Transcript canal de controle

Direitos Reservados ao CPqD - 1999
Edson B. Ramos Féris
Direitos Reservados ao CPqD - 1999
INTRODUÇÃO
PARÂMETROS E
DEFINIÇÕES NA
MÓVEL
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COMUNICAÇÃO
COMUNICAÇÃO SIMPLEX
( PUSH TO TALK )
A
TRANSM ITE
T R
A
RECEBE
T R
B
RECEBE
f0
T R
B
TRANSM ITE
VANTAGEM: USA A MESMA FREQÜÊNCIA PARA COMUNICAÇÃO NOS
DOIS SENTIDOS.
DESVANTÁGEM: NECESSITA DE OPERADORES TREINADOS
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T R
f0
COMUNICAÇÃO DUPLEX POR DIVISÃO
DE FREQÜÊNCIA ( FDD )
f1
T R
A
TRANSM ITE
E RECEBE
SIM ULTANEAM ENTE
f2
T R
B
TRANSM ITE
E RECEBE
SIM ULTANEAM ENTE
O FDD É UTILIZADO NAS TELEFONIAS CELULARES ANALÓGICAS
E DIGITAIS.
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VANTAGEM: NÃO NECESSITA HABILIDADE DO OPERADOR
DESVANTAGEM: NECESSITA DE UM PAR DE FREQÜÊNCIAS.
SENTIDOS DE TRANSMISSÃO
NOS SISTEMAS MÓVEIS
ff
FORWARD
SENTIDO
DIRETO
DOWNLINK
fr
SISTEMA CELULAR:
f f  f r  45 MHz
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SENTIDO
REVERSE
REVERSO
UPLINK
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COMPARTILHAMENTO
DE CANAIS
COMPARTILHAMENTO DE CANAIS
NO SISTEMA CELULAR.
- O PAR DE FREQÜÊNCIAS PARA A COMUNICAÇÃO CONSTITUI
UM CANAL DE COMUNICAÇÃO.
- CADA CONVERSAÇÃO OCUPA UM CANAL SOMENTE DURANTE
A DURAÇÃO DA MESMA.
- DESTA MANEIRA, O SISTEMA OPERA COM MUITO MENOS CANAIS
DO QUE ASSINANTES , UMA VEZ QUE APENAS UM REDUZIDO
NÚMERO DESSES USUÁRIOS ESTÃO ATIVOS SIMULTANEAMENTE.
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- APÓS O TERMINO DA COMUNICAÇÃO, O CANAL É LIBERADO.
LIMITAÇÃO DA QUANTIDADE DE CANAIS
CADA CANAL OCUPA UMA FAIXA DE FREQÜÊNCIAS, EM CUJO CENTRO
TEM-SE A FREQÜÊNCIA NOMINAL DESSE CANAL.
EXEMPLO: O SISTEMA CELULAR AMPS OCUPA, EM CADA
SENTIDO DE TRANSMISSÃO, UMA FAIXA DE 30 kHz POR CANAL.
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SE FOSSE ALOCADA, PARA ESTE SERVIÇO, UMA FAIXA ESPECTRAL
DE 1500 kHz, EM CADA SENTIDO DE TRANSMISSÃO, TERÍAMOS À
DISPOSIÇÃO, SOMENTE 50 CANAIS AMPS PARA AS COMUNICAÇÕES.
LIMITAÇÃO DA QUANTIDADE
DE ASSINANTES
SE HOUVER UMA QUANTIDADE EXCESSIVA DE ASSINANTES,
EM RELAÇÃO AO NÚMERO DE CANAIS DISPONÍVEIS, PODERÁ
ACONTECER QUE, DURANTE GRANDES INTERVALOS DE TEMPO,
TODOS OS CANAIS FIQUEM OCUPADOS, IMPEDINDO QUE
OUTROS USUÁRIOS POSSAM SE COMUNICAR NAQUELES
INSTANTES.
EXEMPLO: SE FOR DESEJADO QUE AS CHAMADAS BLOQUEADAS
NÃO ULTRAPASSEM 2%, E O SISTEMA TIVER 50 CANAIS, O NÚMERO
MÁXIMO DE ASSINANTES MÓVEIS, QUE PODEM COMPARTILHAR
AQUELES 50 CANAIS, NÃO PODERÁ SER SUPERIOR A 1800. ESTA
QUANTIDADE DE ASSINANTES É CALCULADA COM BASE NAS
TEORIAS DE TRÁFEGO TELEFÔNICO.
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ESTA SITUAÇÃO SE CHAMA BLOQUEIO DE CHAMADAS.
REUTILIZAÇÃO DE CANAIS
NO INÍCIO DA DÉCADA DE 70, OS LABORATÓRIOS BELL
CONCEBERAM A IDÉIA DE UM SISTEMA EM QUE OS CANAIS
DE RÁDIO PUDESSEM SER REUTILIZADOS INDEFINIDAMENTE
SEM QUE AS INTERFERÊNCIAS ENTRE SEUS SINAIS
ACARRETASSEM PROBLEMAS INACEITÁVEIS.
CRIOU-SE, ENTÃO O SERVIÇO MÓVEL DE TELEFONIA CELULAR
QUE SE DENOMINOU “AMPS”- ADVANCED MOBILE PHONE
SERVICE.
