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O espalhamento do sinal: Pode ser obtido de várias formas, como por sequência direta, por
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Parágrafo único. Os equipamentos de radiação restrita que façam uso de radiofrequências na
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Este "casamento" envolve algumas considerações importantes, detalhadas nos itens que
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Modulação para facilidade de ...
Na modulação BPSK: a fase da portadora sofre uma inversão de 180º mediante a
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Resumo prova para v2 redes sem fio

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FACULDADE ESTÁCIO DO RIO GRANDE DO NORTE – ESTÁCIO FATERN - Curso Superior de Tecnologia em Redes de Computadores - Disciplina: Redes Sem Fio.

Faça uma pesquisa dos diversos fatores envolvidos que existem entre a transmissão e a recepção de uma informação em uma rede sem fios.

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Resumo prova para v2 redes sem fio

  1. 1. Corte de Azimute: fatia da esfera de radiação onde as propriedades radiantes da antena são verificadas no plano x ou y (Horizontal); Corte de Elevação: fatia da esfera de radiação onde as propriedades irradiantes da antena são verificadas nos planos z ou y (Vertical). Transmissão de Dados Digitais: Um sinal digital possui um número finito de estados (níveis) com transições bruscas (descontinuas) entre estados. As operações de colocação e extração dos dados do sinal são conhecidas por codificação e descodificação. Os dispositivos que realizam estas operações são conhecidos por CODEC. Um sinal analógico: É por definição continuo podendo tomar qualquer valor intermédio, tipicamente são utilizadas ondas sinusoidas. As operações de colocação e extração dos dados do sinal são conhecidas por modulação e demodulação. Os dispositivos que realizam estas operações são conhecidos por MODEM. Potência de sinal e atenuação: São normalmente expressas em Watt. Para que a informação que o sinal transporta seja extraída pelo receptor em boas condições é necessário que a potência de recepção do sinal seja superior a um dado valor mínimo. Largura de Banda: Invariavelmente os sinais incluem variações cíclicas de intensidade (sinais periódicos). Potência de ruído: Os meios de transmissão estão sujeitos a diversos tipos de ruído com diversas origens. Designamos por ruído todos os sinais presentes que não transportam informação útil. Atenuação e frequência: A atenuação de um dado meio físico esta diretamente relacionada com a frequência do sinal. Para um sinal periódico, quando a frequência aumenta a atenuação também aumenta. Dependendo dos meios de transmissão usados, também podem existir valores de atenuação elevados para as frequências baixa. Resumindo, um canal de comunicação comporta-se como um filtro de frequências. Modulação: A modulação consiste na colocação de dados digitais num sinal analógico. A transmissão de dados sobre sinais analógicos justifica-se pela necessidade de aproveitar algumas infra-estruturas analógicas, o exemplo mais corrente é a rede telefónica publica. As técnicas básicas de modulação são: ASK (“Amplitude Shift Keying”) a cada valor binário dos dados vai ser associada uma amplitude distinta para a portadora. FSK (“Frequency Shift Keying”) para cada valor binário dos dados é produzido um desvio na frequência da portadora, geralmente em dois sentidos diferentes. PSK (“Phase Shift Keying”) para cada valor binário dos dados é produzido um desvio na fase da portadora.
  2. 2. Causas do Desvanecimento (Fading): Nas ligações com visada direta, as variações lentas estão, refração da atmosfera a diminuição do raio efetivo da Terra e o aparecimento de obstáculos. Para frequências superiores a cerca de 8 - 10 GHz, sobretudo nos percursos mais longos, a chuva pode provocar atenuações suplementares durante períodos mais ou menos longos; Comunicações móveis: As variações lentas estão associadas à variação das perdas por difração devido à movimentação do próprio terminal. Desvanecimento por multipercurso: É a sua dependência, por um lado da frequência de trabalho e por outro da localização exata das antenas de emissão e recepção. Antenas – Conceitos Gerais: É um objeto metálico, frequentemente um fio ou conjunto de fios, usada para converter corrente de radiofrequência em ondas eletromagnéticas e vice- versa; Ou qualquer dispositivo conectado a uma fonte de energia que produza campos eletromagnéticos em uma região externa é um sistema radiante. As Antenas podem variar conforme o fim a que se destina: Numa forma mais geral, é um dispositivo projetado de maneira a transmitir ou receber energia. Quando no modo recepção de uma Antena: Converte ondas eletromagnéticas em correntes elétricas, na transmissão, ocorre o contrário, transforma corrente elétrica em onda eletromagnética. A teoria das antenas: Admite que ela esteja acoplada a uma fonte de energia não-radiante por meio de uma linha de transmissão também não-radiante. As funções de Antena: Transmissoras e Receptoras comportam-se de modo idêntico, isto é, seus comportamentos são recíprocos. Em um sistema de radiocomunicação: A informação a ser transmitida é inserida em uma portadora de radiofrequência (RF) no equipamento transmissor. A energia associada à portadora de RF modulada é enviada: Por meio de uma linha de transmissão, para a antena transmissora, onde é, finalmente, irradiada para o espaço na forma de uma onda eletromagnética. As antenas receptoras: Quando colocadas no caminho da onda eletromagnética, absorvem parte da sua energia e a enviam para um equipamento receptor, que recupera a informação. Componentes básicos de um sistema de comunicações via rádio: Antena Transmissor receptor fica entre a Atmosfera e Antena Transmissor receptor, Distancia, linha de transmissão. Sinais interferentes: Podem impossibilitar a recepção durante algum intervalo de tempo e ruídos e perdas presentes na linha de transmissão dificultam a identificação do sinal.
