Direitos Reservados ao CPqD - 1999
ACESSO MÚLTIPLO
POR DIVISÃO DE
TEMPO - TDMA
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PRINCÍPIO DE
FUNCIONAMENTO
TDMA DE 3 CANAIS
EM UM TDMA DE 3 CANAIS, ESSES TRÊS CANAIS OCUPAM A MESMA
FAIXA DE FREQUÊMCIAS, MAS EM TEMPOS DIFEREMTES
FREQÜÊNCI A
2 3 1
2 3 1
2 3 1
2 3 1
2 3 1
2 3 1
2
TEMPO
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1
TDMA
ACESSO MÚLTIPLO POR DIVISÃO DE TEMPO
EXEMPLO: TDMA DE 3 CANAIS TEMPORAIS
CANAL- 1
1
0
0
1
1
0
0
0
0
CANAL- 2
1
1
1
0
0
1
0
1
0
CANAL- 3
0
1
1
0
1
0
1
0
1
TRANSM IS.
1 0
CANAL- 1
0 1 1
1 0 1
CANAL- 2
1 1 1
0 0 0
1 0 1
0
CANAL- 3
- CADA CANAL TRANSMITE SEUS BITS EM SURTOS QUE DURAM UM TERÇO
DO TEMPO DE GERAÇÃO. PORTANTO O SURTO TEM TAXA 3R bit/s.
-DESTA MANEIRA TEM-SE UMA ÚNICA SEQUÊNCIA DIGITAL QUE TRANSMITE OS
BITS DOS TRÊS CANAIS ESCALONADOS NO TEMPO.
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-OS BITS SÃO GERADOS CONTINUAMENTE, EM CADA CANAL, COM UMA TAXA R bit/s
TDMA DE 3 CANAIS
PORTANTO, EM UM TDMA DE 3 CANAIS, ESSES TRÊS CANAIS
OCUPAM A MESMA FAIXA DE FREQUÊMCIAS, MAS EM TEMPOS
DIFEREMTES
FREQÜÊNCI A
2 3 1
2 3 1
2 3 1
2 3 1
2 3 1
2 3 1
2
TEMPO
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1
CARACTERÍSTICAS
DOS PADRÕES
EUROPEU
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AMERICANO E
ESPECIFICAÇÕES DO TDMA AMERICANO
D-AMPS
- TRÊS CANAIS TEMPORAIS POR PORTADORA
- TAXA DIGITAL DE VOZ: D=8 kbp/S
- TAXA BRUTA DE CANAL: B = D + bits de
redund. e controle = 16,2 kbit/s
- LARG. DE FAIXA DO SINAL MODULADO - Bw = 30 kHz
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- TAXA DE SURTO: R= 3 x B = 48,6 kbit/s
D -AMPS - TRANSMISSÕES FORWARD E REVERSA
FREQÜÊNCIA
ERB
30 kHz 1
2 3 1
2 3 1
EM
2 3 1
2 3 1
2 3 1
2 3 1
2
TEMPO
30 kHz
1
EM
1
1
ERB
1
1
1
TEMPO
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FREQÜÊNCIA
VANTAGENS DO TDMA D-AMPS
• TEM 3 VEZES MAIS CANAIS QUE O AMPS PARA A
MESMA FAIXA ESPECTRAL DE OPERAÇÃO.
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• SE FOR ALOCADO OS TRÊS SURTOS PARA UM MESMO
USUÁRIO, ESTE PODERÁ TRANSMITIR DADOS ATÉ UMA
TAXA CONTÍNUA MÁXIMA R = 48,6 kbit/s
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.
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ESTE AUMENTO DE RUÍDO OBRIGA À TRANSMISSÃO DO SURTO DE SINAL
COM UMA POTÊNCIA DE SURTO 3 VEZES MAIOR.
DESVANTAGENS DO TDMA D-AMPS

