Redes Celulares

Trabalho realizado por :Nuno Martins nº12207

Marta Tomé nº17503

Objectivos

Noção de Rede Celular

Cobertura

Handover

Arquitectura

Técnicas de Modulação

Gerações dos Sistemas Celulares

Noções de Rede Celular (I) Célula

A unidade básica geográfica do sistema de comunicação celular.

A cobertura de uma determinada área é baseada na interligação das células.

O tamanho de cada célula é determinado pelo terreno e pelo número de utilizadores (300 m a 35 Km)

Noções de Rede Celular (II) Cobertura (I)

Dependente da potência de transmissão do equipamento

Potência de transmissão diminui de forma proporcional á distancia da estação receptora

A performance dos serviços depende da potência radiada

Noções de Redes Celulares (III) Cobertura (II)

Antenas omnidireccionais Permitem uma

ampla cobertura geográfica

Reutilização das frequências A mesma frequência

pode ser utilizada em varias células, desde que se mantenham distantes de modo a não causar interferência nos canais

Noções de Redes Celulares (IV) Vantagens

Redução de Potencia Aumento da capacidade de rede

Desvantagens Mais custos de infra-estrutura Interferência co-canal Necessidade de transferência entre

canais radio a frequências de células diferentes

Noções de Redes Celulares (V) Handover

Passagem para outra célula sem que exista corte de comunicação

Tipos de Handover Hard Handover

é o handoff em que a estação móvel é desconectada temporariamente para a troca de canal. .

Soft Handover procedimento no qual duas BS mantêm a

chamada até o handoff ser completado. A primeira estação BS não liberta a chamada até receber a informação da segunda estação BS, de que a chamada está sob controle. Este tipo de handoff, até a presente data, só é possível com a interface aérea para CDMA.

Noções de Redes Celulares (III) Arquitectura

Noções de Redes Celulares (IV)MS (Mobile station)

É compreendida pelo equipamento móvel e o cartão SIM (Subscriver Identity Module)

SIM é o cartão que armazena todas as informações relacionadas com o utilizador

O MS pode ser qualquer dispositivo que utilize a rede GSM

Opera em full duplex

Noções de Redes Celulares (V) BSS (Base Station Subsystem )

Responsável pelo gerenciamento de handover

Sua função é fazer a ligação entre MS e o NSS

BSS

BTS BSCTransmissor radio de baixa potencia que liga o MS ao BSC e posteriormente ao restante sistema

Controla dezenas ou centenas de BTSFaz a alocação dos canais radioControla handovers entre BTS

(Base Transceiver Station)(Base Station Controller)

Noções de Redes Celulares (VI) NSS (Network and Switching

SubSystem)

MSC (Mobile Switching Center )- Faz a comutação de chamadas entre

estações  móveis ou  entre uma estação móvel e um terminal fixo

Fornece toda a funcionalidade necessária para o tratamento de um assinante móvel : Registro Autenticação Actualização da localização Handover Roaming

Noções de Redes Celulares (VII) VLR (Visitor Location Register)

Controla a chamada e providencia os serviços de cada assinante, situada dentro de uma determinada área de controle através de uma base de dados

HLR (Home Location Register) Base de dados que armazena

todas as informações do assinante Contém informação administrativa

de todo o assinante registado na correspondente rede

Contém localização da estação móvel

Noções de Redes Celulares (VIII) AuC (Authentication Center)

Elemento que gera os parâmetros necessários para a autenticação dos assinantes

Armazena chaves e algoritmos Usado para encriptar através do

canal rádio Guarda uma cópia de cada SIM

EIR (Equipment Identity Register) Base de Dados que armazena lista

dos equipamentos Estações móveis identificadas pelo

IMEI

Técnicas de acesso ao meio (I) Permite o compartilhamento de uma

determinada faixa de RF entre vários terminais móveis

Maximiza o numero de utilizadores em simultâneo na mesma faixa de frequência

Tipos de acesso

Frequency Division Multiple Access(FDMA)

Time Division Multiple Access(TDMA)

Code Division Multiple Access(CDMA)

Técnicas de acesso ao meio (II) FDMA

A largura da faixa é subdividida e a cada um dos utilizadores é alocada uma sub-faixa

