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Tag Archives: UMTS
LTE Long Term Evolution e sua frequencia no Brasil
O LTE (Long Term Evolution) é um projeto comandado pelo 3GPP que promete fazer um upgrade no padrão UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), melhorando a eficiência espectral, convertendo o fluxo de dados para IP, aprimorando a integração com outros padrões, aumentando as taxas de transferências (para aproximadamente 100 Mbps no downlink), etc. Suas especificações foram aprovadas em janeiro de 2008 e já no final daquele mesmo ano (2008) a LG Electronics sacudiu o mercado com a demonstração do primeiro telefone celular com um chip LTE. A partir daí diversas empresas começaram a investir seriamente nessa tecnologia. Conforme uma recente publicação da ABI Research, pelo menos 12 operadoras lançarão serviços de 4G baseados nesse padrão no próximo ano, atingindo o equivalente a 34 milhões de assinantes em todo o mundo. Entre essas operadoras temos Verizon Wireless, MetroPCS Wireless e U.S. Cellular, nos Estados Unidos; NTT-DoCoMo e KDDI, no Japão; TeliaSonera, Tele2 e Telenor na Europa; e a maior operadora do mundo, a China Mobile.
A faixa de freqüência para o LTE mais utilizada é a de 2,5 GHz, embora os Estados Unidos tenha optado pela faixa dos 700 MHz – que, no Brasil, é ocupada pelo setor de radiodifusão. O governo brasileiro, a ANATEL e a indústria ainda não chegaram a um acordo sobre qual freqüência será reservada ao LTE por aqui, mas já existe certa “pressão” (principalmente por parte da indústria) pela adoção dos 2,5 GHz. Isto é óbvio, pois com a escolha dos 2,5 GHz os fabricantes estarão garantindo a compatibilidade entre os equipamentos e – conseqüentemente – a queda nos custos. E mais: segundo algumas publicações, o Ministério das Comunicações pretende encerrar os serviços de TV associados à faixa dos 700 MHz somente em 2016. Como alguns experts já estão anunciando as operações do LTE no Brasil em, no máximo, 2012, concluí-se que a faixa dos 2,5 GHz – provavelmente – será a escolhida.
PS: devemos lembrar que as teles investiram milhões de reais no leilão das faixas de 3G em 2007 e ainda não recuperaram o investimento. Então, por enquanto, as operadoras estão preocupadas com a consolidação do 3G. Há muitos usuários que mal sabem o que é um smartphone, não é mesmo? É preciso pensar, debater e definir os rumos do LTE, mas a “prática” desta tecnologia é outra história. Não vamos colocar a carroça à frente dos burros! É isso!
Long Term Evolution e o chip da LG
Em 2004 o 3GPP, órgão responsável pelas especificações do GSM, 3G e outros, sugeriu que as redes pós-3G fossem do tipo AIPN (All IP Network), ou seja, totalmente baseadas em IP. Fato é que hoje, anos após esta “recomendação”, encontramos diversas publicações (entre Wikipedia, trabalhos acadêmicos, etc) afirmando que tais redes, de fato, serão totalmente IP. Alias já existem, no exterior, operadoras cujas redes são 100% IP (NÃO DE 4G). É o caso da Sprint, empresa que já disponibilizou no mercado local o Palm Treo 800w – smartphone compatível com as redes IP EV-DO Rev.A. Mas foge do escopo deste artigo fazermos um apanhado sobre esta característica das redes pós-3G, que, inclusive, já estão sendo chamadas de 4G. Nosso objetivo hoje, na verdade, é falarmos um pouco sobre a tecnologia LTE (Long Term Evolution), séria candidata a 4G e “concorrente” do WiMAX e WiBro.
O LTE é um projeto comandado pelo 3GPP que promete fazer um upgrade no padrão UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), melhorando a eficiência espectral, convertendo o fluxo de dados para IP, aumentando as taxas de transferências, aprimorando a integração com outros padrões, etc. Suas especificações foram aprovadas em janeiro de 2008 e devem fazer parte do Release 8. Abaixo algumas características do LTE:
* uso da tecnologia OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) no downlink (ERB para o celular) e SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiple Access) no uplink (celular para ERB);
* velocidade no downlink de 100 Mbps e 50 Mbps no uplink, ambos com uma largura de banda de 20 MHz.
* operações nos modos FDD (Frequency Division Duplex) e TDD (Time Division Duplex);
* uso de antenas MIMO (Multiple-input multiple-output);
* handoff automático para outros padrões compatíveis.