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DEVIDO AO NÚMERO LIMITADO DE CANAIS DE RÁDIO
DISPONÍVEIS, DURANTE MUITOS ANOS, A TELEFONIA
MÓVEL FICOU RESTRITA A UM NÚMERO RELATIVAMENTE
PEQUENO DE ASSINANTES. AS OPERADORAS REGISTRAVAM
QUANTIDADES ENORMES DE PRETENDENTES, AO SERVIÇO,
SEM TER POSSIBILIDADE DE ATENDÊ-LOS.
UNIDADES BÁSICAS
DO SISTEMA CELULAR
DOS CANAIS
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E DISTRIBUIÇÃO
SERVIÇO MÓVEL CELULAR
CENTRAL
PÚBLICA
ERB
ERB
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CENTRAL
DE
CONTROLE
ELEMENTOS DA TELEFONIA CELULAR
A ESTAÇÃO DE RÁDIOBASE - ERB, TRABALHA COM ALGUNS
CANAIS DE RADIOFREQÜÊNCIA. A ESTAÇÃO MÓVEL - EM,
USA UM DESSES CANAIS PARA CONVERSAÇÃO. A ERB ENVIA
A CONVERSAÇÃO PARA A CENTRAL DE COMUTAÇÃO E
CONTROLE - CCC. ESTA UNIDADE COMPLETA A LIGAÇÃO
PARA UMA CENTRAL DO SISTEMA FIXO.
CENTRAL TELEFÔNICA
CONVENCIONAL
CCC - CENTRAL
DE COM UTAÇÃO
E CONTROLE
ERB - ESTAÇÃO
DE RADIO BASE
EM - ESTAÇÃO
M ÓVEL
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CÉLULA
DISTRIBUIÇÃO DE FREQÜÊNCIAS
A QUANTIDADE TOTAL DE CANAIS DISPONÍVEIS É DISTRIBUIDA,
NORMALMENTE, POR SETE CÉLULAS FORMANDO UM CONJUNTO
QUE SE DENOMINA “CLUSTER”. NO CLUSTER VIZINHO REPETE-SE
A MESMA DISTRIBUIÇÃO DE CANAIS.
C
B
D
A
E
F
C
B
D
A
G
E
F
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G
INTERFERÊNCIA DE UMA CÉLULA
EM OUTRA CO-CANAL
A DISTÂNCIA, ENTRE DUAS CÉLULAS DE MESMOS CANAIS, É
MUITO MAIOR QUE O RAIO DELAS. PORTANTO O SINAL
INTERFERENTE CHEGA BEM MAIS FRACO DO QUE O SINAL
DESEJADO.
Pr
A
A
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Pr
SETORIZAÇÃO
MODERNAMENTE, O CLUSTER É FORMADO DE 21 CÉLULAS. ENTRETANTO,
UMA ERB SERVE TRÊS DESTAS CÉLULAS. PORTANTO, O CLUSTER CONTINUA
A TER SETE ERB’S.
A TORRE DE TRANSMISSÃO FICA NA JUNÇÃO DAS TRÊS CÉLULAS. NESTA
TORRE TEM-SE TRÊS ANTENAS COM DIRETIVIDADES ORIENTADAS PARA
CADA UMA DAS SUAS TRÊS CÉLULAS.
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CADA CÉLULA, DE UMA MESMA ERB, É CHAMADA DE SETOR.
SETORIZAÇÃO (continuação)
CADA UM DESSES 21 SETORES POSSUI UM CONJUNTO
PRÓPRIO DE CANAIS, OU SEJA, VINTE E UM AVOS DO TOTAL
DE CANAIS DISPONÍVEIS.
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COMO O REUSO DE CANAIS SÓ ACONTECE DEPOIS DA OCUPAÇÃO DE
21 SETORES, PODEMOS CONCLUIR QUE A DISTÂNCIA ENTRE DOIS
SETORES CO-CANAIS FICA, RELATIVAMENTE, 3 VEZES MAIOR QUE NO
CASO DO CLUSTER DE 7 CÉLULAS OMNIDIRECIONAIS.. PORTANTO A
INTERFERÊNCIA FICA, AINDA, MAIS FRACA QUE NAQUELE CASO.
CÉLULAS REAIS
A CÉLULA HEXAGONAL NÃO EXISTE NA VIDA REAL. A PROPAGAÇÃO
DO SINAL DEPENDE DE MUITOS FATORES RELACIONADOS,
PRINCIPALMENTE, COM A TOPOGRAFIA DO TERRENO E A NATUREZA
DE SUAS EDIFICAÇÕES.
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A FIGURA ABAIXO MOSTRA UM EXEMPLO DESTA REALIDADE.
AS REGIÕES CLARAS POSSUEM NÍVEIS DE SINAL QUE SÃO RECEBIDOS
COM QUALIDADE ACEITÁVEL.
ÁREA OCUPADA PELA CÉLULA
AS ÁREAS DAS CÉLULAS, GERALMENTE, SÃO DESIGUAIS.
SEU TAMANHO ESTÁ RELACIONADO COM A DENSIDADE DE
ASSINANTES QUE ELA SERVE.
