Redes sem Fio

Modulação e Codificação

- Modulação do sinal: Técnica usada para "preparar" um sinal para sua transmissão através de ondas eletromagnéticas.

- Modulação digital (codificação) → converte os dados em sinal analógico de banda base

- Modulação analógica → converte as frequências de um sinal codificado da banda base para o entorno de uma frequência central (fc) da portadora (carrier).

▶ Modulação Digital

- Usa amplitude, frequência e fase de senoides para codificar bits.

- Amplitude-Shift Keying (ASK): A amplitude do sinal é alterada para representar dados.

- Frequency-Shift Keying (FSK): A frequência do sinal é alterada para representar dados.

- Phase-Shift Keying (PSK): A fase do sinal é alterada para representar dados.

- Quadrature Phase-Shift Keying (QPSK): Utiliza uma separação de fase de 90º para criar quatro símbolos possíveis, cada um representando dois bits. A representação em duas componentes (fase/quadratura) é usada.

- Quadrature Amplitude Modulation (QAM): Combina ASK e PSK, sendo uma generalização do QPSK. Por exemplo, o 16QAM utiliza 4 níveis (-3, -1, 1, 3) com 16 combinações possíveis. Quanto maior a quantidade de níveis, maior a taxa de transmissão, porém, maior a probabilidade de erro devido à susceptibilidade do receptor confundir os símbolos.

▶ Modulação Analógica

- Preparação do sinal para transmissão quando a frequência de transmissão é superior àquela usada na codificação. O sinal resultante contém uma versão do sinal original mais uma senoide portadora, que pode ser modulada em amplitude, frequência ou fase​.

▶ Propagação do Sinal

Efeitos da Propagação:

- Perda de Percurso (Path Loss): Decaimento da potência do sinal de acordo com a distância da antena transmissora.

- Desvanecimento (Fading): Variabilidade da potência do sinal devido a obstáculos, reflexões e movimento dos objetos no ambiente; Slow Fading (Desvanecimento Lento): Afeta a potência média do sinal recebido, causado por obstruções no caminho de propagação; Fast Fading (Desvanecimento Rápido): Causa variações rápidas na potência do sinal devido à propagação multipercurso, mobilidade e movimento de objetos​​.

Modelos de Propagação:

- Modelo de Espaço Livre (Free-Space): Considera apenas o desvanecimento do sinal devido à sua dispersão no espaço, assumindo uma antena isotrópica. A frequência do sinal também influencia na dispersão.

- Modelo Log-Distance: Considera obstruções que causam sombreamento e reflexões. A potência média do sinal decai a uma razão de 1/d^n, onde "n" é o expoente de perda no percurso​​.

- Perda por Penetração: Atenuação do sinal ao atravessar obstáculos, com valores empíricos variando conforme a frequência do sinal​​.

▶ Tipos de Ruído

- Ruído Térmico: Causado pela agitação dos elétrons, presente em todos os dispositivos eletrônicos e meios de transmissão. A quantidade de ruído térmico é proporcional à temperatura e pode ser calculada em uma largura de banda de 1 Hz​​.

- Ruído de Intermodulação: Ocorre quando sinais de diferentes frequências compartilham o mesmo meio, resultando em frequências que são a soma ou diferença das frequências originais​​.

- Crosstalk: Acoplamento indesejado entre caminhos de um sinal​​.

- Ruído Impulsivo: Caracterizado por pulsos irregulares ou picos de ruído, normalmente de curta duração e alta amplitude, causados por distúrbios eletromagnéticos externos ou falhas nos sistemas de comunicação​​.

▶ Relação Eb/N0

- Eb/N0: Razão entre a energia por bit (Eb) e a densidade espectral do ruído por Hertz (N0). A taxa de erro de bit (BER) de um sinal digital é uma função de Eb/N0. Para atingir uma taxa de erro desejada, parâmetros como a energia do sinal e a taxa de bits podem ser ajustados. Quando a taxa de bits aumenta, a potência do sinal transmitido deve ser aumentada para manter o Eb/N0 desejado​​.