Manual Do Radio Siemens

8/20/2019 Manual Do Radio Siemens

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Este documento consiste de 101 páginas.

Elaborado por: U37, IC CS TELiberado em novembro de 2001.

Publicado pelo setor de Geração de Documentação de Cliente – IC CS TD

Impresso no Brasil.

Sujeito a alterações técnicas.

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Siemens Ltda.


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Índice

1 Ondas Eletromagnéticas .................................................................................................................... 51.1 Propagação de Ondas Eletromagnéticas ........................................................................................... 6

1.2 Polarização ......................................................................................................................................... 71.3 Rádio Freqüência................................................................................................................................ 8

2 Rádio Transmissão............................................................................................................................. 92.1 Rádio Ponto a Ponto Analógico........................................................................................................ 102.2 Rádio Ponto a Ponto Digital.............................................................................................................. 112.2.1 Rádio Tronco e Rádio Acesso .......................................................................................................... 122.2.2 Rádio Digital x Fibra Óptica .............................................................................................................. 142.3 Satélite ............................................................................................................................................ 152.4 Rádios Ponto-Multi-Ponto................................................................................................................. 162.5 Celular - GSM................................................................................................................................... 17

3 Diagrama em Blocos Rádio Digital ................................................................................................... 193.1 Interface Tributário............................................................................................................................ 19

3.2 Multiplex/Demultiplex........................................................................................................................ 213.3 Inserção/Extração de Serviços ......................................................................................................... 213.3.1 Quadro Digital PDH .......................................................................................................................... 223.3.2 Quadro Digital SDH .......................................................................................................................... 223.4 Embaralhador/Desembaralhador...................................................................................................... 263.5 Codificador Diferencial...................................................................................................................... 273.6 Modulador......................................................................................................................................... 283.7 Demodulador .................................................................................................................................... 293.8 Transmissor...................................................................................................................................... 303.9 Receptor ........................................................................................................................................... 313.10 Derivação.......................................................................................................................................... 32

4 Conceitos Rádio Digital..................................................................................................................... 33

4.1 Potência Tx/Rx ................................................................................................................................. 334.2 Largura de Banda e Canalização de RF........................................................................................... 334.3 TEB - Taxa de Erro de Bit................................................................................................................. 344.4 Cosseno Roll-Off, Nyquist, Banda de Passagem............................................................................. 354.4.1 Cosseno roll-off, Banda de Passagem ............................................................................................. 384.5 Filtros ............................................................................................................................................ 40

5 Modulações....................................................................................................................................... 425.1 Modulação 64QAM ........................................................................................................................... 435.1.1 Modulador básico 64QAM ................................................................................................................ 435.1.2 Demodulador básico 64QAM............................................................................................................ 485.2 BCM – Modulação Codificada em Blocos ........................................................................................ 505.3 TCM - Modulação Codificada em Treliça ......................................................................................... 555.3.1 Codificação Trelis ............................................................................................................................. 56

5.3.2 Decodificação Trelis ......................................................................................................................... 595.4 TFM - Modulação em Freqüência Suave ......................................................................................... 625.4.1 Modulações CPM.............................................................................................................................. 625.4.2 Modulação TFM................................................................................................................................ 635.4.3 Demodulação TFM ........................................................................................................................... 66


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6 Ruídos e Circuitos Corretores...........................................................................................................716.1 Relação S/N ......................................................................................................................................716.2 Relação entre TEB e S/N..................................................................................................................736.3 CÓDIGOS CORRETORES DE ERRO - FEC...................................................................................786.3.1 Código de blocos...............................................................................................................................79

6.3.2 Esquema de FEC para rádio digital de alta capacidade ...................................................................816.3.3 Resultados do FEC ...........................................................................................................................846.4 EQUALIZAÇÃO.................................................................................................................................856.4.1 Propagação por múltiplos percursos e suas conseqüências............................................................856.4.2 Equalização Transversal no Domínio do Tempo ..............................................................................906.4.3 Melhoria com o uso do equalizador transversal................................................................................926.5 OPERAÇÃO CO-CANAL ..................................................................................................................936.5.1 Operação co-canal em rádio digital...................................................................................................946.5.2 XPD – Degradação de Polarização Cruzada ....................................................................................946.5.3 Contramedidas para interferência cross-polar ..................................................................................95

7 PROTEÇÃO EM RÁDIOS DIGITAIS.................................................................................................977.1 SISTEMA 1+1 ISOFREQUENCIAL HOT-STANDBY........................................................................987.2 SISTEMA N:1 COM DIVERSIDADE EM FREQUÊNCIA ..................................................................997.3 Diversidade em Espaço ..................................................................................................................100


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1 Ondas Eletromagnéticas

O estudo das ondas eletromagnéticas foi iniciado com o estudo da luz, que é a onda eletromagnética maisnatural em nossa vida. Os primeiros a estudar a luz foram: os gregos da escola Platônica, Demócrito eLucrécio; em Alexandria, Hero e Ptolomeu; os árabes, Alkindi e Alhazen e também, os europeus Roger

Bacon, Galileu, Leonardo da Vinci, René Descartes e finalmente Christian Huygens, que foi o primeiro ainterpretar a luz como onda. A teoria de Huygens foi comprovada por Thomas Young, que demonstrou ofenômeno da interferência, e em 1809 por Etienne Louis Malus, que descobriu que, a luz pode ser polarizadana reflexão. Augustin Fresnel explicou e difundiu no mundo científico a teoria ondulatória de Huygens.Em 1873, o inglês James Clerk Maxwell colocou as idéias de Michael Faraday em forma matemática edescreveu sua Teoria Eletromagnética em um tratado. Esta teoria prevê a existência de ondaseletromagnéticas com a velocidade da luz, que leva a concluir que a luz é uma onda eletromagnética. Estetrabalho de Maxwell unificou e serve como base para toda a teoria eletromagnética clássica. Abaixo asEquações de Maxwell.

idt

d sd B

dt

d sd E

Ad B

q Ad E

E

B

000

0

0

/

µ µ +Φ

∈=•

Φ−=•

=•

∈=•

∫

∫ ∫

∫

As Equações de Maxwell explicam fenômenos ópticos e eletromagnéticos, formando a base para oentendimento de diversos dispositivos como: motores elétricos, telescópios, óculos, transmissores ereceptores de TV, telefones, eletroimãs, forno microondas, radar, etc.Aprofundando o estudo das Equações de Maxwell, Albert Einstein desenvolveu e publicou, em 1905, aTeoria da Relatividade.

Também guiado pelas Equações de Maxwell, Heinrich Hertz descobriu em laboratório, no ano de 1888, asondas de rádio. Hertz, físico alemão, professor da Universidade de Bona, construiu o primeiro osciladorcapaz de transmitir uma onda eletromagnética utilizando uma bobina de Ruhmkorff.

A bobina de Ruhmkorff tem as extremidades do induzido ligadas a duas hastes metálicas de 1 metro decomprimento, colocadas no prolongamento uma da outra, terminadas nas extremidades próximas por doisbotões metálicos muito polidos separados por um espaço de 2 cm e nas outras extremidades por duasesferas metálicas de 15 cm de diâmetro. Quando a bobina de Ruhmkorff começa a funcionar, o oscilador vaise carregando pouco a pouco até que chega o momento de saltar uma faísca entre os botões. A partir dessemomento a descarga oscilante começa e vai amortecendo para se reproduzir a cada vez que o circuitoindutor se interrompe pelo interruptor.Esse dispositivo funcionava como transmissor. Nas pontas das hastes foram colocadas argolas de metalpara funcionar como antenas e receptores, de onde também saltavam faíscas quando a bobina recebia a

carga elétrica. Como não havia nenhuma ligação sólida entre o aparelho transmissor e a argola, Hertzchegou à conclusão de que as ondas eletromagnéticas se propagavam pelo ar. Ele descobriu que estasdescargas eram oscilatórias na freqüência aproximada de 80 MHz.

Lei da Eletricidade de Gauss – Carga e Campo Magnético

Lei do Magnetismo de Gauss – Campo Magnético

Lei de Faraday – Campo Elétrico produzido por um Campo MagnéticoVariável

Lei de Ampère-Maxwell – Campo Elétrico produzido por um CampoElétrico variável e/ou corrente elétrica


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1.1 Propagação de Ondas Eletromagnéticas

A onda eletromagnética é composta por um campo elétrico (E) e um campo magnético (H), estes campossão perpendiculares entre si e, também, ao sentido de propagação, conforme a figura a seguir.

As ondas eletromagnéticas são representadas normalmente por senóides, uma para cada campo. Destemodo a onda eletromagnética possui alguns parâmetros característicos, que estão relacionados da seguintemaneira:

f c=λ

onde: λ – comprimento de onda (m)c – velocidade da luz (300.000.000m/s)f – freqüência (Hz) - número de repetições de um fenômeno em um segundo

Observa-se ainda, que os campos elétrico e magnético, apesar de serem perpendiculares entre si, estãosempre em fase. Ou seja, os máximos e os mínimos dos dois campos ocorrem simultaneamente.As ondas eletromagnéticas tem como característica principal a sua velocidade. Da ordem de 300.000 Km/sno vácuo, no ar sua velocidade é um pouco menor. Considerada a maior velocidade do universo, elaspodem vencer vários obstáculos físicos, tais como gases, atmosfera, água, paredes, dependendo da sua

frequência.A luz por exemplo, não consegue atravessar uma parede mas, atravessa com grande facilidade a água, o aratmosférico etc. Isso se deve ao fato da luz possuir partículas chamadas fótons, quanto mais energético foro fóton, menor o seu poder de transposição de obstáculos, por causa disso a luz que possui uma altafrequência não consegue atravessar uma parede.Tanto a luz como o infravermelho ou ondas de rádios, são iguais, o que diferencia uma ondaeletromagnética da outra é a sua freqüência. Quanto mais alta for essa freqüência mais energética é a onda.Apenas um pequeno intervalo do espectro eletromagnético pertence a luz. O fato de enxergarmos cores, sedeve ao cérebro, que utiliza este recurso para diferenciar uma onda da outra, ou melhor, uma freqüência daoutra (uma cor da outra). Assim o vermelho possui uma freqüência diferente do violeta. Na natureza nãoexistem cores, apenas ondas de freqüências diferentes. As cores surgiram quando o homem apareceu naterra.

