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Redes de Acesso em Banda Larga 1 – WWANs Redes de Redes de Redes de Acesso Acesso Acesso em em em Banda Banda Banda Larga Larga Larga 2 Tecnologias de acesso wireless em banda larga PDAs Telefones celulares Ponto-multiponto Última milha Redes corporativas Par a par Dispositivo a dispositivo Aplicações Área urbana, suburbana e rural Área urbana 50 – 100 m 10 m Alcance 10K a 2 Mbps > 22 Mbps 2 a 54 Mbps < 1Mbps Velocidade GSM/GPRS CDMA 3G MMDS LMDS 802.16 BWA Hyperlan Hyperlan2 802.11 (WiFi) Infrared Bluetooth 802.15 (WiMedia) Padrões WWAN Wide Area Network WMAN Wireless Metropolitan Area Network WLAN Wireless Local Area Network WPAN Wireless Personal Area Network

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Redes de Acesso em Banda Larga

1 – WWANs

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 222

Tecnologias de acesso wireless em banda larga

PDAsTelefones celulares

Ponto-multipontoÚltima milha

Redes corporativas

Par a parDispositivo a dispositivo

Aplicações

Área urbana, suburbana e

ruralÁrea urbana50 – 100 m10 mAlcance

10K a 2 Mbps> 22 Mbps2 a 54 Mbps< 1MbpsVelocidade

GSM/GPRSCDMA

3G

MMDS LMDS

802.16 BWA

HyperlanHyperlan2

802.11 (WiFi)

InfraredBluetooth

802.15 (WiMedia)Padrões

WWANWide AreaNetwork

WMANWireless Metropolitan

Area Network

WLANWireless Local Area Network

WPANWireless Personal

Area Network

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 333

O Conceito Celular

Para aumentar o número de canais disponíveis evitando interferências:

Reuso de freqüências em áreas geográficas suficientemente distantes para evitar (limitar) a interferência co-canal.

Idéia simples e antiga (Bell -1950) antes limitada pela complexidade do sistema de controle, hoje viabilizada pelo uso de computadores nos terminais (móveis ou fixos).

65

34

72

16

5

34

72

1

65

34

72

1

65

34

72

1

65

34

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1

65

34

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1

65

34

72

1

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 444

Propagação em regiões urbanizadas

TRT

médiaR Pd

)ourbanizaçã,f,h,h(fP γ=

52 ;AdP -Rmédia

≤≤= γγ

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 555

Interferência em sistemas celulares

6q

RD

1IC

DD Rd

teinterferenor transmissao distânciaDdesejadoor transmissao distânciadDAI dAC

teinterferen alsinI desejado sinalC

;I

CIC

6

1k

k

k

kk

kN

1kk

I

γ

=

γ−

γ−γ−=

=

≅≅

==

×=×=

==

=

interferência ERB-móvel (downlink)interferência móvel-ERB (uplink)

primeiro anel

célulainterferente

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 666

C/I vs Capacidade de Tráfego

0

5

10

15

20

25

30

N

deci

béis

0

20

40

60

80

100

120

140

Erla

ngs

ou n

úmer

o de

can

ais

C/I (dB) 11.3 13.8 18.6 20.8 23.3 24 25.8 27.3

Capacidade (Erlangs) 119 86 46 34 24 21.9 16.6 13.2

Canais/célula 131 98 56 43 32 30 24 20

3 4 7 9 12 13 16 19

M=395 γ=4 G.O.S.=2%

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 777

Elementos do Sistema Celular

BS/ERB - estação rádio base (ERB)MSC/CCM - Centro de controle móvelPSTN/RTPC - Rede de telefonia pública comutada

6 5

347

216 5

347

21

6 5

347

21

6 5

347

21

65

347

21

6 5

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21

65

347

21Área de

Serviço 1

Área deServiço 2

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 888

MSC

MSC

RBS

PSTN ISDN

VLR HLR EIR

VLR AuC

MS

Um A

E Ai Di

B FC

HG

AuC - Autentication CenterRBS - Radio Base stationMS - Mobile StationEIR - Equipment Identity RegisterHLR - Home Location RegisterMSC - Mobile Switching CenterPTSN - Public Telephone SwitchedNetworkVLR - Visitor Location RegisterISDN - Integrated Service Digital Network

Ai- Protocolo TUP / ISUP (CC7)B, C, G e H - Protocolo IS-41 (SS7)Di - ISUP (CC7)E - IS-41 (SS7), TUP/ISUP (CC7)F - Não Definido A - Protocolo proprietário dos fabricantes (semelhante ao IS-41)Um - Interface Rádio / Protocolos AMPS, IS-136, IS-95 etc.