EM REGIÕES MUITO DENSAS, A CÉLULA PODE TER UM RÁIO MÍNIMO
DE 700 METROS, AO PASSO QUE, EM REGIÕES RURAIS USA-SE
CÉLULAS QUE PODEM TER ATÉ MAIS DO QUE 10 km DE RAIO.
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REGIÃO
URBANA
REGIÃO
RURAL
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SISTEMA
AMPS
TIPOS DE CANAIS
DE INFORMAÇÃO E
DAS CHAMADAS
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PROCESSAMENTO
O AMPS POSSUI DOIS TIPOS DE CANAIS: CANAL DE CONTROLE
E CANAL DE TRÁFEGO.
- CANAL DE CONTROLE - ELE É USADO, PRINCIPALMENTE, PARA O
ESTABELECIMENTO DA LIGAÇÃO. NÃO É USADO PARA A
CONVERSAÇÃO.
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- CANAL DE TRÁFEGO, TAMBÉM CHAMADO CANAL DE VOZ
OU DE CONVERSAÇÃO.
ESTE TIPO DE CANAL É USADO PARA A CONVERSAÇÃO E
PARA ALGUMAS SINALIZAÇÕES QUE SÃO NECESSÁRIAS
DURANTE O ESTADO DE CONVERSAÇÃO.
SITUAÇÃO DE ESPERA ( STAND BY )
O SISTEMA AMPS POSSUI 21 CANAIS DE CONTROLE .
EM SITUAÇÃO DE ESPERA ( STAND BY ), O TERMINAL MÓVEL
VARRE OS CANAIS DE CONTROLE PROCURANDO AQUELE DE
SINAL MAIS INTENSO. AO ENCONTRA-LO, ESSE TERMINAL
MÓVEL SE SINTONIZA NESSE CANAL E PASSA A LER AS
MENSAGENS DIGITAIS TRANSMITIDAS PELA ERB. ESTA
SINTONIA NO CANAL DE CONTROLE É CONHECIDA COMO
“CAMPING” ( ACAMPAMENTO ).
COMO ESSE CANAL É O MAIS FORTE, É ALTAMENTE
PROVÁVEL QUE ELE PERTENÇA AO SETOR NO QUAL O
MÓVEL SE ENCONTRA.
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EM UMA DISTRIBUIÇÃO COM CLUSTERS DE 21 SETORES,
CADA SETOR TRABALHA COM UM CANAL DE CONTROLE.
PROCESSAMENTO DA CHAMADA.
VIMOS QUE, EM SITUAÇÃO DE ESPERA, O TRANSCEPTOR MÓVEL
SE ALOCA, AUTOMATICAMENTE, NO CANAL DE CONTROLE MAIS
FORTE, O QUAL, PROVAVELMENTE, OPERA EM SEU SETOR.
QUANDO O USUÁRIO QUER CHAMAR, SUA DISCAGEM É
TRANSMITIDA, POR ESSE CANAL DE CONTROLE
A CCC RECEBE ESTA MENSAGEM E VERIFICA SE HÁ CANAIS DE
CONVERSAÇÃO VAGOS NAQUELE SETOR ESPECÍFICO. EM CASO
AFIRMATIVO, A CCC ENVIA UM COMANDO QUE FAZ COM QUE A
ESTAÇÃO MÓVEL SEJA COMUTADA, AUTOMÁTICAMENTE PARA
O CANAL DE CONVERSAÇÃO VAGO QUE A MESMA LHE DESIGNOU.
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A MENSAGEM CONTÉM, ALÉM DO NÚMERO DISCADO, OUTRAS
INFORMAÇÕES, TAIS COMO A IDENTIFICAÇÃO DO ASSINANTE
E DO SETOR DE ONDE SE ORIGINOU SUA CHAMADA.
MÓVEL SENDO CHAMADO
QUANDO UMA ESTAÇÃO MÓVEL É CHAMADA, A CCC ENVIA,
PELOS CANAIS DE CONTROLE, UMA MENSAGEM COM
ENDEREÇAMENTO PARA AQUELE TERMINAL.
EMBORA A METADE DOS TERMINAIS DA ÁREA DE OPERAÇÃO,
DAQUELA CCC, RECEBA ESTA MENSAGEM, APENAS
AQUELA EM ENDEREÇADA RESPONDE A ESSE CHAMADO.
A SEGUIR PROCESSA A CONEXÃO COM O ASSINANTE
CHAMADOR ATRAVÉS DA REDE FIXA DE TELEFONIA.
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A CCC COMANDA A ALOCAÇÃO, DO MÓVEL PARA UM
CANAL VAGO DE CONVERSAÇÃO DO SETOR EM QUE ELE
SE ENCONTRA.
SITUAÇÃO DE ESPERA
( FLUXOGRAMA SIMPLIFICADO )
O M ÓVEL LÊ O
CANAL DE CONTROLE
M AIS FORTE
SIM
NÃO
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ESTÁ
SENDO
CHAM ADO?
