ACESSO MÚLTIPLO POR DIVISÃO DE TEMPO - TDMA.

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1 ACESSO MÚLTIPLO POR DIVISÃO DE TEMPO - TDMA

2 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

3 TDMA DE 3 CANAIS EM UM TDMA DE 3 CANAIS, ESSES TRÊS CANAIS OCUPAM A MESMA FAIXA DE FREQUÊMCIAS, MAS EM TEMPOS DIFEREMTES

4 16 2 2 16 16 16 16 16

5 TDMA DE 3 CANAIS PORTANTO, EM UM TDMA DE 3 CANAIS, ESSES TRÊS CANAIS
OCUPAM A MESMA FAIXA DE FREQUÊMCIAS, MAS EM TEMPOS DIFEREMTES

6 CARACTERÍSTICAS DOS PADRÕES AMERICANO E EUROPEU

7 ESPECIFICAÇÕES DO TDMA AMERICANO
D-AMPS 17 3 3 17 17 17 17 17

8 D -AMPS - TRANSMISSÕES FORWARD E REVERSA

9 VANTAGENS DO TDMA D-AMPS
TEM 3 VEZES MAIS CANAIS QUE O AMPS PARA A MESMA FAIXA ESPECTRAL DE OPERAÇÃO. SE FOR ALOCADO OS TRÊS SURTOS PARA UM MESMO USUÁRIO, ESTE PODERÁ TRANSMITIR DADOS ATÉ UMA TAXA CONTÍNUA MÁXIMA R = 48,6 kbit/s 4 4 4 18 18 18 18 18 18

10 DESVANTAGENS DO TDMA D-AMPS
COMO O SURTO DURA UM TERÇO DO PERÍODO DE TRANSMISSÃO SUA TAXA DIGITAL FICA 3 VEZES MAIOR DO QUE TERIA NO ACESSO FDMA. COM ISTO, A LARGURA DE FAIXA OCUPADA PELO SURTO FICA, TAMBÉM, 3 VEZES MAIOR. CONSEQÜENTEMENTE, A POTÊNCIA DE RUIDO RECEBIDA, NA RECEPÇÃO, AUMENTA 3 VEZES. ESTE AUMENTO DE RUÍDO OBRIGA À TRANSMISSÃO DO SURTO DE SINAL COM UMA POTÊNCIA DE SURTO 3 VEZES MAIOR.

11 DESVANTAGENS DO TDMA D-AMPS
O EFEITO MULTIPERCURSO PROVOCA INTERFERÊNCIAS ENTRE SÍMBOLOS COM MAIS FACILIDADE QUANDO A TAXA É ALTA, POIS O INTERVALO ENTRE OS BITS FICA MENOR.

12 6 6 6 20 20 20 20 20 20

13 DESVANTAGENS DO GSM COMO O SURTO DURA UM OITAVO DO PERÍODO DE TRANSMISSÃO SUA TAXA DIGITAL FICA 8 VEZES MAIOR DO QUE TERIA NO ACESSO FDMA. COM ISTO, A LARGURA DE FAIXA OCUPADA PELO SURTO FICA, TAMBÉM, 8 VEZES MAIOR. CONSEQÜENTEMENTE, A POTÊNCIA DE RUIDO RECEBIDA, NA RECEPÇÃO, AUMENTA 8 VEZES. ESTE AUMENTO DE RUÍDO OBRIGA À TRANSMISSÃO DO SURTO DE SINAL COM UMA POTÊNCIA 8 VEZES MAIOR. O EFEITO BIOLÓGICO DESTA ENERGIA, PRÓXIMA À CABEÇA DO USUÁRIO, AINDA É ALVO DE POLÊMICAS. A ALTA TAXA DE TRANSMISSÃO DO SURTO TORNA MUITO CRÍTICO O EFEITO MULTIPERCURSO. ESTE EFEITO É CONTROLADO A CUSTA DE UM EQUALIZADOR QUE UTILIZA MUITOS BITS ADICIONAIS AOS DE INFORMAÇÃO. ISTO FAZ AUMENTAR O OVERHEAD DA TRANSMISSÃO. A PALAVRA DE TREINAMENTO POSSUI BITS. 8 10 7 6 5 10 10 10 10 10 10 10 10 4 4 23 23 23 23 23 23 9 4 4 7 9 9 4

14 VANTAGENS DO GSM SE FOREM ALOCADOS TODOS OS “TIME SLOTS” PARA UM MESMO
USUÁRIO ELE TERÁ, À SUA DISPOSIÇÃO, A TAXA DE kbit/s PARA DADOS. SUAS INTERFACES SÃO ABERTAS. EXISTE COMPATIBILIDADE TOTAL ENTRE EQUIPAMENTOS E SOFTWARES PROVENIENTES DE DIFERENTES FORNECEDORES. 7 9 6 5 4 9 9 9 9 9 9 9 9 3 3 22 22 22 22 22 22 8 3 3 6 8 8 3