Interfaces de Sinalização

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 999

Padrões para Interface Rádio - 1G e 2G

AMPS Padrão analógicoTrabalha na faixa de 800 MHz30 kHz de espaçamento entre as portadoras1 canal de tráfego por portadora (FDMA)

TDMA IS-136 (D-AMPS)Padrão digital desenvolvido para coexistir com o AMPSTrabalha nas faixas de 800 e 1900 MHz30 kHz de espaçamento entre as portadoras3 canais de tráfego por portadora (Full Rate) (TDMA/FDMA)

GSMPadrão digital utilizado na Europa.Trabalha nas faixas de 900, 1800 e 1900 MHz200 kHz de espaçamento entre as portadoras8 canais de tráfego por portadora (TDMA/FDMA)

CDMA IS-95Padrão digital desenvolvido pela QualcommTrabalha nas faixas de 800 e 1900 MHzUtiliza a técnica do Spread Spctrum com espaçamento de 1,25 MHz entre as portadoras.Até 128 canais de tráfego (teórico) por canal de RF

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 101010

AMPS

Sistema analógico utilizado no BrasilPadronizado pela norma EIA/TIA 553Utiliza padrão de acesso FDMAAté 832 canais de voz com modulação FM e espaçamento de 30 kHz entre as portadorasOs canais de controle são digitais com modulação FSK de +- 8kHz a 10 kbpsNos canais de voz também trafegam informações de controle digitais utilizando a técnica do Blank and Burst.

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 111111

D-AMPS IS-54

Sistema digital desenvolvido para coexistir com o AMPSUtiliza padrão de acesso TDMA/FDMATrabalha na faixa de 824 - 894 MHzSuporta 3 canais de tráfego por canal de RF (modo Full Rate)Até 832 canais de RF com espaçamento entre as portadoras de 30 kHzOs canais de controle são digitais com modulação FSK de +- 8kHz a 10 kbps, exatamente igual ao AMPSOs canais de voz são digitais com modulação π/4DQPSK a uma taxa de 48,6 kbps. Cada usuário transmite a uma taxa de 16,2 kbps. A versão mais recente segue a norma EIA/TIA/IS-54-BRequisitos mínimos para operação da EM dual mode (analógico e digital) estabelecidos na norma: EIA/TIA/IS-55-ARequisitos mínimos para operação da ERB estabelecidos na norma: EIA/TIA/IS-56-A

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 121212

D-AMPS IS-136

Evolução do sistema D-AMPS IS-54A principal diferença para o IS-54 foi a criação de um canal de controle mais sofisticado que usa técnica de acesso TDMA e modulação π/4DQPSK Trabalha nas faixas de 824 - 894 MHz e 1900 MHz A norma se divide em EIA/TIA/IS-136.1 e EIA/TIA/IS-136.2. A primeira especifica o canal de controle digital e a segunda os canais de tráfego analógicos e digitaisSuporta 3 canais de tráfego por canal de RF (modo Full Rate)Os canais de voz são digitais com modulação π/4DQPSK a uma taxa de 48,6 kbps. Cada usuário transmite a uma taxa de 16,2 kbps.Até 832 canais de RF com espaçamento entre as portadoras de 30 kHzRequisitos mínimos para operação da EM dual mode (analógico e digital) estabelecidos na norma: EIA/TIA/IS-137Requisitos mínimos para operação da ERB estabelecidos na norma: EIA/TIA/IS-138

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 131313

GSM

Utiliza técnicas de acesso TDMA e FDMA (NB-TDMA)TDMA de 8 time slots

Time slots de 576,9 µsQuadros de 4.615 ms

Canais de 200 KHz (124 no GSM 900 e 374 no DCS 1800)Designados por um Absolute Radio Frequency Channel Number (ARFCN) Taxa de 270,833 kbit/s

