Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

Fundamentos de Tecnologias Wireless – Parte 2

Assunto: Fundamentos de Transmissão Wireless • Ondas • Matemática para estudo de ondas eletromagnéticas • Ondas eletromagnéticas • Tecnicas de modulação • Acesso múltiplo e largura de banda • Propagação de ondas de rádios

Ondas • Pode ser definida como: • Um distúrbio ou variação que transfere energia progressivamente de um ponto a outro em um meio. • Pode ter várias formas: • Deformação elástica; • Variação de pressão; • Intensidade elétrica ou magnética • Potencial elétrico ou temperatura. # Interactive Media Activity – 3.1.1

Ondas • Formas de onda • Algumas propriedades: • Amplitude: distância do 0 ao seu valor máximo; • Período (t): é o tempo que leva para o sinal completar um ciclo; • Comprimento de onda (λ): é a distância percorrida pelo sinal de onda durante um período; • Freqüência (f):é o número de repetições ou ciclos por unidade de tempo, geralmente expressa em ciclos por segundo ou Hz. # Interactive Media Activity – 3.1.2

Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas • Watts • É a unidade básica de força e força é relacionada a energia, entretanto força é uma taxa e energia é uma quantidade. • P= ME/MT , onde ME é o montante de energia transferida e MT é o intervalo de tempo sobre o qual a energia é transferida. • 1 Watt = 1 Joule / 1 segundo.

Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas • Decibel (dB) • É a unidade de medida da potência elétrica; • 1 dB = Bell / 10, onde Bell é uma unidade de som nomeado por Alexander Graham Bell; • O dB é medido na escala logarítma base 10. Esta base incrementa em 10 vezes cada 10 dB medido. • dB = 10 LOG P (in) / P (out) • Exemplo: Incremento 3 dB = dobro da potência; Decremento 3 dB = metade da potência; Incremento de 10 dB = dez vezes a potência Decremento de 10 dB = 1/10 da potência

Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas • Referências Decibel • Como o dB não tem uma referência particular definida, é adotado para algumas medidas o dBx. • dBm (dB milliWatt) • Expressa a amplificação (ganho ou atenuação) de um sinal em relação a potência de 1mW. O dBm é um valor absoluto de potência • Ampliação = 10 LOG ( Potência (mW) ) / 1(mW) Exemplo : Transforme 9mW em dBm Potência = 10 LOG 9(mW) = 9,54 dBm 1(mW)

Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas • dBd (dipolo) • Refere-se ao ganho que a antena tem, é comparado ao dipolo de uma antena na mesma freqüência. O dipolo é o menor ganho que a antena pode ter; • dBi (isotrópico) • Refere-se ao ganho que uma dada antena tem quando comparada com uma isotrópica (antena “perfeita”); • EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) • É definido como a força efetiva encontrada no lobo do transmissor da antena. É igual a soma do ganho da antena (em dBi), mais o nível de potência (em dBm) para a antena;

Matemática para Estudo das Ondas Eletromagnéticas • Ganho • Aumento do sinal de RF.

Ondas Eletromagnéticas • c = λ x f , onde “c” é a velocidade da luz • f ~ 1 / λ

Ondas Eletromagnéticas • EM tem também outras propriedades; • Reflexão • Refração • Difração ou espalhamento sobre obstáculos • Polarização • Fase # Exibir as três mídias -> Interactive Media Activity – 3.3.1 # Exibir mídia -> Interactive Media Activity – 3.3.2

Técnicas de Modulação • Modulação. • Transmissão em um meio pode ser mudada ou modulada para imprimir informações sobre ele, assim como a demodulação pode ser usada para recuperar informações; • Modular um sinal significa imprimir as características de uma forma de onda em uma segunda forma de onda (portadora), variando a amplitude, freqüência, fase, ou outra característica da portadora • “Modular é modificar uma onda portadora conforme o sinal principal a ser transmitido” • Série de Forrier -> ondas complexas podem ser criadas pela soma de ondas simples

