálculo da potência recebida estão incluídos em L db (d). Efeitos aleatórios de sombreamento são descritos pelo desvio padrão σ na distribuição log-normal, que é obtida através de um grande número de medições em uma mesma distância entre transmissor e receptor. 10

O que define estatisticamente este modelo de propagação são os valores do coeficiente de atenuação n, a distância referencial d 0 e o desvio padrão σ para uma mesma distância, podendo assim ser analisado por processos computacionais. A figura 7 mostra o resultado de várias medições em cidades da Alemanha com a mesma distância entre transmissor e receptor. Nesta figura o coeficiente de atenuação médio n tem o valor de 2.7 e o desvio padrão de 11.8 db. Note que a maioria dos pontos que simbolizam as medições estão concentrados em torno de n igual a 2 e 3, e que há outros pontos que discrepam devido aos efeitos aleatórios de sombreamento que podem ser resultantes de pessoas, carros, etc. Figura 7: Medições para uma mesma distância entre T-R [3] 11

Rede GSM I: Padrão GSM A seguir será apresentada a segunda parte dos fundamentos teóricos necessários para o entendimento deste trabalho: o padrão GSM. Padrão GSM O padrão Groupe Spéciale Mobile (GSM) foi criado inicialmente para ser um modelo pan-europeu pela Conference of European Postal and Telecommunications (CEPT), mas rapidamente viu-se que seria um padrão com âmbito internacional, assim em 1991, começaram a implantar o Global System for Mobile Communications (GSM) que era o primeiro padrão GSM destinado à utilização internacional. Dentre várias características do GSM destacam-se roaming internacional, alto grau de flexibilidade, infraestrutura e terminais de baixo custo, sinais de alta qualidade e segurança da linha [5]. A União Internacional de Telecomunicações (UIT) inicialmente alocou freqüências de 935-960 MHz para downlink, da estação de telecomunicações para o terminal móvel, e de 890-915 MHz para uplink, do terminal móvel à estação, para o padrão GSM 900 [9]. Arquitetura do Sistema A arquitetura do GSM é constituída de três subsistemas interconectados, o subsistema de estação radiobase (BSS Base Station Subsystem), o subsistema de comutação de rede (NSS Network and Switching Subsystem) e o subsistema de suporte e operação (OSS Operation Support Subsystem), ilustrados pela figura 8. Figura 8: Arquitetura do sistema GSM [10] O terminal móvel, ou estação móvel (MS), juntamente com o Módulo de Identificação do Assinante (SIM), certamente são os elementos mais conhecidos. O SIM é um cartão inteligente composto de um processador e um chip de memória que armazena as configurações e identificação do usuário. Sem o SIM o terminal móvel fica inoperante. O BSS é constituído pela Estação Radiobase ou Estação Transceptora (BTS) e o Controlador de Estação 12