Duplexação por FDDBandas de 25 MHz (GSM 900) e 75 MHz (DCS 1800)Espaçamento downlink/uplink de 45 MHz (GSM 900) e 95 MHz (DCS 1800)

Modulação GMSKGaussian minimum shift keying: Modulação especial em FM utilizando pulsos gaussianos

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 141414

Evolução do GSM

HSDSC (high Speed Circuit Switched Data)Permite alocar mais de um time slot por usuárioMantém a comutação por circuitos

GPRSComutação por pacotesUm usuário pode utilizar mais de um time slotDiversos usuários podem ocupar um mesmo time slot (multiplexados no tempo)

EDGEGPRS com modulações 8-PSK além da GMSK

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 151515

Funciona na rede GSM existenteDados comutados em pacotesMultiplexação de vários usuários em um canalProcedimentos novos de transmissão e sinalizaçãoTaxas de dados altas - 171.2 kbps (máx. teórico)Tarifação baseada no throughput (transferência de dados)Um canal físico só é atribuído quando for necessário transmitir ou receber dados.Os canais físicos podem ser compartilhados entre diferentes usuários móveis

Características do GPRS

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 161616

GSM/GPRS - Arquitetura

PSTN

Packet Data Network

PDNBTS

BSC

PCU

GMSC

SGSN

GGSN

MSC/VLR

GPRS traffic and signaling

Circuit switched traffic A

Gb

Gs

Gn

Gi

Gr

Gc

MAP

MAP

HLRAUCGPRS

register

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 171717

Elementos da rede GPRS

PCU (Packet Control Unit): unidade de gerenciamento de pacotes na BSC.SGSN (Serving GPRS Support Node): responsável pelaentrega de pacotes de dados dentro de uma mesma área de serviços.GGSN (Gateway GPRS Support Node): interface entre o backbone GPRS e a rede externa de pacotes. Convertepacotes vindos do SGSN no protocolo de pacote de dados (PDP) apropriado à rede externa (IP ou X25) e direcionapacotes entrantes das redes externas ao endereço GSM apropriado através do SGSN. O GGSN também executa as funções de autenticação e bilhetagem.

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 181818

Backbone GPRS

Os GSN são conectados por backbones GPRS baseado em IP que utiliza o Protocolo de Tunelamento GPRS (TGP).

Backbone Intra-PLMN: rede privada IP dos provedores da rede GPRS que conecta os GSN da mesma PLMS (Public Local Mobile Network).

Backbone Inter-PLMN: conecta os GSN de diferentesPLMN (envolve acordo de roaming entre osprovedores das redes).

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 191919

Backbone GPRS

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 202020

Serviços

Serviço PTP (Point-to-Point)Transferência de pacotes entre dois usuáriosPTP-CLNS: não orientado a conexõesPTP-CONS: orientado a conexões

Serviço PTM (Point-to-Multipoint)Transferência de pacotes de um usuário para váriosusuáriosPTM-M

Utiliza serviços multicastPacotes são difundidos em uma área geográfica

PTM-GPacotes são enviados a um grupo de usuáriosPacotes são enviados para as áreas onde existem usuários destegrupo

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 212121

Aplicações

ComunicaçãoAcesso IntranetAcesso InternetE-mail e fax

Serviços de valor agregadoServiços de infromação (SMS)Jogos

E-commerceVendas em geralTransações bancárias

Aplicações baseadas em localizaçãoNavegaçãoCondições de tráfegoLocalização

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 222222

Qualidade de serviço

Diferentes serviços tem diferentes requisitos de retardo máximo (delay), taxa de erro e vazão, o quegera diferentes classes de Qualidade de Serviço(QoS).MPLS (Multiprotocol Label Switching): protocolopara suporte a QoS em redes IP que pode ser usadocomo alternativa em redes móveis 2G e 3G.Outros protocolos que estão sendo consideradospara prover QoS em redes IP (IntServ e DiffServ) apresentam dificuldades de implementação nasredes GPRS devido ao tunelamento.