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• O EFEITO MULTIPERCURSO PROVOCA INTERFERÊNCIAS ENTRE
SÍMBOLOS COM MAIS FACILIDADE QUANDO A TAXA É ALTA,
POIS O INTERVALO ENTRE OS BITS FICA MENOR.
TDMA EUROPEU - GSM
GLOBAL SYSTEM OF MOBILE COMMUNICATION
- OITO CANAIS TEMPORAIS POR PORTADORA
- DIGITALIZAÇÃO DE VOZ: D = 13 kbit/s
GSM.VSD
- TAXA BRUTA DE CANAL: B = 33,85 kbit/s
- TAXA DE SURTO: R = 8 x 33,85 = 270,8 kbit/s
- LARGURA DE FAIXA DO SINAL MODULADO - Bw = 200 kHz
- QUANTIDADE DE CANAIS NA FAIXA DE 25 MHz: N = 992 CANAIS
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
200 kHz
TEMPO
Direitos Reservados ao CPqD - 1999
FREQÜÊNCIA
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.
• 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 200 BITS.
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•O EFEITO BIOLÓGICO DESTA ENERGIA, PRÓXIMA À
CABEÇA DO USUÁRIO, AINDA É ALVO DE POLÊMICAS.
VANTAGENS DO GSM
• SE FOREM ALOCADOS TODOS OS “TIME SLOTS” PARA UM MESMO
USUÁRIO ELE TERÁ, À SUA DISPOSIÇÃO, A TAXA DE 270 kbit/s
PARA DADOS.
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•SUAS INTERFACES SÃO ABERTAS. EXISTE COMPATIBILIDADE
TOTAL ENTRE EQUIPAMENTOS E SOFTWARES PROVENIENTES
DE DIFERENTES FORNECEDORES.
DO TDMA
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DESCRIÇÃO FUNCIONAL
D-AMPS
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TIPOS DE CANAIS
DE INFORMAÇÕES
DA MESMA FORMA QUE O AMPS,
O TDMA D-AMPS POSSUI DOIS TIPOS
DE CANAIS DE INFORMAÇÃO:
ELES TÊM A MESMA FUNÇÃO DOS
CANAIS DE CONTROLE E DE TRÁFEGO
DO SISTEMA ANALÓGICO AMPS.
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- CANAL DE CONTROLE: “DIGITAL
CONTROL CHANNEL - DCCH”
- CANAL DE TRÁFEGO: “DIGITAL
TRAFIC CHANNEL - DTCH”
f1 
f2 
f3 
DCCH
DTCH
DTCH
DTCH
DTCH
DTCH
DTCH
DTCH
DTCH
fm 
DTCH
DTCH
DTCH
t
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Exemplo de alocação de canais
em um setor
PRINCÍPIO
DE
DO ACESSO CDMA
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FUNCIONAMENTO
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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.
DIAGRAMAS BÁSICOS DA
TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO
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CDMA POR SEQÜÊNCIA DIRETA
NO CDMA, TODOS OS ESPECTROS DE FREQUÊNCIAS DOS SINAIS DIGITAIS
TRANSMITIDOS SE SOBREPÕEM OCUPANDO A MESMA FAIXA ESPECTRAL
+1
D1
0
0
-1
+1
f
0
D1  S1
S1
0
f
0
-1
D2
+1
0
0
-1
m
D2  S 2
S2
f
0

i 1
f
0
Di  S i
0
Dm
+1
0
0
-1
0
Sm
f
0
Dm  S m
0
f
f
Direitos Reservados ao CPqD - 1999
0
RECEPÇÃO CDMA

i 1
+1
Di  Si
f
0
D1
0
-1
S1
0
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m
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 + 1 e
– 1.
ESSA SEQUÊNCIA É, TAMBÉM, CHAMADA DE SEQUÊNCIA
ESPALHADORA.
+A
DADO
T1
SEQUÊNCIA ESPALHADORA
+1
-1
T2
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-A
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.
+1
SP
-1
+1
SP
+1
0
S P S P  1
 1   1  1
ISTO ACONTECE PORQUE:
 1   1  1
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-1
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.
+1
-1
+1
-1
SQ
-1
S P S Q  S PQ
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+1
SP
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.
+A
+A
-1
SQ
-A
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-A
+1
D  SQ
D
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ESPALHAMENTO ESPECTRAL
EFEITO DA TAXA DIGITAL NA CONFIGURAÇÃO
DO ESPECTRO DE FREQUÊNCIAS
2 Eb1
T1
+A
-A
T2
2 Eb 2
+A
-A
2 A2
2 Eb1 
fb1
2 Eb 2 
2
2A
fb2


ou
1
T1
fb2 
2 Eb 2
f b1

2 E b1
f b2
2 Eb 2
f b1

 2 E b1 
f b2
1
T2
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f b1 
TRANSMISSOR CDMA DE m CANAIS DE DADOS
+1
D1
0
0
-1
+1
f
0
D1  S1
S1
0
f
0
-1
D2
+1
0
0
-1
m
D2  S 2
S2
f
0

i 1
f
0
Di  S i
0
Dm
+1
0
0
-1
0
Sm
f
0
Dm  S m
0
f
f
Direitos Reservados ao CPqD - 1999
0
SINAIS ESPALHADOS TRANSMITIDOS
D1S1  D2 S 2 ..... Dm S m
2 Eb 2
2 Eb 2
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2 Eb 2
RECEPÇÃO CDMA
+1
D1
0
-1
2mEb 2
0

i 1
Di  S i
2 Eb1
S1
fb2
0
0
fb1
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m
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DESESPALHAMENTO
SELETIVO
DESESPALHAMENTO SELETIVO
deses-se.vsd
D1S1
 D2 S 2 ..... Dm S m
  S1 
 D1S1S1  D2 S2 S1 ....... DmSmS1 
 D1  D2 S21 .......... Dm Sm1
2 Eb 2
2 Eb 2
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2 Eb1
RECEPÇÃO MAIS DETALHADA DO CDMA
2 Eb1
2mEb 2
0

i 1
Di  S i
2 Eb1
S1
fb2
0
FILTRO
2m  1Eb 2
2No
2 N 0  2m  1Eb 2
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m
QUANTIDADE DE CANAIS PARA UMA DETERMINADA
TAXA DIGITAL DA FREQUENCIA ESPALHADORA
2 Eb1 Eb1
Eb1
Eb1
fb2




2 N 0 N 0 m  1Eb 2 m  1E f b1 m  1 f b1
b1
fb2
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Eb1
fb2

N 0 m  1 f b1
QUANTIDADE DE CANAIS PARA UMA DETERMINADA
TAXA DIGITAL DA FREQUENCIA ESPALHADORA
Eb1
fb2

N 0 m  1 f b1
fb2
m
 Eb1 

  f b1
 N0 
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fb2
m
1
 Eb1 

  f b1
 N0 
INFLUÊNCIA DA TAXA DIGITAL, DA SEQUÊMCIA
ESPALHADORA, NA QUANTIDADE DE CANAIS
fb2
m
 Eb1 

  f b1
 N0 
NOTE-SE QUE QUANTO MAIOR FOR A RELAÇÃO
MAIOR SERÁ A QUANTIDADE DE USUÁRIOS SOBREPOSTOS
NA MESMA FAIXA ESPECTRAL.
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fb2
f b1
QUANTIDADE DE CANAIS PARA UMA DETERMINADA
TAXA DIGITAL DA FREQUENCIA ESPALHADORA
fb2
m
 Eb1 