Campo Magnético (H)

Direção de Propagação

Campo Elétrico (E)

λ


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1.2 Polarização

Considerando uma fonte de ondas eletromagnéticas que irradia energia simultaneamente em todas as

direções, a uma certa distância desta fonte, qualquer que seja a direção, as intensidades e as fases doscampos serão as mesmas. Deste modo, em uma esfera de raio R em torno da fonte, a fase é a mesma emtodos os pontos, formando a chamada Frente de Onda.

Considerando uma distância suficientemente grande da fonte (raio R muito grande), a superfície da esferaformada pelos campos elétrico e magnético neste ponto será tão extensa, que pode ser considerada comouma superfície plana, onde os campos possuem valores constantes no plano trasversal à direção depropagação da onda eletromagnética.

A direção do campo elétrico de uma onda eletromagnética determina a sua polarização. Desta maneira, umaonda polarizada verticalmente, tem o campo elétrico perpendicular à superfície terrestre, já uma ondapolarizada horizontalmente, tem o seu campo elétrico paralelo à superfície terrestre.A polarização de uma onda eletromagnética é definida pelo elemento emissor da mesma. Em um enlace derádio transmissão, o elemento que define a polarização é denominado polarizador.

Direção depropagação

Superfície

Direção depropagação

Superfície

Polarização Vertical Polarização Horizontal


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1.3 Rádio Freqüência

A propagação de ondas eletromagnéticas dependem fundamentalmente das propriedades deste meio e dainfluência que estas propriedades terão na faixa de freqüência da onda irradiada. Abaixo estão listadas asprincipais características das faixas de freqüência utilizadas em rádio comunicação.

Freqüência Sigla Designação Utilização300Hz a 3000Hz ELF Ondas Extremamente

Longas3KHz a 30KHz VLF Ondas Muito Longas

Comunicação de submarinos, escavações emminas

30KHz a 300KHz LF Ondas Longas300KHz a 3000KHz MF Ondas Médias

Navegação aérea, serviços marítimos,radiodifusão local

3MHz a 30MHz HF Ondas Curtas/Tropicais Serviços marítimos, radiodifusão local e distante30MHz a 300MHz VHF -300MHz a 3000MHz UHF -

Transmissão de TV, sistemas comerciais eparticulares de comunicação, serviços desegurança pública, telefonia Celular

3GHz a 30GHz SHF Microondas

30GHz a 300GHz EHF Microondas

Comunicação à longa distância, sistemas

interurbanos e internacionais emradiovisibilidade, telefonia celular, tropodifusão esatélite

Freqüência (f) Modo de Propagação Alcance Variação3MHz > fELF, VLF, LF, MF

Ondas Terrestres(exclusivamente empolarização vertical)

Inversamente proporcional àfreqüência do sinal.Necessita elevada potênciade transmissão

Pequena

30MHz > f > 3MHzHF

Ondas Ionosféricas eOndas Diretas (nasfreqüências mais altas)

Inversamente proporcional àfreqüência

Depende do horário e daestação do ano

f > 30MHzVHF, UHF, SHF, EHF

Ondas Diretas Depende do tamanho e daaltura das antenas

Muito pequenaAcima de 10GHz sofreatenuação por chuva.

Observando as tabelas anteriores, nota-se que as faixas de freqüência mais altas, denominadasmicroondas, é que são utilizadas em telecomunicações. Conforme a freqüência aumenta, a propagação dasondas de rádio se aproxima da luz, ou seja, em linha reta. Desta maneira as ondas de rádio podem serdirecionadas através de antenas especiais e estabelecer enlaces de radiovisibilidade entre duas localidades,também conhecidos como enlaces de rádio ponto a ponto.Vale ressaltar que existem equipamentos de rádio Siemens ponto a ponto que operam em radiovisibilidadena faixa de 800MHz e outros que operam na faixa de 38GHz.

Estação A

Rádio

Estação B

Rádio


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2 Rádio Transmissão

Ondas de Rádio eram conhecidas como 'Ondas Hertzianas' quando Guglielmo Marconi iniciou seusexperimentos em 1894. Alguns anos antes, Heinrich Hertz conseguiu emitir e detectar ondaseletromagnéticas dentro de um laboratório. O objetivo de Marconi era emitir e detectar ondaseletromagnéticas em longas distâncias, que é o fundamento do que hoje é chamado de rádio.Marconi repetiu o experimento de Hertz no sotão de sua casa, ondas Hertzianas eram produzidas porfaíscas em um circuito e detectadas em outro circuito a alguns metros de distância. Este fato despertou acuriosidade no jovem pesquisador de quão longe as ondas eletromagnéticas poderiam chegar, imaginandoque as ondas Hertzianas poderiam ser utilizadas em comunicação. Então Marconi trabalhou em umequipamento para enviar e receber mensagens de telégrafo através do ar e, em pouco tempo, estavatransmitindo e recebendo sinais codificados por alguns quilômetros.No ano de 1897, a Rainha Victoria em Osborne House recebeu uma mensagem por r ádio, sobre o estado de

saúde do Príncipe de Gales, que estava se recuperando no Iate real. Então, Marconi teve patenteado oprimeiro sistema prático de telegrafia sem fio. A primeira aplicação prática de comunicação sem fio foi em1898, quando Marconi acompanhou a regata de Kingstown em um bote e enviou os resultados em códigopara os escritórios do jornais de Dublin. Em 1899, o navio farol The East Goodwin Sands estava perdido emum nevoeiro, e o socorro foi contactado através de comunicação por rádio telégrafo.O ano de 1901 foi o grande momento de Marconi, quando ele transmitiu sinais através do Oceano Atlânticosem utilizar fios. A transmissão dos sinais foi possível devido a refração e reflexão dos sinais em umacamada da ionosfera. Desafiando a crença de todos, Marconi, em 12 de dezembro de 1901, provou quesinais poderiam se propagar seguindo a curvatura do planeta, recebendo em St. John, Newfoundland, sinaistransmitidos em Poldhu no sudoeste da Inglaterra.Marconi aumentou o alcance do seu transmissor aterrando um terminal e conectando o outro a uma antena,que foi moldada de forma a guiar os sinais emitidos. Ele, também, tornou o sistema sintonizável, inserindocapacitores e indutores vareáveis entre os terminais do transmissor. Assim Marconi conseguiu transmitir e

receber sinais a distâncias mais longas como de Buenos Aires, Argentina, para Clifden, Irlanda, e, em 1918,ele enviou mensagens da Inglaterra para a Austrália.Um grande avanço na eletrônica ocorreu em 1906, quando o inventor americano Lee De Forest montou oterceiro elemento, a grade, entre o anodo e o catodo de uma válvula. O “Tubo de De Forest's”, ou válvulatríodo, foi primeiramente utilizada como detector, mas rapidamente foi descoberto o uso como amplificador eoscilador, amplificando sinais para tornar a transmissão de voz ao vivo possível e, agregada ao telégrafosem fio de Marconi, foi produzido o rádio. Em 1915 a telefonia sem fio tornou possível a comunicação de vozentre Virgínia e Havaí e, também, entre Virgínia e Paris.Quando a comunicação através de ondas longas estava estabelecida, Marconi partiu para transmissão emondas curtas, focalizando as ondas com o auxílio de um refletor parabólico em 1922. Este sistema éutilizado em todos os enlaces de rádio telecomunicação. Marconi também foi o primeiro a utilizar freqüênciaultra alta (UHF) para comunicação de voz através de rádio em distâncias curtas.A comunicação através de ondas de rádio foi desenvolvida por muitos outros pesquisadores/inventores

porém, os maiores avanços na área de rádio para telecomunicações foram feitos por Guglielmo Marconi.


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Outros acontecimentos importantes na evolução do rádio:

1925 - As transmissões de rádio ocupam faixas de frequência no espaço eletromagnético. Quando háum grande número de transmissões, as ondas hertzianas se misturam no ar, produzindo as chamadasinterferências. Por isso, com o aumento do número de emissoras de rádio no mundo na década de 20,houve a necessidade de dividir as faixas de frequência entre os países e entre as emissoras que nelesoperam. As faixas de frequência estão divididas em ondas médias (a mais usada no mundo inteiro poremissoras nacionais e regionais), ondas curtas (para emissões de longa distância) e ondas longas. Écriada a "União Internacional de Radiodifusão".

1933 – O americano Edwing Armstrong demonstrou o sistema FM, a frequência modulada (FM) permiteuma recepção em alta fidelidade (qualidade técnica), sem ruído de estática, mas o alcance é pequeno.Apenas com o uso de satélite as emissoras de FM têm meios de melhorar o alcance.

