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Redes Celulares
Trabalho realizado por :Nuno Martins nº12207
Marta Tomé nº17503
Objectivos
Noção de Rede Celular
Cobertura
Handover
Arquitectura
Técnicas de Modulação
Gerações dos Sistemas Celulares
Noções de Rede Celular (I) Célula
A unidade básica geográfica do sistema de comunicação celular.
A cobertura de uma determinada área é baseada na interligação das células.
O tamanho de cada célula é determinado pelo terreno e pelo número de utilizadores (300 m a 35 Km)
Noções de Rede Celular (II) Cobertura (I)
Dependente da potência de transmissão do equipamento
Potência de transmissão diminui de forma proporcional á distancia da estação receptora
A performance dos serviços depende da potência radiada
Noções de Redes Celulares (III) Cobertura (II)
Antenas omnidireccionais Permitem uma
ampla cobertura geográfica
Reutilização das frequências A mesma frequência
pode ser utilizada em varias células, desde que se mantenham distantes de modo a não causar interferência nos canais
Noções de Redes Celulares (IV) Vantagens
Redução de Potencia Aumento da capacidade de rede
Desvantagens Mais custos de infra-estrutura Interferência co-canal Necessidade de transferência entre
canais radio a frequências de células diferentes
Noções de Redes Celulares (V) Handover
Passagem para outra célula sem que exista corte de comunicação
Tipos de Handover Hard Handover
é o handoff em que a estação móvel é desconectada temporariamente para a troca de canal. .
Soft Handover procedimento no qual duas BS mantêm a
chamada até o handoff ser completado. A primeira estação BS não liberta a chamada até receber a informação da segunda estação BS, de que a chamada está sob controle. Este tipo de handoff, até a presente data, só é possível com a interface aérea para CDMA.
Noções de Redes Celulares (III) Arquitectura
Noções de Redes Celulares (IV)MS (Mobile station)
É compreendida pelo equipamento móvel e o cartão SIM (Subscriver Identity Module)
SIM é o cartão que armazena todas as informações relacionadas com o utilizador
O MS pode ser qualquer dispositivo que utilize a rede GSM
Opera em full duplex
Noções de Redes Celulares (V) BSS (Base Station Subsystem )
Responsável pelo gerenciamento de handover
Sua função é fazer a ligação entre MS e o NSS
BSS
BTS BSCTransmissor radio de baixa potencia que liga o MS ao BSC e posteriormente ao restante sistema
Controla dezenas ou centenas de BTSFaz a alocação dos canais radioControla handovers entre BTS
(Base Transceiver Station)(Base Station Controller)
Noções de Redes Celulares (VI) NSS (Network and Switching
SubSystem)
MSC (Mobile Switching Center )- Faz a comutação de chamadas entre
estações móveis ou entre uma estação móvel e um terminal fixo
Fornece toda a funcionalidade necessária para o tratamento de um assinante móvel : Registro Autenticação Actualização da localização Handover Roaming
Noções de Redes Celulares (VII) VLR (Visitor Location Register)
Controla a chamada e providencia os serviços de cada assinante, situada dentro de uma determinada área de controle através de uma base de dados
HLR (Home Location Register) Base de dados que armazena
todas as informações do assinante Contém informação administrativa
de todo o assinante registado na correspondente rede
Contém localização da estação móvel
Noções de Redes Celulares (VIII) AuC (Authentication Center)
Elemento que gera os parâmetros necessários para a autenticação dos assinantes
Armazena chaves e algoritmos Usado para encriptar através do
canal rádio Guarda uma cópia de cada SIM
EIR (Equipment Identity Register) Base de Dados que armazena lista
dos equipamentos Estações móveis identificadas pelo
IMEI
Técnicas de acesso ao meio (I) Permite o compartilhamento de uma
determinada faixa de RF entre vários terminais móveis
Maximiza o numero de utilizadores em simultâneo na mesma faixa de frequência
Tipos de acesso
Frequency Division Multiple Access(FDMA)
Time Division Multiple Access(TDMA)
Code Division Multiple Access(CDMA)
Técnicas de acesso ao meio (II) FDMA
A largura da faixa é subdividida e a cada um dos utilizadores é alocada uma sub-faixa
Características Desperdício de recurso
quando o canal não está a ser utilizado
Podem transmitir sinais analógicos ou digitais
Opera em modo full duplex Elevado custo do
sistema Comunicação continua
no tempo
Técnicas de acesso ao meio (III) TDMA
O espectro é dividido em slots de tempo
Cada utilizador pode enviar ou receber dados durante o intervalo de tempo a ele reservado
Podem transmitir apenas sinais digitais
Características Handover mais simples
Utiliza os intervalos de tempo sem transmissão para "ouvir" outros transmissores
Slots de tempo podem ser alocados para vários utilizadores
Partilha de espectro e aumento da capacidade do sistema
Técnicas de acesso ao meio (IV) CDMA
Transforma voz ou dados transmitidos pelo utilizador num sinal da rádio codificado, que é recebido pelas antenas e transformado novamente para o receptor
Todos os usuários transmitem ao mesmo tempo e utilizam a mesma faixa de frequência
Maior velocidade em transmissão de dados (p.e. Serviços WAP, video on demand...)
