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CENTRO DE INSTRUÇÃO DE GUERRA ELETRÔNICA
2º Ten Com AUGUSTO CÉSAR DINIZ
BLOQUEIO ELETRÔNICO À ERB DE TELEFONIA MÓVEL: ANÁLISE DE CASO DE UM BLOQUEIO ELETRÔNICO DE PONTO SOBRE UPLINK EM
ENLACES 4G LTE
Brasília 2017
2º Ten Com AUGUSTO CÉSAR DINIZ
BLOQUEIO ELETRÔNICO À ERB DE TELEFONIA MÓVEL: ANÁLISE DE CASO DE UM BLOQUEIO ELETRÔNICO DE PONTO SOBRE UPLINK EM ENLACES 4G
LTE Trabalho de Conclusão do Curso Básico de Guerra Eletrônica para Oficiais, apresentado ao Centro de Instrução de Guerra Eletrônica, como requisito para obtenção do Grau de Pós-Graduação Latu Sensu, nível de especialização em Ciências Militares.
Orientador: Cap Com Fernando Henrique Castellani Coorientador: 2º Ten OTT/Biblio Thaís Ribeiro Morais Marques
Brasília 2017
Ficha Catalográfica Elaborada pela Biblioteca
do Centro de Instrução de Guerra Eletrônica (CIGE) Bibliotecária Responsável: 2º Ten Thaís Moraes CRB1/1922
D585b Diniz, Augusto César
Bloqueio eletrônico à ERB de telefonia móvel: análise de caso de um bloqueio eletrônico de ponto sobre uplink em enlaces 4G LTE. / Augusto César Diniz – Brasília: Centro de Instrução de Guerra Eletrônica, 2017.
100f.; il. Trabalho de conclusão apresentado ao Curso Básico de Guerra
Eletrônica para Oficiais – Centro de Instrução de Guerra Eletrônica, Brasília, 2017.
Bibliografia: f. 97-100. 1. Bloqueio Eletrônico. 2. Telefonia móvel. I. Diniz, Augusto César.
II. Centro de Instrução de Guerra Eletrônica. III. Título. CDD355
CENTRO DE INSTRUÇÃO DE GUERRA ELETRÔNICA
2º Ten AUGUSTO CÉSAR DINIZ
BLOQUEIO ELETRÔNICO À ERB DE TELEFONIA MÓVEL: ANÁLISE DE CASO DE UM BLOQUEIO ELETRÔNICO DE PONTO SOBRE UPLINK EM ENLACES 4G
LTE
Trabalho de Conclusão do Curso Básico de Guerra Eletrônica para Oficiais, apresentado ao Centro de Instrução de Guerra Eletrônica, como requisito para obtenção do Grau de Pós-Graduação Latu Sensu, nível de especialização em Ciências Militares.
Aprovado em: 26 de julho de 2017.
________________________________________ Fernando Henrique Castellani – Cap Com
Orientador
________________________________________ Thaís Ribeiro Moraes Marques - 2º Ten OTT/Biblio
Coorientador
________________________________________ Johnathan Fernandes Calado – Cap Com
Membro da Comissão de Avaliação
________________________________________ Pablo Martins Correia – 2° Ten OTT/Eng Telecom.
Membro da Comissão de Avaliação
Brasília 2017
Dedico este trabalho à minha família, que
é o meu alicerce e rochedo, sem a qual
não teria chegado até este momento.
AGRADECIMENTOS
Inicialmente agradeço aos meus familiares, que de forma indireta contribuíram
imensamente para a produção deste trabalho, seja por intermédio de orações de
minha mãe ou pelos constantes votos de meu pai para que eu tivesse êxito e
sucesso nesta jornada em Brasília.
Agradeço também a todos os instrutores e monitores desta renomada e
exemplar instituição, pelo apoio, pelo esforço e pela dedicação desmedida na qual
atuaram e demonstraram durante as atividades desempenhadas em apoio a este
trabalho, buscando a todo momento a excelência e a qualidade na formação do
futuro Guerreiro Eletrônico do Exército Brasileiro.
Agradeço aos meus companheiros e pares pela camaradagem constante e
pelas inúmeras demonstrações de respeito, lealdade e amizade durante o decorrer
deste curso.
Agradeço os meus superiores, pares e subordinados do Batalhão Escola de
Comunicações (BEsCom) pela confiança, pelo auxílio e pelos votos positivos para a
realização deste curso.
Por fim agradeço a Deus, figura significativa das quais inúmeras vezes me
protegeu, me acompanhou e labutou junto a mim durante esta conquista.
O que sabemos é uma gota; o que
ignoramos é um oceano. Isaac Newton (1643 - 1727)
RESUMO
Referência: DINIZ, Augusto César. Bloqueio Eletrônico à ERB de Telefonia Móvel: análise de caso de um bloqueio eletrônico de ponto sobre uplink em enlaces 4G LTE. 2017. 100 folhas. Monografia (Curso Básico de Guerra Eletrônica para Oficiais) – Centro de Instrução de Guerra Eletrônica, Brasília, 2017.
O desenvolvimento e a consolidação da Internet associado a uma crescente demanda dos usuários por serviços e comunicação em redes de dados, influenciaram, no decorrer do tempo, a evolução da telefonia móvel celular, até a implementação das redes 4G LTE. Atualmente o sistema de telefonia móvel não tem só que disponibilizar serviços de voz, mas necessita também oferecer uma boa conexão à rede de dados (Internet), haja vista a demanda do usuário por compartilhamento de fotos, vídeos, áudios e textos. Esta geração de redes de telefonia móvel possibilitou uma crescente elevação no fluxo de transmissão de dados, e com isso, uma maior interatividade e conectividade dos usuários à Internet e aplicações nela existente. Diante desse panorama, o trabalho em questão busca analisar as viabilidades e estratégias para interferir uma Estação Rádio Base, com ênfase em sinais 4G LTE, buscando expor os principais parâmetros e consequências para o ataque eletrônico no sinal deste tipo de tecnologia. Ainda, a pesquisa busca analisar e expor as principais aplicabilidades militares que há em um bloqueio eletrônico das redes de telefonia móvel 4G LTE.
Palavras-Chave: 4G. LTE. ERB. Bloqueio.
ABSTRACT
Reference: DINIZ, Augusto César. Electronic Blocking to Mobile Telephone ERB: case analysis of an electronic point lock on a 4g lte uplink. 2017. 100 sheets. Monografia (Curso Básico de Guerra Eletrônica para Oficiais) – Centro de Instrução de Guerra Eletrônica, Brasília, 2017.
The development and consolidation of the Internet coupled with a growing demand from users for services and communication in data networks, has influenced the evolution of cellular mobile telephony over the years until the implementation of 4G LTE networks. Nowadays the mobile phone system does not only offer voice services, but also needs to offer a good connection to the data network (Internet), due to the user's demand for sharing photos, videos, audios and texts. This generation of mobile telephony networks made possible a increasing in the flow of data transmission, and with it, greater interactivity and connectivity of users to the Internet and applications in it. In view of this scenario, the work in question seeks to analyze the viability and strategies to interfere with a Base Radio Station, with emphasis on 4G LTE signals, seeking to expose the main parameters and consequences for the electronic attack on the signal of this type of technology. Also, the research seeks to analyze and expose the main military applications that exist in an electronic blockade of the 4G LTE mobile phone networks.
Keywords: 4G. LTE. ERB. Block.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Esquema simplificado de um sistema de telefonia móvel ......................... 21
Figura 2 - Esquema simplificado de um sistema de telefonia móvel ......................... 22
Figura 3 - Modulação Adaptativa Padrão LTE ........................................................... 25
Figura 4 - Espalhamento Espectral ........................................................................... 27
Figura 5 - Sinal Normal e com Espalhamento Espectral DSSS ................................ 27
Figura 6 - Representação Sistema MIMO ................................................................. 32
Figura 7 - Bloqueio Eletrônico de Ponto .................................................................... 36
Figura 8 - Relação J/S ............................................................................................... 38
Figura 9 - Sinal Normal e com Espalhamento Espectral DSSS ................................ 40
Figura 10 - Evolução das tecnologias de Telefonia Móvel ......................................... 44
Figura 11 - Evolução de acessos por tecnologias ..................................................... 45
Figura 12 - Área de Cobertura 2G e 3G no Brasil ..................................................... 48
Figura 13 - Área de Cobertura 4G no Brasil .............................................................. 48
Figura 14 - Localização de ERB para cobertura 4G em Brasília-DF ........................ 52
Figura 15 - Formato do Sinal Multiplexado OFDMA e SC-FDMA .............................. 53
Figura 16 - Faixa de Frequência 4G no Brasil – 2500 MHz ...................................... 54
Figura 17 - Faixas de Frequências 4G no Brasil – 700 MHz ..................................... 55
Figura 18 - Área de Interesse para o Bloqueio Eletrônico – Paranoá-DF ................. 60
Figura 19 - Área de Interesse para o Bloqueio Eletrônico - ERB .............................. 60
Figura 20 - Tela de Configuração da ERB no HTZ Warfare ...................................... 62
Figura 21 – Área de cobertura Uplink da ERB Vivo. ................................................. 63
Figura 22 - Tela de Configuração dos TM no HTZ Warfare ....................................... 64
Figura 23 - Posições propostas para TM ativos ........................................................ 65
Figura 24 - Posições de TM ativos escolhidos para simulação ................................. 67
Figura 25 - Tela de Configuração do Interferidor no HTZ Warfare (100W e BW de
1,25MHz) .............................................................................................. 69
Figura 26 - Tela de Configuração do Interferidor no HTZ Warfare (100W e BW de
180KHz) ............................................................................................... 70
Figura 27 - Posições propostas do Posto MAE ......................................................... 71
Figura 28 - Posicionamento Interferidores no HTZ .................................................... 72
Figura 29 - Posicionamento dos Terminais Móveis no HTZ ...................................... 72
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Características do Padrão LTE ................................................................ 50
Quadro 2 - Posições propostas para TM ativos......................................................... 67
Quadro 3 - Posições propostas do Posto MAE ......................................................... 71
Quadro 4 - Simulação com Interferidor a 100m da ERB ........................................... 74
Quadro 5 - Simulação com Interferidor a 150m da ERB ........................................... 75
Quadro 6 - Simulação com Interferidor a 200m da ERB ........................................... 76
Quadro 7 - Simulação com Interferidor a 250m da ERB ........................................... 77
Quadro 8 - Simulação com Interferidor a 300m da ERB ........................................... 78
Quadro 9 - Simulação com Interferidor a 350m da ERB ........................................... 78
Quadro 10 - Simulação com Interferidor a 400m da ERB ......................................... 79
Quadro 11 - Simulação com Interferidor a 450m da ERB.......................................... 80
Quadro 12 - Simulação com Interferidor a 500m da ERB ......................................... 81
Quadro 13 - Simulação com Interferidor a 1000m da ERB ....................................... 81
Quadro 14 - Simulação com Interferidor a 1500m da ERB ....................................... 82
Quadro 15 - Simulação com Interferidor a 2000m da ERB ....................................... 83
Quadro 16 - Simulação com Interferidor a 2500m da ERB ....................................... 84
Quadro 17 - Simulação com Interferidor a 3000m da ERB ....................................... 84
Quadro 18 - Simulação com Interferidor a 3500m da ERB ....................................... 85
Quadro 19 – Simulação com a Atenuação do Espaço Livre – 100W (Parte I) .......... 87
Quadro 20 – Simulação com a Atenuação do Espaço Livre – 100W (Parte II) ......... 87
Quadro 21 – Simulação com a Atenuação do Espaço Livre – 500W (Parte I) .......... 88
Quadro 22 – Simulação com a Atenuação do Espaço Livre – 500W (Parte II) ......... 89
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Evolução da Tecnologia de Digitais de Telefonia Móvel ............................ 45
Tabela 2 - Taxa de dados médio oferecidos aos usuários ......................................... 46
Tabela 3 - Cobertura de Telefonia Móvel em Abr/17 por Operadoras ........................ 47
Tabela 4 - Municípios Cobertos com o sinal 4G em Abr/17 no Brasil ........................ 47
Tabela 5 - População coberta com o sinal 4G por operadora no Brasil ..................... 49
Tabela 6 - Lotes de Frequências na faixa de 2,5GHz regulamentado pela Anatel .... 54
Tabela 7 - Faixas de Frequências de 4G no Brasil na faixa de 2,5GHz .................... 54
Tabela 8 - Faixas de Frequências de 4G no Brasil na faixa de 700 MHz .................. 55
Tabela 9 - Faixas de Frequências de 4G no Brasil na faixa de 700 MHz .................. 56
Tabela 10 - Parâmetros da ERB ................................................................................ 61
Tabela 11 - Parâmetros do Terminal Móvel ............................................................... 63
Tabela 12 - Parâmetros do Jammer .......................................................................... 68
LISTA DE SIGLAS
16QAM 16 - Quadrature Amplitude Modulation
1G 1ª Geração
2G 2ª Geração
3G 3ª Geração
3GPP 3rd Generation Partnership Project
4G 4ª Geração
5G 5ª Geração
64QAM 64 - Quadrature Amplitude Modulation
ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas
AMC Adaptive Modulation and Coding
AMPS Advanced Mobile Phone System
Anatel Agência Nacional de Telecomunicações
BPSK Binary Phase Shift Keying
BTS Base Transceiver Station
BW Bandwidth
CCC Centro de Comutação e Controle
CDMA Code Division Multiple Access
dB Decibel
dBi Decibel (Referência Antena Isotrópica)
dBm Decibel (Referência 1mW)
dBW Decibel (Referência 1W)
DSSS Direct-Sequence Spread Spectrum
EDGE Enhanced Data rates for GSM Evolution
eNodeB E-UTRAN Node B
ERB Estação Rádio Base
E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network
EVDO Evolution Data Optimized
Gbps Gigabit por segundo
GE Com Guerra Eletrônica de Comunicações
GHz Giga Hertz
GPRS General Packet Radio Service
GSM Global System for Mobile Communications
HSPA High-Speed Packet Access
HSPA+ High-Speed Packet Access +
ITU International Telecommunication Union
J/S Jammer/Signal
Kbps Kilobit por segundo
LTE Long Term Evolution
MAE Medidas de Ataque Eletrônico
Mbps Megabit por segundo
MHz Mega Hertz
MIMO Multiple Input Multiple Output
MMDS Multichannel Multipoint Distribution Service
Nr Número
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
OFDMA Orthogonal Frequency-Division Multiple Access
QAM Quadrature Amplitude Modulation
QPSK Quadrature phase-shift keying
RF Radiofrequência
SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
SNR Signal Noise to Ratio
SS Spread Spectrum
TDMA Time Division Multiple
TM Terminal Móvel
VoLTE Voice Over LTE
WCDMA Wideband Code Division Multiple Access
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 17
2 OBJETIVOS ........................................................................................................... 19
2.1 OBJETIVO GERAL ............................................................................................. 19
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................... 19
3 REFERENCIAL LITERÁRIO .................................................................................. 20
3.1 TELEFONIA MÓVEL CELULAR .......................................................................... 20
3.1.1 Centro de Comutação e Controle – CCC ...................................................... 21
3.1.2 Estação Rádio Base – ERB ............................................................................ 21
3.1.3 Terminal Móvel – TM ...................................................................................... 22
3.2 ANATEL ............................................................................................................... 23
3.3 TRANSMISSÃO ANALÓGICA ............................................................................. 23
3.4 TRANSMISSÃO DIGITAL .................................................................................... 24
3.4.1 Modulação Digital ........................................................................................... 24
3.4.2 Espalhamento Espectral ................................................................................ 26
3.4.3 Espalhamento Espectral por Sequência Direta – DSSS .............................. 26
3.4.4 Ganho de Processamento ............................................................................. 28
3.5 MODELOS DE PROPAGAÇÃO .......................................................................... 28
3.5.1 Modelo de Propagação ITU-1546 .................................................................. 29
3.5.2 Atenuação no Espaço Livre ........................................................................... 30
3.6 RELAÇÃO SINAL - RUÍDO ................................................................................. 30
3.7 DIVERSIDADE EM PERCURSOS ...................................................................... 31
3.7.1 Sistema Multiple Input Multiple Output (MIMO) ........................................... 32
3.8 SOFTWARE HTZ WARFARE .............................................................................. 33
3.9 ESTABELECIMENTO DE ENLACE .................................................................... 33
3.10 MEDIDAS DE ATAQUE ELETRÔNICO (MAE) .................................................. 34
3.10.1 Bloqueio Eletrônico...................................................................................... 35
3.10.2 Bloqueio Eletrônico de Ponto ..................................................................... 35
3.10.3 Efetividade do Ataque Eletrônico e Densidade Espectral de Potência ... 36
3.10.4 Relação J/S ................................................................................................... 37
3.10.5 Interferidores (Jammers) ............................................................................. 39
3.10.5.1 Diferença entre Interferência em Sinais Analógicos e Sinais Digitais .......... 39
4 TELEFONIA MÓVEL CELULAR ........................................................................... 42
4.1 PRINCIPAIS TECNOLOGIAS .............................................................................. 42
4.2 TELEFONIA MÓVEL NO BRASIL ....................................................................... 46
4.3 REDES CELULARES 4G LTE ............................................................................. 49
4.3.1 O 4G LTE no Brasil ......................................................................................... 50
4.3.2 O sinal 4G LTE ................................................................................................ 52
4.3.3 Parâmetros e Frequências Regulamentadas para o 4G LTE no Brasil ...... 53
4.3.4 Possibilidades e Potencialidades da Rede 4G LTE no Brasil ..................... 56
5 BLOQUEIO ELETRÔNICO DE UMA ERB DE SINAL 4G LTE ............................. 58
5.1 SITUAÇÃO E PARÂMETROS CONSIDERADOS NA SIMULAÇÃO ................... 59
5.1.1 Parâmetros Considerados para a ERB ......................................................... 61
5.1.2 Parâmetros Considerados para o Terminal Móvel ...................................... 62
5.1.3 Parâmetros Considerados para os Interferidores ....................................... 68
5.2 BLOQUEIO ELETRÔNICO SOBRE SINAIS 4G LTE – SIMULAÇÃO NO HTZ
WARFARE ........................................................................................................ 72
5.2.1 Situação 1 – Interferidor a 100m (J100m) .................................................... 73
5.2.2 Situação 2 – Interferidor a 150m (J150m) .................................................... 75
5.2.3 Situação 3 – Interferidor a 200m (J200m) .................................................... 76
5.2.4 Situação 4 – Interferidor a 250m (J250m) .................................................... 76
5.2.5 Situação 5 – Interferidor a 300m (J300m) .................................................... 77
5.2.6 Situação 6 – Interferidor a 350m (J350m) ..................................................... 78
5.2.7 Situação 7 – Interferidor a 400m (J400m) ..................................................... 79
5.2.8 Situação 8 – Interferidor a 450m (J450m) ..................................................... 79
5.2.9 Situação 9 – Interferidor a 500m (J500m) ..................................................... 80
5.2.10 Situação 10 – Interferidor a 1000m (J1000m) ............................................. 81
5.2.11 Situação 11 – Interferidor a 1500m (J1500m) ............................................. 82
5.2.12 Situação 12 – Interferidor a 2000m (J2000m) ............................................. 82
5.2.13 Situação 13 – Interferidor a 2500m (J2500m) ............................................. 83
5.2.14 Situação 14 – Interferidor a 3000m (J3000m) ............................................. 84
5.2.15 Situação 15 – Interferidor a 3500m (J3500m) ............................................. 85
5.3 BLOQUEIO ELETRÔNICO SOBRE SINAIS 4G LTE – SIMULAÇÃO COM
ATENUAÇÃO DO ESPAÇO LIVRE................................................................... 85
5.3.1 Situação 1 – J/S com Interferidores com Potência de 100W ...................... 86
5.3.2 Situação 2 – J/S com Interferidores com Potência de 500W ...................... 88
5.4 ANÁLISE DOS DADOS ....................................................................................... 89
6 APLICABILIDADES MILITARES PARA O BLOQUEIO DE UMA ERB DE
TELEFONIA MÓVEL ............................................................................................ 92
7 CONCLUSÃO ........................................................................................................ 94
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 97
17
1 INTRODUÇÃO
No panorama atual, as redes de telefonia móvel têm assumido uma
destacada e nobre relevância para as comunicações. A telefonia móvel evoluiu
significativamente com o advento dos smartphones e com demandas crescentes por
transmissões de dados em altas velocidades e com elevadas larguras de banda e
qualidade do sinal.
