Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 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

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

Ondas 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 – 3.1.2

Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas 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 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; Incremento de 10 dB = dez vezes a potência Decremento de 10 dB = 1/10 da potência

Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas Referências Decibel Como o dB não tem uma referência particular definida, é adotado para algumas medidas o dBx. 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 1(mW)

Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas 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; 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;

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

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

Ondas Eletromagnéticas EM tem também outras propriedades; Reflexão Refração Difração ou espalhamento sobre obstáculos Polarização Fase # Exibir as três mídias -> Interactive Media Activity – 3.3.1 # Exibir mídia -> Interactive Media Activity – 3.3.2

Técnicas de Modulação 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 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 Exemplo de Modulação. Modulação em amplitude – AM Modulação em freqüência – FM Modulação em fase – PM Deslocamento diferencial de Fase - DPSK # Exibir as mídias 3.4.3 e 3.5.2

FHSS 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. # Exibir a mídia 3.5.3

DSSS 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 Exemplo: canal 1 = 2,401 GHz e 2,423 Ghz que é 2,412 Ghz mais ou menos 11 MHz

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

DSSS FHSS DSSS 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

DSSS 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 CCK – Complementary Code Keying, transmite 5,5 Mbps e 11 Mbps. O 802.11b usa três diferentes tipos de modulação: BPSK – Binary Phase Shift Keying, transmite a 1 Mbps; QPSK - Quadrature Phase Shift Keying , transmite a 2 Mbps; CCK – Complementary Code Keying, transmite 5,5 Mbps e 11 Mbps.

OFDM 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 BSPK / QPSK; QAM - Quadrature Amplitude Modulation ; O IEEE 802.11 a suporta três tipos de modulação: BSPK / QPSK; QAM - Quadrature Amplitude Modulation ;

Acesso Múltiplo - Multiplexação - 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 - 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 - TDM

Acesso Múltiplo - Multiplexação - FDM

Acesso Múltiplo - Multiplexação - CDM

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

Acesso ao Meio A WLAN usa o protocolo CSMA/CA