Radiobase (BSC). O BSS realizará a interação entre a BTS e o terminal móvel. A BTS contém a antena, que com sua potência devidamente regulada, irá definir o tamanho da célula. O BSC tem a função de monitorar e controlar um número de estações radiobase que é definido pelo fabricante, podendo ser dezenas ou até centenas de BTS. O NSS é o subsistema encarregado de fazer as conexões e o controle de bancos de dados requeridos durante uma chamada. É constituído pela Central de comutação de serviços móveis (MSC), o registro local (HLR), o centro de autenticação (AuC), o registro de visitante (VLR) e o registro de identidade de equipamento (EIR). O MSC é responsável pela atribuição de canais aos usuários e a execução e controle do handover, equivalente ao handoff no GSM. É a parte central do NSS. O HLR é o banco de dados que armazena os dados e a identidade dos usuários de sua região de abrangência e o AuC atua como parte integral ao HLR, autenticando os usuários. O VLR é um banco de dados que contém informações temporárias sobre assinantes que estão em roaming e requere ao HLR do visitante, dados sobre o mesmo. Por fim, o EIR foi criado para localizar e barrar possíveis equipamentos roubados ou clonados. O OSS interage com os outros subsistemas, como o ISDN (Integrated Service Digital Network) entre outros, dando a oportunidade aos engenheiros de monitorar e gerenciar o sistema. Este subsistema também é responsável pela tarifação. Juntos os subsistemas irão registrar o usuário e realizar a chamada, encaminhando-a e registrando-a. Handoff ou Handover O termo handover é equivalente ao handoff, e foi apresentado pelo GSM. A estação radiobase no GSM deve monitorar continuamente a posição e nível de potência do terminal móvel, fornecendo uma lista de estações radiobase vizinhas ao terminal. O terminal por sua vez devolve continuamente uma lista com os níveis de potência das estações vizinhas e a ERB onde o terminal se encontra, juntamente com o BSC e o MSC, controlam e executam o handover. Acesso Múltiplo O GSM utiliza um esquema de acesso múltiplo baseado no FDMA (Frequency Division Multiple Access) e no TDMA (Time Division Multiple Acess), onde os usuários compartilham o mesmo canal. O FDMA atribui uma freqüência para cada usuário e o TDMA compartilha um mesmo canal aos usuários. Com isso o GSM distribui freqüências aos usuários divididas em 8 janelas de tempo (burst ou timeslots) numeradas de 0 a 7. A duração de cada janela é de 577 μs tornando-a imperceptível ao usuário. A figura 9 ilustra a distribuição das janelas de tempo. Estrutura de Quadros Para assegurar que a informação no GSM seja entregue inteiramente, é necessário realizar uma sincronização dos bursts, onde a informação é dividida em quadros que são cuidadosamente organizados por canal para fácil reconhecimento do receptor. Cada quadro é composto por 8 usuários em janelas de tempo diferentes e são agrupados em estruturas denominadas multiquadros, mostrados na figura 9. Existem dois tipos de multiquadros, os multiquadros de 26 ou 51 quadros. Um superquadro é formado por 26 ou 51 multiquadros e o hiperquadro é constituído 13

por superquadros. Figura 9: Estrutura de Quadros no GSM [11] Downlink, uplink e hopping Como mencionado, o GSM900, padrão baseado na freqüência de 900 Hz, possui o downlink na faixa de freqüência de 935 à 960 MHz e o uplink na faixa de 890 à 915 MHz. Eles formam um par de freqüências e estão separados em 45 MHz [11]. A figura 10 mostra o deslocamento das janelas de tempo entre o downlink e o uplink. O uplink é atrasado 3 janelas de tempo em relação ao downlink e utilizam o mesmo número de canal (ARFCN Número Absoluto de Canal de Freqüência de Rádio). Quando a informação no downlink é recebida na janela de tempo número 2, ele terá duas janelas de tempo para repassar a informação para a freqüência do uplink, e automaticamente estará pronto para receber a próxima informação. Figura 10: Janelas de tempo de downlink e uplink [11] O salto em freqüência (Frequency hopping) pode acontecer quando o canal, no qual o usuário se encontra, esteja obstruído por construções, assim, o BSC pode trocar o canal do usuário para um que não esteja sofrendo tal atenuação. Este hopping tem como objetivo proporcionar a todos os usuários a mesma qualidade de propagação. O GSM usa o salto em freqüência lento SFH (Slow Frequency Hopping) mudando a freqüência do canal a cada quadro, portanto, a troca de canal é dada em 4,615 ms. 14

Criptografia A criptografia é realizada em cada janela de tempo a fim de proteger os dados e informações do usuário. São utilizados dois algoritmos armazenados no SIM onde toda a informação será criptografada e posteriormente alocada na janela de tempo. Somente com a presença do mesmo algoritmo no receptor a informação poderá ser decifrada. Modulação GMSK A modulação usada no GSM é a GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) que é um tipo de modulação FSK (Frequency Shift Keying) em que a modulação em freqüência é o resultado de uma modulação em fase com sinais adequados e amplitude constante, tornando-o apropriado para uso com amplificadores de alta freqüência [5]. Baseado na modulação MSK (Minimum Shift Keying) os bits 1 e 0 são representados pelo deslocamento da portadora em aproximadamente 68 Hz e no GSM são representados por 270 MHz por ser quatro vezes a freqüência no MSK, minimizando o espectro da modulação e aumentando a eficiência do canal. Um filtro gaussiano é usado na fase de pré-modulação reduzindo a velocidade de transferência de freqüências que do contrário espalharia energia pelos canais adjacentes [12]. 15