  f b1
 N0 
NOTE-SE QUE QUANTO MENOR FOR A RELAÇÃO
MAIOR SERÁ A QUANTIDADE DE USUÁRIOS SOBREPOSTOS
NA MESMA FAIXA ESPECTRAL
Direitos Reservados ao CPqD - 1999
Eb1
N0
PROBABILIDADE DE ERROS DE BITS
OU "BIT ERROR RATE - BER"
BER
2 N0
0
1
fb
2
10 1
10 2
10 3
10 4
10 5
10 6
10 7
10 8
11,4 dB
10 log
2 Eb
E
 10 log b
2N0
N0
Direitos Reservados ao CPqD - 1999
2E b
QUANTIDADE DE CANAIS PARA UMA DETERMINADA
TAXA DIGITAL DA FREQUENCIA ESPALHADORA
ENTRETANTO, QUANTO MENOR FOR A RELAÇÃO
Eb1
N0
mMAX
fb2

 Eb1 

  f b1
 N 0  MIN
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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:
DETERMINAÇÃO DA
QUANTIDADE MÁXIMA
DE CANAIS DE INFORMAÇÃO
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NO CDMA ONE
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:
 Eb1 

10 log 
 7 dB
 N 0  MIN
OU
 Eb1 


5
 N 0  MIN
mMAX  25
Direitos Reservados ao CPqD - 1999
RESULTA
CONFIGURAÇÃO NA TELEFONIA CELULAR
mMAX  19
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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.
MODULAÇÃO
mMax
canal
 152
setor
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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
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.
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ISTO FAZ DIMINUIR, APROXIMADAMENTE, DE 10 VEZES A QUANTIDADE
DE ERB PARA FORNECER TELEFONIA CELULAR PARA UMA DETERMINADA
QUANTIDADE DE ASSINANTES.
Sistemas celulares de CDMA de
terceira geração
fixo
satélite
indoor
veicular
outdoor
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rural
SISTEMAS CELULARES DE 3a.
GERAÇÃO
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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.
CDMA DE BANDA LARGA
f b1
E UMA TAXA DA SEQUÊNCIA ESPALHADORA
fb2
VIMOS QUE, DADA UMA TAXA DE DADOS
mMAX
fb2

 Eb1 

  f b1
 N 0  MIN
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A QUANTIDADE MÁXIMA DE CANAIS CDMA OBEDECE A FÓRMULA
CDMA DE BANDA LARGA
DESTA MESMA FÓRMULA PODEMOS EXTRAIR O VALOR DA
TAXA DIGITAL DE DADOS
f b1 
fb2
 Eb1 

  mMAX
 N 0  MIN
f b1 MANTENDO O MESMO mMAX
E A MESMA QUALIDADE, DEVEREMOS AUMENTAR f b 2 NA MESMA
PROPORÇÃO
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SE QUIZERMOS AMENTAR A TAXA
CDMA DE BANDA LARGA
f b1 
fb2
 Eb1 

  mMAX
 N 0  MIN
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
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.
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m
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PRINCIPAIS SISTEMAS DE
TERCEIRA GERAÇÃO
USA
USA
TIA - TELECOM. INDUSTRIES ASSOCIATION
CDMA 2000
ACESSO CDMA DE FAIXA LARGA
LARGURAS DE FAIXA: 1,25 / 5 / 10 / 15 / 20 MHz
DESENVOLVIDO PARA SUCEDER O CDMA ONE
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DADOS ATÉ 2 MBIT/S
EUROPA
ETSI - EUROPEAN TELECOMMUNICATION
STANDARD INSTITUTE
UTRA - UMTS TERRESTRIAL RADIO ACCESS
( UMTS - UNIVERSAL MOBILE TELEPHONE SERVICE )
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 )
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ACESSO CDMA DE FAIXA LARGA
JAPÃO
ARIB - ASSOCIATION OF RADIO INDUSTRIES
AND BUSINESS
ARIB WB-CDMA ( WIDEBAND CDMA )
ACESSO CDMA DE FAIXA LARGA
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CONCEPÇÃO E CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS
PRATICAMENTE IGUAIS ÀS DO UTRA EUROPEU.
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d -amps