1947 - Os engenheiros eletrônicos norte-americanos John Bardeen Walter Houser Brattain e WilliamShockley registram a patente do transistor, que substitui as válvulas radioelétricas nos aparelhos derádio e televisão.

1958 - A transmissão via satélite é inaugurada com o Score I, o primeiro satélite artificial detelecomunicações. Sua utilização representa o maior salto tecnológico da história da radiodifusão. Comela, as emissoras podem irradiar seus programas com menos interferências e para qualquer parte domundo. As transmissões comerciais iniciam-se sete anos depois, com o lançamento do Intelsat 1, daInternational Satellite Organization.

2.1 Rádio Ponto a Ponto Analógico

O equipamento de rádio analógico tem esta classificação, justamente porque este tipo de rádio transmite erecebe informações analógicas como, por exemplo um canal de voz telefônico (300Hz a 3KHz).

Acima um diagrama em blocos básico de um rádio analógico. Para transmitir um sinal analógico, a primeiraetapa é a modulação (Modulador). O processo de modulação consiste na geração de uma portadorasenoidal em Freqüência Intermediária (FI), normalmente na faixa de Mega Hertz. Esta portadora é moduladacom o sinal de informação ou sinal modulante. As modulações mais usuais em rádios analógicas são aModulação em Freqüência (FM) e Modulação em Fase (PM).O processo de transmissão de um sinal em um rádio analógico é finalizado no transmissor onde, o sinalmodulado em freqüência intermediária (FI) é transladado para Rádio Freqüência (RF), que é a faixa em queo rádio opera então, o sinal modulado em RF é amplificado e enviado para a antena.No receptor, o sinal de rádio freqüência é transladado da faixa de RF (Giga Hertz) para freqüênciaintermediária (Mega Hertz), o sinal modulado em FI é enviado para o demodulador, que retira a informaçãoatravés do processo de demodulação.

O sinal de informação também é conhecido por sinal de banda base pois, normalmente esta informação étratada em um bloco adicional chamado banda base ou banda básica.

Transmissor

Receptor


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2.2 Rádio Ponto a Ponto Digital

No final da década de 60, as companhias de telecomunicações mundiais, resolveram partir para adigitalização de suas redes como única maneira racional de atender a crescente demanda de serviços, deforma econômica e racional. A criação de centrais telefônicas digitais , provocou o surgimento de famílias de

equipamentos de transmissão totalmente novos, como multiplexadores digitais, rádios digitais, fibras óticas,roteadores automáticos, etc.

A principal característica do rádio digital, é a transmissão de informações ou sinais modulantes digitais,como por exemplo os feixes digitais padrão em telecomunicações, 2Mbit/s, 34Mbit/s, 140Mbit/s e 155Mbit/s.A transmissão de um sinal digital, tal qual a de um sinal analógico, na primeira etapa é feita a modulação

porém, o modulador digital é constituído de alguns circuitos para o tratamento e codificação do sinal deinformação, de modo que o sinal possa ser recuperado corretamente na recepção. O processo demodulação digital, consiste na geração de uma portadora senoidal, em Freqüência Intermediária (FI),normalmente na faixa de Mega Hertz, esta portadora gerada é modulada com o sinal modulante digital. Asmodulações mais usuais em rádios digitais são as modulações chaveadas em amplitude (ASK), emfreqüência (FSK) e em fase (PSK), ou ainda a combinação destas modulações como por exemplo, amodulação em amplitude e quadratura (QAM).O processo de transmissão de um sinal no rádio digital é finalizado no transmissor que, primeiramente,translada o sinal modulado em freqüência intermediária (FI) para a faixa de Rádio Freqüência (RF) em que orádio opera, então o sinal modulado em RF é amplificado e encaminhado para a antena.No receptor, o sinal de rádio freqüência é transladado da faixa de RF (Giga Hertz) para freqüênciaintermediária (Mega Hertz), o sinal modulado em FI é enviado para o demodulador, que retira a informaçãodigital através do processo de demodulação e decodificação.

Transmissor

Receptor


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2.2.1 Rádio Tronco e Rádio Acesso

A nível de rádio enlaces digitais, a tendência seguida para o desenvolvimento de gerações de equipamentos,

foi sempre visando atender o binômio - capacidade de transmissão versus competitividade econômica.Paralelo a isto, os rádio enlaces digitais tiveram que se adaptar às bandas de RF já estabelecidas para osequivalentes analógicos.Enlaces de rádio tronco ou a longa distância, necessitam de equipamentos operando em faixas defreqüência abaixo de 10GHz, estas faixas em muitos países já estão saturadas, obrigando odesenvolvimento de técnicas de modulação com menor ocupação de banda e operação de rádios co-canal.Enlaces de rádio acesso ou a curta distância, geralmente até 30Km, operam com equipamentos em faixasde freqüência acima de 10GHz, o maior problema deste tipo de enlace é a atenuação do sinal devido achuva, que se agrava conforme o aumento da freqüência de operação. Um exemplo prático de atenuaçãopor chuva pode ser visto na tabela a seguir, que ilustra valores de atenuação conforme a freqüência para umíndice pluviométrico de 100mm/h, que é o índice médio de chuvas da região sul do Brasil.

Freqüência Atenuação por chuva

6,0 GHz 0,7 dB/Km8,0 GHz 2,0 dB/Km10,0 GHz 3,5 dB/Km15,0 GHz 6,5 dB/Km23,0 GHz 13,5 dB/Km38,0 GHz 24,0 dB/Km

Abaixo algumas características de alguns rádios Siemens.

Outra diferença básica entre rádios tronco e acesso, além da freqüência de operação, é o tipo da concepçãoe montagem dos equipamentos.Os equipamentos de rádio tronco, por trabalharem em faixas de freqüência mais baixa, são montados comtodos os componentes dentro da estação, subindo até a antena apenas um guia de onda, conforme a figuraa seguir.

Já os equipamentos de rádio acesso, por trabalharem em freqüências mais altas, são montados em duaspartes distintas. Uma parte interna, geralmente chamada de IDU (Indoor Unit), que faz todo o tratamentodigital e modulação em freqüência intermediária (FI) do sinal de informação.A outra parte é externa, geralmente chamada de ODU (Outdoor Unit) que é responsável pela conversão de

SRT1CSRT1C SRASRA SRA Lf=7 a 38 GHz

SRA L•f=7 a 38 GHz

Média Capacidade• 1 x STM-1

Média Capacidade• 1 x STM-1

Alta Capacidade

• n x STM-1

Alta Capacidade

• n x STM-1

WALKair•f=4,10,26 GHz

WALKair•f=4,10,26 GHz

AplicaçõesAplicações

BaixaCapacidade

• n x 2M

BaixaCapacidade

• n x 2MPMP

64k ... n x 2M

PMP 64k ... n x 2M

Tronco• f =4 a 13 GHz

• Montagem interna

Acesso / Móvel• f=15 a 23 GHz

• Montagem int./ext.

Móvel / Acesso• Montagem

interna/externa


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freqüência do sinal de, FI ⇒ RF na transmissão, e RF⇒ FI na recepção. Abaixo um exemplo da montagemde um rádio acesso, este tipo de montagem é necessário pois, dependendo da faixa de freqüência em que orádio opera as perdas em guia de onda podem chegar a 3dB/m.

Cabo de FI

Outdoor Unit

Indoor Unit

Montagem Rádio Acesso

Montagem Rádio Tronco


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2.2.2 Rádio Digital x Fibra Óptica

A nível mundial hoje, a situação das redes de transmissão encontra-se em uma crescente competição entreos meios que usam rádio digitais e os meios que usam fibra ótica. Devido ao fato que a fibra ótica é imuneàs características de interferências do meio de propagação, é tida como a solução definitiva para se

estabelecer a ligação entre dois pontos. Um outro fator positivo para as fibras é que a quantidade de canaisque ela pode carregar é praticamente ilimitada, enquanto que os rádio digitais estão limitados em função dabanda disponível.Por outro lado, as ligações via rádio apresentam vantagens não somente no caso de regiões nãodesenvolvidas e inacessíveis, como também no estabelecimento de forma rápida de uma rede flexível eadaptada às condições topográficas e organizacionais. Muitas vezes o rádio enlace aparece como únicasolução adequada, especialmente nos casos de regiões densamente povoadas, onde o lançamento decabos enfrenta dificuldades quase que insuperáveis de direitos de propriedade e licenças de trajeto. Nestascircunstâncias, a sempre crescente demanda de capacidade de transmissão nas redes detelecomunicações apresenta-se como um especial desafio para a técnica de rádio enlaces. O futuro destatécnica nas redes de transmissão será marcadamente positivo, caso se atinjam dois objetivos: em primeirolugar, garantir a economicidade desses sistemas em comparação àqueles de transmissão via cabo (vale, demodo particular, para os custos de manutenção da qualidade de transmissão exigida para os sistemas com

elevada eficiência espectral). Em segundo lugar, promover a capacidade de transmissão requerida atravésde um elevado aproveitamento das bandas de frequências existentes, além claro da utilização de novasfaixas de frequências acima de 11 GHz.