Técnicas de Modulação • Modulação. • Portadora é uma onda que combinada com sinal da informação, carrega o sinal através do canal de comunicação. Então a freqüência portadora é que vai transmitir o sinal. • Exemplo: WLAN. Na freqüência de 2,4 Ghz é adicionada o FHSS(Frequency Hopping) ou o DSSS (Direct Sequence) para fazer o sinal mais imune a interferências ou ruidos. • Série de Forrier -> ondas complexas podem ser criadas pela soma de ondas simples

Técnicas de Modulação • Exemplo de Modulação. • Modulação em amplitude – AM • Modulação em freqüência – FM • Modulação em fase – PM • Deslocamento diferencial de Fase - DPSK # Exibir as mídias 3.4.3 e 3.5.2

FHSS • O FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) é uma técnica de espalhamento espectral que usa a agilidade da freqüência para espalhar os dados sobre 83 MHz de espectro. • Muda ou salteia a freqüência de transmissão rapidamente em 83 MHz sobre 2,4 GHz; • Em específicos intervalos de tempo a lista de freqüência da portadora muda; • O receptor é sincronizado com a seqüência de saltos do transmissor. # Exibir a mídia 3.5.3

DSSS • O DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) define um canal como contíguas bandas de freq. de 22 MHz de largura; • Cada canal opera de 1 a 11 centros de freqüências definidas e estende 11 MHz em cada direção • Exemplo: canal 1 = 2,401 GHz e 2,423 Ghz que é 2,412 Ghz mais ou menos 11 MHz

DSSS • Como existe sobreposição entre canais adjacentes usa-se simultaneamente os canais que não se interferem(c1-c6-c11);

DSSS

DSSS • Forma de transmissão: • Cada bit de dados torna-se uma seqüência de fichas (chips) que são transmitidas em paralelo. • O IEEE define 11 “chips” • FCC define 10 chips para 1 e 2 Mbps (BPSK/QPSK) e 08 “chips” para 11 Mbps (CCK).

DSSS • O 802.11b usa três diferentes tipos de modulação: • BPSK – Binary Phase Shift Keying, transmite a 1 Mbps; • QPSK - Quadrature Phase Shift Keying, transmite a 2 Mbps; • CCK – Complementary Code Keying, transmite 5,5 Mbps e 11 Mbps.

OFDM • O Orthogonal Frequency Division Multiplexing quebra uma portadora de alta velocidade em diversas sub-portadoras que são transmitidas em paralelo; • Cada canal de alta velocidade tem 20 MHz de largura e é quebrado em 52 canais de 300 KHz. Destes são 48 para dados e 04 para correção de erros

OFDM • O IEEE 802.11 a suporta três tipos de modulação: • BSPK / QPSK; • QAM - Quadrature Amplitude Modulation ;

Acesso Múltiplo - Multiplexação • - Técnica de transporte de várias informações fluindo numa mesma portadora. • - Todas as tecnologias de telecomunicações que interconectam nós com enlaces, utilizam de alguma forma a multiplexação. • - Multiplexação reduz o custo, tendo que todos os dados fazem uso da mesma portadora. • TDM - time division multiplexing; • FDM - frequency division multiplexing; • CDM - code division multiplexing. • GSM faz uso de uma combinação de fdm-tdm.

Acesso Múltiplo - Multiplexação • - Técnica de transporte de várias informações fluindo numa mesma portadora. • - Todas as tecnologias de telecomunicações que interconectam nós com enlaces, utilizam de alguma forma a multiplexação. • - Multiplexação reduz o custo, tendo que todos os dados fazem uso da mesma portadora. • TDM - time division multiplexing (síncrono ou assíncrono); • FDM - frequency division multiplexing; • CDM - code division multiplexing. • GSM faz uso de uma combinação de FDM-TDM. • WDM - Wavelength Division Multiplexing • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

Acesso Múltiplo - Multiplexação • - TDM

Acesso Múltiplo - Multiplexação • - FDM

Acesso Múltiplo - Multiplexação • - CDM

Acesso Múltiplo - Multiplexação • OFDM • -Evolução da FDM • -A Técnica consiste na transmissão paralela de dados em diversas subportadoras

Acesso ao Meio • A WLAN usa o protocolo CSMA/CA

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