MÓVEL SENDO CHAMADO
( FLUXOGRAMA SIMPLIFICADO )
SIM
O M ÓVEL RESPONDE VIA
CANAL DE CONTROLE
A CCC DESIGNA UM CANAL
LIVRE DE CONVERSAÇÃO
A CCC COM PLETA A
LIGAÇÃO
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O M ÓVEL SE SINTONIZA
NO CANAL DESIGNADO
MÓVEL CHAMANDO
( FLUXOGRAMA SIMPLIFICADO )
O M ÓVEL OCUPA O
CANAL DE CONTROLE
ENVIA PARA A CCC A
SUA IDENTIFICAÇÃO E O
NÚM ERO CHAM ADO
A CCC DESIGNA UM CANAL
LIVRE DE CONVERSAÇÃO
O M ÓVEL SE SINTONIZA
NO CANAL DESIGNADO
CHAM ADA
RECUSADA
EXISTE
CANAL DE
VOZ LIVRE?
SIM
A CCC COM PLETA A
LIGAÇÃO
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NÃO
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SINALIZAÇÕES
BANDA BÁSICA DO CANAL DE VOZ
0,3
ST
6
10
3,4
f
kHz
SAT = SUPERVISORY AUDIO TONE
ST
= SIGNALING TONE
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VOZ
SAT
1, 2 e 3
SUPERVISORY AUDIO TONE ( SAT )
FREQÜÊNCIAS: 5970 Hz, 6000 Hz e 6030 hZ
CADA ERB GERA UM DOS TRÊS SAT’S.
O SAT GERADO MODULA SUA PORTADORA DIRETA
ff
É DETETADO NO MÓVEL E REMODULA A PORTADORA REVERSA
fr
É RECEBIDO NA ERB E COMPARADO COM O SAT ORIGINAL
- AUSÊNCIA DO SAT DE RETORNO NA ERB:
MÓVEL ABAIXO DO LIMIAR OU FORA DO AR.
- SAT RECEBIDO DIFERENTE DO SAT ENVIADO:
CONSIDERA O SINAL RECEBIDO COMO INTERFERENTE
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DECISÕES NA ERB
ALOCAÇÃO ESPACIAL DO SAT EM
CÉLULAS OMNIDIRECIONAIS
f2
SAT-1
SAT-1
f1
f7
SAT-1
f4
SAT-1
f6
f1
SAT-1
f5
SAT-1
SAT-2
SAT-1
f1
SAT-3
f1
SAT-1
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f3
ALOCAÇÃO ESPACIAL DO SAT
QUANDO HÁ SETORIZAÇÃO
NESTE CASO, EM UM CLUSTER DE 21 SETORES,
TODOS ELES UTILIZAM O MESMO SAT.
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OS CLUSTERS VIZINHOS, QUE, TAMBÉM
POSSUEM 21 SETORES, USAM SATS DIFERENTES.
SIGNALING TONE - ST
FREQÜÊNCIA: 10 kHz
É GERADO NO TERMINAL MÓVEL E RECEBIDO PELA ERB
ST LIGADO
TELEFONE MÓVEL NO GANCHO
ST DESLIGADO
TELEFONE MÓVEL FORA DO GANCHO
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DECISÕES NA ERB, SUPONDO QUE ESTÁ SENDO
RECEBIDO O SAT CORRETO
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HAND OFF
E
ROAMING
HAND OFF
É QUANDO O TERMINAL MÓVEL, DURANTE A CONVERSAÇÃO,
MUDA DE SETOR, NA MESMA ERB, OU EM OUTRA.
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NESTE CASO A MUDANÇA DE CANAL, PARA O NOVO SETOR, DEVE
OCORRER. O HAND OFF INTERROMPE A CONVERSAÇÃO POR 200 ms.
ESTA INTERRUPÇÃO NÃO É PERCEBIDA PELOS USUÁRIOS.
SINALIZAÇÃO “BLANK E BURST”
É O PROCESSO PELO QUAL A CCC COMANDA O HAND OFF
ATRAVÉS DO CANAL DE CONVERSAÇÃO.
DADOS À TAXA DE 10
kbit/s
 10 ms
VOZ
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VOZ
LOCATING
ACONTECE DURANTE A CONVERSAÇÃO. NA ERB, EXISTE UM RECEPTOR
QUE VARRE TODOS OS CANAIS DE VOZ, TANTO DE SEUS SETORES,
QUANTO DOS SETORES VIZINHOS. ESTE RECEPTOR MEDE AS
INTENSIDADES DAQUELES S INAIS DE CONVERSAÇÃO. ESSAS
INFORMAÇÕES, DE MEDIDAS, SÃO ENVIADAS PARA A CCC.
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O DISPOSITIVO, DE RECEPÇÃO, SE CHAMA RECEPTOR MONITOR.
LOCATING ( continuação )
VAMOS SUPOR QUE A INTENSIDADE DE SINAL DE UM MÓVEL,
QUE ESTÁ EM CONVERSAÇÃO, EM UM SETOR ESPECÍFICO,
FICA ABAIXO DE UM CERTO LIMIAR.
NESTE CASO, A CCC VERIFICA EM QUE SETOR VIZINHO O
RECEPTOR MONITOR RECEBE AQUELE CANAL DE VOZ COM
MAIOR INTENSIDADE.
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DESTA MANEIRA O HAND OFF SE PROCESSA PARA AQUELE SETOR.
CCC
ROAMING
ROAMING
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ROAMING
CCC
ROAMING
É QUANDO O TERMINAL MÓVEL SAI DA ÁREA EM QUE ESTÁ
REGISTRADO E VAI PARA UMA ÁREA QUE É GERENCIADA POR
OUTRA CCC.