Long Term Evolution e o chip da LG Electronics
Sabe-se que o LTE já vinha despertando o interesse de diversas operadoras pelo mundo, como Vodafone e AT&T. Entretanto, as discussões acerca desta tecnologia “só pegaram fogo pra valer” no final do ano passado (dez/2008) através de uma demonstração da LG Electronics. Afinal esta empresa, nos laboratórios de Anyang, Coréia do Sul, criou e apresentou o primeiro telefone celular com um chip LTE. É mole? O 3G mal chegou ao Brasil e na terra do Tae Kwon Do já há demonstrações reais da quarta geração de telefonia. Com a palavra, Paik Woo-hyun, CTO da LG: “Agora que a LG desenvolveu e testou o primeiro modem de celular 4G, a viabilidade comercial de um handset LTE está no horizonte”. Ahhh, vale destacar que a LG apresentou seu chip LTE em um celular com Windows Mobile, portando nada de Android, Symbian, Linux…
Curiosidades: vimos que o WiBro (Wireless Broadband) é o WiMAX móvel coreano operando em 2,3 GHz. Trata-se, assim como o iBurst, HiperMAN e GAN, de uma tecnologia de quarta geração e por isso “bate de frente” com o LTE. Fato é que o primeiro celular LTE surgiu justamente na terra do WiBro. Pior: foi apresentado por uma empresa coreana que também já desenvolveu e lançou aparelhos compatíveis com o WiBro. Pura coincidência ou a Coréia quer dominar o mundo 4G?
É isso!
HSUPA e a operadora VIVO
Um ano após o leilão das freqüências destinadas ao 3G, a tecnologia se tornou disponível para 51,7% da população brasileira, o que representa 95 milhões de pessoas, segundo uma publicação feita pela revista Info (12/2008). Hoje, mais da metade (cerca de 80%) dos acessos à internet pela banda larga móvel são feitos por computadores, através de modems externos (tipo o Huawei E156 e o Onda MSA501HS) ou adaptadores embutidos (como os encontrados nos notebooks Microboard Ellite Plus e HP Pavilion DV4-1150BR Entertainment PC). Alias, a procura pelos modems 3G tem sido tão grande que o produto chegou a faltar em algumas lojas da Claro. Na outra ponta dos acessos (os outros 20%), temos os smartphones. Porém, vale destacar que tais porcentagens podem variar ao longo do tempo, principalmente com o barateamento de alguns sofisticados smartphones 3G. Fato é que o Brasil é um mercado promissor quando o assunto é “banda larga móvel”, pois a fixa deixa, e muito, a desejar. Bom, chega de estatísticas e vamos ao “X” da questão deste artigo – falar da mais nova “pérola” da operadora VIVO, sua tecnologia HSUPA.
A maior empresa de telefonia celular do Brasil, a VIVO, conhecida por sua malha CDMA / CDMA 1xRTT / EV-DO, disponibilizou em 2007 cobertura GSM aos seus clientes, tornando-se a única operadora verde e amarela CDMA e GSM simultaneamente. Já em setembro do ano passado (2008), sem muito alarde, ela deu mais um passo na direção do GSM com o lançamento da sua rede 3G HSPA. Agora, novamente sem vanglórias, a VIVO se tornou a primeira operadora do país a oferecer a tecnologia HSUPA (High Speed Uplink Packet Access). O HSUPA, basicamente, permite uploads de até 5,7 Mbps e já está disponível para os clientes VIVO ZAP (que possuem um mini modem compatível, como o Aiko 82D) de São Paulo, Rio de Janeiro, Brasília, Curitiba, Porto Alegre e Salvador.
O HSUPA
Considerado, por muitos, uma tecnologia de 3.5G, o HSUPA foi incluído ao padrão UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) no Release 6. Trata-se de uma tecnologia cujo nome, “HSUPA”, criado pela finlandesa Nokia, não recebe o apoio do 3GPP – tal órgão prefere chamá-lo de EUL (Enhanced Uplink). Divergências a parte, o HSUPA é um protocolo de comunicação da família HSPA (High Speed Packet Access) que melhora, consideravelmente, a performance do canal dedicado ao upload (também conhecido por uplink e se refere à velocidade com a qual o terminal “ENVIA” os dados para a torre). Tal velocidade pode atingir os 5,7 Mbps, algo certamente “inacreditável” há alguns anos. Fato é que o HSUPA possui os mesmos princípios de funcionamento do HSDPA (detalhado aqui), cujo “D” significa Downlink. Eis dois deles:
Uso de H-ARQ (Hybrid Automatic Repeat-Request): para compreendermos o H-ARQ, torna-se necessário falarmos sobre o FEC (Forward Error Correction) e ARQ (Automatic Repeat Request). O primeiro se refere aos códigos corretores de erros. Já o segundo são técnicas de retransmissões automáticas. Com o objetivo de ajustar o controle de erro às condições variantes do canal, diferentes combinações de FEC e ARQ são utilizadas. Tais combinações são chamadas de H-ARQ.
Uso da técnica AMC (Adaptive Modulation and Coding): a função do AMC é escolher qual o esquema de modulação e codificação a ser utilizado conforme as condições instantâneas do canal. Isto significa que é possível aumentar a taxa de bits quando algumas condições são satisfeitas. Por exemplo: canal não sobrecarregado, localização física do usuário, etc.
Fechando…
Quem diria que uma operadora CDMA, após inaugurar o 3G em 2004 no Brasil com o EV-DO (ainda presente em 28 municípios), seria a primeira no país a oferecer o HSUPA aos seus clientes? O mundo, de fato, é uma caixinha de surpresas!