Para acompanhar e se adequar a esta nova realidade, de uma sociedade
cada vez mais integrada e conectada, gerações e tecnologias referentes a telefonia
móvel surgiram e se aprimoraram. Isto possibilitou uma maior qualidade de
transmissão e de recepção do sinal, uma maior largura de banda disponível, uma
crescente necessidade por tráfego de dados em relação ao tráfego de voz, além de
uma crescente evolução e incremento de usuários nas redes de telefonia móvel.
O fluxo e transmissão de dados tem sido cada vez mais o fator norteador para
a implementação e evolução das tecnologias e protocolos de telefonia móvel,
sempre buscando atender a crescente demanda por tráfego de informações.
Diante disso, é previsível perceber o impacto que uma interferência ou
interrupção das comunicações em uma rede celular pode ocasionar a este fluxo
crescente e de altas demandas por serviços de dados móveis. Esse fato justifica o
objetivo desta pesquisa, haja vista o Bloqueio Eletrônico destes sistemas poder
representar uma vantagem em operações cuja finalidade seja diminuir o fluxo de
dados oponente.
Neste contexto, o presente trabalho, que tem como tema o bloqueio
eletrônico sobre sinais de telefonia móvel 4G no padrão LTE, busca verificar e
analisar, por intermédio do software de predição de enlace HTZ Warfare, a
viabilidade e possibilidades de interferência e bloqueio de ponto em uma ERB
(Estação Rádio Base), denominada também BTS (Estação Transceptora Base),
deste tipo de tecnologia de telefonia móvel, bem como suas principais
consequências e alcance, para aplicações de interesse militar. Assim, o problema
do trabalho está na efetividade de um bloqueio eletrônico de ponto sobre o sinal 4G
com interferidores de parâmetros pré-estabelecidos, dado a peculiaridade do sinal
4G ser de banda larga.
Assim, a estrutura da pesquisa, que possui uma metodologia de caráter
18
bibliográfico e experimental, foi dividida em 4 partes.
A primeira busca dar um panorama breve acerca dos principais conceitos
relacionados a temática proposta, abordando sobre a Telefonia Móvel Celular,
Transmissões Digitais e suas caraterísticas, Diversidade em Percursos de um Sinal
de Radiofrequência e a associação deste assunto com a telefonia móvel padrão 4G
LTE, Medidas de Ataque Eletrônico e suas características e peculiaridades, dentre
outros.
A segunda parte busca aprofundar sobre o assunto Telefonia Móvel Celular,
apresentando um panorama deste assunto no Brasil e buscando caracterizar, expor
e definir o Padrão 4G LTE e as características do seu sinal.
A terceira parte tem por finalidade, mediante uma situação-problema de
caráter experimental e parâmetros pré-definidos, analisar as situações em que
haverá uma maior efetividade e abrangência para o bloqueio eletrônico de ponto
sobre uma ERB de telefonia móvel 4G no padrão LTE.
Por fim, a quarta parte analisará as aplicabilidades militares e produtos que
este tipo de bloqueio poderá proporcionar no que tange a temática Guerra
Eletrônica.
19
2 OBJETIVOS
Com a finalidade de apresentar os objetivos da monografia, abaixo serão
apresentados o Objetivo Geral e os Objetivos Específicos deste trabalho.
2.1 OBJETIVO GERAL
Analisar e verificar, por intermédio do software de predição de enlace HTZ
Warfare e também pela Atenuação no Espaço Livre, a efetividade de um bloqueio
eletrônico de ponto sobre o uplink (TM-ERB) do enlace 4G de padrão LTE,
considerando dois tipos de sinais de interferência: o primeiro com a mesma largura
de banda do sinal alvo e o segundo de banda estreita.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
a) Mostrar as peculiaridades a serem observadas ao se escolher o bloqueio
eletrônico de ponto para sinais de banda larga, como o sinal 4G.
b) Estabelecer a diferença, quanto a efetividade do bloqueio, entre um sinal
interferente de mesma largura de banda do sinal alvo, e entre um sinal
interferente de largura de banda menor que o sinal alvo, com o intermédio do
software de predição de enlace HTZ.
c) Expor, mediante uma situação problema experimental, a efetividade e o
alcance de um Bloqueio Eletrônico ao sinal 4G LTE;
d) Mostrar aplicabilidades de ataques eletrônicos a redes de telefonia móvel 4G
para atividades militares.
20
3 REFERENCIAL LITERÁRIO
A pesquisa irá analisar as condições e condicionantes para obtenção de
efetividade em bloqueio eletrônico de ponto na Estação Rádio Base (ERB) de
telefonia móvel celular 4G. A temática em questão envolve diversos termos e
conceitos de caráter técnico e específico.
Diante deste contexto, serão conceituados e expostos a seguir algumas
terminologias e definições que, no decorrer da pesquisa, serão relevantes para o
completo entendimento do assunto e do viés deste trabalho.
3.1 TELEFONIA MÓVEL CELULAR
Conforme Alencar (2011), um sistema de telefonia móvel celular, assim
denominado por possuir uma área de cobertura dividida em células, pode ser
definido como uma rede de comunicação por radiofrequências que permite a
mobilidade aos usuários da rede de forma contínua entre as células. (ALENCAR,
2011).
Ainda, segundo o autor supracitado, esta divisão da área de cobertura em
áreas menores permitem um emprego eficiente do espectro, com a reutilização de
frequências e a utilização de transmissores de baixa potência. (ALENCAR, 2011).
O sistema de telefonia móvel celular típico e básico é composto, geralmente,
por três elementos: o Centro de Comutação e Controle (CCC), a Estação Rádio
Base (ERB) e os Terminais Móveis (TM), conforme a Figura 1.
21
FIGURA 1 - Esquema simplificado de um sistema de telefonia móvel FONTE: Telebrasil, 2017.
3.1.1 Centro de Comutação e Controle – CCC
Conforme Alencar (2011), o Centro de Comutação e Controle é “[…] o
elemento de coordenação central de toda a rede celular, pois administra todas as
[ERB] dentro de sua área de controle, […] e estabelece a interface com a rede de
comutação pública [...]” (ALENCAR, 2011, p. 229).
Portanto, o CCC é responsável por todo o gerenciamento e comutação dos
dados e informações que trafegam em um sistema de telefonia móvel celular. Nas
diversas tecnologias e gerações da telefonia móvel este conceito foi se adequando e
se adaptando as funcionalidades e demandas de seu período.
3.1.2 Estação Rádio Base – ERB
Segundo Alencar (2011), a Estação Rádio Base (ERB) é a interface entre a
CCC e os TM, e possui a finalidade de transmitir e receber sinais de controle e de
voz/dados dos terminais móveis. É composto, basicamente, por uma unidade de
controle, transceptores rádio, antenas, plantas de alimentação e terminais de dados.
(ALENCAR, 2011, p. 229).
Diante deste contexto, as ERB são responsáveis por fazer a interface entre os
22
elementos de radiofrequência e controle do sistema de telefonia móvel. É, portanto,
um dos principais elementos do sistema, proporcionando a integração e o alcance
da mesma em toda uma área geográfica.
Conforme Sverzut (2015), na telefonia móvel digital este elemento do sistema
(ERB) passou a ser denominado Base Transceptor Station (BTS – Estação
Transceptora Base), haja vista que o termo ERB é mais adequado e coerente em
sistemas analógicos. Porém, para fins de padronização, consideraremos nesta
pesquisa ambas definições como sendo termos correlatos.
A Figura 2 expõe, de maneira simplificada, um sistema de telefonia móvel,
com duas ERB.
FIGURA 2 - Esquema simplificado de um sistema de telefonia móvel FONTE – Teleco (2017).
3.1.3 Terminal Móvel – TM
Alencar (2011) define Terminais Móveis (TM) como o elemento que transmite
e recebe sinais de voz (e dados), além de sinais de controle, permitindo assim o
estabelecimento de chamadas. (ALENCAR, 2011, p. 228). Portanto, são os terminais
dos usuários, como por exemplo os aparelhos celulares e smartphones, um dos
principais elementos do sistema de telefonia móvel.
23
3.2 ANATEL
A Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel) é uma entidade integrante
da Administração Pública Federal indireta, submetida a regime autárquico especial e
vinculada ao Ministério das Comunicações, cuja finalidade é regular todo o serviço
de telecomunicações no Brasil. Foi criada pela Lei Geral de Telecomunicações (Lei
9.472, de 16 de julho de 1997), e instalada em 5 de novembro de 1997.
De acordo com a página institucional da agência, cabe à Anatel, dentre as
suas principais atribuições, implementar, em sua esfera de atribuições, a política
nacional de telecomunicações e administrar o espectro de radiofrequências e o
uso de órbitas, expedindo as respectivas normas. (ANATEL, 2017, grifo nosso).
A Anatel, diante do exposto acima, também é responsável por definir os
parâmetros técnicos, no que tange ao espectro eletromagnético, do serviço de
telefonia móvel no Brasil, sendo de sua responsabilidade autorizar, coordenar e
gerenciar o eficiente uso da faixa do espectro eletromagnético.
3.3 TRANSMISSÃO ANALÓGICA
Segundo Guimarães e Souza (2014) “[…] a transmissão analógica transporta
a informação por meio da variação contínua de algum parâmetro do sinal a ser
transmitido [...]” (GUIMARÃES; SOUZA, 2014, p. 17). Além disso, o autor ressalta
que
[…] a transmissão de um sinal analógico está fortemente sujeita às degradações causadas pelo canal, pois qualquer distorção produzida no sinal vai refletir diretamente na qualidade da informação recuperada na recepção [...] (GUIMARÃES; SOUZA, 2014, p. 16).
A transmissão analógica foi comumente utilizada nos primórdios da telefonia
móvel celular, caracterizando a forma de transmissão encontradas nas tecnologias
de primeira geração da telefonia móvel (1G).
24
3.4 TRANSMISSÃO DIGITAL
A transmissão digital de um sinal está relacionada com a possibilidade de
transporte de informação por meio de representações finitas de valores, denominado
bits. Conforme a abordagem de Guimarães e Souza (2014), na transmissão digital
[…] degradações no sinal podem ser literalmente imperceptíveis ao receptor, pois ele recupera a informação com base em uma versão discreta do sinal recebido, sendo praticamente imune a qualquer pequena distorção que não seja capaz de transformar um dos níveis discretos em outros. (GUIMARÃES; SOUZA, 2014, p. 17).
Atualmente, como veremos adiante, o sistema de telefonia móvel celular é um
tipo de serviço em que a transmissão é digital, haja vista a necessidade de
confiabilidade e qualidade no sinal.
3.4.1 Modulação Digital
De acordo com Sverzut (2015)
[…] a [definição de] modulação [está relacionado com] a alteração sistemática de uma onda portadora de acordo com o sinal modulante, e pode incluir também uma codificação. (SVERZUT, 2015, p. 12).
Isto ocorre, conforme o referido autor, pois a transmissão de sinais de
interesse muitas vezes é dificultada pelas características e parâmetros do próprio
sinal, como por exemplo a faixa de frequência. Com isso, faz-se o uso de uma onda
portadora, cujos parâmetros e características são mais adequados para os meios de
transmissão, alterando-a e modificando-a conforme a informação contida no sinal
modulante. (SVERZUT, 2015, p. 12).
Assim,
[…] o modulante é o próprio sinal que se deseja transmitir, mas devido as suas características de baixa frequência, deve ser superposto a uma onda portadora de frequência mais alta, de tal forma que possa propagar-se pelos meios físicos de transmissão [...]. (SVERZUT, 2015, p. 12).
Neste contexto, existem dois tipos básicos de modulação: modulação
analógica e modulação digital. Como o objeto deste estudo utiliza modulações
digitais – os sinais de telefonia móvel 4G – será ressaltado este tipo de modulação.
Modulação Digital, conforme Sverzut (2015) é representar e transmitir uma
25
informação analógica em um conjunto finito de valores discretos, provendo uma
maior capacidade de transporte de informação e qualidade de serviço,
características relevantes para sistemas de telefonia móvel. (SVERZUT, 2015, p.
13).
O padrão LTE, de acordo com Sverzut (2015), utiliza as técnicas de
modulação adaptativa e codificação de canal (Adaptive Modulation and Coding –
AMC). Isto é, o padrão LTE possui a capacidade de adequar o tipo de modulação do
enlace estabelecido, levando em consideração taxas de erros e a relação Sinal-
Ruído do enlace, com a finalidade de maximizar a eficiência espectral do sinal e
prover qualidade de serviço ao usuário. A Figura 3 busca ilustrar essa característica.
Nela podemos observar, de maneira esquemática, que a medida em que ocorre uma
alteração nos parâmetros do sinal, que o faz perder efetividade e qualidade de
transmissão, o sistema modifica o tipo de modulação, para uma classe mais simples,
a fim de prosseguir na transmissão e qualidade do serviço de telefonia móvel.
FIGURA 3 - Modulação Adaptativa Padrão LTE FONTE: Ramraj; Habibi; Ahmad (2017)
Em consonância com o exposto acima, Sverzut (2015) complementa que para
SNR (Signal Noise Ratio – Relação Sinal- Ruído) com valores baixos, utilizam-se
codificações de canais com correção de erros mais robustas, o que
consequentemente reduz a carga útil de informação e aumenta a carga de
cabeçalho e informações de controle à mensagem nestes sistemas. O padrão LTE,
neste contexto, utiliza as modulações BPSK e QPSK, por serem mais robustas.
Com valores de SNR altos e a utilização de codificações de canais com
correções de erro menos robustos, se reduz a carga de cabeçalho e informações de
controle ao sinal, e aumenta a carga útil de informação por ele transportado,
garantindo uma maior eficiência espectral e a possibilidade de uma melhor
26
qualidade de serviço. Com isso, o padrão LTE utiliza as modulações que buscam
apresentar tais características, como o 16QAM e 64QAM. (SVERZUT, 2015, p. 410).
É importante ressaltar que a qualidade do sinal LTE e a modulação por este
padrão adaptado ao uso pelo sinal 4G possui relação com as distâncias e as perdas
de propagação existentes entre o TM e a ERB LTE (ou BTS).
3.4.2 Espalhamento Espectral
De acordo com Guimarães e Souza (2014) o sinal que apresenta
espalhamento espectral (Spread Spectrum – SS)
[…] é aquele que ocupa uma largura de faixa muito maior que a necessária, sendo essa largura de faixa até certo ponto independente da taxa de bits da informação [...]. (GUIMARÃES; SOUZA, 2014, p. 228).
Conforme Anjos (2016), os principais atributos de um sinal com espalhamento
espectral, que em um primeiro momento pode parecer um tipo de sinal indesejado, é
a baixa densidade espectral de potência, baixa probabilidade de interceptação,
imunidade a interferências, e a possibilidade de implementação de múltiplo acesso
Code Division Multiple Access (CDMA).
É importante ressaltar que no padrão LTE o conceito de espalhamento
espectral está associado e integrado ao modelo de multiplexação e método de
acesso utilizado por este padrão – o OFDM, OFDMA e SC-FDMA. O sinal 4G neste
contexto, como veremos no próximo capítulo, é composto por diversas
subportadoras, sendo que cada subportadora desta, por meio de um código de
espalhamento característico, é espalhada no espectro, tomando uma forma peculiar
no espectro eletromagnético, comuns a sinais de elevada largura de banda e que
comportam uma elevada gama de informações.
3.4.3 Espalhamento Espectral por Sequência Direta – DSSS
Conforme Guimarães e Souza (2014) espalhamento espectral por sequência
27
direta (Direct Sequence Spread Spectrum – DSSS) está relacionado com a geração
de “[…] um sinal Spread Spectrum pela multiplicação direta da sequência de
espalhamento pela sequência de informação [...]” (GUIMARÃES; SOUZA, 2014, p.
247, grifo do autor).
Na Figura 4, é possível observar, de maneira simplificada, a formação de um
sinal com espalhamento espectral por sequência direta. Nesta, o sinal contendo bits
de informações válida com duração Tb, após passar por um conversor de níveis, é
multiplicado por uma sequência de espalhamento, denominado chip com duração Tc.
O resultado, após ser modulado, é um sinal espalhado.
FIGURA 4 - Espalhamento Espectral FONTE: Anjos (2016)
Na Figura 5 observamos o resultado do processo acima descrito.
FIGURA 5 - Sinal Normal e com Espalhamento Espectral DSSS FONTE: Adamy (2009, p. 268)
No padrão LTE 4G, o espalhamento espectral, como visto anteriormente, é
parte integrante do processo de multiplexação e método de acesso nele existente, e
ocorre baseado no princípio de espalhamento espectral por sequência direta.
