Sistemas de
Comunicação Sem Fio
Wireless Communications System Definitions
Base Station - A fixed station in a mobile radio system
used for radio communication with mobile stations. Base stations are located at the center or on the edge of a coverage region and consist of radio channels and transmitter and receiver antennas mounted on a tower.
Estação Rádio Base (ERB) - Uma estação fixa em um
sistema de rádio móvel para comunicação de rádio com estações móveis. As estações base são localizadas no centro ou na borda de uma região de cobertura e consistem de canais de rádio, transmissor/receptor, ou
Definições Sistemas de Comunicação Sem Fio
Fonte: Rappaport - Introduction to Wireless Communication
Control Channel - Radio channels used for
transmission of call setup, call request, call initiation and other beacon or control purposes.
Canal de Controle - Canal de rádio usado para
transmissão de configuração, solicitação, início de chamada e outras finalidades de orientação e ou controle.
Forward Channel - Radio channel used for transmission
of information from the base station to the mobile.
Canal Direto - Canal de rádio usado para transmissão
de informações da estação de base para a estação móvel.
Full Duplex Systems - Communication systems which
allow simultaneous two-way communication. Transmission and reception is typically on two different channels (FDD) although new cordless/PCS systems are using TDD.
Sistemas Full Duplex - Sistemas de comunicação que
permitem a comunicação de duas vias simultâneas. Transmissão e recepção geralmente são em dois canais diferentes, duplexação por divisão na frequência - FDD (Frequency Division Duplexing), embora novos sistemas sem fios / sistemas de comunicação pessoal – PCS (Personal Communications Systems ) estão usando duplexação por divisão no tempo – TDD (Time Division
Half Duplex Systems - Communication systems which
allow two-way communication by using the same radio channel for both transmission and reception. At any given time, the user can only either transmit or receive information.
Sistemas Half Duplex - Sistemas de comunicação que
permitem a comunicação bidirecional usando o mesmo canal de rádio para transmissão e recepção mas não simultaneamente. Num dado momento, o usuário só pode transmitir ou receber qualquer informação.
Handoff - The process of transferring a mobile station
from one channel or base station to another.
Handoff - O processo de transferência de uma estação
móvel de um canal ou estação base para outra.
Mobile Station - A station in the cellular radio service
intended for use while in motion at unspecified locations. Mobile stations may be hand-held personal units (portables) or installed in vehicles (mobiles).
Estação Móvel – Uma estação do serviço de
radiocomunicações celulares destinados a uso em movimento em locais não especificados. As estações móveis podem ser unidades pessoais portáteis ou
Mobile Switching Center - Switching center which
coordinates the routing of calls in a large service area. In a cellular radio system, the MSC connects the cellular base stations and the mobiles to the PSTN. An MSC is also called a mobile telephone switching office (MTSO).
Central de Comutação Móvel - Centro de comutação
que coordena o encaminhamento das chamadas em uma área de serviço grande. Em um sistema de rádio celular, a MSC liga as estações base de celulares e telefones para a rede telefônica fixa - PSTN (Public
Switching Telephone Network). A MSC (Mobile
Page - A brief message which is broadcast over the
entire service area, usually in a simulcast fashion by many base stations at the same time.
Page - Uma breve mensagem que é transmitida através
da área de serviço inteira, geralmente serve para muitas estações de base, ao mesmo tempo.
Reverse Channel - Radio channel used for transmission
of information from the mobile to base station.
Canal Reverso - Canal de rádio usado para
transmissão de informações a partir do móvel à estação base.
Roamer - A mobile station which operates in a service
area (market) other than that from which service has been subscribed.
Roamer - A estação móvel que atua em uma área de
serviço (de mercado) diferente daquela de que o serviço tenha sido subscrito.
Simplex Systems - Communication systems which
provide only one-way communication.
Sistema Simplex - Sistemas de Comunicação que
provêem apenas comunicação de mão única (só TX ou só RX).
Subscriber - A user who pays subscription charges for
using a mobile communications system.
Assinante - Um usuário que paga as taxas de
assinatura para utilizar um sistema de comunicações móveis.
Transceiver - A device capable of simultaneously
transmitting and receiving radio signals.