Características Desperdício de recurso

quando o canal não está a ser utilizado

Podem transmitir sinais analógicos ou digitais

Opera em modo full duplex Elevado custo do

sistema Comunicação continua

no tempo

Técnicas de acesso ao meio (III) TDMA

O espectro é dividido em slots de tempo

Cada utilizador pode enviar ou receber dados durante o intervalo de tempo a ele reservado

Podem transmitir apenas sinais digitais

Características Handover mais simples

Utiliza os intervalos de tempo sem transmissão para "ouvir" outros transmissores

Slots de tempo podem ser alocados para vários utilizadores

Partilha de espectro e aumento da capacidade do sistema

Técnicas de acesso ao meio (IV) CDMA

Transforma voz ou dados transmitidos pelo utilizador num sinal da rádio codificado, que é recebido pelas antenas e transformado novamente para o receptor

Todos os usuários transmitem ao mesmo tempo e utilizam a mesma faixa de frequência

Maior velocidade em transmissão de dados (p.e. Serviços WAP, video on demand...)

Sistemas Celulares 1G Características

Sistemas analógicos como o AMPS (Advanced Mobile Phone Service)

Terminais pesados Baixa Capacidade Transmissão de Voz

Resultados

Incapacidade de assegurar serviços de roamming devido a incompatibilidades

Tamanho dos terminais moveis foi “reduzindo” no fim da década de 80

Procura maior do que o previsto

Sistemas Celulares 2 G Objectivo

Definir um sistema único para comunicações moveis na Europa

Características Sistemas Digitais (GSM, TDMA ou

CDMA) Terminais mais leves Maior Capacidade Possibilidade de transmissão de

dados Opera na Banda dos 900, 1800 e

1900 MHz

Sistemas Celulares 2 G Resultados

Elevada aderência aos serviços da tecnologia 2 G

Baixa de preços nos produtos

Equipamentos com dimensão reduzida

Baseada no serviço de voz

Baixa transmissão de dados

Sistemas Celulares 2.5 G

Tecnologia intermediária entre a segunda e terceira geração.

Objectivos

Permitir que as estações móveis estejam a usufruir de Internet com uma largura de banda superior

Acesso rápido à internet móvel e conexão permanente Transmissão por pacotes Taxa cobrada pelos dados transmitidos Maior velocidade Novos esquemas de codificação do canal Introdução de varias tecnologias

High Speed Circuit Switched Data

Packet-mode Personal Digital Cellular

General Packet Radio Service

Enhanced Data Rates for Global Evolution

Sistemas Celulares 2.5 G HSCSD

Atribui um canal físico permanente à ligação durante toda a duração da chamada

Velocidade máxima de transmissão de dados de 57,6 Kbps correspondente a quatro slots de 14,4 Kbps.

Taxado em função do tempo de uso Mais antigo e a sua implementação

menos dispendiosa Modulação 8PSK (Phase Shift

Modulation )

Sistemas Celulares 2.5 G GPRS

O canal só é alocado quando é necessário transferir informação seja para receber ou enviar

Proporciona velocidades máximas na casa dos 171,2 kbps, correspondentes a 8 timeslots à velocidade de 21,4 Kbps.

Taxado em função do volume de dados

Slots podem ser partilhadas

Modulação GMSK (Gaussian Minimun Shift Keying)

Sistemas Celulares 2.5 G EDGE

Permite ligações de dados três vezes mais rápidas que o GPRS dentro da mesma classe de multislot.

Taxado em função do volume de dados

Possibilidade de fazer streaming de vídeo e o download de ficheiros grandes

Modulação 8PSK

Sistemas Celulares 3 G Objectivos

Elevadas taxas de transmissão (144 kps até 2 Mbps).

Transmissão simétrica e assimétrica. Transmissão em modo pacote e

modo circuito. Boa qualidade de voz. Maior capacidade e eficiência

espectral. Possibilitar o uso de vários serviços

em simultâneo. Coexistirem com as redes 2G. Permitirem o roaming entre as várias

Sistemas Celulares 3 G Velocidades mais elevadas de

transmissão de dados Disponibilização de conteúdos

multimédia de qualidade Aumento da capacidade da rede,

que permite aos operadores ultrapassar eventuais problemas de saturação.

Redes Celulares

FIM

Obrigada pela atenção!