28
3.4.4 Ganho de Processamento
De acordo com Guimarães e Souza (2014):
O ganho de processamento GP (processing gain) é a razão entre as relações sinal/(ruído+interferência) após e antes do processo de desespalhamento no receptor. Representa a melhoria na relação entre a potência de sinal e a potência de ruído+interferência obtida com o uso de espalhamento espectral em relação àquela obtida sem o seu uso, conservadas iguais as demais condições [...]. (GUIMARÃES; SOUZA, 2014, p. 256, grifo do autor).
Ainda, conforme o autor:
É importante ressaltar que o ganho de processamento tem efeito somente em sinais interferentes de faixa estreita, pois é neste caso que a densidade espectral de potência do sinal interferente é reduzida pelo processo de desespalhamento. Se um sinal interferente tem faixa larga, o desespalhamento realizado no receptor vai mantê-lo com faixa larga e, portanto, não reduzirá sua influência no desempenho do sistema na faixa ocupada pelo sinal de interesse, após este ser desespalhado. (GUIMARÃES; SOUZA, 2014, p. 258, grifo do autor).
Assim, conforme o exposto acima, é coerente inferir que em um bloqueio de
ponto, (conceito este que será abordado com maior detalhamento ainda neste
capítulo), com largura de banda menor do que o sinal 4G alvo, que é um sinal de
banda larga e que possui características de um sinal espalhado no espectro, sofrerá
os efeitos de ganho de processamento, haja vista que o sinal 4G será interpretado
pelo receptor ao passo que o sinal interferente será espalhado e terá seus efeitos
minimizados.
3.5 MODELOS DE PROPAGAÇÃO
Conforme Pires (2012), modelos de propagação
[...] são fórmulas matemáticas usadas para caracterizar a propagação de ondas de rádio [e] normalmente, é uma função da frequência, distância, alturas de antenas, terreno e outras condições [...]. (PIRES, 2012).
Os modelos de predição de enlace podem ser classificados quanto a sua
origem, podendo ser empíricos, teóricos ou específicos de uma determinada
localidade; e também podem ser classificados quanto as suas aplicações, podendo
ser ponto-a-ponto ou ponto-multiponto.
De acordo com Pires (2012):
29
Os modelos empíricos geralmente são conjuntos de equações baseados em testes, geralmente feitos em campo para medições de path loss, atraso de propagação ou outras características do canal [...]. Os modelos específicos dos locais são baseados em métodos numéricos aplicados à geometria do local estudado, sendo eles, portanto, mais detalhados e exatos. Já os modelos teóricos são derivados dos fenômenos físicos assumindo algumas condições ideais [...]. (PIRES, 2012).
Ainda, conforme o mesmo autor:
Os modelos ponto-multiponto fornecem uma estimativa geral da propagação de rádio em vez de usar dados de caminho específicos, e podem ser utilizados quando os dados de boa qualidade de terreno e clutter não estão disponíveis. Sendo assim, esses modelos são muito úteis para o dimensionamento de redes de celulares propostas e mais adequados para a análise de percursos longos. [Ao passo que] os modelos de ponto-a-ponto, além de fazerem estimativas de rádio enlaces, também possibilitam descrever o comportamento da propagação entre o transmissor e receptor. (PIRES, 2012)
Estes métodos de propagação auxiliam no planejamento e na análise de
cobertura de sistemas de telefonia móvel. Existem inúmeros modelos de propagação
que buscam prever e analisar o comportamento da onda no ambiente, no entanto
esta pesquisa se limitará ao modelo de propagação ITU-1546 e ao conceito de
atenuação no espaço livre, ambos considerados pelo software de predição de enlace
na qual serão realizadas as simulações desta pesquisa.
3.5.1 Modelo de Propagação ITU-1546
O modelo de propagação ITU-1546 é um método para previsões de
propagação de radiocomunicações ponto-multiponto para serviços terrestres na faixa
de frequência de 30 MHz a 3 000 MHz. É destinado ao uso em circuitos de rádio
troposféricos por caminhos terrestres, caminhos marítimos e / ou caminhos mistos
terrestres e marítimos até 1 000 km de comprimento para alturas de antenas de
transmissão efetivas inferiores a 3 000 m. O método, que é uma recomendação da
International Telecommunication Union (ITU – União Internacional de
Telecomunicações) de 2013, é um modelo empírico. (ITU, 2013).
Face ao exposto acima, o modelo apresentado será empregado para a
simulação desta pesquisa, haja vista o enlace da telefonia móvel celular padrão LTE
a ser observado estar dentro das condicionantes abrangidas por este modelo.
30
3.5.2 Atenuação no Espaço Livre
De acordo com Tude (2017):
[…] apenas parte da energia transmitida através das ondas eletromagnéticas é captada pela antena receptora. Esta energia é tanto menor quanto maior a frequência e a distância. Esta perda, [é] denominada perda no espaço livre e [é] expressa em dB [...] (TUDE, 2017).
A Atenuação do Espaço Livre, portanto, indica as perdas inevitáveis e
indispensáveis relacionadas com a distância percorrida pelo sinal e a sua
frequência, em uma situação ideal – que é o espaço livre – desconsiderando outras
perdas e atenuações possíveis no trajeto do sinal, como absorção, desvios, dentre
outros.
A equação abaixo apresenta o cálculo para a Atenuação do Espaço Livre,
onde D é a distância em km (Quilômetros) e f a frequência em MHz (Mega-Hertz).
AEL = 32,44 + log(D)Km + log(f)MHz
3.6 RELAÇÃO SINAL - RUÍDO
A relação Sinal-Ruído (Signal to Noise Ratio –SNR) é, conforme Adamy
(2009), “[...] a forma como quantificamos a qualidade da informação recuperada a
partir de um sinal recebido [ em um receptor ] [...]” (ADAMY, 2009, p. 101).
Ainda de acordo com o Centro de Instrução de Guerra Eletrônica (2012), a
relação Sinal-Ruído é uma relevante relação para a efetividade e qualidade de um
enlace por meio da propagação de ondas eletromagnéticas, e […] é o quociente
entre a potência do sinal desejado e a potência do ruído que o perturba. Dessa
forma, quanto maior a relação sinal ruído, melhor a qualidade do sinal [...] (CENTRO
DE INSTRUÇÃO DE GUERRA ELETRÔNICA, 2012, p. 104).
31
3.7 DIVERSIDADE EM PERCURSOS
Segundo Guimarães e Souza (2014) um dos fenômenos mais prejudiciais à
comunicação sem fio, como por exemplo a telefonia móvel, é a propagação de um
sinal por múltiplos percursos. O sinal com espalhamento espectral permite minimizar
e combater este fenômeno, por meio do emprego da técnica denominada
diversidade em percursos (path diversity). (GUIMARÃES; SOUZA, 2014, p. 264).
Define-se como técnica de diversidade qualquer uma que, processando réplicas do sinal recebido, reduz a variabilidade no sinal processado ou aumenta a relação sinal-ruído (RSR) média do sinal que será utilizado para que se decida sobre os símbolos transmitidos. A diversidade tem principal aplicação em ambientes de propagação em que há influências descorrelacionadas do canal nas várias réplicas do sinal. Quanto mais descorrelacionadas as réplicas do sinal, melhor o desempenho da diversidade. (GUIMARÃES; SOUZA; p. 273 , grifo do autor).
Dentre os tipos mais comuns de diversidade de recepção, destacam-se: a
diversidade espacial, em polarização, em frequências e em percursos.
A diversidade espacial é caracterizada pela disposição de diferentes antenas
no receptor, de forma separada e com espaçamento específico entre estas,
relacionado com o comprimento de onda. A diversidade em polarização é
caracterizada pela inserção de sinais em antenas com diferentes polarizações. A
diversidade em frequências é caracterizada pela canalização de um sinal por
diversas portadoras de frequências diferentes. Já a diversidade em percursos
consiste em uma técnica de processamento cujo objetivo é distinguir, integrar e
combinar sinais que chegam ao receptor por diversos percursos, a fim de que se
possa integrar o sinal. (GUIMARÃES, SOUZA, p. 274).
Atualmente, a exploração deste tipo de conceito proporcionou uma grande
evolução nos sistemas de telefonia móvel celular, ocasião esta que proporcionou e
permitiu o desenvolvimento e consolidação dos padrões atuais de telefonia móvel,
tais como o padrão LTE. Isto ocorreu, principalmente pelo desenvolvimento de
sistemas e recursos de antenas (Sistemas MIMO) que pudessem aproveitar esta
desvantagem ocasionada pelas próprias características de propagação da onda
eletromagnética no terreno (diversidade de percursos), como uma forma de
potencializar e melhorar a qualidade da transmissão e recepção.
32
3.7.1 Sistema Multiple Input Multiple Output (MIMO)
Os sistemas MIMO, conforme Sverzut (2015), são sistemas de transmissão e
recepção que utilizam múltiplas antenas (Multiple Input Multiple Output – MIMO), isto
é, que utilizam x antenas de transmissão e y antenas de recepção, “[…] são nativos
de redes que utilizam múltiplas portadoras e são usados para dar robustez à
transmissão de dados (throughput) na interface de RF. [...]” (SVERZUT, 2015, p.
408). Estas características são encontradas nas atuais implementações e padrões
de telefonia móvel, como o padrão LTE, dentre outros sistemas.
[...] os sistemas MIMO tem a capacidade de realizar a multiplexação espacial de sinais […] [que] permite a transmissão simultânea de diferentes fluxos de dados sobre um mesmo bloco de recursos explorando a dimensão espacial do canal de RF. A multiplexação espacial permite que dados transmitidos individualmente por diferentes antenas sejam combinadas na recepção, […] [e também] aumenta a taxa de pico de dados de acordo com a configuração MIMO (fator 2 para configuração 2x2 antenas e fator 4 para configuração 4x4 antenas) [...]. (SVERZUT, p. 408).
De acordo com Tanenbaum (2011)
[…] a técnica de entrada múltipla, saída múltipla, ou MIMO (Multiple Input Multiple Output), [com o] uso de múltiplas antenas oferece um grande aumento de velocidade e, além disso, melhora o alcance e a confiabilidade [...]. (TANENBAUM, p.190).
FIGURA 6 - Representação Sistema MIMO FONTE: Almeida (2013).
Segundo Leal (2016)
[...] as configurações de MIMO padrão para LTE são 1x1, 2x2, 4x2 e 4x4, onde o primeiro número representa o número de antenas de transmissão e o segundo, o número de antenas de recepção utilizados [...]. (LEAL, 2016, p. 6).
Os sistemas MIMO buscam associar a diversidade espacial e diversidade de
percurso das transmissões, com a finalidade de garantir uma maior robustez e vazão
ao sinal emitido, se aproveitando das características desta propagação.
33
3.8 SOFTWARE HTZ WARFARE
O software HTZ Warfare, desenvolvido pela empresa francesa ATDI, é uma
ferramenta de predição, análise, otimização e projeção de enlaces eletromagnéticos,
tanto para aplicações civis quanto para aplicações militares. Conforme a empresa
desenvolvedora do software, ATDI, esta ferramenta viabiliza o planejamento e a
análise de radiocomunicações empregadas em contexto militar e a modelagem e
estudos de aspectos inerentes à Guerra Eletrônica, levando em considerações
características e modelagens do terreno, para uma melhor propagação. (ADTI,
2017).
Esta ferramenta abrange diversas tecnologias em destaque no contexto das
telecomunicações, tais como modelos de propagação, modulações e aplicações que
possuam como meio o espectro eletromagnético.
3.9 ESTABELECIMENTO DE ENLACE
O enlace ocorrerá quando houver condições que permitam a ligação, por um
canal de transmissão, entre o transmissor e o receptor. Na telefonia móvel celular,
por exemplo, o terminal móvel (ou aparelho celular), que poderá ser o transmissor
(uplink) ou receptor (downlink) do sistema, estabelece o enlace por meio de um
canal de transmissão sem fio, utilizando-se de ondas eletromagnéticas, com a ERB
da operadora de telefonia, que também poderá ser o transmissor ou o receptor no
sistema.
O estabelecimento de um enlace sem fio depende de alguns parâmetros, tais
como a frequência e potência de transmissão e recepção, as atenuações e perdas
dos sinais, os ganhos do sistema, dentre outro.
Segundo Leal (2016), em um sistema de telefonia móvel, o
[…] balanceamento de enlace, do inglês Link Budget, pode ser entendido como o cálculo da perda de propagação máxima que o sistema deve suportar para que os usuários localizados nas bordas das células reúnam condições mínimas para o uso de tal sistema. Com esse cálculo, é possível definir o raio de cada célula, bem como a área de cobertura, fazendo com que a estimativa do número de eNodeBs necessários para que o sistema
34
seja coberto em uma determinada região seja possível […]. (LEAL, 2016, p. 13).
Em seguida, Leal (2016) complementa:
[…] Dentre os parâmetros que o balanceamento de enlace [ou cálculo de enlace] leva em consideração, os principais são a potência de transmissão, os ganhos das antenas, e todos os tipos de perdas possíveis de ocorrer quando a onda se propaga a partir do transmissor até o receptor. Além disso, existe uma margem de desvanecimento [ou também margem de interferência] que garante que os usuários das bordas das células consigam utilizar o sistema [...]. (LEAL, 2016, p. 13).
A relação apresentada a seguir expõe, de maneira generalizada, os
parâmetros a serem considerados para o estabelecimento de enlace em sistemas de
comunicações, considerando que os dados estão na escala logarítmica, (em dB):
Potência Recebida = Potência Transmitida + Ganhos – Perdas
Nesta pesquisa, utilizaremos a ferramenta HTZ Warfare para simular e
calcular os enlaces entre os elementos que compõem o sistema de telefonia móvel
padrão LTE e os elementos de Guerra Eletrônica a serem observados.
3.10 MEDIDAS DE ATAQUE ELETRÔNICO (MAE)
Segundo o Manual de Campanha de Guerra Eletrônica do Exército Brasileiro,
“[...] as MAE [Medidas de Ataque Eletrônico], por definição, envolvem as ações para
impedir ou reduzir o uso efetivo do espectro eletromagnético do inimigo [...]”
(BRASIL, 2009, p. 3-7).
As MAE, de acordo com o manual, são doutrinariamente divididas em
Destrutivas e Não-Destrutivas. A finalidade do primeiro tipo é causar dano físico ao
oponente ou alvo por intermédio de emissões eletromagnéticas, ao passo que o
segundo visa impedir ou degradar os sistemas oponentes, sem causar os danos do
anterior. (BRASIL, 2009, p. 3-7).
A pesquisa abordará apenas as MAE Não-Destrutivas, na modalidade
Bloqueio Eletrônico, haja vista a finalidade deste trabalho estar em verificar e
analisar interferências em sinais de telefonia móvel 4G, causando a indisponibilidade
temporária do serviço.
35
3.10.1 Bloqueio Eletrônico
A temática referente a Bloqueio Eletrônico é de extrema relevância para o
desenvolvimento desta pesquisa, haja vista a proposta deste trabalho estar em
interferir sinais de telefonia móvel 4G.
Segundo o Manual de Campanha de Guerra Eletrônica, bloqueio eletrônico:
Consiste na deliberada irradiação de energia eletromagnética, com o propósito de restringir ou anular o desempenho de equipamentos ou sistemas eletrônicos em uso pelo inimigo. Ele é usado para impedir, ou pelo menos dificultar, a recepção de sinais nos equipamentos inimigos de detecção, de radiocomunicações, de navegação eletrônica, de sistemas de identificação eletrônica e de direção e controle de armas. (BRASIL, 2009, p. 3-8).
O Bloqueio Eletrônico é classificado como Bloqueio de Ponto, Bloqueio de
Varredura e Bloqueio Simultâneo, sendo este último dividido em Bloqueio por Tempo
Compartilhado e Bloqueio de Barragem. (CENTRO DE INSTRUÇÃO DE GUERRA
ELETRÔNICA, 2012, p. 70).
Na pesquisa, para que os objetivos sejam alcançados, será enfatizado o tipo
Bloqueio de Ponto.
3.10.2 Bloqueio Eletrônico de Ponto
Segundo o Manual de Campanha de Guerra Eletrônica, bloqueio eletrônico de
ponto:
Utiliza transmissores de faixa estreita e sintonia precisa. É empregado individualmente sobre a largura de banda ocupada no espectro pelo receptor do oponente, e sua eficiência depende diretamente da obtenção da frequência exata de operação, o que pode ser feito pelas MAGE. A grande vantagem desse tipo de bloqueio consiste na maior concentração de energia numa estreita faixa de frequência. ( BRASIL, 2009, p. 3-8).
A figura a seguir ilustra, didaticamente, o Bloqueio Eletrônico de ponto, na
qual a largura de banda (BW) do sinal interferente é maior em relação à largura de
banda do sinal oponente, e o alvo é determinado, de localização e parâmetros
conhecidos.
36
FIGURA 7 - Bloqueio Eletrônico de Ponto FONTE: Brasil (2009)
Diante deste contexto é possível inferir que o bloqueio de ponto tem como
requisito básico o conhecimento prévio da frequência e largura de banda
empregado pelo sinal alvo. Neste contexto surge três situações possíveis para o
emprego do bloqueio de ponto: o primeiro refere-se à situação em que a frequência
e largura de banda dos sinais do jammer (Interferidor) e do alvo são idênticos; o
segundo, quando a largura de banda do jammer é maior do que o do sinal do alvo; e
por fim, a terceira situação refere-se quando o sinal do jammer possui largura de
banda menor do que o sinal do alvo.
O padrão LTE, como veremos no próximo capítulo, é um sinal de banda larga.
Portanto, a efetividade do bloqueio de ponto sobre este sinal de alta largura de
banda dependerá da potência e da largura de banda do sinal do jammer.
Conforme visto anteriormente, se a largura de banda do sinal interferente for
menor do que o sinal do padrão LTE, ocorrerá ganho de processamento deste
último, o que dificultará a eficácia do bloqueio eletrônico.
Neste contexto, a pesquisa buscará verificar a eficiência e alcance deste tipo
do bloqueio eletrônico de ponto, com o sinal jammer de mesma largura de banda do
sinal alvo, buscando fazer um paralelo com o sinal jammer de banda estreita.
3.10.3 Efetividade do Ataque Eletrônico e Densidade Espectral de Potência
De acordo com Adamy (2009) os principais requisitos, que garantem
efetividade à interferência de sistemas de comunicações, dependem da modulação
37
do sinal, da geometria do enlace e da potência do sinal de bloqueio transmitido.
