Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

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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: - PowerPoint PPT Presentation

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Fundamentos de Tecnologias Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2Wireless – Parte 2

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Assunto: Fundamentos de Assunto: Fundamentos de Transmissão Wireless Transmissão Wireless

OndasOndas Matemática para estudo de ondas Matemática para estudo de ondas

eletromagnéticaseletromagnéticas Ondas eletromagnéticasOndas eletromagnéticas Tecnicas de modulaçãoTecnicas de modulação Acesso múltiplo e largura de bandaAcesso múltiplo e largura de banda Propagação de ondas de rádiosPropagação de ondas de rádios

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OndasOndas Pode ser definida como:Pode ser definida como:

- Um distúrbio ou variação que transfere energia Um distúrbio ou variação que transfere energia progressivamente de um ponto a outro em um meio.progressivamente de um ponto a outro em um meio.

- Pode ter várias formas:Pode ter várias formas:- Deformação elástica;Deformação elástica;- Variação de pressão;Variação de pressão;- Intensidade elétrica ou magnéticaIntensidade elétrica ou magnética- Potencial elétrico ou temperatura.Potencial elétrico ou temperatura.

# Interactive Media Activity – 3.1.1# Interactive Media Activity – 3.1.1

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Formas de ondaFormas de onda- Algumas propriedades:Algumas propriedades:

- Amplitude:Amplitude: distância do 0 ao seu valor máximo; distância do 0 ao seu valor máximo;- Período (t):Período (t): é o tempo que leva para o sinal completar é o tempo que leva para o sinal completar

um ciclo;um ciclo;- Comprimento de onda (Comprimento de onda (λλ):): é a distância percorrida é a distância percorrida

pelo sinal de onda durante um período;pelo sinal de onda durante um período;- Freqüência (f):Freqüência (f):é o número de repetições ou ciclos por é o número de repetições ou ciclos por

unidade de tempo, geralmente expressa em ciclos unidade de tempo, geralmente expressa em ciclos por segundo ou Hz.por segundo ou Hz.

# Interactive Media Activity – 3.1.2# Interactive Media Activity – 3.1.2

OndasOndas

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WattsWatts- É a unidade básica de força e força é relacionada a É a unidade básica de força e força é relacionada a

energia, entretanto força é uma taxa e energia é uma energia, entretanto força é uma taxa e energia é uma quantidade.quantidade.- P= ME/MT P= ME/MT , onde , onde MEME é o montante de energia é o montante de energia

transferida e transferida e MTMT é o intervalo de tempo sobre o qual é o intervalo de tempo sobre o qual a energia é transferida.a energia é transferida.

- 1 Watt = 1 Joule / 1 segundo1 Watt = 1 Joule / 1 segundo..

Matemática para Estudo das Matemática para Estudo das Ondas EletromagnéticasOndas Eletromagnéticas

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Decibel (dB)Decibel (dB)- É a unidade de medida da potência elétrica;É a unidade de medida da potência elétrica;- 1 dB = Bell / 10, onde Bell é uma unidade de som 1 dB = Bell / 10, onde Bell é uma unidade de som

nomeado por Alexander Graham Bell;nomeado por Alexander Graham Bell;- O dB é medido na escala logarítma base 10. Esta base O dB é medido na escala logarítma base 10. Esta base

incrementa em 10 vezes cada 10 dB medido.incrementa em 10 vezes cada 10 dB medido.- dB = 10 LOG P (dB = 10 LOG P (inin) / P () / P (outout))- Exemplo: Incremento 3 dB = dobro da potência;Exemplo: Incremento 3 dB = dobro da potência;

Decremento 3 dB = metade da Decremento 3 dB = metade da potência;potência;

Incremento de 10 dB = dez vezes a Incremento de 10 dB = dez vezes a potênciapotência

Decremento de 10 dB = 1/10 da potênciaDecremento de 10 dB = 1/10 da potência

Matemática para Estudo das Matemática para Estudo das Ondas EletromagnéticasOndas Eletromagnéticas

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Referências DecibelReferências Decibel - Como o dB não tem uma referência particular definida, é Como o dB não tem uma referência particular definida, é

adotado para algumas medidas o dBadotado para algumas medidas o dBxx..- dBm (dB milliWatt)dBm (dB milliWatt)

- Expressa a amplificação (ganho ou atenuação) de um Expressa a amplificação (ganho ou atenuação) de um sinal em relação a potência de 1mW. O dBm é um sinal em relação a potência de 1mW. O dBm é um valor absoluto de potênciavalor absoluto de potência- Ampliação = 10 LOG ( Potência (mW) ) / 1(mW)Ampliação = 10 LOG ( Potência (mW) ) / 1(mW)

Exemplo : Transforme 9mW em dBmExemplo : Transforme 9mW em dBm

Potência = 10 LOG Potência = 10 LOG 9(mW) 9(mW) = 9,54 dBm= 9,54 dBm

1(mW)1(mW)