Transceptor - Um dispositivo capaz de,
Componentes Básicos
Os componentes básicos que compõem
um sistema celular são:
Estação Rádio-Base (ERB)
ou Base Transciever Station (BTS)
Central de Comutação e Controle (CCC)
ou Mobile Switching Center (MSC)
Estações Móveis (EM)
ou Mobile Station (MS)
Rede Telefônica Pública Comutada (RTPC)
Estação Rádio-Base (ERB)
Interface de rádio entre Estação Móvel e o
sistema;
Controla e informa Estações Móveis em
sua área de cobertura;
Verifica e reporta à CCC a qualidade do
sinal das chamadas sob seu controle;
Verifica
entrada
de
novas
Estações
Móveis em sua área, recebe comandos da
CCC e participa do processo de Handoff.
Central de Comutação e Controle (CCC)
Provém interface entre rede telefônica e o
sistema celular além de comunicar-se com
outros sistemas celulares;
Controla as ERBs;
Monitora e Controla as chamadas;
Supervisiona o estado do sistema;
Comuta e controla handoff de chamadas;
Administra o sistema e realiza billing, ou
Estações Móveis (EM)
Provém interface entre usuário e o sistema
celular;
Converte sinais de áudio em sinais de RF
(radiofrequência) e vice-versa;
Responde a comandos enviados pelo sistema;
Alerta usuário sobre chamadas recebidas;
Informa ao usuário o estado do sistema;
Alerta sistema sobre tentativa de origem de
chamada do usuário;
Rede Telefônica Pública Comutada
(RTPC)
Provém interface entre o sistema e outras
redes de comunicações de telefonia fixa
ou outras redes celulares.
Esquema básico de sistema
Conceitos Celular
Para que o equipamento móvel se comunique
com uma estação rádio base, deve estar na
área desta última;
Dependendo da área(rural ou urbana), chega-se
a
uma
estratégia
de
particionamento
e
dimensionamento
dos
elementos
da
rede
celular;
O planejamento deve incluir:
Células Clusters
Reuso de Frequência Estratégias de Handoff Roaming
Célula
Unidade geográfica básica do sistema e
advém da idéia de divisão em formato de
colméia para otimização;
No planejamento de sistemas celulares se
utiliza, para efeito de cálculos, a célula no
formato hexagonal;
Na prática, seu formato depende do
terreno e estruturas existentes (prédios) e
acaba parecendo com uma ameba.
Célula
As
denominações
existentes para os
variados tipos de célula são:
Macrocélula: 2 a 30km
Microcélula: 200 a 2000m
Picocélula: 4 a 200m
O tamanho da célula diminui com o
Célula
Consequências da diminuição das células:
Aumenta a capacidade de usuários;
Aumenta o número de handoffs;
Menor consumo de potência do terminal
móvel;
Diferentes ambientes de propagação;
Menores espalhamentos temporais;
Diferentes lay-outs de célula;
Cluster
Grupo de células onde todas as frequências
disponíveis foram utilizadas;
Por análise geométrica do lay-out hexagonal,
um cluster somente pode ter N = i
2+ ij + j
2células igualmente espaçadas de suas
co-células, onde i e j são inteiros positivos;
Em telefonia celular escolhe-se N para uma
dada qualidade aceitável do link, nos limites das
células;
Definição: conjunto das N células que utilizam
Cluster
Para
localizar
uma
célula co-canal vizinha
mais próxima de uma
determinada
célula
segue-se os seguintes
passos: 1 – move-se i
células em qualquer
direção do hexágono;
2 – vire 60
0no sentido
anti-horário j células.
Exemplo: para i=3 e
j=2. N=19.
Reuso de Frequência
Organizar canais em células para ter o
maior
número
de
conversações
simultâneas possível;
Existem sete canais disponíveis e um é
dado
para
cada
célula
do
cluster.
Reuso de Frequência
O reuso de frequências faz com que em uma
dada área de cobertura existam várias células
que utilizam o mesmo conjunto de frequências;
Células são chamadas de Co-células e a
interferência entre sinais dessas células é
denominada de Interferência Co-canal;
A interferência resultante de sinais adjacentes
em frequência ao sinal desejado é chamada
Interferência de Canal Adjacente;
Ambas as interferências limitam a capacidade
Exercício
Um sistema celular particular utiliza uma
banda total de 33 MHz. Cada canal de
comunicação é composto por dois canais
simplex de 25 KHz para prover full duplex
e canais de controle.
Calcule o número de canais disponíveis
por célula se o sistema usa:
R = 1/4 (4 células de reuso)
R = 1/7 (7 células de reuso)
R = 1/12 (12 células de reuso)
Exercício