(ADAMY, 2009). Toscano (2006) define que para ser efetivo “[…] o sinal interferente
deve ocupar toda a banda de frequências utilizada pelo sistema [alvo], com potência
suficiente [...]” (TOSCANO, 2006, p.34, grifo nosso).
Dentre os elementos que podem contribuir para um ataque eletrônico e sua
efetividade, podemos destacar o nível de potência do interferidor, o azimute,
polarização e tipo da antena do interferidor, a distância do alvo, além de obstáculos
naturais e artificiais e condições climáticas adversas. (CENTRO DE INSTRUÇÃO DE
GUERRA ELETRÔNICA, 2012).
Diante disso, o termo densidade espectral de potência assume uma
importante relevância para a efetividade de um bloqueio eletrônico, haja vista a
potência do sinal interferente ser um dos principais fatores para o êxito deste tipo de
ataque.
Conforme Centro de Instrução de Guerra Eletrônica (2012),
[…] a densidade de potência pode ser entendida como a concentração de energia sobre uma determinada região do espaço. Quanto maior a concentração de energia do sinal atacante, maior a probabilidade do ataque tornar-se efetivo, contudo não há certeza do êxito do ataque, pois podem existir outros fatores que reduzem a absorção dessa energia por parte do alvo, aumentando sua resistência a interferência [...] (CENTRO DE INSTRUÇÃO DE GUERRA ELETRÔNICA, 2012, p.6).
Para fins de simulação, esta pesquisa definirá nos próximos capítulos os
parâmetros a serem considerados na análise a fim de verificar a efetividade do
ataque eletrônico a ERB 4G.
3.10.4 Relação J/S
De acordo com Adamy (2009) o mecanismo para bloquear um sistema de
comunicações consiste em:
“[...] injetar um sinal indesejado no receptor alvo juntamente com quaisquer sinais desejados que estão sendo recebidos [por este receptor]. O sinal indesejado deverá ser suficientemente forte para que o receptor não consiga recuperar a informação desejada dos sinais desejados. A proporção do sinal de interferência (no receptor) pelo sinal desejado (no receptor) é chamada de relação (J/S) [...] comumente indicada em dB [...]”. (ADAMY, 2009, p.253, tradução nosso).
Portanto, a relação J/S representa o quanto maior é o sinal de interferência
38
sobre o sinal de comunicações que chega no receptor. A Figura 8 busca representar
este conceito. Nela observamos que o Sinal de Alvo (Desired Signal), com uma
determinada largura de banda, sofre uma interferência de um sinal com maior
largura de banda e intensidade de potência (Jamming signal), bloqueando, portanto,
pontualmente, o sinal alvo.
FIGURA 8 - Relação J/S FONTE: Adamy ( 2009)
Consoante a Figura 8, a relação J/S pode ser representado da seguinte
forma:
J/S = J – S
Onde J é o sinal jammer e S é o sinal alvo, ambos em escala logarítmica (em
dB ou correlatos).
Nesta pesquisa, buscou-se analisar e verificar, mediante auxilio do software
de predição de enlace HTZ, a efetividade de um ataque eletrônico por bloqueio de
ponto em um sinal 4G de padrão LTE, considerando um sinal jammer com largura de
banda igual ao sinal 4G e com a largura de banda estreita, assim observando a
efetividade e o alcance de ambos os tipos de bloqueio.
39
3.10.5 Interferidores (Jammers)
Jammers, termo em língua inglesa que representa interferidores, são
equipamento cuja a principal característica está na possibilidade de gerar sinais
eletromagnéticos que, dependendo das características e potência de transmissão,
irão causar interferência em outros sinais. Neste contexto, serão explorados a seguir
a temática interferência de sinais e jammers.
3.10.5.1 Diferença entre Interferência em Sinais Analógicos e Sinais Digitais
Segundo Adamy (2009),
[...] quando se interfere um sinal de comunicações com modulação analógica, é necessário normalmente uma alta relação J/S (10 dB é considerado adequado geralmente). É necessário também uma efetividade na interferência de 100% durante o ciclo de execução do sinal. Isto é necessário pois o radio-operador possui uma habilidade significativa de adaptar a sua escuta, mediante ruídos intermitentes e de baixa qualidade do sinal [...]. (ADAMY, 2009, p. 255, tradução e grifo nosso).
Já com os sinais de modulação digital a abordagem é diferente. Conforme
Adamy (2009), a ideia é interferir o sinal digital, produzindo bits de erro, e assim
tornar o sinal ininteligível para os demoduladores digitais. (ADAMY, 2009). Ainda,
conforme o autor, a interferência sobre um sinal digital não requisita de um alto valor
da relação J/S. O valor 0 dB é suficiente para que se haja interferência, além do
que, se um sinal for interrompido durante um terço do tempo total de transmissão,
este se torna incompreensível para os demoduladores digitais. (ADAMY, 2009).
Diante disso, como o sinal 4G é um sinal digital, para que um sinal jammer
possa ser efetivo no bloqueio deste, basta o valor J/S deste sistema ser igual ou
superior a 0 dB.
40
3.10.5.2 Interferência em Sinais com Espalhamento Espectral DSSS
Em sinais com espalhamento espectral o sinal interferente poderá ser
influenciado pelo ganho de processamento do sinal interferido que possua técnicas
de espalhamento espectral por sequência direta (DSSS), o que reduzirá o valor da
relação J/S, isto é, diminuirá a efetividade do sinal interferidor. (ADAMY, 2009).
Isto ocorrerá, conforme visto anteriormente, somente em situações na qual o
sinal interferente tiver uma largura de banda menor do que o sinal espalhado. Assim,
de acordo com a figura 9, que apresenta a diferença entre um sinal interferente e um
sinal de interesse antes e após o demodulador digital, é possível observar que o
sinal interferente será espalhado e o sinal de interesse será desespalhado,
diminuindo, portanto, a relação J/S no sistema.
FIGURA 9 - Sinal Normal e com Espalhamento Espectral DSSS FONTE: Adamy (2009, p. 268)
Conforme Adamy (2009), o demodulador de sinais DSSS no receptor é
semelhante ao modulador no transmissor. Ele realiza uma adição binária ao sinal já
espalhado DSSS, com um código aleatório que é sincronizado com o código
aplicado pelo transmissor. Dessa forma, se um sinal de interferência de banda
estreita for aplicado ao demodulador DSSS, o espectro desse sinal será espalhado
da mesma maneira que o sinal de interesse foi espalhado no transmissor. Isso
reduzirá a detecção do sinal de interferência por um fator igual ao ganho de
processamento, ou seja, pelo fator de dispersão. Por outro lado, segundo o mesmo
autor, se um sinal DSSS com um código não sincronizado for usado como um
jammer, esse sinal não será ignorado, mas será reduzido por um fator igual ao
41
ganho de processamento comparado ao sinal desejado. (ADAMY, 2009).
Ainda, conforme Adamy (2009), uma técnica de jammer viável para
interferência nestes tipos de sinais seria aumentar a potência de interferência o
suficiente para superar o ganho de processamento no receptor.
42
4 TELEFONIA MÓVEL CELULAR
Nas últimas décadas, a telefonia móvel celular evoluiu de maneira rápida e
exponencial, acompanhando e incorporando as principais demandas e necessidades
dos usuários por comunicação e serviços de voz e dados. Com o advento e
popularização da Internet, a telefonia móvel celular deixou de possuir tão somente a
destinação de comunicação de voz a usuários em trânsito e movimento, mas passou
a buscar, também, uma maior integração com a rede de dados possibilitando aos
usuários ter acesso a inúmeros serviços.
Segundo Tanenbaum (2011), os usuários agora “[...] esperam efetuar
chamadas telefônicas e usar seus telefones para verificar e-mail e navegar na Web
em aviões, carros, [...] enquanto caminham no parque. [...]” (TANENBAUM, 2011).
Diante deste contexto, as tecnologias de telefonia celular, ao seu tempo, buscaram
desenvolver capacidades e possibilidades frente as crescentes demandas e
necessidades dos usuários.
A seguir, será abordado a quarta geração (4G) da telefonia móvel celular,
limitando-se a apresentação do padrão LTE, objeto desta pesquisa. Além disso, será
feito uma ambientação acerca da telefonia móvel no Brasil, expondo suas principais
características, as faixas de frequências regulamentadas pela Anatel para este
serviço e as principais operadoras no país.
4.1 PRINCIPAIS TECNOLOGIAS
A telefonia móvel celular se desenvolveu e evoluiu progressivamente ao longo
das últimas décadas, agregando e possibilitando funcionalidades, serviços e
dinamismo ao serviço de telefonia. A cada etapa dessa evolução convencionou-se
agrupar tecnologias similares em gerações, na qual o princípio de funcionamento, a
abordagem e inovação de cada tecnologia era evidenciada.
Esta pesquisa tem como foco a tecnologia LTE, enquadrada no contexto da
quarta geração da telefonia móvel celular, ou simplesmente 4G. Porém, antes da
43
concepção desta, diversas outras tecnologias possibilitaram e subsidiaram a criação
do padrão LTE, desde a primeira geração (1G), passando pelas segunda e terceira
geração (2G e 3G), culminando por fim na implementação da quarta geração (4G).
Atualmente já se estuda e pesquisa a evolução da tecnologia 4G, rumo a uma quinta
geração, a chamada 5G.
De acordo com Meirelles (2017),
As redes móveis iniciaram somente com o serviço de voz, com o propósito principal de proporcionar comunicação entre usuários em mobilidade. Com o tempo, apareceu a necessidade da comunicação de dados, tanto que a rede de 2ª geração foi projetada para funcionar Voz e Dados. A rede de 3ª geração foi desenvolvida com foco maior na transmissão de dados, desde então, este é o principal objetivo para o 4G, e até mesmo para o 5G, seguindo uma tendência mundial que é o crescimento das conexões em nuvem [...]. (MEIRELLES, 2017).
A Primeira Geração da telefonia móvel celular foi caracterizada pela origem
da concepção de telefonia móvel, resultante do processo de evolução tecnológica
em curso no campo da eletrônica e das comunicações, principalmente nas décadas
de 1970 e 1980. A principal característica dos sistemas que compunham a 1ª
Geração está no fato da transmissão serem totalmente analógicas, com o uso de
modulações e tecnologias para comunicação de voz. Neste contexto, destacou-se o
sistema Advanced Mobile Phone Service (AMPS).
A Segunda Geração caracterizou-se pelo início da transmissão digital nos
sistemas de telefonia móvel celular, impulsionado principalmente pelo avanço e
evolução dos circuitos integrados, nas décadas de 1980 e 1990. Estes sistemas
possibilitaram uma maior capacidade de trafego e de usuários, uma maior qualidade
e eficiência dos sistemas de telefonia móvel, e o desenvolvimentos de técnicas e
modulações mais robustas e compatíveis a forma de transmissão digital. Dentre as
principais tecnologias de segunda geração destacam-se os sistemas Global System
for Mobile Communication (GSM). Na esteira do desenvolvimento tecnológico,
ascensão da Internet e na demanda por redes de dados sobre plataformas móveis,
buscou-se adaptar e adequar as redes 2G para este novo contexto. Diante deste
panorama, surgem as tecnologias GPRS e EDGE, também chamadas de 2.5G, por
buscarem a possibilidade de comunicação de dados via redes GSM.
A Terceira Geração (3G) de telefonia móvel é caracterizada por buscar uma
maior capacidade e condições para o fluxo de comunicação de dados via sistemas
de telefonia móvel, seguindo, portanto, a tendência das tecnologias que a
antecedeu. Neste contexto, destaca-se as tecnologias WCDMA, HSPA e HSPA+ que
44
alavancaram e subsidiaram o crescimento vertiginoso das comunicações e tráfego
de dados sobre plataformas móveis.
Diante deste cenário, a busca por uma maior taxa de transmissão de dados e
capacidade de usuários vem norteando o desenvolvimento da telefonia móvel. A
Quarta Geração (4G), neste contexto, é marcada por essa busca e desenvolvimento
de tecnologias que buscam atender as crescentes demandas por este tráfego de
dados. O Padrão LTE, surge e se desenvolve neste contexto.
A Figura 10 apresenta, de maneira didática e simplificada, a evolução das
tecnologias de telefonia móvel ao longo do tempo, focando nas gerações 2G, 3G, 4G
e 5G.
FIGURA 10 - Evolução das tecnologias de Telefonia Móvel FONTE: Teleco (2017).
No Brasil, segundo dados da Anatel, tecnologias 2G, 3G e 4G coexistem e
estão em operação nos serviços de telefonia móvel do país.
A tecnologia GSM (2G) utiliza, no país, as frequências de 850 MHz (Bandas A
e B) e divide as faixas 900 MHz (Bandas de extensão), 1700 MHz e 1800 MHz
(Bandas D, E e subfaixas de extensão) com as tecnologias 3G. As tecnologias de
terceira geração, além das frequências já citadas acima, também utilizam as faixas
de 1900 MHz e 2100 MHz no Brasil. O padrão LTE, que é a tecnologia 4G em uso
no país, utiliza faixas de 2500 MHz e 700 MHz. (TELECO, 2017), que será visto com
maior detalhamento nos capítulos seguintes.
A Figura 11 indica o quantitativo de acessos por tecnologias e gerações no
período entre 1998 e 2016.
45
FIGURA 11 - Evolução de acessos por tecnologias FONTE: Teleco (2017).
Da figura acima é possível identificar o avanço do padrão LTE de quarta
geração, a partir de 2013, e a diminuição de acessos das tecnologias 2G e 3G. Na
figura, é notório a transição do 2G para o 3G no país e o movimento atual de
transição do 3G para o 4G.
A Tabela 1 indica a evolução das tecnologias digitais de telefonia móvel,
apresentando as taxas de dados média para o downlink (ERB para terminal móvel) e
uplink (terminal móvel para ERB).
TABELA 1 - Evolução da Tecnologia de Digitais de Telefonia Móvel
Geração 2G 3G 4G 5G
Tecnologia GSM GPRS EDGE WCDMA (UMTS)
HSPA HSPA+ LTE LTE-
Advanced
LTE-Advanced
Pro -
Downlink 14,4 Kbps
171,2 Kbps
473,6 Kbps
2,0 Mbps
7,2/14,4 Mbps
21/42 Mbps
100 Mbps
1,0 Gbps
3,0 Gbps
20Gbps
Uplink - - 473,6 Kbps
474 Kbps
5,76 Mbps
7,2/11,5 Mbps
50 Mbps
0,5 Gbps
1,5 Gbps
10 Gbps
Canalização (MHz)
0,2 0,2 0,2 5 5 5 20 100 640 até
1.000
Latência (ms)
500 500 300 250 ~ 70 ~ 30 ~ 10 ~10 <2 <1
Espec. Release
97 97 98 99 e 4 5 e 6 7 8 e 9 10,11, 12 13 14,15,16
FONTE: Teleco (2017).
A Tabela 2 indica a taxa de dados média oferecidas aos usuários por tipo e
geração de telefonia móvel celular.
46
TABELA 2 - Taxa de dados médio oferecidos aos usuários
Geração 2G 3G 4G 5G
Tecnologia GSM GPRS EDGE WCDMA (UMTS)
HSPA HSPA+ LTE -
Taxa de dados para usuário
10-40 Kbps
40-50 Kbps
100-130 Kbps
128-384 Kbps
0,3-1 Mbps
3-6 Mbps
5-12 Mbps
100 Mbps
FONTE: Teleco (2017).
Com a evolução das tecnologias e a tendência cada vez maior por serviços
que demandam uma alta taxa de dados e acesso a redes, é possível perceber,
diante da Tabela 1 e Tabela 2, que a capacidade das tecnologias de telefonia móvel
em atender estas demandas tem sido cada vez mais crescente. Ainda, é possível
verificar a capacidade do padrão LTE conforme esta tendência.
4.2 TELEFONIA MÓVEL NO BRASIL
Acompanhando a tendência mundial, a telefonia móvel no Brasil vem
crescendo e assumindo cada vez mais uma relevância e notoriedade no contexto
das comunicações móveis e acesso à internet no país.
No país coexistem diversas empresas que operam as telecomunicações e os
serviços de acesso às redes banda larga, dentre as quais se destacam por área de
cobertura nacional e quantidade de usuários as empresas Vivo, Tim, Claro, Oi e
Nextel.
Além disso, no país coexistem também serviços de telefonia móvel 2G, 3G e
4G. A Tabela 3 apresenta o quantitativo de municípios e a porcentagem de
população cobertos por esses principais padrões de telefonia móvel no mês de abril
de 2017, sinalizando a consolidação e quantidade expressiva de usuários dos
padrões 2G e 3G, haja vista o tempo de implantação e o avanço do sinal 4G.
47
TABELA 3 - Cobertura de Telefonia Móvel em Abr/17 por Operadoras
Abr/17
Municípios População Coberta
GSM 3G 4G GSM 3G 4G
Vivo 3.762 3.701 820 91,3% 90,2% 64,5%
TIM 3.461 2.878 1.332 91,5% 84,5% 67,3%
Claro 3.765 3.212 851 92,6% 89,8% 64,5%
Oi 3.407 1.198 284 88,9% 72,2% 55,1%
Nextel - 410 10 - 47,2% 5,1%
Algar 106 87 12 2,1% 1,5% 0,8%
Sercomtel 2 2 - 0,3% 0,3% -
Total 5.570 5.016 1.925 100,0% 98,3% 76,9%
FONTE: Teleco (2017).
A Tabela 4 apresenta o avanço e crescimento da cobertura do sinal 4G por
municípios no país, na qual evidencia a elevação em quantidade de municípios
cobertos pelo sinal 4G desde 2015.
TABELA 4 - Municípios Cobertos com o sinal 4G em Abr/17 no Brasil
Operadora 2015 2016 Mar/17 Abr/17
TIM 411 1.255 1.322 1.322 Vivo 183 516 820 1.001 Claro 187 598 851 851 Oi 147 284 284 284 Algar - 2 2 12 Nextel 10 10 10 10
Total 469 1.526 1.837 1.925 FONTE: Teleco (2017).
A Figura 12 dá um panorama espacial desta cobertura de telefonia móvel no
país, segundo dados da Open Signal, aplicativo que monitora a cobertura de
telefonia móvel no mundo. Nela é possível perceber e associar a disponibilidade de
serviços de telefonia móvel 2G, 3G e 4G no Brasil, restrita as áreas com maior
densidade de núcleos populacionais.
48
FIGURA 12 - Área de Cobertura 2G e 3G no Brasil FONTE: Open Signal (2017).
A Figura 13 mostra a cobertura de telefonia móvel 4G no país, segundo dados
da Open Signal. Nela é possível perceber também que o acesso ao sinal 4G de
padrão LTE está restrito a áreas com elevadas densidades populacionais.