APESAR DISTO, O SISTEMA PERMITE QUE ESSE MÓVEL POSSA
ORIGINAR E RECEBER CHAMADAS NESTA NOVA ÁREA.
QUANDO RECEBE A INFORMAÇÃO, INDICANDO QUE ELE SE
ENCONTRA EM UMA ÁREA DIFERENTE DE SEU DOMICÍLIO, ELE
TOMA O CANAL DE CONTROLE E INFORMA A SUA SITUAÇÃO
DE VISITANTE NESSA ÁREA.
DESTA MANEIRA ELE SERÁ LOCALIZADO, CASO SEJA CHAMADO.
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ATRAVÉS DO CANAL DE CONTROLE, O MÓVEL É INFORMADO,
CONSTANTEMENTE SOBRE A ÀREA DE SERVIÇO QUE ELE
SE ENCONTRA.
CARACTERÍSTICAS DA ESTAÇÃO
DE RÁDIO BASE
A ERB FAZ AS MEDIDAS DE SUPERVISÃO E AS ENVIA À CENTRAL
DE COMUTAÇÃO E CONTROLE - CCC.
TODAS AS DECISÕES SÃO TOMADAS PELA CCC, UMA VEZ QUE
ESTA TEM A VISÃO GERAL DO CONJUNTO DAS CÉLULAS.
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TANTO A ERB COMO OS TERMINAIS MÓVEIS OBEDECEM AOS
COMANDOS DA CCC.
SINALIZAÇÃO E LIGAÇÃO DE VOZ ENTRE A
ERB E A CCC
É FEITA NO MODO DE TRANSMISSÃO PONTO A PONTO.
NORMALMENTE, O CONJUNTO DOS CANAIS ANALÓGICOS DE VOZ É
TRANSFORMADO EM UMA BANDA BÁSICA DIGITAL. ESTA BANDA
BÁSICA PODE SER UM MULTIPLEX PCM CONVENCIONAL, OU SER DE
CONCEPÇÃO PRÓPRIA DO FORNECEDOR.
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ESTA BANDA BÁSICA, QUE TAMBÉM CONTÉM INFORMAÇOES
DIGITAIS, DE CONTROLE, PODE SER TRANSMITIDA VIA LINHA
FÍSICA, OU POR RÁDIO. NESTE ÚLTIMO CASO, É NECESSÁRIO
QUE A BANDA BÁSICA MODULE UMA PORTADORA DE MICROONDAS..
CARACTERÍSTICAS
TÉCNICAS DO
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SISTEMA AMPS
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TIPO DE ACESSO
E FAIXAS DE
OPERAÇÃO
FAIXAS DE OPERAÇÃO CONFORME
O SENTIDO DE TRANSMISSÃO
MÓVEL
ERB
25 MHz
824 - 849 MHz
45 MHz
MÓVEL
869 - 894 MHz
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ERB
BANDAS A E B
A FAIXA DE OPERAÇÃO É DIVIDIDA EM DUAS SUBFAIXAS
DE 12,5 MHz DE LARGURA:
BANDA A: - EXPLORADA, ORIGINALMENTE, POR OPERADORAS
QUE JÁ EXPLORAVAM A TELEFONIA FIXA.
APÓS A PRIVATIZAÇÃO DO SISTEMA TELEBRÁS, AS
OPERADORAS CELULARES, DA BANDA A, SE TORNARAM
EMPRESAS INDEPENDENTES DAQUELAS QUE EXPLORAM
A TELEFONIA FIXA.
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BANDA B: - EXPLORADA, ORIGINALMENTE, POR EMPRESAS NÃO
OPERADORAS DE TELEFONIA FIXA.
POSIÇÕES OCUPADAS PELAS BANDAS A E B NA
FAIXA DE FREQÜÊNCIAS DO SERVIÇO CELULAR
869
824
880
835
BANDA
A
890
845
BANDA
B
891,5
846,5
BANDA
A
894 MHz
849 MHz
BANDA
B
FAIXA ORIGINAL = 20 MHz
25 MHz
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ERB
TM
MODULAÇÕES E
LARGURAS DE FAIXA
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DOS CANAIS
SISTEMA AMPS
FDMA - FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS
FREQÜÊNCIA
30 kHz
CANAL DE VOZ - ANALÓG. - MODUL. FM - BW=30 kHz
30 kHz
DIGITAL COM R=10 kbit/s
MODULAÇÃO FSK (FM PARA SINAL DIGITAL) - BW=30 kHz
TEMPO
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CANAL DE CONTROLE -
MODULAÇÕES UTILIZADAS NO AMPS
CANAL DE VOZ: MODULAÇÃO EM FREQÜÊNCIA - FM
CANAL DE CONTROLE: “FREQUENCY SHIFT KEYING - FSK
A MODULAÇÃO FSK EQUIVALE A UMA MODULAÇÃO DE
FREQÜÊNCIA PARA SINAL DIGITAL. A LARGURA DE FAIXA
OCUPADA PELO CANAL DE CONTROLE MODULADO EM FSK
É, TAMBÉM, 30 kHz.