No gráfico acima está representado a relação custo x distância para o tráfego de um feixe digital de45Mbit/s. Observar que conforme a distância aumenta, a fibra e o rádio tornam-se mais vantajosos, devendoser observados também a facilidade da implementação do tráfego por fibra ou rádio.Uma vez atingidos estes objetivos, o que se espera a n ível mundial, é um aproveitamento racional dessesdois meios de transmissão, no sentido de que a relação custo - benefício, seja adequadamente utilizada comvistas a se obter redes flexíveis e funcionais. A idéia não é competir, mas somar esforços concentrados,para atender a nível de transmissão o alvo de uma rede mundial digitalizada de serviços integrados (RDSI).Um primeiro esforço neste sentido já foi alcançado com a criação a nível mundial da hierarquia digitalsíncrona (SDH), onde as três principais hierarquias plesiócronas de transmissão hoje existentes (europeia, japonesa e americana), encontram agora um meio único de transmissão através das estruturas STM(módulo de transporte síncrono)

Cobre

Rádio 2GHzF.0,45Mbp

Rádio 11GHz

F.0560Mbp

km

Custo Mensal45Mbps,


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2.3 Satélite

A comunicação por satélite é possível fixando-o em órbita geoestacionária, aproximadamente a 36000km de

altitude, de modo que o tempo de translação do satélite seja de 24 horas, coincidindo com o tempo derotação da terra. Deste modo, antenas alinhadas com o satélite, podem transmitir e receber sinais para osatélite que está em uma posição fixa. A distância de um enlace de rádio por satélite pode chegar a15000Km entre as estações rastreadoras. As faixas de freqüência de satélites são três: C (4 a 8Ghz) utilizada em telecomunicações e TV X (12,5 a 18GHz) de uso militar Ku (12,5 a 18GHz) utilizada por TVs por assinaturaA comunicação por satélite utiliza vários tipos de modulação como, FM (Modulação em Freqüência), QPSK(Modulação por Chaveamento em Quadratura) e TCM (Modulação por Codificação em Treliça). Tambémsão utilizadas tecnologias de mútiplo acesso como TDMA (Acesso Mútiplo por Divisão de Tempo) e FDMA(Acesso Mútiplo por Divisão de Freqüência).As potência típicas nas comunicações por satélite estão entre 100W e 200W incluindo o ganho da antena .

Os sinais são enviados para o satélite em um canal de freqüência específico. Estes sinais sãoembaralhados e/ou criptografados, para proteção contra recepção pirata.O satélite recebe os sinais retransmitindo-os de volta para a terra, após converter os sinais para outro canal

que possa ser recebido na antena da estação receptora em terra.As aplicações mais comuns dos Satélites são em telecomunicações e TV.

Outra aplicação de satélites é o GPS (Global Positioning System), um sistema de navegação por satélitedesenvolvido e mantido pelo governo dos Estados Unidos. Formado por 24 satélites que estão em 6 órbitasdiferentes, com 4 satélites em cada órbita. Os satélites percorrem a órbita em torno da Terra a cada 12horas, a uma altitude de aproximadamente 10.900 milhas náuticas, cada satélite têm 28 graus devisualização sobre a Terra e estão inclinados 55 graus em relação à linha do Equador.Vários pontos da Terra por alguns momentos, são visualizados por 6 a 10 satélites focalizando a mesmaárea. Isto fornece redundância, desde que apenas 4 satélites são requeridos para uma determinaçãotridimensional de posição. Sinais de rádio são enviados pelos satélites que estão em órbita, receptores GPSconvertem os vários sinais de rádio em posição, velocidade, e hora.

3 6 0 0 0 k m

3 6 0 0

0 k m

1 5 0 0 0 k

m


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2.4 Rádios Ponto-Multi-Ponto

Os sistemas de rádio Ponto-Multiponto (PMP) são utilizados para prover acesso rápido a rede detelecomunicações, pública ou privada, particularmente para clientes distantes e/ou que têm urgência paraadquirir o serviço.Rádio é a maneira ideal de se obter comunicação com custo baixo e, no caso de cidades, praticamente sema limitação de distância ou problemas de topologia. Além disso, as instalações são simples, facilitando ainstalação e manutenção dos sistemas.Através dos sistemas PMP, são oferecidos todos os serviços de acesso, como voz a 2-fios, dados, etc.A faixa de freqüência de 3 GHz é utilizada para o acesso a locais mais distantes como assinantes da árearural ou periferia da cidade. As faixas acima de 10GHz, podem ser utilizadas para clientes urbanos.As principais características de um sistema PMP são:- utilização eficiente do espectro de rádio;

- concentração;- transparência.Concentração significa que N assinantes podem compartilhar n canais de rádio (N > n), permitindo umaotimização na utilização dos canais de freqüência disponíveis e diminuindo o custo dos equipamentos. Otermo "multi-accesso" deve-se ao fato de que cada assinante pode acessar qualquer canal dispon ível pelosistema PMP, ao contrário dos sistemas fixos em que cada assinante tem seu próprio canal. Quando umachamada é inicializada, um dos canais disponíveis é ocupado, sendo liberado quando a chamada éfinalizada.Transparência significa que a comunicação de voz ou dados é efetuada sem limitações por parte do enlacede rádio.O equipamento Siemens que atende as características do sistema PMP é o Walk Air, que utiliza astecnologias TDMA (Acesso Múltiplo por Divisão do Tempo) e FDMA (Acesso Múltiplo por Divisão deFreqüência), nas bandas de freqüência de 3GHz, 10GHz e 26GHz, para fornecer acesso de voz ou dados a

múltiplos assinantes.

CentralTelefônica

InternetBackbone Ponto-Multiponto

Grandes Empresas

Prédios

Fibra ouRádio

Pequenas Empresas

Residências

Estação RádioBase

Assinantes

Backbone

Rede TelefônicaRede TelefônicaCabeadaCabeada

PúblicaPública/Particular/Particular


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2.5 Celular - GSM

O objetivo de um sistema celular é prover uma rede móvel pública terrestre, estabelecida e operada poroperadoras licenciadas, que forneça serviços de comunicação móvel para o público.No início da década de 1980, os sistemas celulares analógicos cresceram muito na Europa e, cada paíspossuía seu próprio sistema, que eram incompatíveis entre si. Este fato limitava a operação dos celulares aouso nacional então, em 1982, a Conference of European Posts and Telegraphs (CEPT) formou um grupo deestudos nomeado Groupe Spécial Mobile (GSM) para estudar e desenvolver um padrão de comunicaçãomóvel. O sistema proposto teria que seguir os seguintes critérios:

• qualidade de voz• baixos custos• suportar roaming internacional• suportar novos serviços e facilidades• eficiência na ocupação do espectro de freqüência• compatibilidade com a RDSI (Rede Digital de Serviços Integrados)

Em 1989, o projeto GSM foi transferido para a European Telecommunication Standards Institute (ETSI), e afase I das especificações GSM foi publicada em 1990. O serviço a nível comercial começou em 1991, e em

1993 existiam 36 redes GSM em 22 países. Apesar de ser um padrão Europeu, o GSM não é utilizadosomente na Europa, existem mais de 200 redes GSM em operação em 110 países em todos os continentes,tornando um sistema global de comunicação móvel.O sistema de telefonia celular GSM (Global System for Mobile Communications)é formado basicamente por: BSS (Base Station System): realiza todas as conexões de canais de tráfego, contém todo o

equipamento de transmissão e de recepção de RF, incluindo as antenas, realizando também todo oprocessamento da sinalização da interface de rádio.

MSC (Mobile Services Switching Center) é responsável pelo estabelecimento das conexões de tráfego :para BSS, para outra MSC, para outras redes (Ex. : rede fixa).

Assinante Móvel Estação Base Assinante Móvel

BSS

MSC

MSC

BSS

BSS

BSS

BSS

BSS

MSC MSC

Rede Fixa


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Uma rádio célula é a menor área de serviço em uma rede móvel terrestre. Uma célula consiste de umaestação base transmitindo sobre uma pequena área geográfica, representada por um hexágono. Toda aárea da rede móvel celular é coberta através de um grande número de rádio células. O tamanho de umacélula é de até 8 km de raio, na faixa de freqüência de 1,8GHz. Através da divisão do sistema em célulaspode-se ter vários transmissores operando com potências menores e na mesma freqüência, desde queobservada a distância mínima para que uma célula não interfira na outra.

A comunicação entre a estação base (BTS) e o telefone celular (Mobile Station) é feita através de um enlacede rádio na faixa de 1,8GHz (Brasil) com largura de banda de 200KHz por portadora. Cada portadorapermite o uso de oito canais TDMA (Time Division Multiple Access). Como em qualquer sistema m óvel oenlace estação base⇔celular ocupa um canal que é mantido somente durante uma chamada, sendodesfeito ao fim da mesma.

A modulação utilizada na comunicação estação base⇔celular é a Gaussian-filtered Minimum Shift Keying(GMSK). Esta modulação é utilizada devido ao compromisso entre eficiência espectral, complexidade dotransmissor e emissão limitada de sinais espúrios.

Célula, Rádio Célula

Mobile Station

Uplink

Downlink

BTS


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3 Diagrama em Blocos Rádio Digital

A figura na próxima página apresenta o diagrama em blocos genérico de um rádio digital utilizado paratelecomunicações. Em aparência esquemática, pouco difere do sistema analógico, inclusive o sistema digitalocupa as mesmas freqüências de RF do sistema analógico, assim como as larguras de banda dos canais de

RF como já visto.Observando o diagrama em blocos do rádio digital na próxima página, existe a divisão, por linhas tracejadas,em quatro grandes blocos:a) BANDA BASE: onde ocorre a maior parte do processamento digital do sinal de informação, visando a

adequação da comunicação rádio ⇔ multiplexb) MODEM: modulador/demodulador, onde o sinal digital (modulante) modula/demodula uma portadora

senoidal para ser transmitido através do enlace de rádioc) TRANSCEPTOR: transmissor/receptor, seção de RF (Rádio Freqüência) do rádio, adapta o sinal

enviado/recebido para a antenad) DERIVAÇÃO: também chamado de Branching, conjunto de filtros e circuladores que interligam o

transceptor a antena

As funções de cada bloco e, consequentemente do rádio digital, serão vistas nos itens subsequentes.

