SISTEMAS DE

COMUNICAO MVEL

Evoluo Tecnolgica dos Sistemas

Os sistemas de comunicao mvel celular pioneiros

da dcada de 30 pecaram por seus equipamentos

volumosos, pesados, caros e de grande consumo.

Utilizava-se a vlvula de lgica.

Os transmissores operavam com potncia alta para

cobrir a maior rea de servio possvel, com a

utilizao ineficiente do espectro de freqncia e

transmisso apenas one-way.

Em meados de 1950 surgiram os primeirosequipamentos transportveis pelo homem, mas suautilizao ainda limitava-se s aplicaes militares.

Em 1957, com o surgimento dos transistores houve umagrande reduo do volume dos aparelhos, em at 50%de seu volume. Isto representou reduo de custo emenor consumo de potncia.

OS rdio portteis j eram utilizados em 1960 com oadvento dos circuitos integrados. E os telefones sem fioe telefones celulares portteis surgiram com atecnologia VLSI de integrao de circuito em largaescala em 1970.

A exploso dos sistemas de comunicao mveis

celulares deu-se com o avano tecnolgico da

dcada de 80 proporcionado pelas centrais CPA,

tcnicas de sinalizao por canal comum e os

enlaces digitais, via rdio ou cabo ptico.

Isto tornou os sistema mvel celular mais baratos ao

usurio.

Nos ltimos anos, os sistemas mvel celular sepopularizaram mundialmente. A tecnologia celular estevoluindo de analgica para digital, objetivando aeficincia do espectro, qualidade de voz e integrao deservios.

Durante a implantao dos primeiros sistemas decomunicao mvel celular, a tecnologia ficoudependente das caractersticas do mercado-alvo.

Essa tendncia de pesquisa mercadolgico dirigiu aevoluo e convergncia dos sistemas em todo omundo.

Na Europa os sistemas celulares analgicos TACS o

NMT 900 convergiram para o Global System for

Mobilie Communications (GSM) [2].

Nos Estados Unidos, o sistema analgico AMPS, implantado tambm nas

Amricas e Austrlia, evoluiu para o Narrowband AMPS (NAMPS) e depois

para os padres digitais Time Division Multiple Access (TDMA) e Code Division

Multiple Access (CDMA) [3].

O Japo desenvolveu seu padro analgico NTT 800 evoluindo

depois para o padro digital Personal Digital Celular (PDC).

A expectativa tecnolgica do mercado de servios mvelcelular a supremacia do padro CDMA sobre as outrassolues analgicas e digitais devido a utilizao maiseficiente do espectro, qualidade de transmisso eadaptabilidade aos diversos servios existentes.

Evoluo dos Esquemas de

Modulao

Apresentamos a seguir aspectos evolutivos dosesquemas de modulao da informao a sertransmitida em funo das tecnologia e tendnciasmercadolgicas.

Sistemas Analgicos

Assim como qualquer sistema usando voz transmitidapor rdio, o sistema de rdio mvel iniciou usandoModulao em Amplitude (AM) com largura de faixado canal de 6kHz, inicialmente em banda HF eposteriormente em banda VHF.

Logo aps a inveno da Modulao em Frequncia (FM),apresentada por Edwin Armstrong em 1935, a mesma foiutilizada em servios de rdio mvel com largura de faixado canal de 120 kHz. Em 1940, apenas os servios militarese alguns equipamentos comerciais operavam em VHFutilizando o FM.

Apesar da modulao FM ser notavelmente melhor que aAM no que diz respeito qualidade do sinal recebido almde outros predicados, utilizava uma faixa de frequncia docanal (120 kHz) bem maior que a modulao AM (6kHz).

Aps 1940, os avanos tecnolgicos permitiram uma melhorsensibilidade nos receptores e o desenvolvimento de filtrosdiminuram essa faixa de frequncia de 120 kHz para 60kHz (1950), 30kHz (1960), 25 kHz (1970) e finalmente12kHz (1980).

Sistemas Digitais

Por incrvel que parea as tcnicas digitais surgiram antes das tcnicasanalgicas, mas s se tornaram realizveis a partir do advento dostransistores e posteriormente com a produo comercial dos circuitosintegrados em 1961.

Com o boom dos servios surgiu a necessidade de aliviar os problemas decapacidade do sistema (trfego).

Quatro solues poderiam ser dadas:

o Liberar mais espectro de freqncia, o que comprometeria outrosservios de radio j existentes;

o Subdividir as clulas existentes em clulas menores com a instalaode novas estaes rdio base, o que encareceria o sistema;

o Estreitamento da banda passante do canal de voz aumentando onmero de canais de voz possveis no espectro disponvel;

o Desenvolvimento da tecnologia mais eficiente no uso da largura debanda disponvel.

As duas ltimas foram as opes escolhidas pela industria.

O padro de Modulao por Codificao de Pulso (PCM)transmitindo 64kbit/s, usado para comunicao de voz em redes detelefones fixos, se transmitido por radio, ocuparia aproximadamente100kHz do espectro FM.

Esforos concentrados diminuram a taxa de transmisso para16kbps, como utilizado no padro GSM, e at 8kbps como osistema digital Americano.