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CADA CANAL DE VOZ, MODULADO EM FREQÜÊNCIA OCUPA
UMA LARGURA DE FAIXA DE 30 kHz.
ESPECIFICAÇÃO DA OPERAÇÃO AMPS
NA BANDA A OU B
MODULAÇÃO DO CANAL DE VOZ: FM
LARGURA DE FAIXA DO CANAL RF DE VOZ: 30 kHz.
MODULAÇÃO DO CANAL DE CONTROLE: FSK
LARGURA DE FAIXA DO CANAL DE CONTROLR: 30 kHz
QUANTIDADE DE CANAIS EM 12,5 MHz: N=12.500/30 = 416
CANAIS DE VOZ: V = 416 - 21 = 395
DISTRIBUIÇÃO DOS CANAIS DE VOZ NOS 21 SETORES:
17 SETORES COM 19 CANAIS DE VOZ
4 SETORES COM 18 CANAIS
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CANAIS DE CONTROLE: 21
DISTRIBUIÇÃO DOS CANAIS DE CONTROLE: 1 POR SETOR
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CANAIS DE CONTROLE
NO AMPS
DISTRIBUIÇÃO DOS CANAIS DE
VOZ E CANAIS DE CONTROLE
25 M Hz
FAIXA ORIGINAL = 20 M Hz
21 CANAIS
DE CONTROLE
DA BANDA A
B
312
CANAIS
DE VOZ
21 CANAIS
DE CONTROLE
DA BANDA B
A
50
CANAIS
DE VOZ
B
83
CANAIS
DE VOZ
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A
345
CANAIS
DE VOZ
SINAIS MODULADOS COM
ENVOLTÓRIA CONSTANTE
ESTES SINAIS PODEM SER AMPLIFICADOS POR AMPLIFICADOR
NÃO LINEAR ( CLASSE C ).
O AMPLIFICADOR CLASSE C POSSUI UM RENDIMENTO DA ORDEM
DE 80 %. ISTO É IMPORTANTE PARA HAND SET ALIMENTADO POR
BATERIAS..
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OS SINAIS MODULADOS QUE POSSUEM ENVOLTÓRIA VARIÁVEL
NECESSITAM AM[PLIFICAÇÃO LINEAR CUJO RENDIMENTO
MÁXIMO É DA ORDEM DE 50 %.
SINAIS MODULADOS COM
ENVOLTÓRIA CONSTANTE
TANTO O FM QUANTO O FSK PRODUZEM SINAIS DE ENVOLTÓRIA
CONSTANTE. AMBAS AS MODULAÇÕES OCUPAM UMA LARGURA
DE FAIXA DE 30 kHz.
ÁUDIO
t
t
M ODULADOR
FM
t
M ODULADOR
FSK
t
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DADOS
DISTRIBUIÇÃO DOS CANAIS NA BANDA A OU B
LARGURA DE FAIXA DO CANAL RF DE VOZ: 30 kHz.
LARGURA DE FAIXA DO CANAL DE CONTROLR: 30 kHz
QUANTIDADE DE CANAIS EM 12,5 MHz: N=12.500/30 = 416
CANAIS DE VOZ: V = 416 - 21 = 395
DISTRIBUIÇÃO DOS 395 CANAIS DE VOZ:
17 SETORES COM 19 CANAIS DE VOZ
4 SETORES COM 18 CANAIS
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CANAIS DE CONTROLE: 21
DISTRIBUIÇÃO DOS 21 CANAIS DE CONTROLE: 1 POR SETOR
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EFEITOS NO
SINAL TRANSMITIDO
FADING SELETIVO
( RAYLEIGH )
DIVERSIDADE ESPACIAL
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E
FADING SELETIVO

d2
d1
R
ATENUAÇÃO MÁXIMA:
 
rd
c
fM 
2d2  d1 
2f d 2  d1 

c
ou
c
d 2  d1  
2f
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T

EFEITO DO FADING SELETIVO
d
SINAL
RECEBIDO
- 30 dB
d
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0 dB
DIVERSIDADE DE ESPAÇO NA ERB
SINAIS
RECEBIDOS
SINAL
RECEBIDO
COM
DIVERSIDADE
0 dB
0 dB
-6 dB
- 30 dB
d
d
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RECEPTOR
IMPLEMENTAÇÃO DE DIVERSIDADE
DE ESPAÇO NA ERB
TRANSM ITE
RECEBE
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RECEBE
ARRANJO MODERNO
Utilização de estações controladoras de ERBs
ERB
CCC
BSC
BSC = Base Station
Controller
BSC
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Central
pública
UTILIDADE DA BSC
(BASE STATION CONTROLLER)
A BSC FOI CRIADA PARA DESONERAR O PROCESSAMENTO DA CCC.
DESTA MANEIRA, ESTAS OPERAÇÕES, ENTRE OUTRAS, FICARAM
A CARGO DE DIVERSAS BSCs DISTRIBUIDAS PELA REGIÃO.
PARA A CCC, RESTARAM AS TAREFAS DE MAIOR NÍVEL
HIERARQUICO COMO, POR EXEMPLO, O ROAMING.