3.1 Interface Tributário

O que caracteriza um rádio digital é o fato deste tipo de equipamento transmitir feixes digitais de informação,em telecomunicações estes sinais digitais padronizados para o Brasil são: feixes PDH ou, Hierarquia Digital Plesiócrona: 2Mbit/s, 34Mbit/s, 140Mbit/s feixe fundamental SDH ou, Hierarquia Digital Síncrona: STM 1 ou 155Mbit/s

A função básica da unidade interface tributário é a comunicação com o multiplex externo. Nestacomunicação rádio ⇔ multiplex, a placa interface tributário, é responsável pela adaptação do sinal tributário,que é a informação DIGITAL que o rádio trafega.As principais funções da placa interface de tributário, de acordo com tipo de sinal (PDH ou SDH) são: casamento de impedância dos sinais elétricos (75Ω⇔120Ω) decodificação/codificação ou regeneração dos códigos de sinais tributários elétricos(HDB3 para sinais

PDH de 2Mbit/s e 34Mbit/s e CMI para sinal PDH de 140Mbit/s e sinal SDH de 155Mbit/s)

proteção contra sobrecargas no circuito rádio ⇔ multiplex derivação do sinal tributário no caso de configurações protegidas para o caso de placas de interface de tributário ópticas, a unidade faz a conversão de sinal externo

óptico ⇔ sinal interno elétrico recuperação de sincronismo do sinal de tributário, principalmente em rádios SDH que necessitam de

fontes de relógio recuperados de sinal SDH (T1) somente em rádios SDH, extração/inserção do SOH (Cabeçalho de Seção)


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2 0 / 1 0 1

A 3 0 8 0 8 -X 5 2 2 6 -D 3

8 -2 -1 9 1 8

U D 8 0 1 7

INTERFACETRIBUTÁRIO MODULADOR

FICONVERSOR

FI RF

EMBARA-LHADOR

CODIFICADOR

TRANSMISSÃO

AMPPMUX

INSERÇÃOSERVIÇOS

OSCILADORLOCAL

BANDA BASE

DEMODULA-DOR

FI

CONVERSORRF FI

DESEMBA-RALHADORDECODIFI-

RECEPÇÃO

AMPDEMUX EXTRAÇÃO

SERVIÇOS

OSCILADORLOCAL

MODEM TRANSCEPT


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3.2 Multiplex/Demultiplex

A técnica de multiplexação/demultiplexação é utilizada para agrupar vários feixes digitais de taxas inferiores

em um feixe digital com uma taxa maior, permitindo que este feixe multiplexado possa ser transmitido paraoutra estação por um único canal de rádio freqüência.Na seção de transmissão o Multiplex (MUX) é responsável por multiplexar os feixes digitais de entrada. Porexemplo, o rádio recebe 4 feixes digitais de 2Mbit/s na sua interface de tributário e o multiplex forma umquadro de 8Mbit/s, para que este feixe possa ser transmitido para a outra estação.Na seção de recepção o Demultiplex (DEMUX) faz o trabalho inverso do multiplex, ou seja, recebe um feixedigital e demultiplexa em vários feixes de menor taxa. Como no exemplo anterior, o Demultiplex recebe umfeixe de 8Mbit/s que é desmembrado em 4 feixes de 2Mbit/s.Os blocos MUX/DEMUX são mais comuns em rádios de baixa capacidade, que trabalham com tributários dede 2Mbit/s.

3.3 Inserção/Extração de Serviços

Os blocos de Inserção e Extração de serviços, inserem/retiram no feixe digital multiplexado informações, bitse bytes proprietárias do rádio. Estas informações proprietárias são necessárias para a operação correta dosrádios em um enlace. Alguns exemplos de informações agregadas por um rádio digital: palavra de alinhamento de quadro, utilizada para sincronizar os rádios canais de serviço de voz e dados informações de taxa de erro alarmes remotos identificação de enlace (Hop Trace ou Link ID) telegrama de proteção, para comutação em configuração protegida

Após serem inseridas as informações do rádio no feixe digital multiplexado, este sinal passa a ser chamadode feixe digital agregado, que não é um sinal padronizado, ou seja, cada modelo de rádio possui o própriofeixe digital agregado, o que impossibilita a utilização de modelos de rádio diferentes em um enlace.Observa-se também, que o feixe digital agregado transmitido pelo rádio tem uma taxa de transmissãosuperior às taxas de transmissão padronizadas.O próximos itens são exemplos de quadro agregado para dois modelos de rádio Siemens.

2

8

tributário 1 (2 Mbit/s)




TX (8 Mbit/s)

2

8



tributário 3 (2 Mbit/s)tributário 4 (2 Mbit/s)

RX (8 Mbit/s)

MUX

DEMUX


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3.3.1 Quadro Digital PDH

Rádios digitais que transmitem sinais PDH geram os feixes multiplexados, ou recebem o feixe PDH j á

multiplexado, de uma maneira ou outra, o rádio acrescenta alguns bytes à informação multiplexada padrão,formando o feixe proprietário do rádio.Abaixo um exemplo de um feixe digital agregado do rádio digital SRA L (Sistema de Rádio Acesso de BaixaCapacidade).

O feixe acima é formado por um rádio SRA L com capacidade de transmissão de 4x2Mbit/s, ou seja, o rádio

recebe quatro feixes PDH de 2Mbit/s multiplexa estes feixes e agrega bytes padr ão do sistema SRA L. Osbytes do feixe agregado acima são definidos como: Bytes SW: dois bytes que servem como palavra de alinhamento de quadro do rádio Bytes B1: 44 bytes de informação multiplexada mais 2 bytes reservados Byte ID: identificação do sinal digital no enlace de RF. Evita recepção do sinal por outro sistema em

freqüência próxima ou idêntica Bytes B2: 44 bytes de informação multiplexada mais 2 bytes reservados Byte P: alarmes, como FERF (Falha de Recepção Remota) e FEBE (Recepção Remota com Erros) Bytes B3: 44 bytes de informação multiplexada mais 2 bytes reservados FEC: 10 bytes utilizados pelos circuitos FEC (Corretor de Erros para Frente)

Observar que o total de bytes de informação é 3x44=132bytes, que são suficientes para a transmissão dostriburários de entrada já que, um feixe de 2Mbit/s possui 32 bytes e, consequentemente, os quatro feixes de

entrada totalizam 4x32=128bytes.

3.3.2 Quadro Digital SDH

A estrutura básica do quadro STM 1 é composta por 9 x 270 bytes, divididos em duas partes. Os 9 primeirosbytes das linhas 1 a 3 e 5 a 9, contém informações adicionais chamadas section overhead (SOH). Os 261bytes restantes contém as informações úteis (payload), que são inseridas no quadro sincronizadamenteatravés do pointer (PTR), cujas informações estão contidas nos 9 primeiros bytes da quarta linha.A capacidade de transmissão do quadro do STM 1 é de 155.520 kbit/s com tempo de duração de 125µs, oquadro STM tem então uma velocidade de 8 kHz, que corresponde à velocidade de transmissão de um bytede um canal de 64 kbit/s. Isto é, cada byte de um canal de 64 kbit/s é transportado por um quadro STM 1.

B146 BYTES

ID1 BYTE

P1 BYTE

FEC10 BYTES

SW2 BYTES

B246 BYTES

B346 BYTES

125µs - 152 BYTES


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Section overhead (SOH)Os bytes de overhead contém informações adicionais tais como: alinhamento de quadro, informação paramanutenção, função para monitoração de desempenho e outras funções operacionais. Esta capacidadeadicional foi projetada de tal forma que as futuras redes de gerenciamento de telecomunicações (TMN),possam utilizá-la para o controle e monitoração das mesmas. O SOH está dividido em duas partes. As

informações contidas nas três primeiras linhas, constituem o RSOH (Regenerator Section Overhead), quesão informações possíveis de serem retiradas e reinseridas em um regenerador (assim como em ummultiplexador); e, as cinco últimas linhas que constituem o MSOH (Multiplex Section Overhead) sódisponíveis na seção de multiplex, onde o STM-1 é desmontado.A definição e função de cada ítem do SOH é a seguinte:

A1 A1 A1 A2 A2 A2Bytes de alinhamento de quadro. Este conjunto de bytes repete-se uma vez a cada quadro STM-1.

B1Corresponde a um código de 8 bits, gerado na transmissão, cuja função é monitorar erros na seção deregeneração. O código empregado é denominado 'Bit Interleaved Parity 8 (BIP 8)' Para tanto o quadro STManterior, depois do processo de embaralhamento, é dividido em sequências de 8 bits, numerados de 1 a 8.O primeiro bit do código BIP 8 torna par a paridade sobre todos os bits 1 de todas as sequências de 8 bits. Osegundo bit do código BIP 8 torna par a paridade sobre todos os bits 2 de todas as sequências de 8 bits, eassim sucessivamente até o último bit do código BIP 8. O código BIP 8 assim obtido é colocado no byte B1do quadro atual antes do embaralhamento.