Rede GSM I: Considerações finais Este tutorial parte I procurou apresentar as questões teóricas necessária para o entendimento do projeto, tais como a estrutura celular, o modelo de propagação log-distância e o padrão GSM e sua arquitetura e características. O tutorial parte II apresentará a metodologia empregada no projeto, o algoritmo desenvolvido no software MATLAB que simula a recepção do sinal da rede de telefonia celular e caracteriza o ambiente onde se encontra o usuário, as medições de sinais feitas que compõe na parte prática do trabalho, finalizando com as conclusões obtidas. Referências [1] MATHWORKS. Software trial MATLAB. Disponível em: http://www.mathworks.com/programs/trials/ Acesso em: 30 jul. 2008, 17:30. [2] FREEBURG, T. A. Enabling technologies for wireless in-building network communications - four technical challenges, four solutions. IEEE Communications Magazine, v.29, n.4, p.58-64, abr.1991. [3] RAPAPPORT, T.S. Wireless Communications: Principles and Practice. 1. ed. NJ: Prentice Hall, 1995. 641p. [4] NANDA, S. And GOODMAN, D. J. Third Generation Wireless Information Network. 1. ed. Boston: Kluver Academic Publisher, 1992. 317p. [5] ALENCAR, Marcelo Sampaio de. Telefonia Celular Digital. 1. ed. São Paulo: Érica, 2004. 470p. [6] PARSONS, J.D. The Mobile Radio Propagation Channel.2. ed. Nova York: John Wiley & Sons, 2000. 418p. [7] JUSTINO, J. A. Propagação das Ondas Eletromagnéticas: princípios e aplicações. 1. ed. São Paulo: Érica, 2004. 390p. [8] Lee, W. C. Y. Mobile Communications Engineering: theory and applications. 2. ed. New York: McGraw-Hill, 1997. 689p. [9] BELLAMY, John. Digital telephony. 3. ed. Nova York: J.Wiley, 2000. 643p. [10] TELECO. Recurso Rádio em GSM/GPRS: GSM. Disponível em: http://www.teleco.com.br/tutoriais/tutorialgprsaloc/pagina_2.asp Acesso em: 17 set. 2008, 13:45. [11] WIRELESSBRASIL. GSM Conceitos Básicos. Disponível em: http://www.wirelessbrasil.org/wirelessbr/colaboradores/agilent_gsm/gsm_01.html Acesso em: 31 jul. 2008, 14:35. 16

[12] HAYKIN, Simon. Sistemas de Comunicação: Analógicos e Digitais. 4. ed. 1: Bookman, 2004. 840p. [13] CHAPMAN, Stephen J. Programação em MATLAB para engenheiros. 1. ed. 2003, São Paulo: Thomson Learning, 2006. 482p. [14] GOOGLE. Software gratuito Google Earth. Disponível em: http://earth.google.com.br/download-earth.html Acesso em: 29 out. 2008, 08:44. [15] NOKIA. Manual do Utilizador. Disponível em: http://www.nokia.com.br/a4524122?url=http://nds1.nokia.com/phones/files/guides /6510_usersguide_pt.pdf Acesso em: 01 nov. 2008, 15:27. 17

Rede GSM I: Teste seu entendimento 1. Quais são alguns dos fatores que definem a extensão da área de cobertura de uma ERB? Potência de saída aplicada na antena. Banda de freqüência a ser utilizada e sensibilidade do receptor. Altura, localização e tipo da antena. Topografia da área. Todas as anteriores. 2. Qual dos subsistemas abaixo não é parte da arquitetura de uma rede GSM? Subsistema de estação radiobase (BSS Base Station Subsystem). Subsistema multimídia IP (IMS - IP Multimedia Subsystem). Subsistema de comutação de rede (NSS Network and Switching Subsystem). Subsistema de suporte e operação (OSS Operation Support Subsystem). 3. Em que técnicas se baseia o esquema de múltiplo acesso do GSM? Baseia-se no FDMA, que atribui uma freqüência para cada usuário, e no TDMA, que compartilha um mesmo canal para os usuários. Baseia-se no TDMA, que atribui uma freqüência para cada usuário, e no FDMA, que compartilha um mesmo canal aos usuários. Baseia-se no CDMA, que atribui uma freqüência para cada usuário, e no TDMA, que compartilha um mesmo canal aos usuários. Baseia-se no CDMA, que atribui uma freqüência para cada usuário, e no FDMA, que compartilha um mesmo canal aos usuários. 18