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Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 1 Juergen Rochol Alocação Dinâmica de Espectro: Padrões e Normas Grupo de.

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1 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 1 Juergen Rochol Alocação Dinâmica de Espectro: Padrões e Normas Grupo de Pesquisa em Sistemas sem Fio

2 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 2 Com a escassez cada vez maior de espectro, os dispositivos sem fio buscam alternativas cada vez mais engenhosas para operar em bandas licenciadas, porém ociosas, como canais de TV e bandas ISM As bandas mais cobiçadas e utilizadas atualmente pelos dispositivos sem fio, são a banda VHF (30 MHz a 300 MHz) e a banda UHF (300 MHz a 3 GHz) onde são encontradas frequências licenciadas como canais de TV analógicos, DTV (TV digital) e microfone sem fio, além de muitos canais de TV ociosos Os dispositivos que transmitem de forma oportunista nestas bandas em canais de TV (BW=6 MHz) ociosos, são conhecidos como WSDs (White Space Devices) ou também como RC (Radio Cognitivo) A maioria destes dispositivos tem como objetivo oferecer serviços de WBA (Wireless Broadband Acces) na forma de redes sem fio tipo Mesh ou Ad-Hoc com cobertura regional, por isso chamadas de WRAN (Wireless Regional Area Network). Um exemplo deste tipo de rede é a Rede IEEE Realidade sobre o boom de Sistemas sem fio

3 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 3 Conceito de Rádio Cognitivo Rádio Cognitivo (CR) é um termo cunhado por Joe Mitola em alguns artigos seus e na sua tese de doutorado ( ). O termo CR designa rádios inteligentes que tem condições de tomar decisões a partir de informações obtidas do ambiente de RF através de um modelo de raciocínio. Rádio Cognitivo pode igualmente aprender e planejar baseado na sua experiência passada Este tipo de inteligência exige que o RC tenha os seguintes predicados: Tenha conhecimento de si mesmo (Self-aware) Conheça a sua composição (Content-aware) Conheça o contexto em que opera (Context-aware) e Vamos focar nesta apresentação o contexto espaço/espectro de um sistema RC

4 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 4 Espectro Eletromagnético - Conceito e Alocação Faixa de 1GHz a 10 GHz é ótima para redes sem fio móveis Faixa de 30 MHz a 300 MHz é ótima para redes sem fio fixas

5 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 5 O espectro visível e invisível Comunicações Ópticas - Redes fixas (WAN) - Alto desempenho Uma única fibra óptica tem uma largura de banda 5000 vezes maior que todo o espectro de radiofrequencia

6 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 6 Características de Propagação em Sistemas sem Fio em função da freqüência 1. Quanto maior a frequência, mais se acentuam os fenômenos da reflexão e difração de radiofrequências e mais facilmente o sinal contorna obstáculos. 2.Em altas frequências se acentuam os fenômenos de fading, multipath e doppler, principalmente devido mobilidade. 3. Com o aumento da frequência as exigências de linha de visada (LOS) diminuem e cresce a condição de NLOS. 4.A primeira solução para resolver o problema da escassez de canais é a reutilização espacial de frequência como em redes celulares 5. Redes celulares são Redes sem fio do tipo ponto a multiponto.

7 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 7

8 8

9 9 Reuso de frequências com fator N=7

10 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 10 Definição 2: O que pode ser alocado dinamicamente em sistemas de Radio Cognitivo são: 1.CANAIS de RF (White Space). Ex. Canal de TV de 6 MHz) 2. Canais para FHA (Frequency Hopping Adaptative). Ex. WPAN, Sistemas celulares, WLAN) (Ex. FHSS) 3. Partilhamento de CAPACIDADE ociosa de um canal em sistemas de acesso múltiplo (Ex. OFDMA, CDMA, DSSS) Definição 1: Sistemas sem fio que utilizam Acesso por Alocação Dinâmica de Espectro, DSA (Dynamic Spectrum Access), são definidos como sendo Sistemas de Rádio Cognitivo (SRC), mas não são os únicos. Algumas Definições…

