Introdução à Telefonia Celular: Conceito de Células e Sistemas Full-Duplex, Manuais, Projetos, Pesquisas de Engenharia de Telecomunicações

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Rede GSM

Rede GSM

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO METROPOLITANO

DE ANGOLA

Garcia Sebastiao Moises nº

Garcia Sebastiao Moises nº

Cristiano Domingos Chiquembo nº Cristiano Domingos Chiquembo nº

Sistema Global para Comunicações Móveis

Global System for Mobile Communications

ENGEHARIA ELECTRÓNICA E TELECOMUNICAÇÕES

SALA 414 / TURNO: Manhã / 3º ANO / TURMA: LEE 3M

Docente

____________________________

Ernesto Paciência Gonguela

Os primeiros sistemas móveis terrestres surgiram da necessidade

de comunicação de órgãos públicos norte-americanos sendo

seguidos de sistemas comerciais. Eram

compostos, basicamente, de transmissores com alta potência

situados em locais altos para garantir uma área de cobertura

apropriada (quanto mais alto o transmissor, maior a área de

cobertura), como ilustrado na figura

O grande problema destes primeiros sistemas (conhecidos

hoje como sistemas convencionais) era tentar cobrir com um

só transmissor uma grande região (uma cidade inteira por

exemplo) com um número limitado de canais (devido a

restrição regulamentar de uso de espectro de frequências).

Desta forma eles operavam com elevados graus de bloqueio,

e a lista de candidatos pleiteando um terminal era maior do

que a de usuários habilitados ao sistema. Esta situação só

pode ser resolvida mais tarde com a introdução do conceito

de células, que deram o nome à telefonia celular.

No sistema celular esta grande região passa a ser dividida

em áreas menores, chamadas clusters , que são por sua vez

subdivididas em unidades menores ainda, as células.

Através da configuração celular o número limitado de canais

de RF disponíveis pode ser utilizado em grupos diferentes de

células (clusters), aumentando consideravelmente a

capacidade de tráfego do sistema.

Os canais são divididos entre as células de tal maneira que

um determinado canal só estará presente em uma única

célula do cluster,ou grupo.

O tamanho do grupo pode ser dimensionado para que o

número de canais disponíveis seja suficiente ao atendimento

aos usuários locais com o grau de serviço desejado. Como

um só grupo não cobre toda a cidade sem recair no

problema original, é necessário atentar para um novo fator, a

distância de reuso.

A configuração celular final deve atender basicamente a dois

objetivos:

cobertura radioelétrica.

vazão de tráfego (tráfego atendido).

A cobertura radioelétrica corresponde à fração da área de

serviço em que o sinal tem qualidade acima da mínima

especificada ou tolerável. Além das características sistêmicas

e de equipamentos, a cobertura radioelétrica depende

principalmente das condições de propagação do sinal e das

interferências nos diversos ambientes celulares.

A vazão de tráfego é a função da quantidade de canais

disponíveis nas células, da taxa média de chamadas, da

ocupação média de canais, das probabilidades de

congestionamento (bloqueio) e de perda de conexão (ligação)

durante deslocamentos intercelulares.

Os terminais de mão tiveram o maior êxito pelo seu peso

e volume, que continuam a diminuir. Estes terminais

podem emitir até 2 W de potência. A evolução das

tecnologias permite diminuir o máximo potência permitido

para 0,8 W.

O SIM

O SIM é um cartão inteligente que identifica o terminal. Ao

inserir o cartão de SIM no terminal, o utilizador pode ter acesso

a todos os serviços subscritos. Sem o cartão SIM, o terminal

não é operacional.

O cartão de SIM é protegido por um Número de identificação

pessoal de quatro algarismos Personal Identification Number

(PIN). Para identificar o assinante ao sistema, o cartão de SIM

contem alguns parâmetros do operador tal como a International

Mobile Subscriber Identity (IMSI).

Outra vantagem do cartão de SIM é a mobilidade dos

utilizadores. Aliás, o único elemento que personaliza um

terminal é o cartão de SIM. Portanto, o utilizador pode

ter acesso a seus serviços subscritos em qualquer

terminal usando seu cartão de SIM.

Como funciona a rede GSM?

O sistema GSM 900 utiliza dois conjuntos de frequências

na banda dos 900 MHz, o primeiro nos 890-915MHz,

utilizado para as transmissões do terminal e o segundo nos

935-960MHZ, para as transmissões da rede.

O método utilizado pelo GSM para gerir as frequências é

uma combinação de duas tecnologias: o TDMA (Time

Division Multiple Access) e o FDMA (Frequency Division

Multiple Access).

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A voz é codificada de uma forma complexa, de forma a que

erros na transmissão possam ser detectados e corrigidos.

De seguida é enviada nos timeslots, cada um com uma

duração de 577 milisegundos e uma capacidade de 116 bits

codificados.

Cada terminal tem possuir uma agilidade de frequência,

podendo deslocar-se entre os timeslots utilizados para

envio, recepção e controlo dentro de um frame completo. Ao

mesmo tempo, um telemóvel verifica outros canais para

determinar se o sinal é mais forte e mudar a transmissão

para os mesmos, caso a resposta seja afirmativa.