CSF29008 2015-2

Plano de Ensino

Ementa

Sistemas de comunicações móveis, ambiente de propagação rádio móvel, tráfego rede móvel, múltiplo acesso em redes sem fio,Planejamento de redes celulares e de redes sem fio e novas tecnologias sem fio.

Objetivos da Disciplina

Ao fim desta componente curricular, os estudantes devem estar aptos a:

Conhecer os principais modelos de propagação sem fio.
Explicar, analisar e avaliar as principais características dos canais de comunicação sem fio.
Validar, através de simulações, os efeitos de desvanecimento de canal sobre transmissões com modulações digitais lineares.
Conhecer, listar e descrever os principais componentes da estrutura de telefonia celular.
Aplicar a filosofia de reuso de canais para projetos simples de redes celulares.
Distinguir as principais técnicas de multiplexação e suas características.
Analisar e diferenciar características de diferentes tecnologias empregadas em sistemas de comunicações móveis e sem fio.

Conteúdo Programático

Original: Ementa ENG-Telecom - Versão detalhada

Alteração Sugerida (2015-2):

Introdução às comunicações móveis (CH: 2h - 1 encontro)
Modelos do canal de propagação sem fio (CH: 16h - 8 encontros)
- Propagação de larga-escala (modelos analíticos e empíricos)
- Propagação de pequena escala (sinais de banda estreita, banda larga e características dos desvaencimentos)
Desempenho de Modulações Digitais sobre Canais sem Fio (CH: 10h - 5 encontros)
- Noções de equalização de canais de comunicação sem fio
- Análise de desempenho de modulações digitais para canais com desvanecimento
Telefonia Celular (CH: 20h - 10 encontros)
- Conceitos básicos (histórico, componentes do sistema celular, canais simplex/duplex, tipos de duplexação TDD/FDD)
- Geometria hexagonal, reuso de frequências, interferência co-canal e canal adjacente, SIR
- Conceitos de Handoff e Roaming
- Troncalização e cálculo de tráfego
- Setorização e divisão celular
- Análise de link budget e planejamento de uso do espectro
- Tópicos sobre tecnologias recentes (4G LTE/WiMax) e perspectivas para futuras tecnologias (5G)
Técnicas de Múltiplo-Acesso (CH: 12h - 6 encontros)
- TDMA e FDMA
- Modulações Multiportadora, OFDM e OFDMA
- Espalhamento espectral, CDMA/SSMA (DS, FH e MC)
- SDMA
Redes sem fio (CH: 12h - 6 encontros )
- Características do Padrão 802.11 (WiFi)
- Considerações de planejamento de redes locais sem fio WiFi
- Outros padrões e novas tecnologias de comunicação sem fio

Cronograma de Atividades

Suspensão do calendário acadêmico pela direção do Campus de 30 de Julho a 1 de Outubro;

