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
(Base Transceiver Station)
Transmissor radio de baixa
potencia que liga o MS ao
BSC e posteriormente ao
restante sistema
BSC (Base Station Controller)
Controla dezenas ou centenas de BTS
Faz a alocação dos canais radio
Controla handovers entre BTS
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!