FIGURA 13 - Área de Cobertura 4G no Brasil FONTE: Open Signal (2017).
A Tabela 5, complementando a informação anterior, apresenta o avanço e
crescimento da população coberta com o sinal 4G por operadora, na qual é possível
perceber o crescimento e avanço do sinal 4G no país desde 2015.
49
TABELA 5 - População coberta com o sinal 4G por operadora no Brasil
Operadora 2015 2016 Mar/17 Abr/17
TIM 51,5% 66,6% 67,3% 67,3% Vivo 46,6% 60,2% 64,5% 67,2% Claro 48,0% 59,6% 64,5% 64,5% Oi 45,7% 55,1% 55,1% 55,1% Algar - 0,4% 0,4% 0,8% Nextel 5,1% 5,1% 5,1% 5,1%
Total 55,0% 71,3% 75,9% 76,9% FONTE: Teleco (2017).
4.3 REDES CELULARES 4G LTE
Os sistemas de telefonia móvel de quarta geração (4G), de acordo com
SVERZUT (2015), foram implementados motivados pelo sucesso e êxito dos
serviços de banda larga promovidos pela geração anterior, a 3G, que consolidou esta
nova vertente das redes de telefonia móvel celular, com possibilidade de
transmissão de dados com alta capacidade e baixa latência.
Dentre os padrões de quarta geração em operação na atualidade, este
trabalho foca no Padrão LTE (Long Term Evolution), que de acordo com
SVERZUT(2015)
[...] foi especificada pela Organização 3GPP para melhorar o desempenho das redes WCDMA/HSPA+, provendo um aumento nas taxas de transferências de dados nos sistemas de telefonia móvel celular [3G] [...]. (SVERZUT, 2015, p. 395).
O padrão LTE, conforme SVERZUT (2015),
[...] utiliza a tecnologia de acesso múltiplo OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access), a qual provê uma plataforma de banda larga móvel, [além de prover] […] a interoperabilidade e a continuidade dos serviços com as redes legadas 2G e 3G. [Ainda], o padrão LTE provê alta eficiência espectral e altas taxas de transferência de dados, além de incorporar a técnica de múltiplas antenas MIMO [...]. (SVERZUT, 2015, p. 395).
Ainda, seguindo o raciocínio de SVERZUT (2015), [...] o padrão LTE pode
operar em várias larguras de banda, incluindo 1,25 MHz, 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz,
15 MHz e 20 MHz [...]” (SVERZUT, p. 394).
O Quadro 1 apresenta os máximos valores suportados para a transmissão de
50
dados no padrão LTE.
Banda de Transmissão LTE
Taxa de dados de pico no enlace direto (Downlink – DL) 300 Mbps
Taxa de dados de pico no enlace reverso (Uplink – UL) 75 Mbps
Banda de transmissão do enlace direto (DL) 20 MHz
Banda de transmissão do enlace reverso (UL) 20 MHz
Eficiência espectral de pico (bps/Hz) no enlace direto (DL) 15
Eficiência espectral de pico (bps/Hz) no enlace reverso (UL) 3,75
QUADRO 1 - Características do Padrão LTE FONTE: Sverzut (2015, p. 394)
4.3.1 O 4G LTE no Brasil
A implementação da rede 4G LTE no Brasil se deu no contexto das projeções
de uso e evolução da telefonia móvel, por ocasião dos Grandes Eventos que o país
sediaria, como a Copa das Confederações em 2013, a Copa do Mundo de 2014 e os
Jogos Olímpicos Rio 2016.
Conforme a Resolução da Anatel Nr 544 de 11 de maio de 2010, a
implantação de redes 4G se daria, inicialmente, na faixa de frequências de 2.500
MHz a 2.690 MHz, anteriormente destinada ao MMDS. Esta faixa do espectro foi
dividida e, por intermédio de licitações, realizadas no ano de 2012, foram leiloadas e
adquiridas pelas principais empresas de telefonia móvel do país. (ANATEL, 2010).
No Brasil, de acordo com LEAL (2016),
[...] a disponibilização do serviço [de rede 4G LTE] para dispositivos móveis se deu a partir de 2012, depois que a Anatel (Agência Nacional de Telecomunicações) realizou um leilão que visou a concessão dos espectros da frequência de 2.5 GHz através de uma licitação publicada em edital [naquele ano] [...]. (LEAL, p. 2).
Ainda, de acordo com LEAL (2016):
[...] a ocorrência da licitação se deu em um período de grande preocupação com a estrutura de rede do país que seria a sede da Copa do Mundo, realizada em 2014. Tendo isso em vista, algumas regras foram impostas para que a concessão fosse garantida à operadora. As principais eram: estabelecer, até o fim de 2013 a cobertura do LTE em cada cidade que sediaria partidas do Mundial; garantir que todas as cidades brasileiras com mais de 200.000 habitantes tenham cobertura até o final de 2015 e fornecer o serviço em áreas rurais utilizando o espectro de frequência de 450 MHz
51
[...]. (LEAL, p. 2).
Em 2013, a Anatel, conforme a Resolução Nr 625 de 11 de novembro de
2013, destinou e realocou a faixa dos 700MHz para a telefonia móvel de quarta
geração, faixa esta que até então estava destinado a transmissão da televisão
aberta (analógica). (ANATEL, 2013).
Consoante a isso, em setembro de 2014 a Anatel licitou a faixa de frequência
de 700 MHz para a implantação do 4G, com a liberação desta faixa devido a
transição da TV Aberta analógica para a TV aberta digital, conforme parâmetros e o
cronograma estabelecido por esta agência. (TELECO, 2017).
Como consequência das ações descritas anteriormente, é possível inferir que
a telefonia móvel 4G na faixa de 700 MHz terá um maior o alcance do sinal e uma
maior robustez na transmissão comparado ao sinal 4G na faixa de 2500 MHz, por
hora em utilização no pais. Um reflexo direto do exposto acima é a redução do
número de ERB de sinal LTE necessários para cobrir uma determinada região,
possibilitando assim o avanço do sinal 4G para regiões mais interiores do país.
A figura a seguir, (Figura 14), ilustra esta situação. Nela pode-se observar, a
título de exemplo, a quantidade significativa de ERB das principais operadoras de
telefonia móvel do país, para prover a cobertura do sinal 4G à cidade de Brasília –
DF.
Por intermédio da Figura 14, é possível perceber que uma ERB 4G terá um
alcance limitado e restrito em um ambiente urbano, frente a complexidade de
propagação deste ambiente e dada a quantidade de usuários a quem o sistema
prestará serviço. Esta característica, como veremos adiante, torna o bloqueio de
uma ERB de telefonia móvel uma operação de ataque eletrônico pontual e limitado.
52
FIGURA 14 - Localização de ERB para cobertura 4G em Brasília-DF FONTE: Anatel (2017).
4.3.2 O sinal 4G LTE
O sinal de transmissão 4G LTE, conforme Sverzut (2015), no enlace downlink
“[...] é baseada na técnica de multiplexação por divisão de frequências, na qual a
informação é dividida em um número de subportadoras de RF igualmente espaçadas
[...]” (SVERZUT, 2015, p. 398). Trata-se da técnica de Multiplexação por Divisão de
Frequências Ortogonais (OFDM), na qual a informação é modulada em
subportadoras, onde são variados a fase e a amplitude, ou ambas, no sinal.
Segundo o mesmo autor, o uplink, devido a questões de caráter econômico e
de hardware do terminal móvel, utiliza-se o método de “[...] acesso múltiplo por
divisão de frequência de portadora única com prefixo cíclico [SC-FDMA] na
transmissão de informação do enlace [uplink] [...]” (SVERZUT, 2015, p. 398).
A modulação de sinais do padrão LTE são digitais, sendo usualmente
observados as modulações BPSK, QPSK, QAM, 16QAM e 64 QAM. (SVERZUT,
2015), conforme visto no tópico modulação digital. Assim, como no capítulo anterior,
a modulação do sinal dependerá, no entanto, da relação SNR do enlace, haja vista a
busca por uma maior robustez do sistema e um melhor aproveitamento do sinal
53
frente a taxa de erros que possa prejudicar o sinal, em distância e condições
diversificadas.
A Figura 15 apresenta o formato do sinal multiplexado do padrão LTE, no
downlink e no uplink. Nela é possível observar a principal diferença dos dois
processos, que está relacionado ao quantitativo de subportadoras existentes no
domínio da frequência e do tempo, e a sua disposição espacial (serial e paralela).
FIGURA 15 - Formato do Sinal Multiplexado OFDMA e SC-FDMA FONTE: University Of Colorado Boulder (2017).
É importante salientar que o espalhamento espectral ocorre nas
subportadoras do sinal multiplexado OFMDA e SC-FDMA. O padrão LTE pode
operar em diversas larguras de banda, como 1,25 MHz, 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz,
15 MHz e 20 MHz.
4.3.3 Parâmetros e Frequências Regulamentadas para o 4G LTE no Brasil
No Brasil, a Anatel regulamenta e administra o uso do espectro
eletromagnético. De acordo com a Resolução Nr 544, de 11 de maio de 2010, que
regulamenta sobre as condições de uso de radiofrequências nas faixas de 2.170
MHz a 2.182 MHz e de 2.500 MHz a 2.690 MHz, foram definidas as seguintes
bandas para a alocação do sinal 4G no Brasil, conforme a Tabela 6.
54
TABELA 6 - Frequências na faixa de 2,5GHz regulamentado pela Anatel
Subfaixa (MHz) Blocos (MHz) Transmissão (MHz)
Terminal Móvel ERB P 10 + 10 2.500-2.510 2.620-2.630 W 20+20 2.510-2.530 2.630-2.650 V 20+20 2.530-2.550 2.650-2.670 X 20+20 2.550-2.570 2.670-2.690 T 15 2.570-2.585 U 35 2.585-2.620
FONTE: Anatel (2017).
A Figura 16 abaixo mostra a divisão da faixa de 2,5 GHz nas bandas
regulamentadas e leiloadas em 2012, pela Anatel, conforme a Tabela 6, às
operadoras de telefonia móvel, para a implementação da rede 4G LTE,
acompanhado da Tabela 7 que expõe as operadoras vencedoras e administradoras
de cada banda.
FIGURA 16 - Faixa de Frequência 4G no Brasil – 2500 MHz FONTE: Teleco (2017).
TABELA 7 - Faixas de Frequências de 4G no Brasil na faixa de 2,5GHz
Subfaixa (MHz) Blocos (MHz) Transmissão (MHz)
Operadora Terminal
Móvel ERB
P 10 + 10 2.500-2.510 2.620-2.630 Claro (11 lotes); TIM (6 lotes); Oi (11 lotes)
W 20+20 2.510-2.530 2.630-2.650 Claro V1 10+10 2.530-2.540 2.650-2.660 TIM V2 10+10 2.540-2.550 2.660-2.670 Oi X 20+20 2.550-2.570 2.670-2.690 Vivo T 15 2.570-2.585 - U 35 2.585-2.620* Sky e Sunrise (12 lotes cada)
FONTE: TELECO, 2017.
55
De acordo com a Resolução Nr 625, de 11 de maio de 2010, que aprova a
atribuição, a destinação e o regulamento sobre condições de uso de
radiofrequências na faixa de 698 MHz a 806 MHz, foram definidos os seguintes
blocos para a alocação do sinal 4G no Brasil, conforme a Tabela 8.
TABELA 8 - Faixas de Frequências de 4G no Brasil na faixa de 700 MHz
Nr Bloco Transmissão (MHz)
Terminal Móvel ERB
1 703 a 708 758 a 763
2 708 a 713 763 a 768
3 713 a 718 768 a 773
4 718 a 723 773 a 778
5 723 a 728 778 a 783
6 728 a 733 783 a 788
7 733 a 738 788 a 793
8 738 a 743 793 a 798
9 743 a 748 798 a 803
FONTE: Anatel (2017).
Diante da tabela exposta acima, a Figura 17 mostra a divisão da faixa de 700
MHz nos blocos regulamentados e leiloados em 2014, pela Anatel, às operadoras de
telefonia móvel, para a implementação da rede 4G LTE, acompanhado da Tabela 9
que expõe as operadoras vencedoras e administradoras de cada bloco. É importante
ressaltar que os números dos blocos vistos na tabela 8 correspondem aos
identificados na figura 17.
FIGURA 17 - Faixas de Frequências 4G no Brasil – 700 MHz FONTE: Teleco (2017).
56
TABELA 9 - Faixas de Frequências de 4G no Brasil na faixa de 700 MHz
Blocos (MHz) Transmissão (MHz)
Operadora Terminal Móvel ERB
10+10 708-718 763-773 Algar/Setores do PGO (3, 22,
25 e 33); Restante do Brasil Vago.TIM/Brasil
10+10 718-728 773-783 TIM/Brasil 10+10 728-738 783-793 Vivo/Brasil 10+10 738-748 793-803 Claro/Brasil
FONTE: Teleco (2017).
Conforme a Resolução Nr 544, de 11 de maio de 2010, da ANATEL, os
parâmetros de potência efetivamente irradiado para a transmissão nas faixas de
frequências constantes nas Tabelas 6 e 7 e na Figura 16 (Faixa de 2,5GHz), do 4G
LTE no Brasil, devem ser o mínimo necessário para que o usuário consiga usufruir
dos serviços prestados pela operadora. (ANATEL, 2010). Para os terminais móveis,
a Anatel regulamenta um valor máximo de potência de saída de até 2W ou 33dBm.
Já para as ERB, admite-se um valor de no máximo 80W ou 49dBm.
Já para as faixas de frequências constantes nas Tabelas 8 e 9 e na Figura 17
(Faixa de 700MHz), conforme a Resolução Nr 625, de 11 de novembro de 2013, da
ANATEL, é regulamentado para os terminais móveis um limite máximo de potência
efetivamente irradiada de até 33dBm e para as ERB uma potência máxima de
transmissão de 60 dBm. (ANATEL, 2013).
4.3.4 Possibilidades e Potencialidades da Rede 4G LTE no Brasil
Atualmente é predominante o uso do padrão LTE nos sistemas de telefonia
móvel 4G em operação no Brasil. Porém, as redes 4G são utilizadas no país para o
tráfego de dados móveis, o que desenvolveu e aprimorou o acesso à Internet e aos
diversos serviços em rede por meio de aparelhos telefônicos. No entanto, a
comunicação de voz para chamadas telefônicas sobre o padrão LTE, conhecida
como VoLTE, ainda não se encontra disponível.
Diante deste contexto, quando os usuários efetuam chamadas telefônicas, as
operadoras de telefonia móvel geralmente realocam os usuários do padrão LTE para
57
tecnologias 3G ou 2G, a fim de que tais chamadas sejam efetivadas.
Segundo Salutes (2015),
[...] No Brasil, as chamadas de voz utilizam as redes GSM [2G] e WCDMA[3G], enquanto as redes 3G e 4G (HSPA/LTE) são responsáveis pelo fornecimento de dados para utilização de internet móvel. O VoLTE permite a transmissão de chamadas de voz ou vídeo através da rede de dados em alta definição (HD), por intermédio do protocolo IP entre dois dispositivos com suporte ao 4G. Com o VoLTE as chamadas são tratadas como dados, e operam dentro da frequência e do padrão LTE [...]. (SALUTES, 2015).
O fator que dificulta a adoção da tecnologia VoLTE no Brasil é, de maneira
geral, a incipiente cobertura e penetração das redes LTE no país e os altos
investimentos de adaptação por parte das operadoras de telefonia móvel, para a
adequação das infraestruturas já existentes. No entanto, estima-se que com o
avanço e crescimento da cobertura 4G no país, tal tecnologia seja implementada e
disponibilizada aos usuários.
58
5 BLOQUEIO ELETRÔNICO DE UMA ERB DE SINAL 4G LTE
Sistemas de tecnologia 4G possibilitaram uma evolução significativa quanto a
qualidade e velocidade no tráfego de dados e informações por meio do sistema de
telefonia móvel. Atualmente, no Brasil, o uso do padrão LTE, principal tecnologia 4G
empregada no país, vem crescendo de maneira vertiginosa, ao passo que as
operadoras estão ampliando e modernizando as suas infraestruturas de
telecomunicações para garantir estes serviços.
Como visto no Capítulo 4 o sinal 4G opera no país na faixa de frequência de
2500MHz e, com o processo de liberação da faixa de 700MHz utilizado pelo sistema
de televisão analógica, passará a ocupar esta faixa também. A consequência direta
disso, além da qualidade e maior robustez no tráfego do sinal 4G, será a diminuição
do número de ERB voltados para este sistema, haja vista que quanto maior a
frequência, menor é o alcance do sinal.
Possuir a capacidade de interferir um sinal 4G LTE, em um determinado
contexto militar, representaria a negação de serviço ou a limitação do usuário de 4G
ao tráfego de suas conexões e comunicações, além de dificultá-lo em suas
demandas por redes de dados.
É importante ressaltar que o bloqueio eletrônico sobre uma rede de quarta
geração (4G) não limitaria o usuário a ter acesso ao sistema de telefonia móvel, haja
vista a capacidade dos terminais móveis modernos em se adequar ao sinal de
geração anterior, (no caso do Brasil o 3G ou o 2G), referente a fluxo de dados e
redes. No entanto, iria reduzir o seu tráfego de dados e velocidade de conexão e
transmissão, haja vista as limitações destas tecnologias anteriores.
Neste contexto que o bloqueio eletrônico de redes 4G seria uma forma
impositiva de forçar o transmissor oponente a se adequar aos padrões de
tecnologias anteriores, diminuindo a sua capacidade de trafego de dados ou
limitando o acesso ao serviço de telefonia móvel.
A seguir, será analisado e apresentado, por meio de uma situação de análise
e de parâmetros pré-definidos, as condições para se obter efetividade em um
bloqueio eletrônico de ponto sobre sistemas de telefonia 4G, tendo como referencial,
o enlace uplink deste sistema. Para isso, utilizaremos o software HTZ Warfare, a fim
de simular os cenários propostos e obter os resultados desejados.
59
Será abordado e simulado também a efetividade do ataque eletrônico
proposto influenciado apenas pela atenuação do espaço livre, a fim de averiguar os
efeitos deste bloqueio considerando um cenário ideal e livre de perdas.
5.1 SITUAÇÃO E PARÂMETROS CONSIDERADOS NA SIMULAÇÃO
Para fins de simulação, será considerado uma operação militar em um
ambiente operacional com cobertura do sinal 4G padrão LTE, e que há a
necessidade de se obter informações e dados por intermédio de ações de Guerra
Eletrônica, em sistema de telefonia móvel celular ou a necessidade de interrupção
da disponibilidade dos serviços que trafegam esta tecnologia, para que a ação seja
efetiva.