11 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 11

12 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 12 Funções Cognitivas em Sistemas de Rádios Cognitivos - Sensoriamento Espectral (SS), - Cognitive Pilot Channel (CPF) - Salto de Frequências Adaptativo (FHA) em FHSS, - Alocação dinâmica de Espectro (DSA) - Geo-localização - Banco de dados com informação espectral partilhada - etc, etc. Observação Um sistema Rádio-Cognitivo pode utilizar uma ou mais funções cognitivas

13 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 13 Organismos Internacionais e Nacionais envolvidos na Normalização Regulação e Padronização de CRS com DSA 1. ITU através do ITU-R 2. IEEE através do comitê SCC41 e o IEEE ETSI (European Telecom. Standard Institute) através do TC- RRS (Reconfigurable Radio System) 4. ECMA (Eurpean Computer Manufacturers Association) através do TC INMETRO, Através da DITEL Diretoria de telecomunicações 6. ANATEL (Agencia Nacional Telecomunicações)

14 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas International Telecommunication Union - ITU

15 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas IEEE Standards for DSA Networks

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17 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 17

18 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas ETSI: European Telecomm. Standard Institute

19 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas Ecma: European Computer Manufacturers Association

20 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas Normalização de DSA no Brasil

21 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 21 Regulamentação do Espectro de Frequências para canais de TV de 6 MHz Orgãos de Regulamentação e Normatização: ITU-R – International Telecommunication Union Radio Communication Sector ANATEL – Agência Nacional de Telecomunicações Recomendações e Decretos em vigor: LGT – Lei Geral das Telecomunicações (Lei n de 1997) Decreto n (2003) Sistema Brasileiro de TV digital Recomendação ITU-R, BT Canalização VHF e UHF Situação atual dos canais de TV da faixa VHF e UHF - ANATEL Resolução n. 398/ Plano Básico de distribuição de canais para TV digital - ANATEL Resolução n. 407/2005 – Distribuição de canais de TV digital por estados (Brasil total: 1893 canais, Rio G. do Sul: 133 canais) Não há ainda nenhuma resolução da ANATEL em relação a alocação dinâmica de canais de TV para Rádio Cognitivo nas faixas de VHF e UHF

22 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 22 Calendário da TV Digital no Brasil AnoÉpocaEtapas de junhoGoverno decide adotar o padrão japonês para a TV Digital julhoComeça a venda dos primeiros conversores A/D de sinal dezembroComeça a transmissão do sinal digital para a Grande São Paulo 20101º SemestreBelo Horizonte, Brasília e Rio de Janeiro recebem o sinal digital 2º SemestreSalvador e Fortaleza recebem o sinal digital 2011dezembroO sinal digital passa a ser obrigatório em todas as capitais 2013dezembroTransmissoras e retransmissoras de todas as cidades do país são obrigadas a passar o sinal digital 2016dezembroO sinal analógico de televisão sai do ar. Todos devem ter aparelhos de televisão HD ou um conversor para ver em TV normal

23 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 23 Bandas de Freqüência da atual TV Localização no Espectro de Frequências BandaTotal de Canais* Designação dos Canais VHF Very High Frequency 30 a 328 MHz Banda baixa: 54 a 88 MHz 52 a 6 Banda alta 174 a 216 MHz 77 a 13 UHF Ultra High Frequency 328 a 2,9 GHz Banda: 470 a 890 MHz 7014 a 83 Total de Canais82 canais *Considerando a Largura de Banda de um canal de TV analógico: 6 MHz

24 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 24 Canais de TV na faixa de VHF e UHF a serem partilhados com uma rede de rádio cognitivo IEEE

25 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 25 Utilização de um canal de TV de 6 MHz pela TV digital 6 MHz

26 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 26

27 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas 27


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