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 232323

Uso de comutação por circuitos e pacotes

Classe A: opera simultaneamente nas redes

GSM e GPRS

Classe B: similar ao classe A, porém não

suporta tráfego simultâneo

Classe C: opera na rede GSM ou na GPRS de

cada vez

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 242424

Conexão, desconexão

GPRS attach

A rede verifica se usuário é autorizado, copia seu perfil do

HLR para o SGSN e cria uma identidade temporária de

autorização do móvel usuário (P-TMSI).

GPRS dettach

Pode ser iniciado pelo móvel ou pela rede (SGSN ou HLR)

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 252525

Gerenciamento de pacotes

Gerenciamento de sessãoApós o GPRS attach a EM recebe um PDP (Packet Data Protocol Address);

Para cada sessão é criado um contexto PDP que inclui o PDP address, a QoS requerida e o endereço da GGSN.

Procedimento:A MS solicita a ativação de um contexto PDP ao SGSN;

O SGSN envia o pedido ao GGSN responsável;O GGSN cria o contexto e envia uma mensagem de confirmaçãoao SGSN que a registra e repassa à EM.

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 262626

Gerenciamento de pacotes

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 272727

Gerenciamento de localização

O MS envia mensagens de atualização de localizaçãoao SGSN

Se forem muito infrequentes é necessário fazer paging para a entrega de muitos pacotes, o que aumenta o retardo;Se forem muito frequentes há excessivo consumo de capacidade no up-link e bateria do móvel.

Para gerenciar a localização utiliza-se um modelo de estados:

Idle – nenhuma atualização é feita;Ready – a MS informa seu movimento entre células; Stand by – a MS informa seu movimento entre RAs (routing areas, compostas por várias células.

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 282828

Diagrama de estados

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 292929

Codificação de canal

172,4 kbps86,2 kbps21,55 kbpsCS4

126 kbps63 kbps15,75 kbpsCS3

108,4 kbps54,2 kbps13,55 kbpsCS2

76,3 kbps36,8 kbps9,2 kbpsCS1

8 slots4 slots1 slotEsquemas de codificação de canal

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 303030

O conceito CDMA

Frequência

Tempo

Frequência

Tempo

Frequência

Tempo

Código

Usuário 1

Usuário 2

Usuário 3

Usuário 4

FDMA

CDMA

TDMA

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 313131

CDMA FH-SS

frequência

tempo

usuário 1

usuário 4

usuário 6

usuário 5

usuário 3

usuário 2

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 323232

CDMA FH-SS – A primeira patente

Hedy Lammar

George Antheil

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 333333

CDMA DS-SS

m1

c1

m2

c2

m1 c1

m2 c2

canal

c2

c1

integrador decisor

integrador decisor

m1

m2

A

A

A

B

B

C

C

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 343434

CDMA DS-SS

Recuperação do sinal de informação do

usuário 1

fSinal de informação

Usuário 1

f

Sinal de informaçãoUsuário 2

f

f

Sinal espalhado (CDMA)Usuário 1

f

Sinal espalhado (CDMA)Usuário 1

Sinal transmitido(CDMA)

f

Sinal recebido(CDMA)

f

Recuperação do sinal de informação do

usuário 2

f

Transmissão Recepção

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 353535

Rejeição de interferência de faixa estreita

Sinal recebido = sinal CDMA +

sinal interferente

ff

Sinal espalhado (CDMA)

Sinal recebido após aaplicação do código

f

transmissão recepção

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 363636

Códigos para CDMA

Para que o esquema descrito funcione, as

seqüências ou códigos, utilizados para espalhamento

do espectro devem:

ser ortogonais (correlação cruzada zero)

ser de natureza pseudo-aleatória (igual número de 1s e -

1s, ou diferença por 1 bit)

ter auto-correlação normalizada igual a 1

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 373737

Códigos ortogonais

Função correlação

Caso discreto

onde

Auto-correlaçãonormalizada:

Exemplo:

∫=T

xy dttytxR0

)()()0(

∑=

==l

iii

Txy yxyxR

1)0(

)( 21 lT xxxx LL= )( 21 l

T yyyy LL=

)1111( −−=Tx )1111( −−=Ty

∑=

==l

iii

Txx xx

llxx

lR

1

1)0(

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 383838

Código Walsh – Matriz de Hadammard

-1 -1

-1 1H2 =

-1 -1

-1 1

-1 -1

-1 1

-1 -1

-1 1

1 1

1 -1

H4 =

W0 = -1 -1 -1 -1

W1 = -1 1 -1 1

W2 = -1 -1 1 1

W3 = -1 1 1 -1 IS-95 - Matriz de ordem 64

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 393939

Código Walsh

Necessidade de SINCRONIZAÇÃOUsado só no enlace direto (Foward link - Radio base para estação móvel)