Neste contexto, foi definido uma Área de Operação e a simulação considerou
uma ERB 4G de uma operadora de telefonia móvel em operação no Brasil, em uma
posição que favorecesse a cobertura desta área de interesse militar, previamente
levantada pela autoridade competente e de conhecimento dos operadores de Guerra
Eletrônica. Os parâmetros utilizados nesta simulação foram obtidos por meio de
regulamentos e recomendações previstas pela Anatel, e de equipamentos
usualmente disponíveis no mercado e empregados pelas operadoras, conforme visto
no Capítulo 4.
As Figuras 18 e 19 apresentam a área de interesse (iluminada na cor azul)
considerada para a simulação e as posições das ERB de Telefonia Móvel que
operam na posição. Foi definido como área de testes a localidade de Paranoá-DF,
na Região de Brasília-DF. Nesta região há 04 (quatro) Estações Rádio Base (ERB)
para telefonia móvel 4G, das seguintes operadoras: Vivo, Claro, Oi e Tim.
60
FIGURA 18 - Área de Interesse para o Bloqueio Eletrônico – Paranoá-DF FONTE: Próprio autor, 2017.
FIGURA 19 - Área de Interesse para o Bloqueio Eletrônico - ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
Foi considerado que é de conhecimento a operadora prestadora de serviço de
telefonia móvel para o alvo, as características do sinal e serviços oferecidos por esta
operadora específica e as configurações dos equipamentos interferidores
empregados, doravante denominados como jammer. Diante deste contexto, foi
simulado a eficiência e o alcance do Bloqueio Eletrônico de ponto sobre o sinal 4G
padrão LTE, considerando um sinal de bloqueio de mesma largura de banda do sinal
alvo, e um sinal de bloqueio de largura menor ao sinal alvo, conforme será detalhado
nos parâmetros dos elementos a seguir.
É importante ressaltar que o alvo deste bloqueio é o sinal de enlace reverso
(uplink) do padrão LTE, de quarta geração, isto é, o sinal do Terminal Móvel para a
ERB. Ainda, foi considerado que este sinal opera como uma largura de banda de
1,25 MHz, por ser o menor valor de largura de banda empregado pelo padrão LTE,
61
conforme Capítulo 4, sendo portando o caso na qual o enlace 4G possui a menor
capacidade para tráfego de dados.
5.1.1 Parâmetros Considerados para a ERB
Para fins de simulação, foi considerado uma ERB da operadora de telefonia
móvel Vivo, haja vista ser, atualmente, segundo dados da Anatel, uma das principais
operadoras em atividade no Brasil, com estimativa de 1000 municípios cobertos pelo
padrão LTE 4G em Abril/2017. (TELECO,2017).
A tabela 10 apresenta os parâmetros considerados para a ERB escolhida,
segundo dados levantados pela pesquisa e regulamentos da Anatel:
TABELA 10 - Parâmetros da ERB
Estação Rádio Base - Parâmetros
Operadora Vivo
Frequência de Operação (Downlink) 2560,625 MHz
Largura de Banda 1,25 MHz
Posição da ERB Latitude: 15°44'38.85"S
Longitude: 47°45'2.99"O
Potência de Transmissão (Nominal) 1,25 W
Potência Efetivamente Irradiada – ANATEL (Máxima) 80W ou 49 dBm
Sensibilidade Requerida na Recepção -101,5 dBm
Ganho da Antena 18 dBi (MIMO 2x2)
Altura da Antena 30 m
Alcance (Valor Médio) 3,5 Km
FONTE: Próprio autor, 2017.
É importante ressaltar que a operadora Vivo disponibiliza o serviço de
telefonia móvel 4G no Brasil nos seguintes blocos de frequências regulamentados
pela Anatel: de 2550 MHz a 2570MHz para o enlace reverso (uplink) e de 2670MHz
a 2690MHz para o enlace direto (downlink). (ANATEL). A simulação buscou
considerar um sinal uplink de interesse 4G, conforme a frequência de operação
apresentada na Tabela 10.
62
A Figura 20 apresenta a tela de configuração que foi preenchida com os
parâmetros considerados para a ERB na Tabela 10, para fins de simulação no
software de predição e planejamento de enlace HTZ Warfare.
FIGURA 20 - Tela de Configuração da ERB no HTZ Warfare FONTE: Próprio autor, 2017.
Na figura acima, considerou-se que a ERB fosse um transmissor/receptor
inimigo. Esta foi definida, também, como um sinal LTE (Campo Signal), e de banda
larga (Campo Freqhop/wide band) com largura de banda de 1250KHz. É importante
ressaltar que a Anatel define como Potência efetivamente irradiada máxima para
este tipo de sistema, o valor de 80W, por isso, a simulação buscou estar
referenciado e abaixo deste valor, (Campo E.I.R.P é 78,86W, conforme a Figura 20).
Foi considerado também que a antena da ERB possuísse uma irradiação
omnidirecional, com ganho de 18 dBi e se utiliza de sistemas MIMO 2x2, conforme
Tabela 10.
5.1.2 Parâmetros Considerados para o Terminal Móvel
Para fins de simulação, foi considerado um Terminal Móvel com as seguintes
63
características, conforme a Tabela 11:
TABELA 11 - Parâmetros do Terminal Móvel
Terminal Móvel - Parâmetros
Operadora Vivo
Frequência de Operação (Uplink) 2560,625 MHz
Largura de Banda 1,25 MHz
Modelo Moto X Play (Motorola)
Potência de Transmissão 186,2mW ou 22,7 dBm
Potência Efetivamente Irradiada – ANATEL (Máxima) 2W ou 33 dBm
Sensibilidade Requerida na Recepção -107 dBm
Ganho da Antena 0 dBi
FONTE: Próprio autor, 2017.
A Figura 21 apresenta o resultado de uma simulação obtida no HTZ Warfare
cuja a finalidade foi extrair a área de cobertura do sinal uplink relativo ao enlace TM-
ERB da Vivo. Para isso, foi considerado um terminal móvel, com os parâmetros
observados na Tabela 11, operando a uma altura de 1,50m do solo. Foi considerado
também o modelo de propagação ITU 1546, conforme visto no Capítulo 3.
FIGURA 21 – Área de cobertura Uplink da ERB Vivo. FONTE: Próprio autor, 2017.
64
A Figura 22 apresenta a tela de configuração dos Terminais Móveis para a
simulação no software HTZ Warfare.
FIGURA 22 - Tela de Configuração dos TM no HTZ Warfare FONTE: Próprio autor, 2017.
Na figura acima é importante ressaltar que os Terminais Móveis foram
definidos conforme os parâmetros delimitados na tabela 11. Ainda, definiu-se o
aparelho de telefonia móvel como sendo um tipo de transmissor/receptor inimigo
(Campo Type), de sinal do tipo LTE (Campo Signal), operando em uma altura de
1,5m em ralação ao solo (Campo Antenna height) e de banda larga (Campo
Freqhop/wide band), com largura de banda de 1250 KHz.
É relevante salientar que a Anatel define como Potência efetivamente
irradiada máxima para este tipo de equipamento, o valor de 2W. Assim, foi utilizado
na simulação o valor de 186,2mW para este parâmetro, (Campo E.I.R.P). Foi
considerado também que a antena do aparelho possui irradiação omnidirecional,
com ganho próximo a 0 dBi e se utiliza, também, de sistemas MIMO 2x2.
Na Figura 23, com o auxílio do Google Earth, é apresentado 48 posições
sugeridas para a disposição dos terminais móveis na área de operação pré-definida,
de acordo com as Figuras 18 e 19 (área de cor azul no mapa).
65
FIGURA 23 - Posições propostas para TM ativos FONTE: Próprio autor, 2017.
No Quadro 2 é possível observar as posições expostas anteriormente na área
de operação, para a alocação de terminais móveis ativos. Buscou-se, para fins de
simulação, concentrar estes aparelhos nos limites ou proximidades desta área de
operação, com uma média de 3 terminais por níveis de distância.
Assim, foram dispostos 3 aparelhos telefônicos nas seguintes distancias, em
relação a posição da ERB: 50m, 100m, 150m, 200m, 250m 300m 350m, 400m,
450m, 500m, 1 Km, 1,5 Km, 2 Km, 2,5 Km, 3 Km e 3,5Km (Quadro 2). Além disso,
foram observados os níveis de sinais uplink de enlace, em dBm, para cada posição
alocada.
Nesta primeira parte da pesquisa buscou-se selecionar os terminais móveis
que estivessem com o pior nível de enlace uplink com a ERB da Vivo, conforme a
Figura 21. Diante disso, os TM selecionados e suas posições encontram-se em
destaque (negrito) no Quadro 2 abaixo:
Posições dos Terminais Móveis
Nr Terminal Móvel Distância
da ERB Latitude Longitude
Nível do
Sinal em
dBm
1 1TM50m
50m
15°44'38.24"S 47°45'4.55"O - 50,4
2 2TM50m 15°44'40.49"S 47°45'3.18"O -43,4
3 3TM50m 15°44'37.95"S 47°45'1.53"O -45,4
4 1TM100m 100m
15°44'37.68"S 47°45'6.14"O -50,4
5 2TM100m 15°44'42.13"S 47°45'3.43"O -43,4
66
6 3TM100m 15°44'36.95"S 47°45'0.23"O -45,4
7 1TM150m
150m
15°44'37.06"S 47°45'7.72"O -57,4
8 2TM150m 15°44'43.71"S 47°45'3.70"O -48,4
9 3TM150m 15°44'35.96"S 47°44'58.91"O -52,4
10 1TM200m
200m
15°44'36.48"S 47°45'9.27"O -60,4
11 2TM200m 15°44'45.21"S 47°45'4.02"O -53,4
12 3TM200m 15°44'35.01"S 47°44'57.62"O -56,4
13 1TM250m
250m
15°44'35.92"S 47°45'10.86"O -60,4
14 2TM250m 15°44'46.87"S 47°45'4.24"O -59,4
15 3TM250m 15°44'33.98"S 47°44'56.27"O -59,4
16 1TM300m
300m
15°44'35.35"S 47°45'12.40"O -63,4
17 2TM300m 15°44'48.43"S 47°45'4.55"O -62,4
18 3TM300m 15°44'33.00"S 47°44'54.94"O -62,4
19 1TM350m
350m
15°44'34.74"S 47°45'13.98"O -67,4
20 2TM350m 15°44'50.07"S 47°45'4.81"O -69,4
21 3TM350m 15°44'31.96"S 47°44'53.57"O -65,4
22 1TM400m
400m
15°44'34.21"S 47°45'15.51"O -69,4
23 2TM400m 15°44'51.65"S 47°45'5.11"O -71,4
24 3TM400m 15°44'30.99"S 47°44'52.28"O -65,4
25 1TM450m
450m
15°44'33.59"S 47°45'17.08"O -71,4
26 2TM450m 15°44'53.21"S 47°45'5.38"O -71,4
27 3TM450m 15°44'29.98"S 47°44'50.95"O -68,4
28 1TM500m
500m
15°44'32.99"S 47°45'18.75"O -73,4
29 2TM500m 15°44'55.08"S 47°45'5.66"O -74,4
30 3TM500m 15°44'28.97"S 47°44'49.56"O -70,4
31 1TM1000m
1000m
15°44'27.23"S 47°45'34.25"O -81,4
32 2TM1000m 15°45'9.69"S 47°45'13.20"O -88,4
33 3TM1000m 15°44'7.76"S 47°44'53.98"O -94,4
34 1TM1500m
1500m
15°44'21.37"S 47°45'50.05"O -87,4
35 2TM1500m 15°45'8.03"S 47°45'43.40"O -89,4
36 3TM1500m 15°44'1.50"S 47°45'35.33"O -89,4
37 1TM2000m 2000m
15°44'15.64"S 47°46'5.75"O -90,4
38 2TM2000m 15°45'13.71"S 47°45'59.54"O -94,4
67
39 3TM2000m 15°44'46.29"S 47°46'9.78"O -87,4
40 1TM2500m
2500m
15°44'9.87"S 47°46'21.25"O -91,4
41 2TM2500m 15°45'19.34"S 47°46'15.66"O -96,4
42 3TM2500m 15°44'46.16"S 47°46'26.62"O -88,4
43 1TM3000m
3000m
15°44'4.04"S 47°46'37.03"O -92,4
44 2TM3000m 15°45'24.98"S 47°46'31.65"O -95,4
45 3TM3000m 15°44'52.49"S 47°46'42.79"O -90,4
46 1TM3500m
3000m
15°43'58.23"S 47°46'52.66"O -95,4
47 2TM3500m 15°45'31.23"S 47°46'47.27"O -94,4
48 3TM3500m 15°44'39.78"S 47°47'0.48"O -93,4
QUADRO 2 - Posições propostas para TM ativos FONTE: Próprio autor, 2017.
A Figura .24 apresenta os TM já selecionados, a cada nível de distância
estabelecido, para o prosseguimento da simulação. É possível observar que foram
selecionadas 16 posições que apresentaram o pior sinal uplink em seus níveis de
distância.
FIGURA 24 - Posições de TM ativos escolhidos para simulação FONTE: Próprio autor, 2017
68
5.1.3 Parâmetros Considerados para os Interferidores
Foram considerados para o Jammer as seguintes características, conforme a
Tabela 12:
TABELA 12 - Parâmetros do Jammer
Jammer - Parâmetros
Potência de Transmissão 100W ou 500W ou 50dBm ou 56,98dBm
Frequência de Operação 2560,625MHz
Largura de Banda do Sinal
Jammer 1,25 MHz ou 180KHz
Altura da Antena Jammer 20m
Ganho da Antena 0 dBi
FONTE: Próprio autor, 2017.
A Figura 25 apresenta a tela de configuração que foi preenchida com os
parâmetros considerados para o interferidor (jammer), na simulação com o software
HTZ Warfare. É importante observar que na figura abaixo, por se tratar de um
bloqueio de ponto com mesma largura de banda igual do sinal alvo, que é 1,25MHz,
buscou-se expor as configurações para o jammer conforme as características deste
tipo de bloqueio, verificando a efetividade do ataque de ponto com tais parâmetros
pré-definidos na Tabela 12.
Para isso, foi escolhido a opção de bloqueio Wide Band – Difusion, com o
objetivo de inserir um sinal de bloqueio que possua uma largura de banda conhecida
(1,25MHz) sobre um sinal com frequência de operação e largura de banda também
previamente conhecido (1,25 MHz). Neste contexto, o ajuste manual inserido no
software de simulação possibilitou a configuração de um sinal jammer de mesma
largura de banda do sinal alvo e de mesma frequência de operação, caracterizando
um bloqueio de ponto sobre o sinal 4G delimitado neste experimento.
69
FIGURA 25 - Tela de Configuração do Interferidor no HTZ Warfare (100W e BW de 1,25MHz) FONTE: Próprio autor, 2017.
Na Figura 26 há também a tela de configuração do interferidor (jammer) no
software HTZ Warfare. Mas diferente da figura anterior neste são apresentados os
parâmetros considerados na simulação para a obtenção de efetividade do bloqueio
eletrônico de ponto com um sinal jammer de largura de banda menor ao do sinal
alvo, com o valor de 180 KHz, podendo ser considerado um sinal de interferência de
largura de banda estreita.
Neste caso, foi escolhido a opção de bloqueio Wide Band – Adaptive, com o
objetivo de inserir um sinal de bloqueio que possua uma largura de banda conhecida
(180KHz) sobre um sinal com frequência de operação e largura de banda também
previamente conhecido (1,25MHz). Neste contexto, o ajuste manual inserido no
software de simulação possibilitou a configuração de um sinal jammer de largura de
banda menor do que o sinal alvo, porém, de mesma frequência de operação,
caracterizando um bloqueio de ponto com sinal de banda estreita sobre o sinal 4G
delimitado, de banda larga.
O software, neste contexto, adaptou a potência do interferidor face à largura
de banda do sinal alvo, por intermédio do cálculo automático da densidade espectral
70
de potência.
FIGURA 26 - Tela de Configuração do Interferidor no HTZ Warfare (100W e BW de 180KHz) FONTE: Próprio autor, 2017.
É importante salientar que o software não simulou o ganho de processamento
que ocorreria nesta situação. Este tipo de interferência, conforme visto no capítulo 3,
proporcionaria uma vantagem significativa ao sinal alvo, haja vista que este seria
recomposto após o processo de desespalhamento espectral e demultiplexação, ao
passo que o sinal interferente sofreria os efeitos do espalhamento espectral.
Todavia, esta situação não foi abordada com detalhamento nesta pesquisa,
limitando-se apenas aos efeitos observados na simulação com o software em
questão.
O Quadro 3 define as posições previamente delimitadas para a alocação dos
interferidores (jammers), cuja responsabilidade foi efetuar o Bloqueio Eletrônico de
Ponto sobre os enlaces uplink entre os TM e a ERB da Vivo. É importante ressaltar
que a configuração executada no software HTZ Warfare, conforme as figuras 25 e
26, buscaram inserir, de forma manual e impositiva, as características que
conferissem a este tipo de bloqueio a particularidade de Bloqueio de Ponto.
71
Posição dos Interferidores
Nr Interferidor Distância do
Alvo Latitude Longitude
1 J100m 100m 15°44'39.55"S 47°45'6.31"O
2 J150m 150m 15°44'39.90"S 47°45'7.94"O
3 J200m 200m 15°44'40.24"S 47°45'9.55"O
4 J250m 250m 15°44'40.62"S 47°45'11.18"O
5 J300m 300m 15°44'40.98"S 47°45'12.81"O
6 J350m 350m 15°44'41.33"S 47°45'14.49"O
7 J400m 400m 15°44'41.69"S 47°45'16.09"O
8 J450m 450m 15°44'42.05"S 47°45'17.71"O
9 J500m 500m 15°44'42.42"S 47°45'19.45"O
10 J1000m 1000m 15°44'46.00"S 47°45'35.74"O
11 J1500m 1500m 15°44'49.58"S 47°45'52.19"O
12 J2000m 2000m 15°44'53.17"S 15°44'53.17"S
13 J2500m 2500m 15°44'56.72"S 47°46'24.87"O
14 J3000m 3000m 15°45'0.29"S 47°46'41.27"O
15 J3500m 3500m 15°45'3.88"S 47°46'57.66"O
QUADRO 3 - Posições propostas do Posto MAE FONTE: Próprio autor, 2017.