15 DESCRIÇÃO FUNCIONAL DO TDMA D-AMPS

16 TIPOS DE CANAIS DE INFORMAÇÕES

17 DA MESMA FORMA QUE O AMPS,
O TDMA D-AMPS POSSUI DOIS TIPOS DE CANAIS DE INFORMAÇÃO: - CANAL DE CONTROLE: “DIGITAL CONTROL CHANNEL - DCCH” - CANAL DE TRÁFEGO: “DIGITAL TRAFIC CHANNEL - DTCH” ELES TÊM A MESMA FUNÇÃO DOS CANAIS DE CONTROLE E DE TRÁFEGO DO SISTEMA ANALÓGICO AMPS.

18 Exemplo de alocação de canais em um setor

19 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DO ACESSO CDMA

20 O CODED DIVISION MULTIPLE
ACCESS - CDMA, É UM PROCESSO DE COMUNICAÇÃO EM QUE TODOS OS CANAIS SÃO TRANSMITIDOS SOBREPOSTOS NA MESMA FAIXA DE FREQUÊNCUAS E AO MESMO TEMPO.

21 TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO CDMA POR SEQÜÊNCIA DIRETA
DIAGRAMAS BÁSICOS DA TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO CDMA POR SEQÜÊNCIA DIRETA

22 NO CDMA, TODOS OS ESPECTROS DE FREQUÊNCIAS DOS SINAIS DIGITAIS
TRANSMITIDOS SE SOBREPÕEM OCUPANDO A MESMA FAIXA ESPECTRAL 12 2 6 12 6 12 12 12 12 12 6 6 25 25 25 25 25 25 11 11 11 9

23 13 3 7 7 13 13 13 13 13 7 7 26 26 26 26 26 12 10 12 12 26

24 SEQUÊNCIA PSEUDO ALEATÓRIA
É UMA SEQUÊNCIA DIGITAL GERADA POR UM DISPOSITIVO LÓGICO SEQUENCIAL. SEUS BITS SE SUCEDEM COMO SE FOSSE DE UMA MANEIRA ALEATÓRIA, SEMELHANTEMENTE A UM JOGO DE CARA E COROA. A TAXA DIGITAL DESSA SEQUÊNCIA É MUITO MAIS ALTA DO QUE A TAXA DE DADOS, E SUAS AMPLITUDES TÊM OS VALORES e – 1. ESSA SEQUÊNCIA É, TAMBÉM, CHAMADA DE SEQUÊNCIA ESPALHADORA. 8 8 11 8 4 8 13 13 27 27 27 27 27 27 13

25 PRODUTO BIT A BIT DE UMA SEQUÊNCIA ESPALHADORA POR ELA MESMA
O PRODUTO BIT A BIT DE UMA SEQUÊNCIA ESPALHADORA POR ELA MESMA RESULTA O VALOR CONSTANTE + 1. ISTO ACONTECE PORQUE:

26 SEQUÊNCIAS ESPALHADORAS ORTOGONAIS
DUAS SEQUÊNCIAS PSEUDO ALEATÓRIAS SÃO ORTOGONAIS, QUANDO SEU PRODUTO BIT A BIT RESULTAR UMA TERCEIRA SEQUÊNCIA PSEUDO ALEATÓRIA TODAS AS SEQUÊNCIAS PSEUDO ALEATÓRIAS, USADAS NO CDMA, SÃO ORTOGONAIS ENTRE SI.

27 PRODUTO DE UMA SEQUÊNCIA PSEUDO ALEATÓRIA
DE TAXA DIGITAL ALTA POR UMA SEQUÊNCIA DE BITS DE DADOS DE BAIXA TAXA DIGITAL RESULTA, NA SAÍDA, UMA SEQUÊNCIA DE TAXA DIGITAL IGUAL À DA SEQUÊNCIA PSEUDO ALEATÓRIA DE ENTRADA. A AMPLITUDE, DESSA SEQUÊNCIA DE SAÍDA, É IGUAL À AMPLITUDE DO SINAL DIGITAL DO DADO DE ENTRADA.

