Modulação Adaptativa

Em sistemas e comunicações móveis a qualidade do sinal recebido pelo terminal móvel depende de diversos factores, como se pôde constatar pela descrição das propriedades do canal rádio expostas na secção §3.2. Com a finalidade de melhorar a capacidade do sistema,

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as variações da qualidade de canal, através de um processo designado de adaptação de ligação, e mais especificamente de modulação adaptativa.

Técnicas de modulação adaptativa, em que os parâmetros de modulação são alterados em função das variações da qualidade de canal rádio, têm surgido como uma técnica poderosa para aumentar a taxa de dados e a eficiência espectral de redes móveis de dados. Portanto, sistemas com modulação adaptativa exploram as variações do canal rádio, permitindo ao sistema escolher tipos de modulações de ordem mais elevada em situações favoráveis do canal rádio. Com a Figura 3.10 pretende-se ilustrar o princípio que sustenta o conceito de uma modulação adaptativa.

QPSK 16QAM 64QAM

QPSK 16QAM 64QAM

Figura 3.10 – Modulação Adaptativa

Na Figura 3.10, pode-se ver uma possível distribuição do uso das diferentes técnicas de modulação, com base numa estimativa, simples, da qualidade do canal. À medida que se afasta do centro da célula, o nível da qualidade do canal decresce, donde, se usa uma modulação de ordem mais baixa e robusta, isto é, usa-se um formato de modulação em que a taxa de bits por símbolo é menor. Em contrapartida, junto à estação base, a probabilidade da qualidade de canal ser melhor é grande, logo, passível de se usarem modulações de ordem mais elevada, uma vez que os valores de SNR são superiores.

Diferentes tipos de modulações permitem enviar mais bits por símbolo e assim conseguir

throughputs mais elevados. No entanto, deve ser realçado de que quando se usam técnicas

com maiores eficiências espectrais, estas necessitam de melhores relações sinal ruído (SNR) para ultrapassar a interferência e manter uma determinada taxa de erros (BER).

Capítulo 3 – Princípios e Técnicas em Comunicações Móveis

O uso de sistemas com modulação adaptativa permite que os sistemas de comunicações móveis optimizem o seu throughput, enquanto mantêm a cobertura em zonas mais afastadas das áreas envolventes ao centro da célula.

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Técnicas de Cross-Layer

MA arquitectura protocolar apoiada numa estrutura hierárquica de camadas foi originalmente proposta no âmbito dos sistemas de comunicações fixas (pilha protocolar OSI). O enorme sucesso deste conceito associado ao crescente aparecimento de novas aplicações para os sistemas de comunicações móveis levou, por razões óbvias, à sua extensão para sistemas de comunicações móveis. Recentemente, com o objectivo de melhorar o desempenho dos sistemas de comunicações móveis, que são fundamentalmente diferentes em determinados aspectos dos sistemas de comunicações fixas, têm crescido o interesse em protocolos baseados em interacções entre as diferentes camadas da pilha protocolar de rede, abordagem, genericamente, designada de concepção cross-layer.

Neste capítulo, começa-se por abordar e rever o modelo de referência OSI, como ponto de partida para a introdução e definição do conceito de cross-layer emergente, particularmente, em sistemas de comunicações móveis. É objectivo deste capítulo, descrever os princípios e desafios em que assenta uma arquitectura de rede baseada numa concepção cross-layer.

4.1 Modelo de Referência ISO/OSI

A gestão de uma rede de comunicação de dados é uma questão complexa; requer, em particular, a realização de um grande número de funções bem diferenciadas e com diversos graus de dificuldade. Acresce a isso, o facto de estas funções terem de se realizar num

Capítulo

Técnicas de Cross-Layer para Optimização do Desempenho em Comunicações Móveis

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além do transporte de dados através da rede, essencial para assegurar a comunicação entre sistemas utentes da rede, coloca-se também o problema da troca de informação de controlo entre os referidos sistemas, de forma a permitir uma eficiente gestão de recursos, e uma boa coordenação das respectivas actividades. A interacção entre os sistemas constituintes da rede requer, deste modo, mecanismos de comunicação, controlo e sincronismo.

Uma vez que a troca de informação entre as diferentes entidades de um sistema de comunicação é estruturalmente complexa e difícil de entender, o processo de comunicação na sua globalidade foi universalmente organizado e baseado em camadas hierárquicas bem definidas.

A ISO (International Standards Organization), organismo de carácter geral que define padrões em praticamente todas as áreas da ciência e tecnologia, é responsável pela elaboração de um conhecido modelo de referência englobando todo o tipo de comunicações de dados. O modelo é designado por OSI (Open Systems Interconnection) e propõe uma arquitectura de 7 camadas para os sistemas de comunicação (Figura 4.1), dividindo assim modularmente as tarefas envolvidas no processo de comunicação de dados de modo a diminuir a sua complexidade e aumentar a sua compatibilidade.

Física Lig. Dados Rede Transporte Sessão Apresentação Aplicação Sistema A Física Lig. Dados Rede Transporte Sessão Apresentação Aplicação Sistema B Física Lig. Dados Rede Nó Comutação Camada 7 Camada 6 Camada 5 Camada 4 Camada 3 Camada 2 Camada 1 Camada 3 Camada 2 Camada 1 Física Lig. Dados Rede Transporte Sessão Apresentação Aplicação Sistema A Física Lig. Dados Rede Transporte Sessão Apresentação Aplicação Sistema B Física Lig. Dados Rede Nó Comutação Camada 7 Camada 6 Camada 5 Camada 4 Camada 3 Camada 2 Camada 1 Camada 3 Camada 2 Camada 1