Processamento de sinais

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  • Publicado : 15 de fevereiro de 2011
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1. Introdu¸ao c˜ O tema das comunica¸oes m´veis est´ na moda. A tecnologia chegou e em poucos anos adquiriu c˜ o a j´ um n´ mero consider´vel de assinantes com um crescimento sustentado de mais de 40% por ano. a u a Nalguns pa´ ou regi˜es, em que a rede fixa era deficiente ou insuficiente, a rede m´vel implanta-se ıses o o com mais facilidade e produz mesmo uma diminui¸ao dos assinantes da redefixa, levando, a m´dio c˜ e ou a longo prazo, a um prov´vel desaparecimento desta. A implanta¸ao de uma rede moderna, a c˜ c˜ u c com poucos custos de manuten¸ao e completamente digital possibilita um sem n´ mero de servi¸os at´ agora desconhecidos. Por´m este sucesso necessita um enorme acompanhamento em meios e e tecnol´gicos de forma a disponibilizar o acesso de comunica¸oes em crescimento quaseexponencial: o c˜ mais utilizadores, mais dados, maior cobertura e maior qualidade de recep¸ao. c˜ c˜ o u Para manter este ritmo as redes de comunica¸ao m´veis (RCM) enfrentam um grande n´ mero de desafios: (a) o meio de propaga¸ao do sinal ´ r´pidamente vari´vel no espa¸o e no tempo, conforme c˜ e a a c o emissor ou receptor se deslocam, (b) a banda de frequˆncias dispon´ e ıveis ´ limitada, (c) asbaterias e dos telefones port´teis tem uma dura¸ao limitada, (d) uma crescente necessidade de transmiss˜o de a c˜ a cada vez maior volume de dados, (e) melhor recep¸ao em todo o tipo de terreno incluindo dentro c˜ de edif´ ıcios, (f) melhor cobertura, (g) melhor qualidade de recep¸ao (reconhecimento da voz), etc... c˜ Os sistemas de RCM actuais utilizam um processamento do sinal t´ ıpicamentetemporal atrav´s da e reutiliza¸ao da mesma banda de frequˆncia por diferentes utilizadores o que provoca interferˆncia c˜ e e entre canais e limita o n´ mero de utilizadores ao n´ mero de bandas dispon´ u u ıveis. Nesta disciplina de op¸ao apresentam-se as ideias de base que levar˜o as RCM do futuro a explora¸ao da componente c˜ a ` c˜ espacial em simultˆneo com a componente temporal. Na pr´tica, se osinal recebido a uma detera a minada frequˆncia numa esta¸ao de solo for identificado com uma determinada direc¸ao no espa¸o e c˜ c˜ c poder-se-´ utilizar a mesma frequˆncia para um outro sinal associado a uma outra direc¸ao. Claro a e c˜ que esta ideia s´ ´ aplic´vel na medida em que a discrimina¸ao angular de cada sinal ´ suficiente oe a c˜ e e quando os utilizadores se deslocam relativamentelentamente (caso dos pe˜es ou autom´veis a o o baixa velocidade). Al´m da reutiliza¸ao das frequˆncias o processamento espacio-temporal do sinal e c˜ e permitir´: (a) aumentar o ganho em rela¸ao sinal/ru´ a c˜ ıdo, (b) uma maior imunidade a interferˆncias e e (c) melhorar (nalguns casos) a interferˆncia inter-s´ e ımbolos. Em contrapartida o processamento espacio-temporal necessita: (a) um n´ merosuperior de emissores/receptores e (b) um maior prou cessamento de sinal. No seguimento desta disciplina vamos come¸ar por passar em revista o desafio que representa c a ınio espa¸o-tempo. Em seguida vamos descrever c o melhoramento das RCM por inclus˜o do dom´ o modelo do canal de propaga¸ao em RCM, quais as suas principais caracter´ c˜ ısticas e factores de deteriora¸ao. Finalmente passaremos emrevista os diferentes tipos de comunica¸ao: telefone m´vel c˜ c˜ o - esta¸ao e esta¸ao - telefone m´vel seja para telefones de alta ou baixa mobilidade. Falaremos c˜ c˜ o depois nas diferen¸as entre os casos utilizador-simples e multi-utilizador. Finalmente passaremos c em revista os m´todos e t´cnicas dispon´ e e ıveis para enfrentar o problema.

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2. O desafio do processamento espacio-temporalem RCM Neste cap´ ıtulo vamos come¸ar por motivar a necessidade da introdu¸ao da componente espacial em c c˜ RCM. Em seguida vamos expˆr brevemente aquilo que se entende por processamento espacial do o sinal, a no¸ao de angulo de chegada e a sua estima¸ao, e finalmente a formula¸ao de um formador c˜ ˆ c˜ c˜ de feixes ou “beamformer”. O sinal proveniente de um processamento multicaptores...
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