28 ESPALHAMENTO ESPECTRAL

29 EFEITO DA TAXA DIGITAL NA CONFIGURAÇÃO DO ESPECTRO DE FREQUÊNCIAS

30 TRANSMISSOR CDMA DE m CANAIS DE DADOS

31 SINAIS ESPALHADOS TRANSMITIDOS

32

33 DESESPALHAMENTO SELETIVO

34 3 3 3 3 5 7 5 2 6 30 30 30 30 3 30 30

35 RECEPÇÃO MAIS DETALHADA DO CDMA

36 QUANTIDADE DE CANAIS PARA UMA DETERMINADA
TAXA DIGITAL DA FREQUENCIA ESPALHADORA

37 QUANTIDADE DE CANAIS PARA UMA DETERMINADA
TAXA DIGITAL DA FREQUENCIA ESPALHADORA

38 INFLUÊNCIA DA TAXA DIGITAL, DA SEQUÊMCIA
ESPALHADORA, NA QUANTIDADE DE CANAIS NOTE-SE QUE QUANTO MAIOR FOR A RELAÇÃO MAIOR SERÁ A QUANTIDADE DE USUÁRIOS SOBREPOSTOS NA MESMA FAIXA ESPECTRAL.

39 QUANTIDADE DE CANAIS PARA UMA DETERMINADA
TAXA DIGITAL DA FREQUENCIA ESPALHADORA NOTE-SE QUE QUANTO MENOR FOR A RELAÇÃO MAIOR SERÁ A QUANTIDADE DE USUÁRIOS SOBREPOSTOS NA MESMA FAIXA ESPECTRAL 4 4 4 6 6 3 4 31 31 31 31 31 4 31 7

40

41 QUANTIDADE DE CANAIS PARA UMA DETERMINADA
TAXA DIGITAL DA FREQUENCIA ESPALHADORA ENTRETANTO, QUANTO MENOR FOR A RELAÇÃO MAIOR SERÁ A TAXA DE ERROS DO DADO REGENERADO NO RECEPTOR. PORTANTO PARA SE TER QUALIDADE ACEITÁVEL É NECESSÁRIO ESTABELECER UM VALOR MÍNIMO PARA ESSA RELAÇÃO. NESTE CASO:

42 DE CANAIS DE INFORMAÇÃO
DETERMINAÇÃO DA QUANTIDADE MÁXIMA DE CANAIS DE INFORMAÇÃO NO CDMA ONE

43 QUANTIDADE MÁXIMA DE CANAIS PARA O CDMA ONE
NO CDMA ONE O SINAL DE VOZ É CODIFICADO NA TAXA 9,6 kbit/s A TAXA DA SEQUÊNCIA ESPALHADORA É 1,23 Mbit/s. ALÉM DISSO TEM-SE: OU RESULTA

44 CONFIGURAÇÃO NA TELEFONIA CELULAR
A TRANSMISSÃO CDMA-ONE É REPETIDA EM TODOS OS 21 SETORES DO SISTEMA CELULAR. APENAS AS SEQUÊNCIAS ESPALHADORAS SÃO DIFERENTES PARA CADA SETOR. ENTRETANTO, MESMO COM A DIRETIVIDADE DAS ANTENAS, SEMPRE VAZA SINAL ESPALHADO DE UM SETOR PARA OUTRO. ALÉM DISSO, O RUÍDO TÉRMICO GERADO NO RECEPTOR, TAMBÉM CONTRIBUI COMO UMA INTERFERÊNCIA ADICIONAL ESPALHADA. ESSAS INTERFERÊNCIAS , ADICIONAIS ESPALHADAS, FAZEM DIMINUIR A QUANTIDADE DE CANAIS NO SETOR. NA PRÁTICA, EM VEZ DE 25, A QUANTIDADE MÁXIMA DE CANAIS, COM QUALIDADE ACEITÁVEL , FICA DA ORDEM DE 19 CANAIS.

45 MODULAÇÃO PARA QUE O SINAL CDMA SEJA TRANSMITIDO VIA RÁDIO É
NECESSÁRIO MODULAR UMA FREQUÊNCIA PORTADORA DE RÁDIO. A MODULAÇÃO ADOTADA PELO CDMA ONE É O BPSK (BINARY PHASE SHIFT KEYING) A LARGURA DE FAIXA, DO ESPECTRO DE FREQUÊNCIAS OCUPADO PELA MODULAÇÃO BPSK, É IGUAL NUMERICAMENTE À TAXA DO SINAL DIGITAL MODULANTE. PORTANTO, NO CASO DO CDMA ONE, A PORTADORA MODULADA OCUPA UMA FAIXA DE 1,23 MHz. NA FAIXA DE OPERAÇÃO DE 12,5 MHZ CABEM 8 PORTADORAS. PORTANTO, UTILIZANDO TODAS AS PORTADORAS EM TODOS OS SETORES, TEREMOS 8 X 19 = 152 CANAIS DE DADOS POR SETOR