B2 B2 B2Os bytes B2 correspondem a um código de 24 bits, gerados na transmissão, cuja função é monitorar errosna seção de multiplex. O código empregado é denominado 'Bit Interleaved Parity 24'. Para tanto comexceção das 3 primeiras linhas do SOH, o quadro STM anterior, antes do embaralhamento, é dividido emsequências de 24 bits. O primeiro bit do código BIP 24, torna par a paridade sobre todos os bits 1 de todasas sequências de 24 bits, e assim sucessivamente até o último bit do código. O código BIP 24 assim obtidoé colocado nos bytes B2 do quadro atual, antes do embaralhamento.

J0 "Trace" da seção de regeneração - Byte a ser configurado entre 2 seções de regeneração, como se fosseuma palavra de alinhamento de quadro configurável. Sua configuração deve ser exatamente igual nas 2estações consideradas.

D1 - D3Canal de comunicação de dados DCC (Data Communication Channel). Está definido um canal decomunicação de dados de 192 kbit/s, utilizando-se os bytes D1, D2 e D3, para comunicação dentro da seçãode regeneração. Utilizado pela gerência.

D4-D12Canal de comunicação de dados DCC (Data Communication Channel).Está definido um canal de 576 kbits,utilizando-se os bytes D4 a D12, para comunicação dentro de uma seção de multiplex. Utilizado pelagerência.

E1, E2Dois canais de serviço de 64 kbit/s usados para comunicação entre o pessoal de manutenção das estações.Assim o byte E1 é usado para comunicação entre estações de regeneração, enquanto o E2 entre as seçõesde multiplex

K1 K2Bytes reservados para comunicação entre os equipamentos de comutação de uma seção protegida. O byteK2 também possibilita o envio do alarme remoto (MS-FERF) e o reconhecimento de MS-AIS recebido.


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F1Canal de 64 kb/s reservado para o usuário.

Z1 Z1 Z2 Z2Bytes sem função definida ainda.

S1Usado para transmissão de mensagens de sincronismo. Assim, o receptor remoto poderá saber se aqualidade do relógio recebido é melhor do que a do relógio local, por exemplo, e assim, pode-se escolherautomaticamente o relógio de melhor qualidade.

M1Indicação de erros remotos na seção de multiplexação. Em um sinal STM-N este byte transporta acontagem (0 a N) dos blocos errados detectados pelos bytes B2.


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Bytes do Rádio DigitalDe acordo com o modelo de rádio digital, algumas informações padrão do rádio são inseridas nos bytes nãoutilizados do SOH. Por exemplo, para o rádio SRT 1C (Sistema de Rádio Tronco STM 1 Compacto): byte da segunda linha e segunda coluna do SOH: tráfego de dados de ATPC, que é o controle

automático da potência de transmissão, e FAST BER, que é a informação de taxa de erro através de

repetidoras byte da segunda linha e terceira coluna do SOH: tráfego de dados SCS, que é o telegrama de proteçãoou informações para comutação em caso de falhas na recepção

bytes identificados como WS: possibilitam o way side traffic ou tráfego de um sinal adicional de 2Mbit/satravés do SOH


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3.4 Embaralhador/Desembaralhador

Os circuitos embaralhador e desembaralhador tem como finalidade eliminar as seqüências repetitivas de bits

“1” e bits”0”, de modo que o sinal digital fique com uma distribuição pseudo-aleatória de bits.O embaralhamento visa uma distribuição uniforme de potência no espectro do canal de RF transmitido,como é exigido pelas normas de comunicação. Uma vez que um sinal digital tem uma variação constante deseus bits, o sinal modulado terá componentes de potência distribuídas em toda a banda de transmissão, oque evita o surgimento de raias de alta potência que poderiam causar interferência e deformação nos canaisde RF.Outro objetivo do embaralhador é eliminar as longas seqüências de bits “0” e/ou “1”, que poderiam causarfalhas na recuperação da fase e freqüência do sinal na recepção, que acarretaria erros na demodulação.A seguir exemplos dos circuitos embaralhador e desembaralhador.

1 bit

delay

1 bit

delay

1 bit

delay

1

2

3

4

5entradasaí da6

sinal 5 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1

sinal 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1

sinal 2 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1

sinal 3 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0

sinal 4 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1

sinal 6 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0

sinal 6 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0

sinal 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1

sinal 2 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1

sinal 3 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0

sinal 4 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1

sinal 5 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1

1 bit

delay

1 bit

delay

1 bit

delay

1

2

3

4

5entrada

saí da

6

Desembaralhador


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3.5 Codificador Diferencial

A codificação diferencial é feita antes da modulação e após a demodulação, objetivando a correta

demodulação do sinal, mesmo se ocorrer o fenômeno conhecido com ambigüidade de fase.Ambigüidade de fase é um erro na recuperação da portadora no demodulador, que provoca uma inversão de180° na portadora, que, por sua vez, causa uma inversão nos bits demodulados (bits “0” são recebidos como“1” e vice-versa).Na realidade a codificação diferencial relaciona o sinal modulado às variações de fase e não a valoresabsolutos de fase, desta maneira a defasagem entre os sinais subseqüentes recebidos é que interessa, enão qual o valor absoluto da fase destes dois sinais.

Observando a figura acima a ambigüidade de fase, que ocorre no momento em que o circuito que recuperaa portadora confunde a fase e gera uma portadora recuperada com 180 ° de defasagem em relação aportadora recebida.Abaixo exemplos de circuitos codificador e decodificador diferencial, observar que não importa qual a faseda portadora, os bits são recuperados corretamente. No caso de uma inversão total de fase, o primeiro bit

será recuperado errado, mas os demais serão corretamente decodificados.

A 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0

B 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0Transmissão

C 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0

A’ 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0

B’ 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0Recepção s/ inversão

C’ 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0

A’ 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1

B’ 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1Recepção c/ inversão

C’ 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0

Instante de

Amostragem

Portadora

Recebida

Portadora

Recuperada

Modulador Demodulador

1 bit

delay

B

Centrada saí daA

Codificador Diferencial

1 bit

delay

B’

C’entrada saí daA’

Decodificador Diferencial


28/101

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3.6 Modulador

O processo de modulação possibilita que uma informação seja transmitida em um canal com uma banda de

freqüência limitada e de maneira que esta informação possa ser recuperada sem erros no demodulador.A modulação também é utilizada para alocar o sinal de informação em uma faixa de freqüência em que atransmissão através de antenas tenha maior efetividade pois, o ganho de potência em antenas édiretamente proporcional a freqüência do sinal transmitido/recebido.

O diagrama acima apresenta um modulador digital básico, cuja função, é converter o sinal digital na entradaem um sinal modulado em Freqüência Intermediária.Antes de passar pelo processo de modulação, o sinal digital deve ser submetido a um filtro passa baixadenominado filtro de Nyquist, utilizado para limitar a freqüência do sinal digital de modo que não ocorraminterferências entre os bits no processo de transmissão (interferência intersimbólica).Após a filtragem de entrada o sinal passa para o circuito modulador, que utiliza uma portadora senoidal,gerada em um oscilador de FI, para modular o sinal digital de entrada. A modulação é feita em FI na faixa deMega Hertz devido a dificuldade de geração e controle do processo de modulação diretamente na faixa deRádio Freqüência (RF), este procedimento simplifica a construção e implementação dos circuitos e filtros.O estágio de saída do modulador é conectado a um filtro passa-faixa que limita a banda do sinal modulado,evitando interferências em sistemas de rádio que trabalham em freqüências próximas.

OSCILADORLOCAL FI (MHz)

MODULADORDIGITAL

FILTROFILTRO


29/101

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3.7 Demodulador

O demodulador, recebe o sinal modulado em FI do qual extrai o sinal de informa ção digital.

O sinal modulado é submetido a um filtro passa-faixa, que diminui a interferência de ruídos em freqüênciapróximas a faixa de FI utilizada. Após a filtragem, o sinal senoidal modulado em FI entra no demoduladorque, através da portadora recuperada, extrai o sinal digital.O filtro passa baixa de saída elimina os ruídos gerados no processo de demodulação.

Deve-se prestar especial atenção na recuperação da portadora utilizada na demodulação pois, em rádiodigital as modulações envolvem relação de fase do sinal. Se a portadora não é recuperada com suficienteprecisão de freqüência e fase, o sinal digital demodulado terá uma alta taxa de bits errados.O processo de recuperação de freqüência e fase da portadora no demodulador é baseado em um circuitoVCO (Oscilador Controlado por Tensão) e em um circuito PLL (Circuito Fechado de Fase).

Com uma amostra do sinal de entrada e outra amostra do sinal gerado no demodulador pelo VCO, o circuitocomparador de fase gera um sinal proporcional a diferença de fase entre estes sinais. O sinal produto docomparador é filtrado de forma a gerar uma tensão contínua, também proporcional a diferença de fase entreo sinal recebido e o sinal gerado no VCO. A tensão contínua é aplicada ao circuito VCO que varia afreqüência da portadora gerada conforme o nível da tensão de controle. Desta maneira, é estabelecido umanel fechado por fase e a portadora gerada no demodulador segue as variações da portadora gerada nomodulador remoto.Os sistemas de transmissão que utilizam este processo de recuperação de freqüência e fase da portadora éconhecido como Sistema Coerente, já que a portadora de recepção local é sincronizada em freqüência ecoerente em fase com a portadora de transmissão remota.