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COM O AUMENTO EXPLOSIVO DA QUANTIDADE DE ESTAÇÕES
MÓVEIS TORNOU-SE, QUASE, IMPRATICÁVEL O GERÊNCIAMENTO
DAS OPERAÇÕES DE HANDOFF E ATRIBUIÇÕES DE CANAIS, PELA
CCC, A UM NÚMERO EXCESSIVO DE EQUIPAMENTOS MÓVEIS
EM ATIVIDADE.
TÓPICOS SOBRE
PROPAGAÇÃO
MÓVEL
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EM AMBIENTE
Direitos Reservados ao CPqD - 1999
PROPAGAÇÃO NO
ESPAÇO LIVRE
PROPAGAÇÃO NO ESPAÇO LIVRE
  
Pr  PT 
 GbGm
 4d 
2
Gm 

d
Pr 
POTÊNCIA DO TRANSMISSOR
GANHO DA ANTENA DE TRANSMISSÃO
GANHO DA ANTENA DE RECEPÇÃO
COMPRIMENTO DA ONDA TRANSMITIDA
DISTÂNCIA ENTRE O TRANSMISSOR E O RECEPTOR
POTÊNCIA RECEBIDA
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PT 
Gb 
PROPAGAÇÃO NO ESPAÇO LIVRE
  
Pr  PT 
 GbGm
 4d 
2
PODEMOS OBSERVAR QUE A POTÊNCIA DO SINAL RECEBIDO
DECRESCE COM O QUADRADO DA DISTÂNCIA ENTRE O
TRANSMISSOR E O RECEPTOR.
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ISTO EQUIVALE A DIZER QUE O SINAL RECEBIDO DECRESCE
DE 6 dB CADA VEZ QUE SE DOBRA A DISTÂNCIA.
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PROPAGAÇÃO
PRÓXIMA AO SOLO
PROPAGAÇÃO PRÓXIMA AO SOLO
( TERRENO PLANO E HORIZONTAL )
NESTE CASO O SINAL QUE REFLETE NO SÓLO COMPÕE-SE
SUBTRATIVAMENTE COM O SINAL DIRETO, CAUSANDO A
DIMINUIÇÃO DA INTENSIDADE DO SINAL RECEBIDO.
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
PROPAGAÇÃO PRÓXIMA AO SOLO
QUANDO A DISTÂNCIA ENTRE O TRANSMISSOR E O RECEPTOR
FOR SUFICIENTEMENTE GRANDE, TAL QUE SE TENHA
  10
ENTÃO, A PROPAGAÇÃO DO SINAL SEGUE A EXPRESSÃO:
 hb hm 
Pr  PT  2  GbGm
 d 
hb

hm
d
hb 
ALTURA DA ANTENA DA ERB
hm 
ALTURA DA ANTENA DO TERMINAL MÓVEL

FICA MENOR DO QU E
0
1
PARA
d  70 hb
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2
PROPAGAÇÃO PRÓXIMA AO SOLO
( CONTINUAÇÃO )
2
 hb hm 
Pr  PT  2  GbGm
 d 
PODEMOS NOTAR QUE:
•A POTÊNCIA DO SINAL RECEBIDO PASSA A DEPENDER DO
QUADRADO DAS ALTURAS DAS ANTENAS .
•NESTE CASO, O SINAL CAI 12 DB CADA VEZ QUE SE DOBRA A
DISTÂNCIA ENTRE O TRANSMISSOR E O RECEPTOR.
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•ESSE SINAL RECEBIDO FICA INVERSAMENTE PROPORCIONAL
À DISTÂNCIA ELEVADA A QUARTA POTÊNCIA.
PROPAGAÇÃO PRÓXIMA AO SOLO
( CONTINUAÇÃO )
PODEMOS CONCLUIR QUE, QUANDO O MÓVEL SE AFASTA DA ERB,
INICIALMENTE A POTÊNCIA, DO SINAL RECEBIDO, CAI 6 dB CADA
VEZ QUE DOBRA A DISTÂNCIA. A PARTIR DE UMA CERTA
DISTÂNCIA, O NÍVEL DO SIINAL PASSA A CAIR 12 dB QUANDO A
DISTÂNCIA DUPLICA.
PARA UMA ANTENA DE 30 METROS DE ALTURA ESSE PONTO DE
TRANSIÇÃO ACONTECE A UMA DISTÂNCIA DA ORDEM DE 2 km.
hb  30 m
0,1
0,2
1
2
10
d [km]
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Pr
ALTURA EFETIVA
DA ANTENA
DO TERRENO
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E INFLUÊNCIA
ALTURA EFETIVA DA ANTENA DA ERB
QUANDO O TERRENO É INCLINADO
1 - INCLINAÇAO POSITIVA.
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hb
ALTURA EFETIVA DA ANTENA DA ERB
QUANDO O TERRENO É INCLINADO
2 - INCLINAÇAO NEGATIVA.
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hb
ATENUAÇÃO DO SINAL POR INFLUÊNCIA
DA OCUPAÇÃO IMOBILIÁRIA DA REGIÃO
PODEMOS CLASSIFICAR AS REGIÕES EM TRÊS TIPOS BÁSICOS:
ABERTA
SUBURBANA
URBANA
A FÓRMULA, CONSIDERADA ATÉ AGORA, VALE APROXIMADAMENTE
PARA REGIÃO ABERTA TAL COMO A ZONA RURAL.