46 COMPARAÇÃO DO CDMA ONE COM
O SISTEMA AMPS VIMOS QUE O AMPS PROPORCIONAVA ATÉ 19 CANAIS DE TRÁFEGO POR SETOR. PORTANTO, O CDMA PROPORCIONA, PELO MENOS, 8 VEZES MAIS ESSA QUANTIDADE DE CANAIS POR SETOR. ISTO FAZ DIMINUIR, APROXIMADAMENTE, DE 10 VEZES A QUANTIDADE DE ERB PARA FORNECER TELEFONIA CELULAR PARA UMA DETERMINADA QUANTIDADE DE ASSINANTES.

47 Sistemas celulares de CDMA de terceira geração
fixo satélite rural outdoor indoor veicular

48 SISTEMAS CELULARES DE 3a. GERAÇÃO
TODAS OS SISTEMAS CELULARES,DE TERCEIRA GERAÇÃO SÃO DO TIPO CDMA DE FAIXA LARGA (WIDE BAND CDMA) ISTO SIGNIFICA QUE A TAXA DA SEQUÊNCIA ESPALHADORA É BEM MAIOR DO QUE A DO CDMA ONE. A PRINCIPAL RAZÃO PARA ISTO É A NECESSIDADE MODERNA DE TRANSMITIR DADOS COM TAXAS BEM MAIORES DO QUE OS 9,6 KBIT/S DO CDMA ONE. ESSA NECESSIDADE SE RELACIONA, PRINCIPALMENTE, COM A CRESCENTE POPULARIZAÇÃO DA COMUNICAÇÃO PELA INTERNET VIA SISTEMA CELULAR.

49 f f CDMA DE BANDA LARGA b 1 b 2 VIMOS QUE, DADA UMA TAXA DE DADOS
E UMA TAXA DA SEQUÊNCIA ESPALHADORA b 2 A QUANTIDADE MÁXIMA DE CANAIS CDMA OBEDECE A FÓRMULA

50 CDMA DE BANDA LARGA DESTA MESMA FÓRMULA PODEMOS EXTRAIR O VALOR DA TAXA DIGITAL DE DADOS f m SE QUIZERMOS AMENTAR A TAXA MANTENDO O MESMO E A MESMA QUALIDADE, DEVEREMOS AUMENTAR NA MESMA PROPORÇÃO b 1 MAX f b 2

51 m CDMA DE BANDA LARGA MAX
TAMBÉM SE PODE TER UM AUMENTO SIGNIFICATIVO ADICIONAL, DA TAXA DE DADOS, QUANDO A QUANTIDADE m DE USUÁRIOS SIMULTÂNEOS FOR BEM MENOR DO QUE MAX m DURANTE A NOITE, POR EXEMPLO, O TRÁFICO DE VOZ PELO CELULAR FICA MUITO MENOR DO QUE EM HORAS COMERCIAIS. NESTE CASO, O SISTEMA AUMENTA AUTOMATICAMENTE A TAXA DE DADOS, ENVIADA PELA INTERNET, MONITORANDO A QUALIDADE DA COMUNICAÇÃO POR MEIO DE MEDIDAS DA TAXA DE ERROS.

52 PRINCIPAIS SISTEMAS DE
TERCEIRA GERAÇÃO

53 USA USA TIA - TELECOM. INDUSTRIES ASSOCIATION CDMA 2000
ACESSO CDMA DE FAIXA LARGA LARGURAS DE FAIXA: 1,25 / 5 / 10 / 15 / 20 MHz DADOS ATÉ 2 MBIT/S DESENVOLVIDO PARA SUCEDER O CDMA ONE

54 EUROPA ETSI - EUROPEAN TELECOMMUNICATION STANDARD INSTITUTE
UTRA - UMTS TERRESTRIAL RADIO ACCESS ( UMTS - UNIVERSAL MOBILE TELEPHONE SERVICE ) ACESSO CDMA DE FAIXA LARGA LARGURAS DE FAIXA: 1,25 / 5 / 10 / 20 MHz DADOS ATÉ 2 MBIT/S DESENVOLVIDO PARA SUCEDER O GSM É CHAMADO, POPULARMENTE, DE W-CDMA (WIDEBAND CDMA )

55 JAPÃO ARIB - ASSOCIATION OF RADIO INDUSTRIES AND BUSINESS
ARIB WB-CDMA ( WIDEBAND CDMA ) ACESSO CDMA DE FAIXA LARGA CONCEPÇÃO E CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS PRATICAMENTE IGUAIS ÀS DO UTRA EUROPEU.