Sistemas Celulares 1G Características
Sistemas analógicos como o AMPS (Advanced Mobile Phone Service)
Terminais pesados Baixa Capacidade Transmissão de Voz
Resultados
Incapacidade de assegurar serviços de roamming devido a incompatibilidades
Tamanho dos terminais moveis foi “reduzindo” no fim da década de 80
Procura maior do que o previsto
Sistemas Celulares 2 G Objectivo
Definir um sistema único para comunicações moveis na Europa
Características Sistemas Digitais (GSM, TDMA ou
CDMA) Terminais mais leves Maior Capacidade Possibilidade de transmissão de
dados Opera na Banda dos 900, 1800 e
1900 MHz
Sistemas Celulares 2 G Resultados
Elevada aderência aos serviços da tecnologia 2 G
Baixa de preços nos produtos
Equipamentos com dimensão reduzida
Baseada no serviço de voz
Baixa transmissão de dados
Sistemas Celulares 2.5 G
Tecnologia intermediária entre a segunda e terceira geração.
Objectivos
Permitir que as estações móveis estejam a usufruir de Internet com uma largura de banda superior
Acesso rápido à internet móvel e conexão permanente Transmissão por pacotes Taxa cobrada pelos dados transmitidos Maior velocidade Novos esquemas de codificação do canal Introdução de varias tecnologias
High Speed Circuit Switched Data
Packet-mode Personal Digital Cellular
General Packet Radio Service
Enhanced Data Rates for Global Evolution
Sistemas Celulares 2.5 G HSCSD
Atribui um canal físico permanente à ligação durante toda a duração da chamada
Velocidade máxima de transmissão de dados de 57,6 Kbps correspondente a quatro slots de 14,4 Kbps.
Taxado em função do tempo de uso Mais antigo e a sua implementação
menos dispendiosa Modulação 8PSK (Phase Shift
Modulation )
Sistemas Celulares 2.5 G GPRS
O canal só é alocado quando é necessário transferir informação seja para receber ou enviar
Proporciona velocidades máximas na casa dos 171,2 kbps, correspondentes a 8 timeslots à velocidade de 21,4 Kbps.
Taxado em função do volume de dados
Slots podem ser partilhadas
Modulação GMSK (Gaussian Minimun Shift Keying)
Sistemas Celulares 2.5 G EDGE
Permite ligações de dados três vezes mais rápidas que o GPRS dentro da mesma classe de multislot.
Taxado em função do volume de dados
Possibilidade de fazer streaming de vídeo e o download de ficheiros grandes
Modulação 8PSK
Sistemas Celulares 3 G Objectivos
Elevadas taxas de transmissão (144 kps até 2 Mbps).
Transmissão simétrica e assimétrica. Transmissão em modo pacote e
modo circuito. Boa qualidade de voz. Maior capacidade e eficiência
espectral. Possibilitar o uso de vários serviços
em simultâneo. Coexistirem com as redes 2G. Permitirem o roaming entre as várias
Sistemas Celulares 3 G Velocidades mais elevadas de
transmissão de dados Disponibilização de conteúdos
multimédia de qualidade Aumento da capacidade da rede,
que permite aos operadores ultrapassar eventuais problemas de saturação.
Redes Celulares
FIM
Obrigada pela atenção!