Na Figura 27, com o auxílio do Google Earth, é possível observar estas
posições pré-definidas para os interferidores dispostos no terreno, de acordo com os
níveis de distâncias expostos no Quadro 3.
FIGURA 27 - Posições propostas para os Postos MAE FONTE: Próprio Autor, 2017.
72
5.2 BLOQUEIO ELETRÔNICO SOBRE SINAIS 4G LTE – SIMULAÇÃO NO HTZ
WARFARE
Os parâmetros definidos no tópico anterior foram carregados e cadastrados
no software HTZ, para a execução das simulações. Na figura 28 é possível observar
o posicionamento dos interferidores.
FIGURA 28 - Posicionamento Interferidores no HTZ FONTE: Próprio Autor, 2017.
Na figura 29 é possível observar o posicionamento e enlaces dos TM.
FIGURA 29 - Posicionamento dos Terminais Móveis no HTZ FONTE: Próprio Autor, 2017.
A simulação buscou averiguar o comportamento de dois tipos de sinais
73
jammers sobre a efetividade do bloqueio eletrônico de ponto sobre enlaces uplink
em sistemas de telefonia móvel 4G LTE e o alcance necessário para se obter o êxito
no bloqueio da área pré-estabelecida. Para isso, foram considerados dois tipos de
sinais jammer: o primeiro com a mesma largura de banda do sinal alvo,
considerando nesta situação a menor largura de banda em que o sistema de padrão
LTE opera (1,25MHz), de acordo com os dados vistos no capítulo 4; e o segundo
com largura de banda mais estreita, (180KHz), largura este referente ao tamanho de
um Recurso de Bloco do sinal com características OFDMA.
Buscou-se, como visto no tópico anterior, adequar e adaptar de forma manual
e ideal as características e parâmetros de sinal dos jammers, de modo a tornar
possível a análise de um bloqueio de ponto sobre um sinal de banda larga. Por esta
razão, o sinal jammer de mesma largura de banda foi configurado como um sinal de
banda larga no HTZ Warfare, conforme a Figura 25, mantendo a abrangência da
potência irradiada pelo jammer uniformemente e igualitariamente no sinal alvo. Ao
passo que no sinal jammer de largura de banda estreita, configurado conforme a
Figura 26, possibilitou que o mesmo valor de potência, porém concentrado em uma
banda estreita, se adaptasse, proporcionalmente ao sinal alvo.
É importante ressaltar que para esta simulação foram considerados para os
interferidores, conforme visto anteriormente, uma potência efetivamente irradiada de
100W e 500W, considerados valores elevados de potência.
A seguir, são apresentados os resultados dos valores de J/S (Jammer/Signal),
isto é, a relação de efetividade do bloqueio sobre o sinal alvo, encontrados e
calculados pelo software HTZ Warfare, para todos os enlaces uplink previstos e
delimitados. Conforme visto no Capítulo 3, em transmissões de sinais digitais o
bloqueio eletrônico será efetivo ao atingir um valor de J/S maior ou igual a 0 dB.
Neste contexto, os enlaces que não alcançaram a efetividade no bloqueio estarão
grifados na cor vermelha.
5.2.1 Situação 1 – Interferidor a 100m (J100m)
No Quadro 4 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
74
observados na simulação para um interferidor posicionado a 100m de distância da
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -1 6 -13 -6
100m 7 14 -5 2
150m 10 17 -2 5
200m 15 22 3 10
250m 17 24 5 12
300m 20 27 8 15
350m 26 33 14 21
400m 28 37 16 23
450m 31 38 19 26
500m 34 41 22 29
1000m 53 60 41 48
1500m 58 65 46 53
2000m 51 58 39 46
2500m 53 60 41 48
3000m 52 59 40 47
3500m 51 58 39 46 QUADRO 4 - Simulação com Interferidor a 100m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
No Quadro 4 é notório que há a necessidade de uma elevada potência de
irradiação, por parte do jammer, para que se alcance a efetividade do bloqueio
eletrônico, mesmo considerando uma distância relativamente próxima entre este e o
alvo.
Além disso, é possível perceber que o bloqueio de ponto com sinais de
mesma largura de banda em relação ao sinal alvo apresenta uma maior vantagem
no bloqueio em relação ao que ocorre com os sinais de banda estreita na mesma
ocasião.
Foi possível observar também que há uma alta dificuldade em se interferir em
enlaces cada vez mais próximo da ERB, o que, nesta ocasião, dificultou a
efetividade do ataque nos dois tipos de sinais jammers observados.
75
5.2.2 Situação 2 – Interferidor a 150m (J150m)
No Quadro 5 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 150m de distância da
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -4 3 -16 -6
100m 4 11 -8 -1
150m 7 14 -5 2
200m 12 19 0 7
250m 14 21 2 9
300m 17 24 5 12
350m 23 30 11 18
400m 25 32 13 20
450m 28 35 16 23
500m 31 38 19 26
1000m 50 57 38 45
1500m 55 62 43 50
2000m 48 55 36 43
2500m 50 57 38 45
3000m 49 56 37 44
3500m 48 55 36 43 QUADRO 5 - Simulação com Interferidor a 150m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
No Quadro 5 é possível observar que a efetividade em toda a área delimitada
na simulação só seria exitosa se fosse considerado um interferidor de 500W de
potência irradiada e com o sinal jammer de mesma largura de banda do sinal alvo.
Esta seria a máxima distância, no universo desta pesquisa, na qual se teria
uma efetividade completa sobre toda a área considerada na simulação, desde que o
sinal do interferidor estivesse bloqueando o sinal alvo com a mesma largura de
banda e com uma potência de 500W. Após esta distância seria necessário elevar,
cada vez mais, o valor da potência do jammer para bloquear enlaces uplink dos TM
com maior proximidade da ERB.
76
5.2.3 Situação 3 – Interferidor a 200m (J200m)
No Quadro 6 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 200m de distância da
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -8 -1 -19 -12
100m 0 7 -11 -4
150m 3 10 -8 -1
200m 8 15 -3 4
250m 10 17 -1 6
300m 13 20 2 9
350m 19 26 8 15
400m 21 28 10 17
450m 24 31 13 20
500m 27 34 16 23
1000m 46 53 35 42
1500m 51 58 40 47
2000m 44 51 33 40
2500m 46 53 35 42
3000m 45 52 34 41
3500m 44 51 33 40 QUADRO 6 - Simulação com Interferidor a 200m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
No Quadro 6 é possível observar que a efetividade em toda a área
considerada na simulação já não é mais possível mediante os parâmetros propostos
no universo deste experimento, não bloqueando, portanto, o enlace uplink de
terminais mais próximos à ERB.
5.2.4 Situação 4 – Interferidor a 250m (J250m)
No Quadro 7 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 250m de distância da
77
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -12 -5 -23 -16
100m -4 3 -15 -8
150m -1 6 -12 -5
200m 4 11 -7 0
250m 6 13 -5 2
300m 9 16 -2 5
350m 15 22 4 11
400m 17 24 6 13
450m 20 27 9 16
500m 23 30 12 19
1000m 42 49 31 38
1500m 47 54 36 43
2000m 40 47 29 36
2500m 46 49 31 38
3000m 41 48 30 37
3500m 40 47 29 36 QUADRO 7 - Simulação com Interferidor a 250m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
5.2.5 Situação 5 – Interferidor a 300m (J300m)
No Quadro 8 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 300m de distância da
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -13 -6 -25 -18
100m -5 2 -17 -10
150m -2 5 -14 -7
200m 3 10 -9 -2
250m 5 12 -7 0
300m 8 15 -4 3
350m 14 21 2 9
78
400m 16 23 4 11
450m 19 26 7 14
500m 22 29 10 17
1000m 41 48 29 36
1500m 46 53 34 41
2000m 39 46 27 34
2500m 41 48 29 36
3000m 40 47 28 35
3500m 39 46 27 34 QUADRO 8 - Simulação com Interferidor a 300m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
5.2.6 Situação 6 – Interferidor a 350m (J350m)
No Quadro 9 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 350m de distância da
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -16 -9 -27 -20
100m -8 -1 -19 -12
150m -5 2 -16 -9
200m 0 7 -11 -4
250m 2 9 -9 -2
300m 5 12 -6 1
350m 11 18 0 7
400m 13 20 2 9
450m 16 23 5 12
500m 19 26 8 15
1000m 38 45 27 34
1500m 43 50 32 39
2000m 36 43 25 32
2500m 38 45 27 34
3000m 37 44 26 33
3500m 36 43 25 32 QUADRO 9 - Simulação com Interferidor a 350m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
79
5.2.7 Situação 7 – Interferidor a 400m (J400m)
No Quadro 10 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 400m de distância da
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -18 -11 -29 -22
100m -10 -3 -21 -14
150m -7 0 -18 -9
200m -2 5 -13 -6
250m 0 7 -11 -4
300m 3 10 -8 -1
350m 9 16 -2 5
400m 11 18 0 7
450m 14 21 3 10
500m 17 24 6 13
1000m 36 43 25 32
1500m 41 48 30 37
2000m 34 41 23 30
2500m 36 43 25 32
3000m 35 42 24 31
3500m 34 41 23 30 QUADRO 10 - Simulação com Interferidor a 400m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
5.2.8 Situação 8 – Interferidor a 450m (J450m)
No Quadro 11 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 450m de distância da
ERB da Vivo.
80
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -19 -12 -30 -23
100m -11 -4 -22 -15
150m -8 -1 -19 -12
200m -3 4 -14 -7
250m -1 6 -12 -5
300m 2 9 -9 -2
350m 8 15 -3 4
400m 10 17 -1 6
450m 13 20 2 9
500m 16 23 5 12
1000m 35 42 24 31
1500m 40 47 29 36
2000m 33 40 22 29
2500m 35 42 24 31
3000m 34 41 23 30
3500m 33 40 22 29 QUADRO 11 - Simulação com Interferidor a 450m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
5.2.9 Situação 9 – Interferidor a 500m (J500m)
No Quadro 12 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 500m de distância da
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -20 -13 -32 -25
100m -12 -5 -24 -17
150m -9 -2 -21 -14
200m -4 3 -16 -9
250m -2 5 -14 -7
300m 1 8 -11 -4
350m 7 14 -5 2
400m 9 16 -3 4
450m 12 19 0 7
81
500m 15 22 3 10
1000m 34 41 22 29
1500m 39 46 27 34
2000m 32 39 20 27
2500m 34 41 22 29
3000m 33 40 21 28
3500m 32 39 20 27 QUADRO 12 - Simulação com Interferidor a 500m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
5.2.10 Situação 10 – Interferidor a 1000m (J1000m)
No Quadro 13 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 1000m de distância da
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -30 -23 -42 -35
100m -22 -15 -34 -27
150m -19 -12 -31 -24
200m -14 -7 -26 -19
250m -12 -5 -24 -17
300m -9 -2 -21 -14
350m -3 4 -15 -8
400m -1 6 -13 -6
450m 2 9 -10 -3
500m 5 12 -7 0
1000m 24 31 12 19
1500m 29 36 17 24
2000m 22 29 10 17
2500m 24 31 12 19
3000m 23 30 11 18
3500m 22 29 10 17 QUADRO 13 - Simulação com Interferidor a 1000m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
82
5.2.11 Situação 11 – Interferidor a 1500m (J1500m)
No Quadro 14 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 1500m de distância da
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -34 -27 -45 -38
100m -26 -19 -37 -30
150m -23 -16 -34 -27
200m -18 -11 -29 -22
250m -16 -9 -27 -20
300m -13 -6 -24 -17
350m -7 0 -18 -11
400m -5 2 -16 -9
450m -2 5 -13 -6
500m 1 8 -10 -3
1000m 20 27 9 16
1500m 25 32 14 21
2000m 18 25 7 14
2500m 20 27 9 16
3000m 19 26 8 15
3500m 18 25 7 14 QUADRO 14 - Simulação com Interferidor a 1500m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
5.2.12 Situação 12 – Interferidor a 2000m (J2000m)
No Quadro 15 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 2000m de distância da
ERB da Vivo.
83
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -37 -30 -48 -41
100m -29 -22 -40 -33
150m -26 -19 -37 -30
200m -21 -14 -32 -25
250m -19 -12 -30 -23
300m -16 -9 -27 -20
350m -10 -3 -21 -14
400m -8 -1 -19 -12
450m -5 2 -16 -9
500m -2 5 -10 -6
1000m 17 24 6 13
1500m 22 29 11 18
2000m 15 22 4 11
2500m 17 24 6 13
3000m 16 23 5 12
3500m 15 22 4 11 QUADRO 15 - Simulação com Interferidor a 2000m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
5.2.13 Situação 13 – Interferidor a 2500m (J2500m)
No Quadro 16 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 2500m de distância da
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -39 -32 -50 -43
100m -31 -24 -42 -35
150m -28 -21 -39 -32
200m -23 -16 -34 -27
250m -21 -14 -32 -25
300m -18 -11 -29 -22
350m -12 -5 -23 -16
400m -10 -3 -21 -14
450m -7 0 -18 -11
84
500m -4 3 -15 -8
1000m 15 22 4 11
1500m 20 27 9 16
2000m 13 20 2 9
2500m 15 22 4 11
3000m 14 21 3 10
3500m 13 20 2 9 QUADRO 16 - Simulação com Interferidor a 2500m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
5.2.14 Situação 14 – Interferidor a 3000m (J3000m)
No Quadro 17 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 3000m de distância da
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -41 -34 -52 -45
100m -33 -26 -44 -37
150m -30 -23 -41 -34
200m -25 -18 -36 -29
250m -23 -16 -34 -27
300m -20 -13 -31 -24
350m -14 -7 -25 -18
400m -12 -5 -23 -14
450m -9 -2 -20 -13
500m -6 1 -17 -10
1000m 13 20 2 9
1500m 20 25 7 14
2000m 11 18 0 7
2500m 13 20 2 9
3000m 12 19 1 8
3500m 11 18 0 7 QUADRO 17 - Simulação com Interferidor a 3000m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
85
5.2.15 Situação 15 – Interferidor a 3500m (J3500m)
No Quadro 18 é possível observar o resultado de relação Jammer/Signal (J/S)
observados na simulação para um interferidor posicionado a 3500m de distância da
ERB da Vivo.
Distância do Enlace
(TM – ERB)
J/S Observado em [dB]
Sinal Interferente com mesma Largura de Banda do
sinal alvo (1,25MHz)
Sinal Interferente com Largura de Banda Estreita
(180KHz)
100W 500W 100W 500W
50m -43 -36 -55 -48
100m -35 -28 -47 -40
150m -32 -25 -44 -37
200m -27 -20 -39 -32
250m -25 -18 -37 -30
300m -22 -15 -34 -27
350m -16 -9 -28 -21
400m -14 -7 -26 -19
450m -11 -4 -23 -16
500m -8 -1 -20 -10
1000m 11 18 -1 6
1500m 16 23 4 11
2000m 9 16 -3 4
2500m 11 18 -1 6
3000m 10 17 -2 5
3500m 9 16 -3 4 QUADRO 18 - Simulação com Interferidor a 3500m da ERB FONTE: Próprio autor, 2017.
No Quadro 18 é possível observar que a efetividade em toda a área
considerada na simulação já é muito limitada, considerando os parâmetros
propostos, sendo efetivo apenas em enlaces mais distantes da ERB.
5.3 BLOQUEIO ELETRÔNICO SOBRE SINAIS 4G LTE – SIMULAÇÃO COM
ATENUAÇÃO DO ESPAÇO LIVRE
Utilizando os mesmos valores e parâmetros empregados na simulação com o
software HTZ Warfare no tópico anterior, destacados nas Tabelas 10, 11 e 12, serão
86
apresentados a seguir a efetividade observada no bloqueio eletrônico de ponto de
um sinal jammer com a mesma largura de banda e frequência de operação do sinal
4G LTE alvo, considerando um cenário ideal, na qual apenas a Atenuação no
Espaço Livre atuaria sobre os resultados.
Nesta simulação, busca-se observar a influência e as perdas que um cenário
complexo, saturado e com obstáculos, sintetizado pelos valores obtidos na
simulação com o software de predição de enlaces, possuem em relação ao modelo
ideal.
5.3.1 Situação 1 – J/S com Interferidores com Potência de 100W
Foram considerados para esta simulação os valores pré-definidos
anteriormente. Diferente da simulação com o HTZ Warfare, está se baseou nos
cálculos da Atenuação do Espaço Livre, de enlace e da efetividade do Bloqueio
Eletrônico (Jammer/Signal – J/S), conforme elucidados nos tópicos 3.5, 3.9 e 3.10,
respectivamente, no Capítulo 3. Com isso, buscou-se conferir a este experimento
teórico um cenário ideal acerca desta temática.
Os Quadros 19 e 20 apresentam os valores obtidos, correlacionando as
posições dos interferidores (jammers) com os dos Terminais Móveis.
É importante salientar que foram considerados para os sinais, tanto do
Jammer quanto do TM, uma frequência de operação de 2560,625 MHz e largura de
banda de 1,25 MHz, para representar o bloqueio de ponto esperado. Além disso o
ganho da antena existente na ERB da Vivo é de 18 dBi, a potência de transmissão
do jammer é 100W (50 dBm) e a potência de transmissão do TM é 186,2mW (22,69
dBm).
J/S – Jammer/Signal
Distância TM em
Km
Distância do Jammer em Km
0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45
0,1 27,31 23,788 21,289 19,351 17,768 16,429 15,269 14,246
0,15 30,832 27,31 24,811 22,873 21,289 19,95 18,791 17,768
0,2 33,331 29,809 27,31 25,372 23,788 22,449 21,289 20,266
0,25 35,269 31,747 29,248 27,31 25,726 24,387 23,228 22,205
87
0,3 36,852 33,331 30,832 28,894 27,31 25,971 24,811 23,788
0,35 38,191 34,67 32,171 30,233 28,649 27,31 26,15 25,127
0,4 39,351 35,829 33,331 31,392 29,809 28,47 27,31 26,287
0,45 40,374 36,852 34,354 32,415 30,832 29,493 28,333 27,31
0,5 41,289 37,768 35,269 33,331 31,747 30,408 29,248 28,225
1 47,31 43,788 41,289 39,351 37,768 36,429 35,269 34,246
1,5 50,832 47,31 44,811 42,873 41,289 39,95 38,791 37,768
2 53,331 49,809 47,31 45,372 43,788 42,449 41,289 40,266
2,5 55,269 51,747 49,248 47,31 45,726 44,387 43,228 42,205
3 56,852 53,331 50,832 48,894 47,31 45,971 44,811 43,788
3,5 58,191 54,67 52,171 50,233 48,649 47,31 46,15 45,127 QUADRO 19 – Simulação com a Atenuação do Espaço Livre – 100W (Parte I) FONTE: Próprio autor, 2017.