Aula	Data	Horas	Conteúdo
1	5/10	2	Introdução às comunicações móveis: apresentação e motivação da componente curricular
2	8/10	2	Propagação em Larga Escala (Modelos Analíticos): Introdução e Espaço Livre, Dois Raios
3	15/10	2	Propagação em Larga Escala (Modelos Analíticos): 10 Raios, Múltiplos Raios Generalizado, Difração e Dispersão
4	19/10	2	Propagação em Larga Escala (Modelos Empíricos): Okumura, Hata, Cost231, Dual Slope
5	22/10	2	Propagação em Larga Escala (Modelos Empíricos): Atenuação indoor e Modelo Log-distância
6	26/10	2	Propagação em Pequena Escala: Introdução, Doppler e Canal Multipercurso, Banda Estreita
7	29/10	2	Propagação em Pequena Escala: Autocorrelações, Clarke-Jakes e Desvanecimento Rayleigh (Plano)
8	5/11	2	Propagação em Pequena Escala: Banda Larga, Convolução e ISI, Autocorrelações e Função de Espalhamento
9	9/11	2	Propagação em Pequena Escala: Perfil de Potência de Atraso, Banda de Coerência, Espectro de Potência Doppler e Tempo de Coerência
10	12/11	2	Propagação em Pequena Escala: Modelo Discreto de Atrasos e Simulações
11	16/11	2	Avaliação Teórica 01: Modelos de Propagação em Larga e Pequena Escala
12	19/11	2	Modulações Digitais: Revisão e simulações
13	23/11	2	Equalização do canal plano (ZF): desempenho de modulações digitais em canais AWGN x desvanecimento Rayleigh (plano)
14	26/11	2	Equalização do canal seletivo em frequência: noções de inversão de filtros FIR e equalizadores adaptativos
15	30/11	2	Modulações Digitais: simulação de desempenho em canais seletivos em frequência
16	3/12	2	Telefonia Celular: introdução, história e conceitos básicos (componentes da rede celular e duplexação de canais)
17	7/12	2	Telefonia Celular: geometria hexagonal, reuso de frequências, interferência co-canal e canal adjacente, SIR
18	10/12	2	Telefonia Celular: conceitos de handoff, roaming e introdução às noções de tráfego e troncalização
19	14/12	2	Telefonia Celular: troncalização e cálculo de tráfego de canais de voz (Erlang B x Erlang C)
20	17/12	2	Telefonia Celular: setorização e divisão celular
21	21/12	2	Avaliação Teórica 02 – Conceitos e planejamento básico de sistemas de telefonia celular
22	/	2	Telefonia Celular: Noções de Planejamento de Sistemas Celulares e Análise de Link Budget
23	/	2	Telefonia Celular: Noções de planejamento do uso do espectro eletromagnético
24	/	2	Telefonia Celular: Principais características dos padrões e tecnologias dos sistemas 4G (LTE e WiMax)
25	/	2	Técnicas de Multiplexação: TDMA, FDMA e SDMA
26	/	2	Técnicas de Multiplexação: Modulações Multiportadora
27	/	2	Técnicas de Multiplexação: Noções de OFDM e OFDMA
28	/	2	Técnicas de Multiplexação: Espalhamento Espectral (SSMA) e CDMA
29	/	2	Técnicas de Multiplexação: DS-CDMA, FH-CDMA e MC-CDMA
30	/	2	Redes sem Fio: Características do Padrão 802.11 (WiFi) (Aula 1)
31	/	2	Redes sem Fio: Características do Padrão 802.11 (WiFi) (Aula 2)
32	/	2	Redes sem Fio: Considerações de Planejamento de Redes Locais sem Fio WiFi e Proposta de Trabalho Prático
33	/	2	Redes sem Fio: Palestra prof. Emerson sobre software Cisco, Rede WLAN do IFSC e Aspectos de Segurança
34	/	2	Redes sem Fio: Outros padrões e tecnologias (redes de sensores, WPANs, Bluetooth)
35	/	2	Outros Tópicos de Comunicação sem Fio e desafios do 5G (overview): Aplicações p/ o 5G, Satélites, Radares, Subaquáticas, Biomoleculares, etc.
36	/	2	Entrega e Apresentação de Trabalhos
37	/	2	Outros Tópicos de Comunicação sem Fio e desafios do 5G (overview): Aplicações p/ o 5G, Satélites, Radares, Subaquáticas, Biomoleculares, etc.
38	/	2	Recuperações Finais
39	/	2	Recuperações Finais
40	/	2	Fechamento e apresentação de conceitos
TOTAL		80

Metodologia

Aulas expositivas
- Apresentações da teoria com slides e notas de aula do professor;
- Apresentação de material do livro texto;
- Solução de exercícios no quadro.
Atividades de simulação com software MATLAB (ver página do IFSC-CLOUD para acesso remoto);
Trabalhos e projetos auxiliaries
- Trabalhos de simulação numérica;
- Seminários orientados e apresentações expositivas dos alunos.
Visitas técnicas e palestras relacionadas aos conteúdos da componente curricular, quando houver oportunidade.

Avaliação

As ferramentas de avaliação para assessar o progresso e a aprendizagem dos alunos serão:

avaliações teóricas e conceituais;
trabalhos teóricos e simulações;
seminários e apresentações.

A avaliação será um processo contínuo e progressivo ao longo do semestre letivo.

As datas das avaliações e entrega de trabalhos pontuais serão agendadas em acordo com os alunos.

Bibliografia

Bibliografia Básica

1. RAPPAPORT, Theodore S. Comunicações Sem Fio - Princípios e Práticas. 1.ed. [S.l]: Pearson, 2009. 432 p. ISBN 978-8576051985.

Bibliografia Complementar

1. STALLINGS, Willian. Wireless Communications & Networks. 2.ed. [S.l]: Prentice Hall, 2004. ISBN 0131918354.
2.TSE, David, VISWANATH, Pramod. Fundamentals of wireless communication. Cambridge : Cambridge University Press, 2005. 564 p. ISBN 978-0521845274.
3.YACOUB, Michel D. Foundations of Mobile Radio Engineering. Boca Raton (USA): CRC Press, 1993. 496 p. ISBN 978-0849386770.
4.LEE, W.C.Y. Mobile Cellular Telecommunications: Analog & Digital Systems. 2.ed. USA : McGraw Hill, 1995. 664 p. ISBN 978-0070380899.

Outras Bibliografias Relacionadas

1. GOLDSMITH, Andrea. Wireless communications. Cambridge; New York: Cambridge University Press, 2005. xxviii, 644 p., il., 26 cm. Inclui bibliografia e índice. ISBN 9780521837163.
2. TAKAGI, Hideaki (Editor), WALKE, Bernhard H. (Editor). Spectrum Requirement Planning in Wireless Communications: Model and Methodology for IMT - Advanced. Editora Wiley, 266 p. - Maio de 2008. ISBN 9780470986479.
3. ALENCAR, Marcelo Sampaio. Telefonia Celular Digital. Editora Érica, 2004. ISBN 9788536504629. 
4. GAST, Matthew S. 802.11 wireless networks: the definitive guide.  O'Reilly Media, 2.ed. (Maio, 2005). ISBN 9780596100520.