RECUPERAÇÃOPORTADORA

DEMODULADORDIGITAL

FILTRO FILTRO

Controlede Fase

VCO

COMPARADORDE FASE

FILTRO

Tensão de Controlede Fase

Freqüência deEntrada

Freqüência deSaída

RECUPERAÇÃODE PORTADORA

Controlede Fase

p/ Demodulador


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30/101 A30808-X5226-D38-2-1918 UD8017

3.8 Transmissor

A figura acima ilustra os blocos básicos de um transmissor utilizado em rádio digital, as funções dotransmissor são converter o sinal modulado em freqüência intermediária para um sinal modulado em rádiofreqüência e, em seguida, amplificar o sinal de RF para que este sinal seja transmitido através de umaantena parabólica.O circuito conversor de FI⇒RF, também conhecido como misturador, utiliza uma portadora senoidalsintetizada na faixa de rádio freqüência em que o rádio transmite e, através do processo de batimento defreqüência, converte o sinal modulado em FI (Mega Hertz) para sinal modulado em RF (Giga Hertz). Emalguns rádios a conversão de freqüência é feita em duas etapas, ou seja, existem dois conversores e doisosciladores locais, este procedimento pode ser adotado para a redução dos fatores de qualidade exigidos naconversão e filtragem dos sinais.O oscilador local gera a portadora senoidal na freqüência que determina, após a conversão de FI⇒RF, ocanal de RF em que o rádio transmite. Normalmente os circuitos utilizados para sintetizar sinais senoidais derádio freqüência são circuitos baseados em DRO (Oscilador de Cavidade Ressonante). A cavidaderessonante nada mais é do que um pequeno recipiente de metal condutivo que aprisiona uma onda em seuinterior e, de acordo com as dimensões da cavidade e da freqüência do sinal excitante, gera um sinalsenoidal estável em alta freqüência.O amplificador de potência de RF eleva o nível do sinal convertido para algo em torno de 25dBm para rádiosdigitais. Estes circuitos são tipicamente formados por três estágios de amplificadores a GasFET em cascata.O filtro de saída adequa o espectro do sinal de RF de forma que a banda de freqüência esteja de acordocom a norma de canalização para o rádio.

Oscilador

Local

CONVERSOR

FI⇒RFFI RF

AMPLIFICADORPOTÊNCIA RF

FILTRO


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3.9 Receptor

O bloco receptor é responsável pela amplificação do sinal em RF para um nível padrão e, também pelaconversão do sinal de RF para FI.O filtro na entrada de RF do receptor é necessário para que os sinais de canais interferentes não provoquemerros na conversão de freqüência feita no receptor.O circuito pré-amplificador de entrada, também conhecido com circuito automático de ganho (CAG), éresponsável pela amplificação do sinal de RF de recepção, que normalmente chega ao receptor em níveispróximos a –50dBm. Este circuito opera de maneira que, se o sinal de recepção está dentro do limite dedetecção do CAG, na saída do pré-amplificador é mantido um nível constante de potência, de modo que nãoocorram variações de potência no circuito conversor de RF para FI.A conversão RF⇒FI, é feita no, já conhecido, misturador, que utiliza uma portadora senoidal sintetizada nafaixa de rádio freqüência em que o rádio recebe e, através do processo de batimento de freqüência,converte o sinal modulado em RF (Giga Hertz) para sinal modulado em FI (Mega Hertz). Em alguns rádios a

conversão de freqüência é feita em duas etapas, ou seja, existem dois conversores e dois osciladoreslocais, este procedimento pode ser adotado para a redução dos fatores de qualidade exigidos na conversãoe filtragem dos sinais.O oscilador local gera a portadora senoidal na freqüência que determina, a partir do canal de RF em que orádio recebe, a correta conversão do sinal para a FI utilizada no demodulador. Normalmente os circuitosutilizados para sintetizar sinais senoidais de rádio freqüência são circuitos baseados em DRO (Oscilador deCavidade Ressonante).O filtro de saída do receptor elimina os ruídos interferentes produzidos na conversão de RF para FI.

OsciladorLocal

CONVERSORRF⇒FIFI RF

PRÉAMPLIFICADOR

RF

FILTROFILTRO


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3.10 Derivação

A derivação de RF, ou Branching, ou ainda, diplexador, tem como finalidade, impedir que os sinais gerados

no transmissor atingam o receptor, provocando interferências.A isolação dos sinais de transmissão e recepção que são conectados a antena, é feita através da corretaconfiguração de filtros passa-faixa e circuladores. Uma das possíveis configurações é mostrada na figura.

Os filtros passa-faixa geram uma atenuação em torno de 40dB nos sinais com freqüências fora da banda depassagem. Os filtros utilizados em derivações de RF, são do tipo guia de onda, e tem o corte de freqüênciaajustado em laboratório. A principal características destes filtros é o alto fator de qualidade/seletividade.O circulador é um componente passivo construído de ferrite magnetizada, constituindo um acopladordirecional de RF. O campo eletromagnético dos sinais no interior do circulador direcionam a propagação deacordo com o sentido da seta desenhada no componente.Através de derivação de RF é possível o acoplamento de sinais em várias freqüências a uma mesmaantena, conforme a figura a seguir. Os conjuntos circulador/filtro passa faixa, encaminham todos os sinaispara os respectivos destinos. Por exemplo, o sinal do transmissor 1 é circulado e refletido pelos filtros dosoutros transmissores, até atingir a antena. Da mesma maneira, o sinal do receptor 8 circula e reflete emtodos os conjuntos circulador/filtro até chegar ao filtro que está sintonizado na sua faixa de freqüência.

FILTRO Tx

FILTRO Rx

Tx8 Tx7 Tx6 Tx5 Tx4 Tx3 Tx2 Tx1

Rx1 Rx2 Rx3 Rx4 Rx5 Rx6 Rx7 Rx8


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UD8017 A30808-X5226-D38-2-1918 33/101

4 Conceitos Rádio Digital

4.1 Potência Tx/Rx

As potências de sinais são normalmente expressas em Watt. Para que a informação transportada sejaextraída corretamente pelo receptor, é necessário que a potência de recepção do sinal seja superior a umvalor mínimo, denominado limiar de recepção.A potência de recepção é em geral inferior à potência de emissão, isto é, o meio físico através do qual osinal eletromagnético se propaga tem perdas, provocando uma atenuação na potência do sinal.As perdas e ganhos de potência expressam-se geralmente em decibeis. O decibel é uma unidadelogarítmica usada para medir relações entre duas grandezas do mesmo tipo, neste caso, para medir ganhos(amplificação) e perdas (atenuação) de potência.Supondo uma potência de emissão PE e uma potência de recepção PR, então a atenuação será:

⋅=

E

R

P

PdBG 10log10)(

com PE maior que PR, obtém-se um valor negativo, indicando que se trata de uma atenuação.A atenuação é uma característica do meio de transmissão, mas deve ser sempre especificada para um dadovalor de freqüência de sinal podendo nestes casos ser especificada por unidade de distância.No caso de rádio transmissão, as potências de transmissão e recepção são especificadas em “dBm”, quenada mais é do que o valor da potência em Watt em relação ao valor padronizado de 1x10-3 Watt ou 1mW.Transportando a definição para a fórmula:

×⋅=

−310 101log10)(

PdBmG

Desta maneira é possível a padronização dos dados de potência em manuais e projetos de rádio. Porexemplo, a potência de transmissão do rádio SRT1C é de +29dBm e o limiar de recepção é de –73,5dBm.

4.2 Largura de Banda e Canalização de RF

Os sinais elétricos são normalmente definidos em função do tempo mas, podem ser definidos em função dafreqüência através de seu espectro. O espectro define o conteúdo de um sinal no campo da freqüência.A largura de banda ou, simplesmente banda, de um sinal é a faixa contínua de freqüência que contém amaior parte da energia deste sinal, ou seja, o tamanho do espectro do sinal. A banda de freqüência tambémpode ser definida como a faixa de freqüência em que a resposta de um sistema é diferente de zero, ou seja,a faixa de freqüência à qual um circuito qualquer responde ou opera.

Abaixo um exemplo da banda de 40MHz do sinal digital STM-1 modulado em 64 TCM para o rádio SRT1C.

40 MHz

f0

freqüência

A m p l i t u d e


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34/101 A30808-X5226-D38-2-1918 UD8017

Assim sendo, cada equipamento de rádio tem uma determinada largura de banda de operação. Existemórgãos nacionais (Anatel) e internacionais (ITU-R), que definem as faixas de freqüência normatizadas paraoperação de rádio transmissão digital. Estas definições são chamadas canalizações de rádio freqüência, queos equipamentos devem respeitar.A figura a seguir é um exemplo genérico da canalização de RF para o rádio SRT1C do exemplo anterior, jáque este rádio opera em várias faixas desde 4GHz até 11GHz. Observar que a diferença de freqüência entreos canais adjacentes é igual à banda de transmissão do rádio.Nesta figura também está definida freqüência de deslocamento ou shifter, que é a diferença entre os canaisde transmissão e recepção utilizados em um enlace.

