Questões de 3GPP (Generation Partnership Project) (Engenharia de Telecomunicações)

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A 5ª geração de sistemas sem fio, conhecida como 5G, está em crescente expansão no Brasil, após o leilão para a concessão de direitos de exploração de faixas de frequência realizado pela Anatel, em 2021. O Release 15 da especificação feita pelo 3GPP (3rd Generation Partnership Project), com a colaboração de diversas empresas do mercado, foi finalizado em junho de 2018, quando esse padrão foi introduzido.
Com relação às especificações e desafios do 5G, sabe-se que

  • A o aumento exponencial da troca de mensagens de texto, particularmente provocado pela explosão das redes sociais, foi um dos grandes impulsionadores da evolução para as redes 5G.
  • B o 5G evoluiu para frequências cada vez mais altas, particularmente no sentido das ondas milimétricas, o que contribuiu para o aumento do alcance individual de cada estação.
  • C a tecnologia 5G oferece uma banda extremamente larga e com uma densidade de conexões muito maior que a das redes 4G, o que faz com que a latência não precise ser reduzida.
  • D a tecnologia 5G usa células pequenas que complementam a operação de estações-base maiores, operando em ondas milimétricas e com o uso de conjuntos de antenas MIMO massivas.
  • E as redes 5G não requerem mudanças substanciais na tecnologia de acesso rádio e algoritmos de camada física, em relação às redes 4G, principalmente no formato standalone (SA).

A tecnologia WCDMA é embasada no múltiplo acesso por divisão de código, em que se obtém espalhamento espectral utilizando-se técnica denominada seqüência direta (DS-CDMA). Para suportar diferentes taxas de transmissão de dados de forma a prover diferentes serviços para os usuários, implementando-se o conceito de bandwidth on demand, essa tecnologia, embasando-se no conceito de orthogonal variable spreading factor (OVSF), é capaz de utilizar fatores de espalhamento variáveis e múltiplos códigos por usuários.

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Sistemas WCDMA são implementados utilizando-se portadoras moduladas com largura de banda de freqüências ajustável em função da taxa de transmissão requisitada, devendo, porém, ser múltipla de 1 MHz: 1 MHz, 2 MHz, 3 MHz, 4 MHz ou 5 MHz, podendo ser expandida até 20 MHz, caso exista a necessidade de interoperabilidade com sistemas WiMAX. Quando a sua banda é de 5 MHz, uma portadora WCDMA permite o tráfego de informações à taxa de 3,84 Mcps em frames de 10 ms.

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A detecção do sinal no sistema WCDMA, tanto no downlink quanto no uplink, é do tipo coerente utilizandose o conceito de canal-piloto ou símbolos-piloto. A tecnologia WCDMA é capaz de suportar os modos FDD e TDD e o sistema opera com técnicas de modulação embasadas em QPSK.

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Em sistemas WCDMA, o sincronismo entre as estações rádio-base é necessário, sendo o sistema GPS (global positioning system) utilizado para garantir essa especificidade. A impossibilidade do uso do sistema GPS na sincronização de estações localizadas em ambientes indoor, tais como centros comerciais e estações de metrô, dificulta a implantação de estações rádio-base WCDMA nesses ambientes. Essa dificuldade fez com que a interoperabilidade do sistema WCDMA com sistemas do padrão IEEE 802.11 e IEEE 802.16 fosse especificada pelo 3GPP. Sistemas WCDMA atuais implementam essa interoperabilidade.

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