UM ESTUDO EVOLUTIVO DOS SISTEMAS MÓVEIS CELULARES:

DE 1G A 4G E TENDÊNCIAS

AU

TO

RES

ALUNOSALEXANDRE ABDALLA PALIS JR.

HELENA BARBONE TEIXEIRA MENDESTAIS BARBONE TEIXEIRA MENDES

PROFESSOR ORIENTADORJOSÉ PAULO FALSARELLA

INTR

OD

UÇ

ÃO

1G sinal analógico e suscetível a interferências.

2G sinal digital codificado, SMS, aparelhos menores.

3G maior capacidade da rede, flexibilidade, novos serviços.

4G tudo sobre IP.

5G e TENDÊNCIAS

SIS

TEM

A G

EN

ÉR

ICO

REDES EXTERNAS

REDE DE ACESSO

CCCTERMINAL

MÓVEL

SISTEMA BASE

1ª G

ER

AÇ

ÃO

EficiênciaEspectral

SIGLA PADRÃO SISTEMATAXA

(Kbps)REGIÃO

AMPSAdvanced Mobile

Phone SystemAnalógico 10 Estados Unidos, Brasil

TACS

Total Access

Communication

System

Analógico 8Inglaterra, Irlanda, Hong

Kong

NMTNordic Mobile

TelephonyAnalógico 1,2

Suécia, Finlândia,

Noruega, Dinamarca,

Rússia, etc

RC2000 RADIOCOM2000 Analógico 5,28 França

RTMRadio Telefono

MobileAnalógico 8 Itália

JTACS

Japanese Total

Access

Communication

System

Analógico 8 Japão

• Padrões

AM

PS

DOMINAÇÃO MUNDIAL

2ª G

ER

AÇ

ÃO

SIGLA PADRÃO SISTEMATAXA

(Kbps)REGIÃO

TDMA (D-

AMPS)

Time Division

Multiple AccessDigital 14,4 Estados Unidos

CDMAOneCode Division

Multiple AcessDigital 14,4 Estados Unidos, Asia

GSM

Global System for

Mobile

Communication

Digital 14,4

Europa

(Finlândia,Portugal, etc)

Brasil

PDCPersonal/Pacific

Digital CellularDigital 11,2 Japão

Qualidadeda Voz

EficiênciaEspectral

Mais usuários

• D-AMPS Digital AMPS

• CDMA Code Division Multiple Access

GSM Global System for Mobile Communication

PA

DR

ÕES

13

7

1

13

7

1

14

8

2

14

8

2

15

9

3

15

9

3

16

10

4

16

10

4

17

11

5

17

11

5

18

12

6

18

12

6

TEMPO

FREQUÊNCIA30 KHz

FREQUÊNCIA

TEMPO

AMPLITUDE

f1 f2

FREQUÊNCIA TEMPO

CÓDIGO

CANAL 1

CANAL 2

CANAL N...

1,25 MHz

• 1991;• 30KHZ;• 3 ou 6 usuários;

• 1995;• 1,25MHZ;

• 1990;• 200kHZ;• 8 ou 16 usuários;

• Arquitetura básicaG

SM

MSC GMSC

EIR HLR AUC

VLR

SINALIZAÇÃODADOS

BTS

BTS

BTS

MS

CORE DA REDE (GSM)

REDE DE ACESSO (GSM)

BSC

MS BSS SS

• CONCEITOS:

CÉLULA

HANDOVER

SERVIÇOS

ROAMING

Baixa Potência

Reuso de Frequência

SMS

VOZ

Nacional

Internacional

Fora da Área de Cobertura

Interferência

Hard Handover

CA

RA

CTER

ÍSTIC

AS

SIGLA TECNOLOGIA GERAÇÃO TAXA (Kbps) REGIÃO

CDMA2000 1xRTT

Radio

Transmission

Technology

2,5 144 Estados Unidos, Asia

HSCSDHigh Speed Circuit

Switched Data2,5 57,6

Europa (Finlândia,Portugal,

etc) Brasil

GPRSGeneral Packet

Radio Service2,5 114

Europa (Finlândia,Portugal,

etc) Brasil

EDGE

(E-GPRS)