Matemática para Estudo das Matemática para Estudo das Ondas EletromagnéticasOndas Eletromagnéticas

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dBd (dipolo)dBd (dipolo) - Refere-se ao ganho que a antena tem, é comparado ao Refere-se ao ganho que a antena tem, é comparado ao

dipolo de uma antena na mesma freqüência. O dipolo é o dipolo de uma antena na mesma freqüência. O dipolo é o menor ganho que a antena pode ter;menor ganho que a antena pode ter;

Matemática para Estudo das Matemática para Estudo das Ondas EletromagnéticasOndas Eletromagnéticas

dBi (isotrópico)dBi (isotrópico) - Refere-se ao ganho que uma dada antena tem quando Refere-se ao ganho que uma dada antena tem quando

comparada com uma isotrópica (antena “perfeita”);comparada com uma isotrópica (antena “perfeita”); EIRP (Effective Isotropic Radiated Power)EIRP (Effective Isotropic Radiated Power)

- É definido como a força efetiva encontrada no lobo do É definido como a força efetiva encontrada no lobo do transmissor da antena. É igual a soma do ganho da transmissor da antena. É igual a soma do ganho da antena (em dBi), mais o nível de potência (em dBm) para antena (em dBi), mais o nível de potência (em dBm) para a antena;a antena;

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GanhoGanho - Aumento do sinal de RF.Aumento do sinal de RF.

Matemática para Estudo das Matemática para Estudo das Ondas EletromagnéticasOndas Eletromagnéticas

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c = c = λλ x f x f , onde “ , onde “cc” é a velocidade da luz” é a velocidade da luz f f ~ 1 / ~ 1 / λλ

Ondas EletromagnéticasOndas Eletromagnéticas

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Ondas EletromagnéticasOndas Eletromagnéticas EM tem também outras propriedades;EM tem também outras propriedades;

ReflexãoReflexão RefraçãoRefração Difração ou espalhamento sobre obstáculosDifração ou espalhamento sobre obstáculos PolarizaçãoPolarização FaseFase

# Exibir as três mídias -> Interactive Media Activity – 3.3.1# Exibir as três mídias -> Interactive Media Activity – 3.3.1

# Exibir mídia -> Interactive Media Activity – 3.3.2# Exibir mídia -> Interactive Media Activity – 3.3.2

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Modulação.Modulação.- Transmissão em um meio pode ser mudada ou Transmissão em um meio pode ser mudada ou

modulada para imprimir informações sobre ele, assim modulada para imprimir informações sobre ele, assim como a demodulação pode ser usada para recuperar como a demodulação pode ser usada para recuperar informações;informações;

- Modular um sinal significa imprimir as características Modular um sinal significa imprimir as características de uma forma de onda em uma segunda forma de de uma forma de onda em uma segunda forma de onda (portadora), variando a amplitude, freqüência, onda (portadora), variando a amplitude, freqüência, fase, ou outra característica da portadorafase, ou outra característica da portadora

- ““Modular é modificar uma onda portadora conforme o Modular é modificar uma onda portadora conforme o sinal principal a ser transmitido”sinal principal a ser transmitido”

- Série de Forrier -> ondas complexas podem ser Série de Forrier -> ondas complexas podem ser criadas pela soma de ondas simplescriadas pela soma de ondas simples

Técnicas de ModulaçãoTécnicas de Modulação

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Modulação.Modulação.- Portadora é uma onda que combinada com sinal da Portadora é uma onda que combinada com sinal da

informação, carrega o sinal através do canal de informação, carrega o sinal através do canal de comunicação. Então a freqüência portadora é que vai comunicação. Então a freqüência portadora é que vai transmitir o sinal. transmitir o sinal. - Exemplo: WLAN. Na freqüência de 2,4 Ghz é Exemplo: WLAN. Na freqüência de 2,4 Ghz é

adicionada o FHSS(Frequency Hopping) ou o DSSS adicionada o FHSS(Frequency Hopping) ou o DSSS (Direct Sequence) para fazer o sinal mais imune a (Direct Sequence) para fazer o sinal mais imune a interferências ou ruidos.interferências ou ruidos.

- Série de Forrier -> ondas complexas podem ser Série de Forrier -> ondas complexas podem ser criadas pela soma de ondas simplescriadas pela soma de ondas simples

Técnicas de ModulaçãoTécnicas de Modulação

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Exemplo de Modulação.Exemplo de Modulação.- Modulação em amplitude Modulação em amplitude – AM– AM- Modulação em freqüência Modulação em freqüência – FM– FM- Modulação em fase Modulação em fase – PM– PM- Deslocamento diferencial de Fase - DPSKDeslocamento diferencial de Fase - DPSK

Técnicas de ModulaçãoTécnicas de Modulação

# Exibir as mídias 3.4.3 e 3.5.2 # Exibir as mídias 3.4.3 e 3.5.2

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- O FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) é uma O FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) é uma técnica de espalhamento espectral que usa a agilidade técnica de espalhamento espectral que usa a agilidade da freqüência para espalhar os dados sobre 83 MHz de da freqüência para espalhar os dados sobre 83 MHz de espectro.espectro.