Cabos irradiantes coaxiais antena RFS KMP draka
Um cabo irradiante, também conhecido por cabo fendido, permite a entrada e saída de rádio freqüência através de pequenas aberturas no condutor externo ao longo de sua extensão. Ou seja, trata-se dum cabo coaxial modificado capaz de atuar como uma antena. Utilizado de forma correta, tal cabo pode trazer inúmeros benefícios a diversos tipos de ambientes. Afinal, além do alcance considerável, tal cabo é fabricado para distribuir diversos tipos de sinais. Por exemplo: AM, FM, GSM, UMTS, Wi-Fi, WiMAX e outros. Isto significa que um único cabo pode ser utilizado para diversos fins conforme a necessidade, fato que gera flexibilidade e economia.
Quando o assunto é “cabo irradiante”, temos um exemplo clássico. Trata-se do setor de engenharia duma universidade norte americana. Eles trocaram o conjunto formado por access point, antena e amplificador por aproximadamente 330 metros de cabo-antena. Este projeto, segundo representantes da instituição, proporcionou melhor cobertura de sinal, minimização do potencial de interferência co-canal e maiores taxas de transferências.
Alguns fabricantes: RFS-KMP e Draka Cableteq com sua linha RFX.
É isso!
UMTS WCDMA HSDPA evolucao tecnologia 3G celular
Aqui aprendemos que a interface radio (entre o terminal e ERB) do UMTS é baseada no WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access). Vimos que o padrão WCDMA, especificado pelo 3GPP, está crescendo de forma considerável. Afinal suas especificações satisfazem os requisitos de taxas de transferências do IMT-2000 para a terceira geração. São elas:
* 2 Mbps para locais fixos;
* 384 Kbps para usuários pedestres;
* 144 Kbps para usuários com alta mobilidade.
Neste artigo apresentamos o HSDPA (High Speed Downlink Packet Access). Aprovado pelo 3GPP em Março de 2002, seu principal objetivo é proporcionar ao WCDMA taxas de até 10 Mbps para serviços de melhor esforço utilizando a mesma banda de 5 MHz (vista aqui). Trata-se, na verdade, de uma “evolução” para atender as futuras exigências de tráfego. Alias, HSDPA é considerado uma tecnologia de 3,5G.
Para cumprir seu objetivo, tornou-se necessário aprimorar algumas técnicas já utilizadas e também adaptar novos esquemas. Vejamos três exemplos:
* Uso de modulações superiores ao QPSK (utilizada no WCDMA). Neste sentido, além do QPSK, HSDPA consegue operar com 16 QAM e 64 QAM. Tais modulações, consideradas de alta ordem, são sensíveis a ruídos e interferências. Por isso, são utilizadas em conjunto com a técnica MCA (Modulação e Codificação Adaptativas). A função do MCA é escolher qual o esquema de modulação e codificação a ser utilizado conforme as condições instantâneas do canal. Isto significa que é possível aumentar a taxa de bits quando algumas condições são satisfeitas. Por exemplo: canal não sobrecarregado, localização física do usuário ideal, etc.
* Uso de esquemas MIMO (multiple-input multiple-output). Os sistemas MIMO são baseados nas antenas inteligentes (smart antennas). Sistemas que utilizam antenas inteligentes podem empregar antenas adaptativas ou antenas com comutação de feixes. No primeiro caso, um arranjo de antenas é usado e as saídas de cada antena são combinadas dinamicamente para se ajustar ao ruído, interferência e múltiplo percurso. No caso da comutação de feixes, o receptor seleciona o feixe que fornece a maior redução de interferência e o maior ganho do sinal. Além disso, sistemas MIMO ainda contam com outras técnicas para maximizar a taxa de transmissão. Como exemplo, temos o BLAST. Neste caso, minimiza-se a redundância e se obtêm maiores taxas através do mapeamento de mensagens.
* Uso de H-ARQ (Retransmissão Automática Híbrida). Para compreendermos o H-ARQ, torna-se necessário falarmos sobre o FEC (Forward Error Correction) e ARQ (Automatic Repeat Request). O primeiro se refere aos códigos corretores de erros. Já o segundo são técnicas de retransmissões automáticas. Com o objetivo de ajustar o controle de erro às condições variantes do canal, diferentes combinações de FEC e ARQ são utilizadas. Essas combinações são chamadas de H-ARQ.
Além dos três exemplos citados, temos: uso de códigos múltiplos (paralelos), agendamento rápido e seleção rápida de célula. Para não tornar a leitura cansativa, neste artigo não comentaremos sobre tais técnicas. Voltaremos neste assunto posteriormente.
Fechando…
Vimos em artigos anteriores que as duas principais características do WCDMA são: espalhamento variável e controle de potência. No HSDPA nada disso existe. Tais técnicas foram substituídas por outras que exploram todo o sistema de forma “mais eficiente”, conforme visto acima. Entre elas: MAC (Modulação e Codificação Adaptativas), operações de códigos múltiplos e estratégia de retransmissão híbrida. Para o usuário, tudo se resume em duas palavras: maior performance.
É isso!