Enhanced Data for

GSM Evolution2,75 384

Europa (Finlândia,Portuga,

etc) Brasil

• Desenvolvimento da rede;• Acesso à Internet; E

VO

LUÇ

ÃO

• Arquitetura básicaG

PR

S/E

DG

ESINALIZAÇÃO

DADOS

BTS

BTS

BTS

MS VOZ

REDE DE ACESSO (GPRS)

BSC

REDE GSM DE COMUTAÇÃO DE CIRCUITOS

REDE GPRS

RTPC

PDN

IP

DADOS POR PACOTES

• Comutação por pacote;• Alta transferência de

dados;

VOZ

DADOS

3ª G

ER

AÇ

ÃO

GEN

ÉR

ICO

Design

SISTEMA EM CAMADAS

Design

TUDO SE TRANSFORMA

PA

DR

ÕES

UM

TS

Design

UE UTRAN CN

CA

RA

CTER

ÍSTIC

AS

ESPALHAMENTO DS-CDMA

• Largura de Banda de 5 MHz• Identificação de Usuário e ou Serviço por Códigos • Múltiplos Serviços com Taxas de Bits Variáveis

CA

RA

CTER

ÍSTIC

AS

HANDOVER

• Rápido e Rígido• Minimização de Interferência

CONTROLE DE POTÊNCIA

• Softer Handover• Soft Handover• Inter-Frequency Handover• Inter-RAT Handover

EV

OLU

ÇÃ

O

Release 8

MELHORIAS DE SISTEMAS FÍSICO E

LÓGICOS

DESEMPENHOPACOTES DE DADOS

APLICA TÉCNICAS DESENVOLVIDAS

PARA O 4G (MIMO)

4ª G

ER

AÇ

ÃO

IMT - Advanced

• 100 Mbps para comunicações rápidas;• 1Gbps para comunicações lentas;• All over IP;• Compatibilidade com outras redes sem fio;• Mais usuários por célula;• Aumento da eficiência espectral;• Suporte multimídia.

WiM

AX

LTE/S

AE

SGW PGW

MME HSS

SINALIZAÇÃODADOS

UE

CORE DA REDE (SAE)

REDE DE ACESSO (SAE)eNodeB

eNodeB

eNodeB

CONTROLE + ACESSO = SIMPLICIDADECONTROLE + ACESSO = SIMPLICIDADE

UE LTE SAE

• OFDM• MIMO (Multiple Input, Multiple Output)• All over IP (Internet das Coisas M2M)• SON (Self Organized Network)

CA

RA

CTER

ÍSTIC

AS

CO

MPA

RA

TIV

O

• Tempo de mercado;• Latência;• Evolução natural dos padrões atuais;• Roaming para redes móveis atuais;• SIM card;• WiMAX e Intel;• Operadoras preferem LTE (evolução GSM).

WiMAX LTE

5ª G

ER

AÇ

ÃO

CÂMERA DE VÍDEOCÂMERA DE VÍDEO

CELULARCELULAR

TABLETTABLET

COMPUTADORCOMPUTADOR

TELEFONE IPTELEFONE IP

eNodeB

TELEVISÃOTELEVISÃO

SATÉLITESATÉLITE

CINEMACINEMA

Mais Dispositivos Conectados

Mais Volume de

Tráfego

Mais Aplicações

5G ACESSO SEM FIO

EVOLUÇÃO DAS TECNOLOGIAS SEM FIO EXISTENTES E NOVAS

TECNOLOGIAS COMPLEMENTARES

2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030

WIFI

3G

4G

5G

NOVAS TECNOLOGIAS SEM FIO

NÃO É SUBSTITUIÇÃO

É EVOLUÇÃO ECOMBINAÇÃO

2020

10Gbps

5ª G

ER

AÇ

ÃO

NÃO É SUBSTITUIÇÃO

É EVOLUÇÃO ECOMBINAÇÃO

CO

NC

LUS

ÃO

ALÔ