4.3 TEB - Taxa de Erro de Bit

A taxa de erro de bit em sistemas digitais indica o desempenho destes sistemas. Em r ádio transmissãodigital, após a montagem e alinhamento de um enlace, é feito o teste de taxa de erro de bit conforme odiagrama apresentado acima.Na estação “A” deve-se dispor de um Gerador/Analisador de padrões digitais, este equipamento gera umaseqüência de bits pré determinada, programada de acordo com a taxa e a codificação do sinal digital que orádio trafega. Este sinal digital é então injetado ao rádio como tributário e, desta maneira, é enviado até aestação “B”, que deverá ter um “loop” (conexão de retorno) entre a saída e a entrada de tributário do rádio.O feixe digital padrão é então enviado de volta para a estação “A”, onde é conectado ao analisador que faz acomparação entre os bits que foram enviados e os bits que retornaram já que, o gerador e o analisador sãosincronizados.Assim, os bits diferentes dos esperados são considerados errados e o número de erros é enviado a umcontador que expressa o número de bits errados em um segundo (bit/s) pois, as taxas de transmissão de

sinais digitais são expressas em bit/s. Por exemplo, para um feixe de tributário de 2Mbit/s, uma taxa de errosde 10-6 bit/s, significa que em um segundo foram contados 2 bits errados ( 2x106 x 10-6 ).

Ch. 2

Ch. 3Ch. 1

40 MHz

Ch. 2’

Ch. 3’Ch. 1’

40 MHz

Freqüência de Deslocamento

Estação A

Rádio

Estação B

Rádio

Gerador/

Analisador

Digital Padrão

Loop


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Aplicando ao filtro ideal uma seqüência de pulsos PAM (Modulação por Amplitude de Pulso) com cadenciaexatamente igual a T = 1 / 2fo, então estes pulsos não interferirão entre si, pois cada um cairá num pontozero da resposta impulsional dos seus antecessores e/ou dos seus sucessores.Se o intervalo entre os pulsos não for exatamente T , teremos interferência no nível de qualquer pulso pelasrespostas individuais dos pulsos anteriores ou posteriores, chamada interferência intersimbólica IIS.A freqüência fundamental dos pulsos, que é a freqüência de amostragem, deve ser igual ao dobro da bandapassante fo do filtro passa baixo.Portanto, o nível de saída do filtro, nos citados pontos de zero, será exatamente proporcional ao nível decada um dos respectivos pulsos de entrada, não introduzindo nenhum erro nos níveis dos pulsos PAM. Nosintervalos entre os pontos zero da resposta sen x / x, o sinal de saída do filtro será o somatório de todos osníveis positivos e negativos das respostas impulsionais presentes neste intervalos, reconstituindoexatamente a forma de onda analógica original que esta faltando entre as amostras.Este é um dos famosos critérios que Nyquist estipulou em 1928, para transmissão de sinais digitais, e quese aplica também a reconstituição. No caso de reconstituição de sinal, já que a freqüência de amostragemfoi definida na geração e não podemos mais altera-la, podemos concluir que a freqüência de corte do filtropassa baixo ideal deve ser exatamente igual a metade da freqüência de amostragem, para que os pulsosPAM possam ser transformados em uma onda analógica continua e sem interferência intersimbólica.A figura seguinte mostra como um sinal modulado em pulsos (PAM), de amostras descontinuas, étransformado no sinal analógico original. Estão representados cada pulso PAM e a respectiva respostaimpulsional do filtro, para cada pulso tomado individualmente, sem os outros, e a curva resultante dosomatório, a cada instante.


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Infelizmente, os canais Nyquist de mínima largura de banda não são realizáveis. Seriam requeridos umnúmero infinito de seções de filtros, para sintetizar a inclinação de atenuação infinita, do canal de corteabrupto. Para aliviar estes problemas, e para definir características de canal mais práticas, Nyquist introduziuum teorema sobre simetria vestiginal (segundo teorema) que diz: "A adição de um fator r na largura do canal ideal, que permita uma inclinação cossenoidal simétrica naresposta do filtro, não causa interferência intersimbólica, ISI".Em outras palavras, se o filtro real tiver um roll-off em forma de coseno levantado, a sua respostaimpulsional terá os zeros no mesmo lugar da curva sen x / x, mas o aspecto da curva será diferente.A próxima figura ilustra um exemplo de filtro passa baixo com roll-off em forma de cosenoide levantada, queé a região onde o filtro passa gradativamente de passante (on) para o corte (off). Esta regi ão é simétrica emrelação ao ponto fo.Por definição, o roll-off R é igual a R = x / B e pode variar de zero (filtro ideal) até 1 ou 100% quando x = B.Neste caso, o filtro só corta mesmo em f = 2fo = 2B.


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4.4.1 Cosseno roll-off, Banda de Passagem

Como resultado dos teoremas de Nyquist, pode-se calcular o mais importante, a largura de banda totalnecessária para se transmitir um canal Nyquist (para sinal modulado):

BW = fN x (1+r) x 2 = fs x (1+r)onde: fN – freqüência de Nyquist

r – fator de roll-offfs – frqüência de símbolo

A relação acima mostra a quantidade adicional que um canal de RF deve ter de banda em relação à bandaideal de Nyquist.As características de amplitude na prática para vários valores de “r” são mostrados na próxima figura.Analisando a fórmula acima, à primeira vista chega-se a conclusão que quanto menor for o valor de r, menorserá a banda de transmissão, que é um fator importante em se tratando de sistemas digitais. Porém, pelafigura podemos notar que um sistema assim, torna-se muito crítico a variações de parâmetros de sinal e decomponentes. Por outro lado, quanto maior for o valor de “r”, menos problemas na amostragem do sinalpara sua recuperação, porém a banda necessária aumenta, que não é desejável para sistemas digitais.

A figura “b” que sintetiza a resposta do pulso, no dom ínio do tempo, mostra que quanto mais estreito for ofiltro (menor “r”), mais a energia do pulso se estende ao longo do tempo, antes que seu amortecimento torneo nível desprezível. Deste modo, se um filtro com r = 0,2 receber um sinal de dados com freq üência fora dacalculada para o filtro, uma boa parcela de energia, aparecerá no espaço temporal dos pulsossubseqüentes, o que é traduzido como ISI.

Disto tudo, conclui-se que um fator “r” realizável na prática e com largura de banda razoável, é o r = 0,5;


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porém se o sistema for aprimorado tecnologicamente, valores menores poderão ser usados. Osequipamentos de rádio digital atuais, usam os fatores entre r = 0,50 e r = 0,20.Voltando agora para a largura de banda, sabemos que para se obter 128 estados diferentes em uma

portadora digital, necessitamos atacar o modulador com 7 linhas de sinal digital (27 = 128) o que reduz avelocidade binária em 7.

Por exemplo, para o rádio Siemens SRT 1C (128TCM), a taxa de bit de entrada no modulador éaproximadamente 167,5 Mbits/s (após a codificação TCM), sendo então a frequência de símbolo :

fs = taxa de bit / qtde. de bits por simbolo = 167,5 = 23,92 MHz 7concluímos que as larguras de banda para o equipamento com as opções de r = 0,35 e r = 0,215 são :

BW = fN x (1+r) x 2 = fs x (1+r)

BW = (167,5/7) x (1+0,35) = 32,30 MHz

BW = (167,5/7) x (1+0,215) =29,07 MHz


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4.5 Filtros

A construção de filtros LC que respondam às características de transferência (senx)/x, é cara e de difícil

ajuste, uma vez que requer sintonias precisas e componentes de alta estabilidade. Por isto procurou-selançar mão de novas tecnologias, que viessem a resolver este problema aliado a uma redução noscomponentes. A tecnologia, dos filtros ativos e de ondas acústicas de superfície (SAW - surface accusticwave), têm apresentado respostas de transferência de Nyquist de alta precisão, aliadas a uma altaestabilidade de temperatura.Por sua grande facilidade de implementação, e flexibilidade de mudança de fator de roll-off, o filtro ativo éindicado para operação ao lado do modulador. Seu princípio de operação baseia-se no uso de filtrotransversal com 32 células de ajuste e amostragem do sinal em 2 vezes a velocidade de entrada (55 MHz).Sua facilidade de implementação está ligada ao uso de gate-array para implementação do mesmo, enquantoa grande vantagem é a possibilidade de troca do fator de roll-off por simples programação de chaves. Nafigura “a” vemos o exemplo da resposta do filtro ativo do modulador para um fator de roll-off de 0,33. Nafigura “b” a mesma medida foi feita após a modulação propriamente dita.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Atenuação (dB)

0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30

f (MHz)

Taxa de bit 165,888 Mbit/sTaxa de símbolo 27,648 Mbit/sFator r 0,33Largura dfe Banda 18,4 M

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Atenuação (dB)

110 116 122 128 134 140 146 152 158 164 170

f (MHz)

Largura de banda 36,8 M

a)

b)

Hz

Hz


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O filtro SAW construído sobre cristal de niobato de lítio (LiNbO3), está mostrado na figura abaixo, ondevemos o esquema de transferência das ondas na superfície do cristal. As ondas são excitadas por umaestrutura interdigital a qual atua como um transdutor entre os sinais elétricos e ondas mecânicas dasuperfície do cristal. Os dedos (assim são chamados) de cada estrutura - existem cerca de 100.000 - devemser produzidos sem curto-circuito ou interrupções. A largura, comprimento e a espessura dos dedos devemser exatos, dentro de uma estreita percentagem, desde que estas dimensões têm efeito significativo sobre afreqüência central do filtro, e distribuição espectral. Para projeto destes filtros utilizam-se sistemas CAD coma deposição dos dedos, feita por processo fotolitográfico do tipo desenvolvido para geração de micro-estruturas para circuitos VLSI.

P u

l s o

d e

E n

t r a

d a

A b s o r s o r

C o n v e r s o r

d e e n

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d a

i n t e r d

i g i t a

l

o n d a s u p e

Documents

Manual Do Radio Siemens