Comunicação Sem Fios

Objectivos

Pretende-se que mediante a frequência com aproveitamento da disciplina, os alunos fiquem aptos para compreender e interligar os seguintes aspectos dos vários temas a abordar: 

Planeamento celular

Conceitos de planificação de frequências a nível da rede celular. Politica de distribuição de frequências para maximização de capacidade de sistema. Estratégias de reutilização de frequências e técnicas de maximização da capacidade com recurso a sectorização, micro e pico células. O problema da interferência RF em sistemas celulares. 

Aspectos de propagação

Fenómenos que condicionam o planeamento de cobertura relacionados com a propagação em espaço livre, nomeadamente a reflexão especular e difracção em obstáculos. Conhecimento dos diferentes modelos de propagação normalmente adoptados no âmbito do dimensionamento dos sistemas de comunicações móveis e o capacidade para realizar o seu enquadramento nos diferentes ambientes de propagação inerentes à situação de projecto. Identificação do tipo de canal e adopção dos modelos matemáticos adequados para a caracterização do tipo de canal existente. Enquadramento e aplicação de técnicas de diversidade para compensação de efeitos associados ao desvanecimento, devido à propagação multi-percurso.  

Transmissão em comunicações móveis

Compreensão das técnicas de modulação, utilizadas em comunicações de rádio frequência e limitações inerentes a cada uma. Enumeração das vantagens e características que das várias modulações, que permitem justificar a escolha da adopção de uma modulação num sistema de comunicação móvel. Limitações espectrais e problemas de amplificação de potência, associados às modulações digitais normalmente adoptadas. Necessidade de códigos de detecção e correcção de erros e em que contexto é viável a aplicabilidade de cada um.  

Sistemas
Características do GSM, UMTS e LTE, nomeadamente topologia e constituição. Técnicas de acesso e encriptação. Protocolos utilizados nos sistema. Estruturas de dados e codificação empregues. Os serviços.

 

Caracterização geral

Código

7303

Créditos

6.0

Professor responsável

Paulo da Costa Luís da Fonseca Pinto, Paulo Miguel de Araújo Borges Montezuma de Carvalho

Horas

Semanais - 4

Totais - 56

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Os alunos devem estar confortáveis em cálculo complexo e cálculo integral e programação em C++. Frequência prévia nas disciplinas de Introdução às Telecomunicações e Sistemas de Telecomunicações.

Bibliografia

“Wireless Communications, Principles & Practice”, Theodore S. Rappaport, Prentice Hall Communications Engineering and emerging Technologies Series, 1999.
UMTS Networks Architecture, Mobility and services”, Heikki kaaranen, Ari Ahtiainen, Laurie Laitinen and Vlterri Niemi, John wiley and Sons, 2001


“GSM  Switching, Services and Protocols”, Jörg Eberspächer, Hans- Jörg Vögel e Christian Bettstetter, John Wiley & Sons, 2001. 

Leitura suplementar
Communications systems, A. Bruce Carlson, McGraw-Hill,  2001.

Método de ensino

A disciplina consiste em duas aulas teórico-práticas semanais, com duração de uma hora e meia. Na componente laboratorial, com uma aula semanal de duas horas, são realizados dois trabalhos práticos, estando os grupos limitas a dois alunos. 

Método de avaliação

Regra geral 

Para aprovação os alunos têm de obter, pelo menos, 9.5 valores na componente teórica e laboratorial da disciplina.

Na nota final, 75% deve-se à componente teórica e 25% está associada à componente laboratorial. 

Parte teórica 

A aprovação na parte teórica pode ser obtida executando dois testes ao longo do semestre ou um exame final. Existem dois métodos de avaliação, que se passam a explicar:

Avaliação contínua:

Esta é composta por dois testes. Na data do primeiro exame os alunos podem repetir um dos testes, estando sujeitos a convite. Os pesos dos testes, na nota teórica, são indicados a seguir:

37.5% 1º teste+ 37.5% 2º teste 

Avaliação normal

Se o aluno optar por esta variante, durante o semestre, tem de realizar um exame final.

 

Conteúdo

1. Introdução
1.1. Evolução das communicações móveis 
1.2. Arquitecturas de rede

2. Planeamento celular
2.1. Frequency re-use
2.2. Estrategias para atribuição de canais
2.3. Handoff 
2.4. Interferencia
2.5. Tecnicas para incremento da capacidade

3. Aspectos de propagação
3.1. Modelos de canal
3.2. Multi-percurso
3.3. Desvanecimento lento e rápido

4. Transmission in mobile communications
4.1. Revisões
4.2. Modulations digitais 
QPSK e OQPSK
GMSK
MQAM
Aspectos de emission e recepção

4.3. Correção e deteção de erros- códigos 
Códigos de blocos
Códigos convolucionais
4.4. Codigos de espalhamento 
Principios e caracteristicas
Acquisição e seguimento
Receptores

 

5. Sistemas
5.1. GSM (Global System will be Mobile Communications)
GSM and DCS 1800
Topologia e componentes da rede
Tipos de canal
Técnicas de acesso multiplo (FDMA/TDMA)
estructura de trama
Handover e roaming  
Estrutura lógica

5.2. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)
5.2.1. Evolução dos sistemas de 3ª geração
5.2.2. Estrutura de rede  
5.2.3. Nível fisico (L1) - funcões
Códigos de sincronização e separação de canais
Canais fisicos, transporte e lógicos
Timing e estruturas de trama
Sincronisação
Canais de estimação ou canais piloto:common and channel associated
Codificação e multiplexagem
Diferenças entre modos FDD e TDD
5.2.4 Nível lógico 
5.2.4.1 Radio link control (RLC)
Protecção contra erros
Segmentação / reconstrução
Controlo de fluxo
5.2.4.2 Medium access control (MAC)
Multiplexagem de canais
Controlo de prioridades
5.2.4.3 Packet data convergence protocol (PDCP)
Independencia do L3 e níveis inferirores
Adaptações para suporte de  IP no L3
5.2.4 Broadcast and Multicast Control (BMC)
5.2.5 Procedimentos para:
Idle mode
Connected mode
Handover
Localização 


5.4. LTE
5.4.1. Introdução LTE 
5.4.2. Caracteristicas gerais
5.4.3. Nível fisico
5.4.4. Integração com outros sistemas

 

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: