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Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2. Assunto: Fundamentos de Transmissão Wireless  Ondas  Matemática para estudo de ondas eletromagnéticas.

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1 Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

2 Assunto: Fundamentos de Transmissão Wireless  Ondas  Matemática para estudo de ondas eletromagnéticas  Ondas eletromagnéticas  Tecnicas de modulação  Acesso múltiplo e largura de banda  Propagação de ondas de rádios

3 Ondas  Pode ser definida como: - Um distúrbio ou variação que transfere energia progressivamente de um ponto a outro em um meio. - Pode ter várias formas: - Deformação elástica; - Variação de pressão; - Intensidade elétrica ou magnética - Potencial elétrico ou temperatura. # Interactive Media Activity – 3.1.1

4  Formas de onda - Algumas propriedades: - Amplitude: distância do 0 ao seu valor máximo; - Período (t): é o tempo que leva para o sinal completar um ciclo; - Comprimento de onda (λ): é a distância percorrida pelo sinal de onda durante um período; - Freqüência (f):é o número de repetições ou ciclos por unidade de tempo, geralmente expressa em ciclos por segundo ou Hz. # Interactive Media Activity – Ondas

5  Watts - É a unidade básica de força e força é relacionada a energia, entretanto força é uma taxa e energia é uma quantidade. - P= ME/MT, onde ME é o montante de energia transferida e MT é o intervalo de tempo sobre o qual a energia é transferida. - 1 Watt = 1 Joule / 1 segundo. Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas

6  Decibel (dB) - É a unidade de medida da potência elétrica; - 1 dB = Bell / 10, onde Bell é uma unidade de som nomeado por Alexander Graham Bell; - O dB é medido na escala logarítma base 10. Esta base incrementa em 10 vezes cada 10 dB medido. - dB = 10 LOG P ( in ) / P ( out ) - Exemplo: Incremento 3 dB = dobro da potência; Decremento 3 dB = metade da potência; Decremento 3 dB = metade da potência; Incremento de 10 dB = dez vezes a potência Incremento de 10 dB = dez vezes a potência Decremento de 10 dB = 1/10 da potência Decremento de 10 dB = 1/10 da potência Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas

7  Referências Decibel - Como o dB não tem uma referência particular definida, é adotado para algumas medidas o dB x. - dBm (dB milliWatt) - Expressa a amplificação (ganho ou atenuação) de um sinal em relação a potência de 1mW. O dBm é um valor absoluto de potência - Ampliação = 10 LOG ( Potência (mW) ) / 1(mW) Exemplo : Transforme 9mW em dBm Potência = 10 LOG 9(mW) = 9,54 dBm Potência = 10 LOG 9(mW) = 9,54 dBm 1(mW) 1(mW) Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas

8  dBd (dipolo) - Refere-se ao ganho que a antena tem, é comparado ao dipolo de uma antena na mesma freqüência. O dipolo é o menor ganho que a antena pode ter; Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas  dBi (isotrópico) - Refere-se ao ganho que uma dada antena tem quando comparada com uma isotrópica (antena “perfeita”);  EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) - É definido como a força efetiva encontrada no lobo do transmissor da antena. É igual a soma do ganho da antena (em dBi), mais o nível de potência (em dBm) para a antena;

9  Ganho - Aumento do sinal de RF. Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas

10  c = λ x f, onde “c” é a velocidade da luz  f ~ 1 / λ Ondas Eletromagnéticas

11  EM tem também outras propriedades;  Reflexão  Refração  Difração ou espalhamento sobre obstáculos  Polarização  Fase # Exibir as três mídias -> Interactive Media Activity – # Exibir mídia -> Interactive Media Activity – 3.3.2

12  Modulação. - Transmissão em um meio pode ser mudada ou modulada para imprimir informações sobre ele, assim como a demodulação pode ser usada para recuperar informações; - Modular um sinal significa imprimir as características de uma forma de onda em uma segunda forma de onda (portadora), variando a amplitude, freqüência, fase, ou outra característica da portadora - “Modular é modificar uma onda portadora conforme o sinal principal a ser transmitido” - Série de Forrier -> ondas complexas podem ser criadas pela soma de ondas simples Técnicas de Modulação