  3. 3. As antenas são utilizadas em várias aplicações: como sistemas de rádio, televisão, sistemas de comunicações móveis, comunicação ponto a ponto, radar, exploração do espaço, dentre outras. Frente de Onda Uma onda eletromagnética: Tem duas componentes vetoriais mutuamente perpendiculares: um campo elétrico e um campo magnético; Esses dois campos são normais à direção de propagação, o que caracteriza uma onda transverso eletromagnética (TEM). Os campos elétrico e magnético interagem um com o outro: Um campo magnético variante induz um campo elétrico e um campo elétrico variante induz um campo magnético. Causas do Desvanecimento (Fading): Existem diversas causas para a ocorrência do desvanecimento. Nas ligações com visada direta, as variações lentas estão, em geral, associadas a variações do índice de refração da atmosfera que provocam a diminuição do raio efetivo da Terra e o consequente aparecimento de obstáculos. A característica essencial do desvanecimento por multipercurso: É a sua dependência, por um lado da frequência de trabalho e por outro da localização exata das antenas de emissão e recepção. Duplexação (Direcionalidade): A duplexação tem haver com a direção da comunicação, quando a comunicação ocorre apenas em um sentido, por exemplo como ocorre com as redes de broadcast de TV digital a duplexação é classificada como Simplex. As redes de broadcast de TV digital: A duplexação é classificada como Simplex. As redes Wi-Fi: A duplexação é classificada como Half-Duplex. Telefonia celular tipo GSM: A duplexação é classificada como Full-Duplex. Orthogonal Frequency Division Multiplexing: Utilizada na primeira WLAN de alta velocidade, a 802.11a este método de modulação é utilizado em diversas tecnologias como xDSL. O OFDM: Divide a largura de banda disponível em várias faixas estreitas e modula cada uma com uma taxa de dados (bits) menor, em vez de transmitir mais dados em uma única portadora. A banda é dividida em 52 sub-canais, sendo 48 utilizados para transmissão de dados e 4 para controle. O OFDM: Pode utilizar modulação BPSK, QPSK, 16 QAM e 64 QAM. O espalhamento espectral: É uma técnica que distribui a informação a ser transmitida por uma largura de banda maior que a necessária para sua transmissão. Envolve a utilização de múltiplas portadoras (frequência) com o objetivo de aumentar a confiabilidade na recepção.