ERBs recebem sincronia de uma de rede sincronia independente (Ex.: GPS)Móveis recebem das ERBs pelos canais piloto e de sincronismo a referência de sincronismo

Não pode ser usado no enlace reverso por falta de sincronização

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 404040

Código P N

Est. 1 Est. 2 Est. 3

SomadorEstágio inicial

[1, 0, 1]Shift Est. 1 Est.2 Est 3 Saída

0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 2 1 1 1 1 3 0 1 1 1 4 0 0 1 1 5 1 0 0 0 6 0 1 0 0 7 1 0 1 1

3

N flip flopsL = 2N - 1

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21

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 414141

Código P N

7

-1SHIFT0 7 14

Autocorrelação

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 424242

Controle de PotênciaEnlace reverso

PtPR,1 PtPR,2

f

S/N

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22

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 434343

Controle de PotênciaEnlace reverso

Pt,1 PR Pt,2PR

f

S/N

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 444444

Soft Handoff

Central decomutação

móvel

Receptor Rake

Quadro demodulado

Quadro demodulado

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 454545

Softer Handoff

Central decomutação

móvel

Receptor Rake

Quadro demodulado

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 464646

Receptor Rake

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 474747

O Conceito 3G

Altas taxas de transmissãoAté 2 Mbits/s em redes locais com baixa mobilidade e comutação por pacotesAté 384 Kbits/s em áreas amplas com alta mobilidade e comutação por circuitos

Múltiplos serviços com diferentes classes de Qualidade de Serviço (QoS) Cobertura mundialCompatilibidade e interoperabilidade entre padrões

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Qualidade de serviço (QoS)

Classe Conversacional: baixo retardo (400 ms máximo) e tráfego simétrico

Aplicações: voz, video telefonia e video games.

Classe streaming: Streaming: técnica de transferência de dados de modo a garantir o processamento (reprodução) de forma contínua.

Aplicações: streaming multimídia.

Classe interativaInternet e jogos em rede.

Classe backgroundRecebimento de dados (por exemplo e-mail) em background.

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Classe Conversacional

Dedicada às aplicações mais sensíveis ao atraso (que operam em tempo real);As conversações em tempo real são caracterizadas pelo fato de que o atraso fim-a-fim é baixo e o tráfego é simétrico (ou quase);Principais aplicações:- o serviço de voz sobre bearers comutados a circuitos;- um grande número de novas aplicações está surgindo, como voz sobre IP e vídeo-telefonia;Única que requer características estritamente impostas pela percepção humana.

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 505050

Classe Streaming

Multimedia streaming: técnica para transferência de dados, de modo que sejam processados como um fluxo contínuo e fixo;Com streaming, o browser pode começar a mostrar os dados antes mesmo de todo o arquivo ser transmitido;Aplicações streaming são muito assimétricas e, por isso, mais tolerantes a atrasos que os serviços conversacionais simétricos;

Isso implica também em maior tolerância ao jitter nas transmissões - o jitter pode ser facilmente suavizado através do uso de buffers;Exemplos de aplicações: serviços de vídeo sob demanda e broadcast de vídeo na Internet (web broadcast).

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Classe Interativa

Aplica-se àquelas situações em que o usuário final está on linerequisitando dados de um equipamento remoto;Uma característica deste tráfego é que sempre há uma entidade esperando por uma resposta durante um certo tempo - um dos parâmetros mais importantes é o atraso fim-a-fim;Exemplos:- Web browsing;- Consulta à base de dados;- Acesso ao servidor.

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 525252

Classe de Background

Aplicada àqueles serviços nos quais o atraso na transmissão não é crítico:- entrega de e-mails;- SMS (Short Message Service);- download de base de dados;Este tipo de tráfego é largamente caracterizado pelo fato de que o destino não está esperando os dados dentro de um certo tempo, como ocorre na classe interativa;É a classe com menos sensibilidade ao atraso.