13  Modulação. - Portadora é uma onda que combinada com sinal da informação, carrega o sinal através do canal de comunicação. Então a freqüência portadora é que vai transmitir o sinal. - Exemplo: WLAN. Na freqüência de 2,4 Ghz é adicionada o FHSS(Frequency Hopping) ou o DSSS (Direct Sequence) para fazer o sinal mais imune a interferências ou ruidos. - Série de Forrier -> ondas complexas podem ser criadas pela soma de ondas simples Técnicas de Modulação

14  Exemplo de Modulação. - Modulação em amplitude – AM - Modulação em freqüência – FM - Modulação em fase – PM - Deslocamento diferencial de Fase - DPSK Técnicas de Modulação # Exibir as mídias e 3.5.2

15 - O FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) é uma técnica de espalhamento espectral que usa a agilidade da freqüência para espalhar os dados sobre 83 MHz de espectro. - Muda ou salteia a freqüência de transmissão rapidamente em 83 MHz sobre 2,4 GHz; - Em específicos intervalos de tempo a lista de freqüência da portadora muda; - O receptor é sincronizado com a seqüência de saltos do transmissor. FHSS # Exibir a mídia 3.5.3

16 - O DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) define um ca- nal como contíguas bandas de freq. de 22 MHz de largura; - Cada canal opera de 1 a 11 centros de freqüências definidas e estende 11 MHz em cada direção DSSS - Exemplo: canal 1 = 2,401 GHz e 2,423 Ghz que é 2,412 Ghz mais ou menos 11 MHz

17 - Como existe sobreposição entre canais adjacentes usa-se simultaneamente os canais que não se interferem (c1-c6-c11) ; DSSS

18 DSSS FHSSDSSS Usa cada freqüência durante um curto período de tempo na repetição de um padrão. Usa uma ampla faixa de freqüência de 22 MHz todo o tempo. O sinal é espalhado através de diferentes freqüências

19 - Forma de transmissão: - Cada bit de dados torna-se uma seqüência de fichas (chips) que são transmitidas em paralelo. - O IEEE define 11 “chips” - FCC define 10 chips para 1 e 2 Mbps (BPSK/QPSK) e 08 “chips” para 11 Mbps (CCK). DSSS

20 - O b usa três diferentes tipos de modulação: - BPSK – Binary Phase Shift Keying, transmite a 1 Mbps; - QPSK - Quadrature Phase Shift Keying, transmite a 2 Mbps; - QPSK - Quadrature Phase Shift Keying, transmite a 2 Mbps; - CCK – Complementary Code Keying, transmite 5,5 Mbps e 11 Mbps. DSSS

21 - O Orthogonal Frequency Division Multiplexing quebra uma portadora de alta velocidade em diversas sub-portadoras que são transmitidas em paralelo; - Cada canal de alta velocidade tem 20 MHz de largura e é quebrado em 52 canais de 300 KHz. Destes são 48 para dados e 04 para correção de erros OFDM

22 - O IEEE a suporta três tipos de modulação: - BSPK / QPSK; - QAM - Quadrature Amplitude Modulation ; OFDM

23 - T - Técnica de transporte de várias informações fluindo numa mesma portadora. - Todas as tecnologias de telecomunicações que interconectam nós com enlaces, utilizam de alguma forma a multiplexação. - Multiplexação reduz o custo, tendo que todos os dados fazem uso da mesma portadora. TDM - time division multiplexing; FDM - frequency division multiplexing; CDM - code division multiplexing. GSM faz uso de uma combinação de fdm-tdm. Acesso Múltiplo - Multiplexação

24 - T - Técnica de transporte de várias informações fluindo numa mesma portadora. - Todas as tecnologias de telecomunicações que interconectam nós com enlaces, utilizam de alguma forma a multiplexação. - Multiplexação reduz o custo, tendo que todos os dados fazem uso da mesma portadora. TDM - time division multiplexing (síncrono ou assíncrono); FDM - frequency division multiplexing; CDM - code division multiplexing. GSM faz uso de uma combinação de FDM-TDM. WDM - Wavelength Division Multiplexing OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Acesso Múltiplo - Multiplexação

25 - TDM - TDM Acesso Múltiplo - Multiplexação

26 - FDM - FDM Acesso Múltiplo - Multiplexação

27 - CDM - CDM

28 Acesso Múltiplo - Multiplexação  OFDM  -Evolução da FDM  -A Técnica consiste na transmissão paralela de dados em diversas subportadoras

29 - A WLAN usa o protocolo CSMA/CA Acesso ao Meio


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