  4. 4. O espalhamento do sinal: Pode ser obtido de várias formas, como por sequência direta, por salto de frequência ou formas híbridas. As técnicas de espalhamento espectral podem ser: Com salto de frequência (FHSS). Com sequência direta (DSSS). Frequency Hopping Spread Spectrum: O espectro de dispersão de saltos de frequência, em sistemas WLAN que operam na faixa de 2.400 a 2.483MHz, divide a banda em 79 canais com 1 MHz de largura cada um. Os dados são transmitidos por canais escolhidos por uma sequência pseudo-randômica e utilizada pelo transmissor e que deve ser conhecida do receptor para que a informação seja totalmente recuperada. Analisar e comentar as principais recomendações da Resolução 365 da ANATEL com referência aos Limites de potência para transmissão em 2,4/5,0 GHz. Art. 1º Este Regulamento tem por objetivo caracterizar os equipamentos de radiação restrita e estabelecer as condições de uso de radiofrequência para que possam ser utilizados com dispensa da licença de funcionamento de estação e independentes de outorga de autorização de uso de radiofrequência, conforme previsto no art. 163, § 2º, inciso I da Lei no 9.472, de 16 de julho de 1997. Art. 2º Para os efeitos deste Regulamento, são adotadas as seguintes definições e conceitos: CAPÍTULO II - DAS CONDIÇÕES GERAIS: Parágrafo único. Quando o funcionamento das estações de radiocomunicações caracterizarem exploração de serviço de telecomunicações, o prestador do serviço está sujeito ao disposto no Regulamento dos Serviços de Telecomunicações, aprovado pela Resolução no 73, de 25 de novembro de 1998, da Anatel ou outro que venha substituí-lo. Art. 4º As estações de radiocomunicação correspondentes a equipamentos de radiação restrita operam em caráter secundário, isto é, não têm direito a proteção contra interferências prejudiciais provenientes de qualquer outra estação de radiocomunicação nem podem causar interferência em qualquer sistema operando em caráter primário. Art. 7º Exceto quando explicitamente estabelecido o contrário neste Regulamento, todo equipamento de radiação restrita deve ser projetado para assegurar que nenhuma outra antena além daquela com ele fornecida possa ser usada. § 1º O uso de uma antena incorporada (com conexões permanentes) ao equipamento é considerado suficiente como atendimento ao disposto no caput deste artigo. § 2º O uso de conectores genéricos de antenas ou elétricos não é permitido. Art. 8º Nas faixas de frequências da Tabela I não é admitida a utilização de equipamentos de radiação restrita. Nestas frequências, admitem-se somente emissões espúrias provenientes dos mencionados equipamentos que estejam operando em outra faixa.
  5. 5. Parágrafo único. Os equipamentos de radiação restrita que façam uso de radiofrequências na faixa de 2400-2483,5 MHz e cujas estações correspondentes utilizem potência e.i.r.p. superior a 400 mW, em localidades com população superior a 500.000 habitantes, deverão atender a regulamentação específica aplicável para tais condições. 1. Conhecer os Fundamentos de Rádio Comunicação. As primeiras transmissões de voz por ondas de rádio: surgiram no final do século 19 e, desde então, elas passaram a ser desenvolvidas e usadas das mais diversas formas. Hoje, além das ligações feitas entre centrais telefônicas, a comunicação por rádio é utilizada em telefones celulares, internet sem fio, televisão digital, GPS e até nas comunicações por satélite. Para se realizar essas transmissões, é preciso dispor de uma estrutura que depende muito do tipo de comunicação que se quer realizar. "Entretanto, a estrutura básica é sempre a mesma. São necessários um transdutor, um modulador, um amplificador e uma antena". As ondas de rádio: São conhecidas por ondas de radiofrequências ou, simplesmente, radiofrequência. Essas ondas são campos eletromagnéticos utilizados nas comunicações sem fio. Como essas ondas levam energia de um ponto ao outro: Isso permite a comunicação sem a necessidade de fios, como nas transmissões de televisão, rádio e celulares. Radiofrequência são sinais que se propagam por um condutor cabeado: Normalmente cobre, e são irradiados no ar através de uma antena. Uma antena converte um sinal do meio cabeado em um sinal Wireless (sem fio) e vice-versa. Os sinais irradiados no ar livre: Em forma de ondas eletromagnéticas, propagam-se em linha reta e em todas as direções. Anatomia da Forma da Onda: Uma onda é uma perturbação ou variação que transfere energia progressivamente de ponto para ponto num meio e que pode tomar a forma de uma deformação elástica ou uma variação de pressão, intensidade elétrica ou magnética, potencial elétrico, ou temperatura. 2. Compreender as técnicas de modulação e codificação de sinais. Modulação é o processo o qual voz, música, e outro sinal "inteligível" é adicionado às ondas de rádio produzidas por um transmissor. Um sinal de rádio não modulado é conhecido como portadora. Quando se escuta uma lacuna entre músicas ou anúncios em uma estação de rádio, na realidade, o que se "escuta" é a portadora. Enquanto a portadora não contém nenhuma mensagem, pode-se dizer que está sendo transmitida porque anula o ruído de fundo no seu rádio. A portadora é um sinal analógico em forma de onda, tipicamente senoidal, que será modulado, ou seja, é alterado para representar a informação a ser transmitida. A portadora é, geralmente, de frequência inferior à do sinal que contém a informação (modulador). Podemos resumir: a modulação é necessária para "casar" o sinal com o meio de transmissão.