J/S – Jammer/Signal
Distância TM em Km
Distância do Jammer em Km
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
0,1 13,331 7,31 3,7882 1,2894 -0,649 -2,232 -3,571
0,15 16,852 10,832 7,31 4,8112 2,873 1,2894 -0,05
0,2 19,351 13,331 9,8088 7,31 5,3718 3,7882 2,4492
0,25 21,289 15,269 11,747 9,2482 7,31 5,7264 4,3874
0,3 22,873 16,852 13,331 10,832 8,8936 7,31 5,9711
0,35 24,212 18,191 14,67 12,171 10,233 8,6489 7,31
0,4 25,372 19,351 15,829 13,331 11,392 9,8088 8,4698
0,45 26,395 20,374 16,852 14,354 12,415 10,832 9,4929
0,5 27,31 21,289 17,768 15,269 13,331 11,747 10,408
1 33,331 27,31 23,788 21,289 19,351 17,768 16,429
1,5 36,852 30,832 27,31 24,811 22,873 21,289 19,95
2 39,351 33,331 29,809 27,31 25,372 23,788 22,449
2,5 41,289 35,269 31,747 29,248 27,31 25,726 24,387
3 42,873 36,852 33,331 30,832 28,894 27,31 25,971
3,5 44,212 38,191 34,67 32,171 30,233 28,649 27,31 QUADRO 20 – Simulação com a Atenuação do Espaço Livre – 100W (Parte II) FONTE: Próprio autor, 2017.
É possível observar que, diferente da simulação com o software de predição
de enlace e, considerando a potência de 100W para o interferidor em um cenário
ideal e teórico, a efetividade do Bloqueio Eletrônico, seria exitosa em praticamente a
totalidade das situações, com a exceção apenas dos jammers posicionados a 2,5
Km, 3 Km e 3,5Km.
88
5.3.2 Situação 2 – J/S com Interferidores com Potência de 500W
Nesta também foram considerados para a simulação os valores pré-definidos
anteriormente.
Os Quadros 21 e 22 apresentam os resultados obtidos na simulação. A
diferença em relação a simulação anterior está no uso de uma potência de
transmissão do jammer de 500W (56,98 dBm).
J/S – Jammer/Signal
Distância TM em Km
Distância do Jammer em Km
0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45
0,1 34,29 30,768 28,269 26,331 24,748 23,409 22,249 21,226
0,15 37,812 34,29 31,791 29,853 28,269 26,93 25,771 24,748
0,2 40,311 36,789 34,29 32,352 30,768 29,429 28,269 27,246
0,25 42,249 38,727 36,228 34,29 32,706 31,367 30,208 29,185
0,3 43,832 40,311 37,812 35,874 34,29 32,951 31,791 30,768
0,35 45,171 41,65 39,151 37,213 35,629 34,29 33,13 32,107
0,4 46,331 42,809 40,311 38,372 36,789 35,45 34,29 33,267
0,45 47,354 43,832 41,334 39,395 37,812 36,473 35,313 34,29
0,5 48,269 44,748 42,249 40,311 38,727 37,388 36,228 35,205
1 54,29 50,768 48,269 46,331 44,748 43,409 42,249 41,226
1,5 57,812 54,29 51,791 49,853 48,269 46,93 45,771 44,748
2 60,311 56,789 54,29 52,352 50,768 49,429 48,269 47,246
2,5 62,249 58,727 56,228 54,29 52,706 51,367 50,208 49,185
3 63,832 60,311 57,812 55,874 54,29 52,951 51,791 50,768
3,5 65,171 61,65 59,151 57,213 55,629 54,29 53,13 52,107 QUADRO 21 – Simulação com a Atenuação do Espaço Livre – 500W (Parte I) FONTE: Próprio autor, 2017.
J/S – Jammer/Signal
Distância TM em Km
Distância do Jammer em Km
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
0,1 20,311 14,29 10,768 8,2694 6,3312 4,7476 3,4086
0,15 23,832 17,812 14,29 11,791 9,853 8,2694 6,9305
0,2 26,331 20,311 16,789 14,29 12,352 10,768 9,4292
0,25 28,269 22,249 18,727 16,228 14,29 12,706 11,367
0,3 29,853 23,832 20,311 17,812 15,874 14,29 12,951
0,35 31,192 25,171 21,65 19,151 17,213 15,629 14,29
0,4 32,352 26,331 22,809 20,311 18,372 16,789 15,45
0,45 33,375 27,354 23,832 21,334 19,395 17,812 16,473
0,5 34,29 28,269 24,748 22,249 20,311 18,727 17,388
89
1 40,311 34,29 30,768 28,269 26,331 24,748 23,409
1,5 43,832 37,812 34,29 31,791 29,853 28,269 26,93
2 46,331 40,311 36,789 34,29 32,352 30,768 29,429
2,5 48,269 42,249 38,727 36,228 34,29 32,706 31,367
3 49,853 43,832 40,311 37,812 35,874 34,29 32,951
3,5 51,192 45,171 41,65 39,151 37,213 35,629 34,29 QUADRO 22 – Simulação com a Atenuação do Espaço Livre – 500W (Parte II) FONTE: Próprio autor, 2017.
É possível observar que, considerando a potência de 500W para o interferidor
em um cenário ideal e teórico, a efetividade do Bloqueio Eletrônico, seria exitosa na
totalidade das situações apresentadas.
5.4 ANÁLISE DOS DADOS
É relevante salientar que os valores obtidos pelo software consideraram todos
os parâmetros descritos na pesquisa, principalmente o modelo de propagação ITU
1546, os ganhos das antenas envolvidas que, como informado, possuem sistemas
MIMO (exceto os interferidores), o tipo de sinal configurado conforme Figura 22 (LTE
FDD) e os parâmetros pré-definidos. Além disso, a área delimitada está inserida em
um ambiente urbano, passível de atenuações e a altura considerada para o TM é
relativamente baixa (1,50m em relação ao solo).
Neste contexto, foi observado uma diferença significativa nos valores obtidos
pelo software de predição e análise de enlaces e pela simulação no cenário ideal,
considerando apenas a atenuação no espaço livre. Diferente do modelo ideal, o
software HTZ Warfare considera os obstáculos e as outras atenuações no terreno
sofridas pelo sinal jammer e sinal alvo, como edificações, vegetações, dentre outros
(clutters –camadas no solo), podendo, neste caso, apresentar valores de J/S
inferiores ao modelo ideal, que na ocasião considerou somente a atenuação no
espaço livre.
De acordo com os resultados obtidos nas simulações, expostos nos tópicos
anteriores, pode-se inferir que a distância do jammer em relação ao alvo influenciou
de maneira significativa no resultado e efetividade do bloqueio eletrônico de ponto
sobre o sinal uplink em sistema 4G LTE, principalmente na simulação efetuada no
HTZ.
90
Neste cenário, observou-se que quanto maior a proximidade do enlace entre
o TM e a ERB, maior seria a potência a ser utilizada pelo jammer para se obter
efetividade no ataque. Isto torna a ação de bloqueio de um sinal de telefonia móvel
celular 4G uma atividade pontual, limitada e que necessita de elevadas potências
para garantir a efetividade do bloqueio eletrônico.
No cenário ideal, embora ficasse evidenciado a possibilidade de bloqueio em
praticamente todas as situações simuladas, foi possível notar também a influência
da distância entre os elementos para a efetividade do ataque.
É importante ressaltar que, face as simulações apresentadas, os resultados
obtidos pelo software buscaram representar, de maneira mais realista, as influências
do meio nos enlaces observados, ao passo que a segunda simulação, no cenário
ideal, isto não foi considerado, tornando os resultados diferenciados. Por esta razão,
consideraremos, nesta pesquisa, os valores obtidos pelo software.
Outro fator importante a ser observado nesta diferença está no fato da
localidade selecionada para a execução desta simulação estar em um ambiente
urbano repleto e passível de obstáculos e atenuações.
Conforme visto no Capítulo 4, o alcance e cobertura de uma ERB 4G, face as
características físicas de seus parâmetros de operação, é bastante limitado e
restrito. Diante deste contexto, há a necessidade de um grande número de ERB para
atender as demandas e capacidades de usuários em uma região. Assim, a área de
cobertura de uma única ERB não seria suficiente para atender uma grande extensão
de área e de usuários.
Além disso, as características de transmissão de um TM, que possui uma
potência de transmissão baixa e ganhos de antena praticamente nulos, faz com que
o sinal uplink seja muito susceptível aos efeitos do ruído do ambiente e aos efeitos
de propagação do sinal, chegando ao receptor, na ERB, com uma baixa relação
sinal ruído.
Neste contexto, o teste simulado no software HTZ Warfare possibilitou a
observação de que existe uma grande dificuldade em se bloquear sinais de sistemas
4G com jammers a distâncias elevadas da ERB considerada. Foi possível notar
também que quanto mais próximo for o enlace entre o TM e a ERB, mais difícil é
alcançar a efetividade no bloqueio do sinal uplink de telefonia móvel 4G, requerendo
assim uma elevadíssima potência por parte do interferidor, algo usualmente inviável.
Na simulação foram utilizados elevados valores de potência para os
91
interferidores (100W e 500W). Porém, mesmo com tais características, a efetividade
do ataque eletrônico sobre os sinais 4G da operadora Vivo na simulação com o
software, em toda a extensão da área de operação considerada, foram exitosos em
limitadas quantidades de jammers, sendo mais efetiva para aqueles que se
posicionaram em distâncias relativamente próximas ao alvo. Exemplo disso, foi o
interferidor posicionado a 150m do alvo, conforme o Quadro 5, que no teste
considerado, foi a máxima distância observada no qual o objetivo de bloquear o sinal
uplink LTE fosse efetivo e abrangente em toda a extensão da área delimitada para a
operação.
Na simulação desenvolvida no HTZ Warfare, foi possível observar que o
bloqueio de ponto, por meio de sinais de mesma largura de banda do sinal alvo,
apresentou uma maior efetividade e êxito na interferência de sinais 4G. O bloqueio
de ponto com o sinal jammer de largura de banda estreita, comparado ao sinal alvo,
apresentou maiores dificuldades em se realizar a interferência do sinal proposto,
mesmo sob o emprego de uma elevada potência de irradiação, (100W e 500W). Em
casos reais esta diferença seria maior, haja vista os efeitos e consequências do
ganho de processamento existente para sinais desta natureza e nestas
circunstâncias.
Diante dos resultados da simulação no software, foi possível observar que o
bloqueio de ponto sobre sistemas de telefonia móvel requer um planejamento
detalhado e específico quanto aos exatos parâmetros do sinal alvo. Faz-se
necessário saber o tipo de canalização utilizado pela operadora, a largura de banda
do sinal que oferece, a área pela qual o bloqueio deverá ser efetivo e as
condicionantes de propagação para este sistema.
Além disso, o bloqueio de ponto sobre sistemas de telefonia móvel possui
uma efetividade e aplicação extremamente pontual e limitada, haja vista o grande
quantitativo de ERB necessário para a manutenção do sistema ativo e a área de
cobertura de cada estação. Com isso, quanto menor a proximidade do interferidor
com o alvo, melhor e maior será o alcance e a efetividade do bloqueio eletrônico, ao
passo que quanto maior esta distância, menor será essa efetividade sobre os sinais
de enlace reverso (uplink).
92
6 APLICABILIDADES MILITARES PARA O BLOQUEIO DE UMA ERB DE
TELEFONIA MÓVEL
Como observado ao longo desta pesquisa, o Bloqueio Eletrônico de uma ERB
de Telefonia Móvel, conforme as características da operação ou necessidade de
informação e dados, poderá assumir um papel extremamente relevante, haja vista
grande parcela dos dados e comunicações, nos dias atuais, trafegarem por meio do
sistema de telefonia móvel.
A vantagem estratégica em se possuir a capacidade de interferir ou
interceptar este grande fluxo de dados móveis, com a capacidade adequada de
processamento desta informação, possui o potencial de gerar uma vantagem
estratégica e relevante para o controle de uma posição ou área.
Nesta mesma linha de raciocínio, a capacidade de bloquear ou interceptar
sinais 4G, representam uma vantagem significativa perante operações de informação
e de inteligência. A importância deste domínio está no fato do crescimento
vertiginoso desta tecnologia no país, associada a alta capacidade de tráfego de
dados nesses tipos de sistemas de telefonia móvel.
Na impossibilidade de interceptação deste tipo de comunicação, o bloqueio
eletrônico poderá ser efetivo, ao passo de impossibilitar o tráfego destes dados na
área de atuação da ERB, e forçar o aparelho telefone a se adaptar, buscando o
acesso ao sistema por meio de tecnologias e padrões de gerações anteriores,
principalmente 3G e 2G, cujas técnicas e tecnologias de monitoramento e
interceptação já esteja disponível.
Todavia, conforme visto na simulação, desconsiderando a complexidade e
tecnologia agregada ao processamento dos sinais de telefonia móvel 4G, operações
deste tipo apresentam características que o tornam limitadas e restritas no espaço,
sendo, portanto, indicadas para ações pontuais em uma determinada área de
interesse.
Diante dos resultados obtidos no capítulo anterior, e com a diferença
encontrada nos valores das simulações, é recomendável que o planejamento de
emprego e a aquisição de materiais destinados a esta finalidade, em um contexto
militar, sejam testados e avaliados experimentalmente em condições reais no
ambiente a fim de minimizar as discrepâncias de valores nas simulações e verificar a
93
confiabilidade e verossimilhança dos métodos é procedimentos empregados, tanto
virtualmente como teoricamente, em relação as atividades fins e condições
verdadeiras. Desta forma, reveste de importância o fato de buscar maneira e
condições de validação dos procedimentos adotados.
94
7 CONCLUSÃO
A pesquisa possibilitou observar e compreender a evolução, dimensão e
importância das redes de telefonia móvel ao longo do tempo, e principalmente, a
capacidade e a notoriedade que tal sistema possui na atualidade no que tange à
crescente demanda por tráfego de dados e acesso a conteúdo.
Diante deste panorama a pesquisa buscou observar e analisar o papel dos
sistemas de quarta geração neste processo evolutivo e constante, com a finalidade
de conhecer este sistema e a sua principal tecnologia, o padrão LTE, utilizado no
Brasil. Além disso, buscou também propor condições para se alcançar a efetividade
em um bloqueio eletrônico sobre os sinais deste sistema, a fim de observar e expor
as principais vantagens militares que poderia advir deste processo.
No decorrer desta pesquisa, primeiramente buscou-se uma compreensão
didática e bibliográfica de conceitos inerente e correlacionados ao tema. Nesta parte,
foi possível observar a complexidade e o alto valor agregado de conhecimento e
procedimentos que resultaram no atual estágio de evolução dos sistemas de
telefonia móvel, hoje de quarta geração, porém com um vislumbre à provável
tendência de quinta geração, rumo a maiores volumes de tráfego de dados.
Em um segundo momento, com o intermédio do software de predição de
enlace HTZ Warfare, foi executado, em um caráter mais empírico, uma simulação de
condições e situações de bloqueio, a fim de analisar e verificar a efetividade de um
bloqueio eletrônico de ponto sobre um sinal uplink (TM-ERB) 4G de padrão LTE.
Para isso foram considerados dois tipos de sinais de interferência: o primeiro com a
mesma largura de banda do sinal alvo e o segundo com a largura de banda estreita.
Diante dos resultados apresentados, foi possível perceber que um bloqueio
eletrônico de mesma largura de banda do sinal alvo possui uma maior efetividade
comparada ao segundo caso. Foi possível observar que as características de ambos
interferem na efetividade do ataque eletrônico sobre o sinal 4G e também a
necessidade de elevados valores de potência de irradiação a serem dispendidos
pelos interferidores, haja vista a dificuldade em se alcançar êxito sobre enlaces
uplink entre elementos próximos (TM-ERB).
É importante ressaltar também que a efetividade e área de abrangência deste
tipo de ataque está interligado a distância na qual este interferidor estará do alvo.
95
Quanto maior a distância do enlace alvo, maior a necessidade de potência para se
garantir a efetividade do bloqueio.
Neste sentido, os objetivos propostos por esta pesquisa foram alcançados,
haja vista a possibilidade, neste ponto, de se diferenciar, mediante os dados
observados, a efetividade do bloqueio eletrônico de ponto, considerando o sinal
jammer de mesma largura de banda do sinal alvo, em relação a efetividade
observada no sinal jammer de largura de banda estreita, com largura de banda
menor ao do sinal alvo.
Outra questão observada foi a diferença entre as simulações executadas num
contexto puramente teórico e ideal, considerando apenas a atenuação do espaço
livre, em relação as simulações em softwares de predição de enlace como o HTZ
Warfare, que buscam em seus resultados agregarem condicionantes e métodos que
os aproximam aos resultados que se teriam em condições reais. Na pesquisa foi
nítida está percepção por intermédio das simulações realizadas e os efeitos com que
os modelos de propagação têm sobre os resultados.
A pesquisa possibilitou também a visualização do emprego e das possíveis
soluções de caráter militar para o emprego viável deste tipo de bloqueio eletrônico,
as suas características, limitações, necessidades e peculiaridades.
A telefonia móvel celular, desde sua concepção, está em pleno
desenvolvimento e rápida evolução. Compreender e entender as características,
parâmetros e táticas dos sinais de telefonia móvel, neste sentido, se torna um
desafio constante e indeterminado de elevada relevância no contexto da Guerra
Eletrônica na atualidade.
Esta pesquisa observou que a complexidade e a tecnologia agregada no
processamento destes sinais, ao longo do tempo, evoluiu de maneira surpreendente,
sempre na busca de elevadas capacidades do sistema, elevados volumes de tráfego
de dados e alta qualidade de serviços face as dificuldades e obstáculos de caráter
físico e de propagação em um meio cada vez mais saturado e complexo.
Neste contexto, a pesquisa não considerou, de maneira contundente, os
efeitos do ganho de processamento e das técnicas multiplexação destes tipos de
sinais de telefonia móvel para o Bloqueio Eletrônico. Uma sugestão de continuidade
deste trabalho seria seguir esta linha de raciocínio, buscando caracterizar os efeitos
do ganho de processamento, dos métodos de espalhamento espectral e dos
métodos de multiplexação para a efetividade e alcance do Bloqueio Eletrônico de
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Ponto sobre sistemas de telefonia móvel de alta performance.
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