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Faixas de frequência

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Tecnologias de 3a. Geração

Tecnologias CDMAWCDMA modo FDD (UTRA FDD): DS-SS FDDCDMA 2000: DS-SS multiportadora (evolução do CDMAone, padrão IS-95)WCDMA modo TDD (UTRA TDD): DS-SS TDD

Tecnologias TDMAEDGE: TDMA faixa estreitaW-TDMA: TDMA faixa larga

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Migração de 2ª para 3ª Geração

EDGE

CDMAIS-95-A

PDCGSM

CDMA 1xRTT

3GPP2

W-CDMA(UMTS) EDGE

EDGE

CDMAIS-95-B HSCSD

GPRS

IS-136 2G

2.5G

3G1xEV-DO

1xEV-DV3GPP

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 565656

SMS

Credit CardVerificationTelemetry

Fax

IntegratedMessaging

RemoteOfficewww

m-commerceWirelessPostcard

Multimedia wwwLarge

ftp

Video/Multimedia Conference

Limited Broadcast

Video

NetworkedComputing

<14.4kbps 44-64kbps 144kbps 384kbps 2MbpsMas

s Mar

ket D

eman

d (5

yea

r vie

w)

Serviços e taxas de transmissão

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3G – a bolha

Newsweek - May 28,2001

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 585858

Reversão da queda da ARPU

ARPU

Time

Voz

Email

Canais de contéudo

Unified Messaging

Source: Microsoft

M-Commerce

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Tecnologia EDGE

Mesma taxa de símbolos do GPRS mas taxa de bits até 3 vezes maior com modulação 8-PSK.

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Esquemas de CodificaçãoNove esquemas de codificação (MCS1 até MCS9).Cada utiliza diferentes de códigos corretores de erros, que são otimizados para diferentes condições de propagação.MCS1 até MCS4 utilizam GMSK, MCS5 até MCS9 utilizam 8PSK.

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WCDMA - Características gerais

Método de acesso: DS-CDMA;Chaveamento entre transmissão e recepção : FDD (dois canais de 5MHz) ou TDD;Sincronização da ERB: Operação assíncrona;Chip Rate: 3,84 Mchip/segundo;Duração de frame: 10 mseg;Multiplexação de serviços : Múltiplos serviços com diferentes QoS multiplexados em uma mesma conexão;Múltiplas taxas de transmissão;Deteção coerente, tanto em uplink quanto em downlink, utilizando símbolos piloto.

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WCDMA - Características gerais

Por se tratar de um sistema de banda larga (cerca de 5MHz de banda), pode-se suportar elevadas taxas de transmissão, bem como se obtém alguns benefícios tais como maior capacidade de se empregar diversidade por multipercurso, etc;WCDMA suporta operação assíncrona da ERB (diferente do IS-95 que depende de sincronização através da recepção e processamento de sinais GPS). O fato de não requerer a recepção de GPS permite ao WCDMA ter ERBs indoor mais facilmente;WCDMA suporta altas variações de taxas de transmissão (o que permite a alocação de largura de banda sob demanda). Frames de 10 ms são alocados para cada usuário, nos quais as taxas de transmissão são mantidas constantes, podendo ser ajustadas a cada novo frame.

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Alocação de banda no WCDMA

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 646464

WCDMA - Arquitetura do Sistema

O UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) é composto por

um conjunto de elementos lógicos de rede. Funcionalmente, estes

elementos são agrupados em :

UTRAN : UMTS Terrestrial Radio Access Network, que trata de todas as

funcionalidades da parte rádio;

CN : Core Network, responsável pela comutação e roteamento de chamadas e

pela conexão a redes externas;

UE : User Equipment, terminal de interface do sistema com o usuário.

