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Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas

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Apresentação em tema: "Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas"— Transcrição da apresentação:

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

2 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas
Realidade sobre o boom de Sistemas sem fio 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 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 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas

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

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

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

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Reuso de frequências com fator N=7 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas

10 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas
Algumas Definições… 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. Definição 2: O que pode ser alocado dinamicamente em sistemas de Radio Cognitivo são: CANAIS de RF (White Space). Ex. Canal de TV de 6 MHz) Canais para FHA (Frequency Hopping Adaptative). Ex. WPAN, Sistemas celulares, WLAN) (Ex. FHSS) Partilhamento de CAPACIDADE ociosa de um canal em sistemas de acesso múltiplo (Ex. OFDMA, CDMA, DSSS) Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas

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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 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas

13 Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas
Organismos Internacionais e Nacionais envolvidos na Normalização Regulação e Padronização de CRS com DSA ITU através do ITU-R IEEE através do comitê SCC41 e o IEEE 802 ETSI (European Telecom. Standard Institute) através do TC-RRS (Reconfigurable Radio System) ECMA (Eurpean Computer Manufacturers Association) através do TC 48 INMETRO, Através da DITEL Diretoria de telecomunicações ANATEL (Agencia Nacional Telecomunicações) Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas

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

15 2. IEEE Standards for DSA Networks
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3. ETSI: European Telecomm. Standard Institute Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas

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

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

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

22 Calendário da TV Digital no Brasil
Ano Época Etapas 2006 29 de junho Governo decide adotar o padrão japonês para a TV Digital julho Começa a venda dos primeiros conversores A/D de sinal 2007 2 dezembro Começa a transmissão do sinal digital para a Grande São Paulo 2010 1º Semestre Belo Horizonte, Brasília e Rio de Janeiro recebem o sinal digital 2º Semestre Salvador e Fortaleza recebem o sinal digital 2011 dezembro O sinal digital passa a ser obrigatório em todas as capitais 2013 Transmissoras e retransmissoras de todas as cidades do país são obrigadas a passar o sinal digital 2016 O sinal analógico de televisão sai do ar. Todos devem ter aparelhos de televisão HD ou um conversor para ver em TV normal Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas

23 Bandas de Freqüência da atual TV
Localização no Espectro de Frequências Banda Total de Canais* Designação dos Canais VHF Very High Frequency 30 a 328 MHz Banda baixa: 54 a 88 MHz 5 2 a 6 Banda alta 174 a 216 MHz 7 7 a 13 UHF Ultra High Frequency 328 a 2,9 GHz Banda: 470 a 890 MHz 70 14 a 83 Total de Canais 82 canais *Considerando a Largura de Banda de um canal de TV analógico: 6 MHz Alocação Dinâmica de Espectro (DSA): Padrões e Normas

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

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

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