As tcnicas digitais se mostram mais robustas contra interferncias epossuem uma maior flexibilidade para oferecer mais servios aousurio como transmitir voz e dados, por exemplo.

Outra vantagem do sistema digital a possibilidade de se utilizartcnicas de mltiplo acesso tais como o TDMA e o CDMA.

Evoluo dos Mtodos de Acesso

Descrevemos a seguir a evoluo dos mtodos de acesso easpectos operacionais dos sistemas de comunicaes viardio mvel.

Simplex

Inicialmente temos o Symplex System (SS), como um sistemaque utilizava apenas uma frequncia, e somente a estaobase era capaz de transmitir dados para as estaesmveis, ou seja, as estaes mveis eram simples receptores.

Como exemplo desse sistema temos o sistema adotado pelapolcia de Detroit em 1921, utilizando somente umaportadora. Um exemplo ainda em operao so os serviosde radiodifuso.

Half Duplex

Aps esse sistema pode-se citar o Single Half-Duplex System (SHDS) o qual aindautilizava uma frequncia, porm tanto a unidade mvel quanto a estao base eramcapazes de transmitir e receber mensagens. Este sistema operava na base do push-to-talk, onde a estao base competia com a unidade mvel pelo canal defrequncia.

Como exemplo de utilizao desse sistema temos o sistema de telefonia mvel darodovia Nova Iorque Boston, implantado em 1947, onde as chamadas eramrealizadas com a ajuda de uma telefonista. O servio de Radioamador ainda operaneste sistema.

Double Half Duplex

No sistema Double Half-Duplex System (DHDS), a estao base capaz de transmitire receber mensagens simultaneamente, ficando a unidade mvel ainda utilizando osistema push-to-talk. Para melhor assimilao, pode-se citar o exemplo dos Rdio-taxique utilizam este sistema.

Duplex

Tanto a estao base quanto a unidade mvel operam com sistema Full Duplex (DS). utilizado para transmitir sinais de forma independente, enviando-o em umafrequncia e recebendo em outra diferente. Aqui enquadra-se os sistemas deTelefonia Celular.

Servios de Comunicao Mvel

Celular

Descrevemos a seguir alguns sistemas de comunicao mveldesenvolvidos para atender mercados especficos atravs deservios diferentes.

Servio Mvel Especializado Trunking

O Mobile Telephone System (MTS) surgiu como primeiro conceito detelefonia mvel utilizando o Full Duplex. O MTS pode ser dividido emduas categorias chamadas Nontrucked Mobile System (NTMS) eTrucked Mobile System (TMS).

O NTMS possui poucos canais alocados a servios especiais, tendoos usurios divididos em grupos acessando apenas um canal cada.H a necessidade de uma telefonista para comutar as chamadas, eainda utiliza-se o push-to-talk. Alguns exemplos deste servios so oRadioamador, o Rdio-taxi, etc.

O TMS dispe de vrios canais que podem ser acessadospor diversos usurios, inicialmente atravs de seleomanual. Um dos desafios iniciais do TMS foi alcanar suamxima eficincia sem exigir que cada equipamento mvela capacidade de sintonizar todos os canis em servio.

A construo de sintetizadores de frequncias, que podemsintonizar um grande nmero de frequncia utilizandopoucos cristais de quartzo, solucionou esse problemasurgindo a seleo automtica de canais.

Estes sistemas utilizam o push-to-talk em Half Duplex ou FullDuplex e so conhecidos por Servio Mvel Especializado(Trunking).

Sistema de Mvel Celular SMC

Neste sistema provedor do servio de telefonia celular, area de servio dividida em regies (Clusters) que utilizamtodo o espectro de frequncias disponvel. Estes, por sua vez,so subdivididos em regies menores (clulas) que utilizamum subgrupo do espectro de frequncias.

Nesse sistema, os canais utilizados em uma clula podemser reutilizados em outras desde que as mesmas pertenama Clusters diferentes e sejam suficientemente afastadas paraminimizar as interferncias.

Com isso atacamos a grande restrio do sistema decomunicaes mveis que o pequeno espectro defrequncias destinado ao sistema, atendendo maisassinantes na mesma, ou seja, um maior trfego oferecido.

Servio Especial de Radiochamada Paging

Os servios de paging consiste no mais simples servio decomunicao mvel disponvel onde estabelecida apenascomunicao one-way Simplex entre a estao base e o usuriomvel. O primeiro sistema de paging comercial foi o conhecido Beeponde a estao base envia uma mensagem ao aparelho do usurioque emite um alerta sonoro.

O usurio tem ento, que utilizar um telefone para se comunicarcom a estao base e receber a mensagem.

Atualmente sistemas mais avanados transmitem mensagensalfanumricas e at sinais de voz operando em canais de faixa de12,5 ou 25 kHz de acordo com padronizao de codificao esinalizao definida pelo International Radio Consultative Committee(CCIR).

Alguns protocolos como o 2-tone, 5/6-tone, POCSAG e FLEX forampadronizados e so globalmente utilizados. J existam mais de 51milhes de usurios deste sistema no mundo.