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WCDMA - Arquitetura do Sistema

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 666666

Camadas (Layers) da UTRAN

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 676767

Harmonização EDGE/ WCDMA

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 686868

IS-95B

Possibilidade de um usuário que queira transmitir dados receber até oito canais

de tráfego momentaneamente 76,8 kbps ou 115,2 kbps

O usuário entra em um modo de transmissão de dados que possui dois estados:

“dormant”: conectado por apenas um canal de tráfego canal fundamental

ativo recebe até 7 canais suplementares (pode ser de forma assimétrica)

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CDMA2000 1x

CDMA2000 1X pode dobrar a capacidade de voz de redes de cdmaOne e pode

entregar pacotes de dados a taxas de até de 307 kbps para usuários móveis;

O CDMA2000 1X tem a capacidade para suportar voz e dados em uma mesma

portadora, tendo um custo viável para operadoras sem fio;

Melhoria da Capacidade para Transmissão de Voz;

Aumento do Tempo de Vida das Baterias;

Novos estados MAC para operação eficiente do tempo inativo.

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 707070

Múltiplas Portadoras do CDMA 2000 1x

GuardaPortadora A

1,25 MHz

5 MHz625 KHz

Portadora B Portadora C

Guarda

1,25 MHz1,25 MHz625 KHz

Enlace DiretoEnlace Direto

Portadora A

1,25 MHz

5 MHz625 KHz

Portadora B Portadora C

1,25 MHz1,25 MHz625 KHz

Guarda Guarda

95-BPortadora 1

95-BPortadora 2

95-BPortadora 3

Enlace Direto Enlace Direto -- Modo Modo OverlayOverlay

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CDMA2000 1xEV-DO

Canais Diretos e Reversos da portadora HDR:

Canal Direto: multiplexação por divisão no tempo, potência máxima, taxa de transmissão e comprimento dos pacotes de dados são variáveis de acordo com a condição do canal wireless;

Canal Reverso: multiplexação por divisão de código, taxa de transmissão variável e comprimento do pacote de dado é fixo.

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 727272

Diferenças Básicas entre 1xEV-DO e IS-95

O canal direto do sistema 1xEV-DO não adota o controle de potência

para garantir que todos os usuários tenha a mesmas taxa de dados como

é realizado no IS-95;

Somente a ERB selecionada poderá transmitir o serviço de dados com a

taxa de transmissão solicitada pelo terminal, ao contrário do sistema IS-

95 em que o terminal pode ser servido por mais de uma ERB.

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CDMA2000 1xEV-DO

Canal Direto Canal Reverso

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 747474

CDMA2000 1xEV-DV

O objetivo desta fase é fornecer altas taxas de transmissão para o serviço de dados (pacote de dados) e voz em uma mesma portadora, melhorar os mecanismos para assegurar a qualidade de serviço

(QoS) e ter compatibilidade com os sistemas anteriores.

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 757575

Evolução do padrão CDMA IS-95

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 767676

IS-95B

Um usuário pode receber até oito canais de tráfegode dados momentaneamente taxas de 76,8 kbpsou 115,2 kbpsO usuário entra em um modo de transmissão de dados que possui dois estados:

“dormant”: conectado por apenas um canal de tráfegocanal fundamental;ativo recebe até 7 canais suplementares.

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Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 777777

CDMA2000 1x

CDMA2000 1X pode dobrar a capacidade de voz de redes de cdmaOne e pode entregar pacotes de dados a taxas de até de 307 kbps para usuários móveis;O CDMA2000 1X tem a capacidade para suportar voz e dados em uma mesma portadora;Permite aumento do tempo de vida das baterias com novos estados MAC para operação mais eficiente do tempo inativo.

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 787878

CDMA2000 1xEV-DO

Projetado para ser inter-operável com o sistema IS-95;Utiliza recursos da rede IS-95;Separa as aplicações de baixa taxa (voz) das aplicações que requerem elevadas taxas (serviço de dados);Portadora IS-95 é usada para aplicação de voz;Portadora HDR (High Data Rate) usada para aplicações de dados.

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CDMA2000 1xEV-DO

Canais Diretos e Reversos da portadora HDR:

Canal Direto: multiplexação por divisão no tempo, com potência máxima, taxa de transmissão e comprimento dos pacotes de dados variáveis de acordo com a condição do canal;

Canal Reverso: multiplexação por divisão de código, taxa de transmissão variável e comprimento do pacote de dado é fixo.

Redes de Redes de Redes de AcessoAcessoAcesso ememem Banda Banda Banda LargaLargaLarga 808080

CDMA2000 1xEV-DO

Canal Direto

Canal Reverso