  6. 6. Este "casamento" envolve algumas considerações importantes, detalhadas nos itens que seguem. Modulação para facilidade de irradiação - Redução dos tamanhos das antenas - Modulação para redução de ruído e interferência - Reduzir o ruído de transmissão usando mais banda - Modulação para designação de frequência - Separação da transmissão pela frequência usada - Modulação para multiplexação - Uso de um único canal para transmitir várias informações - Tipos De Modulação – Analógica - Na Modulação Analógica, também classificada como modulação de onda contínua (CW), a portadora é uma onda cosenoidal e o sinal modulante é um sinal analógico ou contínuo. Normalmente, a onda portadora possui uma frequência muito maior do que qualquer um dos componentes de frequência contidos no sinal modulante. O processo de modulação é, então, caracterizado por uma translação em frequência em que o espectro de frequências da mensagem é deslocado para uma nova e maior banda de frequências. Sinal Modulado - Analógica x Digital. A diferença fundamental entre os sistemas de comunicação de dados digitais e analógicos (dados contínuos) é bastante óbvia. No caso dos dados digitais, envolve a transmissão e detecção de uma dentre um número finito de formas de onda conhecidas (no presente caso a presença ou ausência de um pulso), enquanto nos sistemas contínuos há um número infinitamente grande de mensagens cujas formas de onda correspondentes não são todas conhecidas. Modulação Analógica - Devido à portadora senoidal possuir três parâmetros, Amplitude, Frequência e Fase, existe três formas básicas de modulação: Modulação em Amplitude (AM) - Modulação em Frequência (FM) - Modulação em Fase (PM Phase Modulation). Tipos De Modulação – Digital - A Modulação Digital, também denominada modulação discreta ou codificada, é utilizada em casos em que há interesse em transmitir uma forma de onda ou mensagem, que faz parte de um conjunto finito de valores discretos, representando um código. As técnicas de modulação para sinais digitais mais utilizadas atualmente são: Modulação em amplitude por chaveamento – ASK Modulação em frequência por chaveamento – FSK Modulação em fase por chaveamento – PSK Modulação ASK Basicamente, a ASK - Modulação por Chaveamento ou Desvio de Amplitude, como o próprio nome já diz, consiste em alterar a amplitude da portadora de acordo com a informação a ser transmitida (a frequência é mantida). A modulação FSK: (Modulação por Chaveamento ou Desvio de Freqüência) consiste em alterar a freqüência da portadora de acordo com a informação a ser transmitida. Modulação PSK - Phase-shiftkeying - (Modulação por Chaveamento ou Desvio de Fase) consiste em variar a fase da portadora de acordo com os dados a serem transmitidos. Por exemplo, ao bit "0" corresponde a fase 0º (zero graus) e ao bit "1" corresponde a fase 180º (cento e oitenta graus) da portadora, conforme figura abaixo: BPSK - BinaryPhase- ShiftKeying.
  7. 7. Na modulação BPSK: a fase da portadora sofre uma inversão de 180º mediante a mudança do fluxo binário. Qualquer mudança do estado binário dos bits acarretará mudança de fase na modulação. QPSK - Quadraturephase-shiftkeying - O termo “quadratura” significa que a portadora pode ter quatro fases em um dado instante separadas de 90 graus. Cada fase pode carregar dois bits.QPSK usa duas funções básicas, uma seno e uma cosseno, enquanto o BPSK usa apenas uma. Variando a fase de cada uma dessas portadoras. Por isso, o QPSK tem maior eficiência na largura de banda do que o BPSK. Isso significa dizer que a modulação QPSK requer menos largura de banda para transmitir do que a modulação BPSK. QAM - Quadratura Amplitude Modulation – QAM. É simplesmente a combinação de modulação por amplitude e modulação por desvio de fase (PhaseShiftKeying). Em QAM, podemos ter 16 estados possíveis para a portadora. Quatro bits por símbolo são enviados. Logo, produz um formato de modulação com maior eficiência espectral do que o QPSK ou o BPSK. DESENVOLVIMENTO: Atividade Estruturada O aluno deverá apresentar os comentários sobre os padrões da ANATEL citados acima, incluindo as fontes de pesquisa. Referências Bibliográficas • STALLINGS, William. Wireless Communication sand Networks. Prentice Hall. 2002. • RAPPAPORT, Theodores S. Wireless Communications – Principlesand Practice. PrenticeHall. 1996. • BATEMAN, Andy. Digital Communications. Addison Wesley. 1999. • COUCHII, Leon. Digitaland Analog Communication Systems. PrenticeHall. 5ed. 1997. • Site ANATEL

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