- Muda ou salteia a freqüência de transmissão Muda ou salteia a freqüência de transmissão rapidamente em 83 MHz sobre 2,4 GHz;rapidamente em 83 MHz sobre 2,4 GHz;

- Em específicos intervalos de tempo a lista de Em específicos intervalos de tempo a lista de freqüência da portadora muda;freqüência da portadora muda;

- O receptor é sincronizado com a seqüência de saltos O receptor é sincronizado com a seqüência de saltos do transmissor.do transmissor.

FHSS FHSS

# Exibir a mídia 3.5.3 # Exibir a mídia 3.5.3

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- O DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) define um ca- O DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) define um ca- nal como contíguas bandas de freq. de 22 MHz de largura;nal como contíguas bandas de freq. de 22 MHz de largura;

- Cada canal opera de 1 a 11 centros de freqüências Cada canal opera de 1 a 11 centros de freqüências definidas e estende 11 MHz em cada direçãodefinidas e estende 11 MHz em cada direção

DSSS DSSS

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

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

DSSS DSSS

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DSSS DSSS FHSSFHSS DSSSDSSS

Usa cada freqüência durante Usa cada freqüência durante um curto período de tempo um curto período de tempo na repetição de um padrão.na repetição de um padrão.

Usa uma ampla faixa de Usa uma ampla faixa de freqüência de 22 MHz todo o freqüência de 22 MHz todo o tempo. O sinal é espalhado tempo. O sinal é espalhado através de diferentes através de diferentes freqüênciasfreqüências

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- Forma de transmissão:Forma de transmissão:- Cada bit de dados torna-se uma seqüência de fichas Cada bit de dados torna-se uma seqüência de fichas

(chips) que são transmitidas em paralelo. (chips) que são transmitidas em paralelo. - O IEEE define 11 “chips” O IEEE define 11 “chips” - FCC define 10 chips para 1 e 2 Mbps (BPSK/QPSK) e FCC define 10 chips para 1 e 2 Mbps (BPSK/QPSK) e

08 “chips” para 11 Mbps (CCK).08 “chips” para 11 Mbps (CCK).

DSSS DSSS

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- O 802.11b usa três diferentes tipos de modulação:O 802.11b usa três diferentes tipos de modulação:

- BPSK – Binary Phase Shift Keying, transmite a 1 Mbps;BPSK – Binary Phase Shift Keying, transmite a 1 Mbps;- QPSK - QPSK - Quadrature Phase Shift KeyingQuadrature Phase Shift Keying , transmite a , transmite a

2 Mbps;2 Mbps;- CCK – Complementary Code Keying, transmite 5,5 CCK – Complementary Code Keying, transmite 5,5

Mbps e 11 Mbps.Mbps e 11 Mbps.

DSSS DSSS

Page 21: Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

- O Orthogonal Frequency Division Multiplexing quebra uma O Orthogonal Frequency Division Multiplexing quebra uma portadora de alta velocidade em diversas sub-portadoras portadora de alta velocidade em diversas sub-portadoras que são transmitidas em paralelo;que são transmitidas em paralelo;

- Cada canal de alta velocidade tem 20 MHz de largura e é Cada canal de alta velocidade tem 20 MHz de largura e é quebrado em 52 canais de 300 KHz. Destes são 48 para quebrado em 52 canais de 300 KHz. Destes são 48 para dados e 04 para correção de errosdados e 04 para correção de erros

OFDM OFDM

Page 22: Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

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

OFDM OFDM

Page 23: Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

- 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 Acesso Múltiplo - Multiplexação

Page 24: Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

- 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 Acesso Múltiplo - Multiplexação

Page 25: Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

- TDM- TDMAcesso Múltiplo - Multiplexação Acesso Múltiplo - Multiplexação

Page 26: Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

- FDM- FDMAcesso Múltiplo - Multiplexação Acesso Múltiplo - Multiplexação

Page 27: Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

Acesso Múltiplo - Multiplexação Acesso Múltiplo - Multiplexação

- CDM- CDM

Page 28: Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

Acesso Múltiplo - Multiplexação Acesso Múltiplo - Multiplexação OFDMOFDM

-Evolução da FDM-Evolução da FDM -A Técnica consiste na transmissão paralela -A Técnica consiste na transmissão paralela

de dados em diversas subportadoras de dados em diversas subportadoras

Page 29: Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

- A WLAN usa o protocolo CSMA/CAA WLAN usa o protocolo CSMA/CA

Acesso ao Meio Acesso ao Meio

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