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QUANDO HÁ CONSTRUÇÕES, PASSA A EXISTIR SOMBREAMENTOS E
REFLEXÕES QUE ACARRETAM UMA ATENUAÇÃO ADICIONAL, RESULTADO
DA MÉDIA ESTATÍSTICA DESSES EFEITOS.
ATENUAÇÃO DO SINAL POR INFLUÊNCIA
DA OCUPAÇÃO IMOBILIÁRIA DA REGIÃO
NA LITERATURA TÉCNICA, SOBRE PROPAGAÇÃO DO SINAL EM
SISTEMAS CELULARES, ENCONTRAM-SE GRÁFICOS E ÁBACOS
QUE PERMITEM ESTIMAR A ATENUAÇÃO DO SINAL EM
DEPENDÊNCIA DO TIPO DE REGIÃO.
BASEADO NESSAS MEDIDAS, O ENGENHEIRO JAPONÊS M. HATA
DESENVOLVEU ALGUMAS FÓRMULAS EMPÍRICAS DE PREDIÇÃO
DA PROPAGAÇÃO DO SINAL NAS REGIÕES URBANAS,
SUBURBANAS E RURAIS. HOUVE OUTRAS CONTRIBUIÇÕES
POSTERIORES DOS PESQUISADORES DE J. WALFISH E F. IKEGAMI.
ESTAS FÓRMULAS FORAM APERFEIÇOADAS POR UMA COMISSÃO
TÉCNICA EUROPÉIA DENOMINADA COST 231 E PUBLICADAS,
PELA UIT.
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ESSAS INFORMAÇÕES SÃO BASEADAS EM MEDIDAS REAIS EM
CIDADES TAIS COMO NOVA YORK, FILADÉLFIA, TÓQUIO, ETC.,
ABRANJENDO SUAS ZONAS URBANAS E SUBURBANAS,
FÓRMULA “COST 231”
PARA O CÁLCULO
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DA PROPAGAÇÃO
FÓRMULA COST 231 PARA REGIÕES
URBANAS NORMAIS E URBANAS DENSAS
SUPÕE-SE A PRESENÇA DE 15% DE EDIFÍCIOS ALTOS.
10 log PR  10 log PT  C1  C2 log f  13,82 log hb 
 ahm   44,9  6,55 log hb log d  C0
POTÊNCIA RECEBIDA EM MILIWATT
PT  POTÊNCIA TRANSMITIDA EM MILIWATT
f  FREQÜÊNCIA EM MHz
d  DISTÂNCIA EM km. 1km  d  20km
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PR 
FÓRMULA COST 231 PARA REGIÕES
URBANAS NORMAIS E URBANAS DENSAS
(continuação )
10 log PR  10 log PT  C1  C2 log f  13,82 log hb 
 ahm   44,9  6,55 log hb log d  C0
C1 
69,55 PARA
150MHz  f  1000MHz
C1 
46,3 PARA
1500MHz  f  2000MHz
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hb  ALTURA EFETIVA DA ANTENA DA ERB EM m. 30m  hb  200m
hm  ALTURA DA ANTENA DO TERMINAL MÓVEL 1m  hm  10m
FÓRMULA COST 231 PARA REGIÕES
URBANAS NORMAIS E URBANAS DENSAS
(continuação )
10 log PR  10 log PT  C1  C2 log f  13,82 log hb 
C2 
C2 
C0 
C0 
26,16 PARA
150MHz  f  1000MHz
33,9 PARA
1500MHz  f  2000MHz
0 dB PARA REGIÃO URBANA NORMAL
3 dB PARA REGIÃO URBANA DENSA
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 ahm   44,9  6,55 log hb log d  C0
FÓRMULA COST 231 PARA REGIÕES
URBANAS NORMAIS E URBANAS DENSAS
(continuação )
10 log PR  10 log PT  C1  C2 log f  13,82 log hb 
 ahm   44,9  6,55 log hb log d  C0
a(hm )
VALORES DE
REGIÃO URBANA NORMAL:
a(hm )  3,2log 11,75hm   4,97
REGIÃO URBANA DENSA
2
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a(hm )  1,1log f  0,7hm  1,56 log f  0,8
FÓRMULA COST 231 PARA REGIÕES
SUBURBANAS E RURAIS
PARTE-SE DO VALOR DA ATENUAÇÃO PARA REGIÃO URBANA NORMAL:
2
f 

Pr suburbana   Pr urbana   2 log   5,4
28 

Pr rural   Pr urbana   4,78log f  
 18,33 log f  40,94
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2
EXEMPLO DE CÁLCULO
TERMINAL PORTÁTIL:
10 log PT  27 dBm
NIVEL MÍNIMO RECEBIDO COM QUALIDADE PELA ERB:
10 log PR  110 dBm
DADOS DA COMUNICAÇÃO:
hm  1,5 m
f  850 MHz
SUPONDO-SE REGIÃO URBANA DENSA, PODEMOS CALCULAR
A MÁXIMA DISTÂNCIA ENTRE A ERB E O TERMINAL MÓVEL
DE TAL FORMA QUE O SINAL SEJA RECEBIDO COM QUALIDADE.
RESULTA:
d  1,7 km
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hb  30 m