Comunicações Sem Fios e Mobilidade

• Sistemas de Comunicação;
• Eletromagnetismo;
• Propagação e Antenas.

Método de Ensino: Presencial

As aulas teóricas são essencialmente expositivas, nas quais o docente apresenta os conceitos fundamentais associados aos sistemas de comunicação rádio e redes sem fios atuais.

Nas aulas práticas é privilegiado o contacto com as tecnologias existentes. Os alunos têm de realizar em grupo, três trabalhos práticos e um micro projeto de média complexidade.

Objetivos: Adquirir conhecimentos na área das tecnologias rádio: sistemas de comunicações móveis; redes sem fios; IoT e sistemas de rádio navegação por satélite.

Competências genéricas: Capacidade de análise e síntese; capacidade de desenvolver trabalho autónomo e/ou em equipa; capacidade de aplicação dos conhecimentos técnicos para desenvolver soluções de comunicação sem fios inovadoras e aplicações de IoT e radiolocalização; capacidade de expressão oral e escrita em Português.

Competências específicas: Conhecer os fundamentos das redes de comunicação móveis e das redes sem fios; conhecer os princípios subjacentes à propagação de ondas eletromagnéticas; compreender e aplicar os principais modelos de propagação rádio para determinar a cobertura dos sistemas rádio; conhecer, projetar e desenvolver aplicações de comunicação sobre redes móveis e/ou redes sem fios com recurso a microcontroladores; desenvolver aplicações de rádio localização usando recetores GPS.

Introdução

• Sistemas rádio atuais e sua classificação
• Bandas de frequência utilizadas pelos diferentes sistemas rádio
• Breve visão histórica dos sistemas de comunicações rádio
• Tecnologias de acesso rádio e sistemas futuros de comunicações sem fios

Propagação de Ondas Eletromagnéticas

• Fundamentos da propagação de sinais rádio
• Interferência, reflexão; refração; difração, absorção, etc.
• Modelos de propagação em espaço livre e modelo de dois raios
• Desvanecimento multipercurso
• Modelos de propagação de Okumura-Hata e COST 252

Princípios dos Sistemas de Comunicações Celulares

• Sistemas pré-celulares e celulares
• Reutilização de frequências
• Interferência e capacidade
• Interferência co-canal; de canal adjacente; multi-percurso, de acesso múltiplo
• Técnicas utilizadas em sistemas celulares: divisão das células; sectorização; frequency hopping; controlo dinâmico de potência transmissão descontínua e tilting das antenas
• Mobilidade e handover

Redes de Comunicações Móveis Celulares

• Sistema Global System for Mobile Communications (GSM)
• Sistemas GSM fase 2+: HSCSD, GPRS e EDGE
• Sistema LTE (Long Term Evolution) e LTE Advanced
• Tópicos sobre sistema móvel 5G

Sistemas de Perda e Espera

• Métricas de desempenho: GoS e QoS
• Intensidade de tráfego e definição de Erlang
• Processo de chegadas e serviço.
• Sistema de perdas e espera – fórmula B e C de Erlang

Redes Sem Fios (Wireless)

• WLANs baseadas no protocolo IEEE 802.11 a/b/g/n/ac e Wi-Fi 6
• WPAN baseadas no protocolo IEEE 802.15.4

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network)

• Modulação CSS e parâmetros da camada física LoRa
• Balanço de potências da ligação rádio e compromissos: alcance vs. taxa de dados vs. consumo energético
• Arquitetura e elementos de uma rede LoRaWAN
• Classes de dispositivos; procedimentos de ativação e segurança
• Plataformas IoT (TTN/TTS), aplicações práticas e casos de estudo

Tópicos sobre sistemas rádio proprietário

• Tópicos sobre RFID, gestão de produtos em armazém; segurança e controlo de acesso
• Tópicos sobre sistemas de rádio navegação por satélite e gestão de frotas

Método de Avaliação: "Avaliação por exame"

Exames formais escritos, trabalhos laboratoriais e um micro projeto para todos os alunos inscritos

A Classificação Final (CF) da UC é obtida a partir das seguintes componentes: Exame a realizar na época de exames no final do semestre e Trabalhos Práticos (TP) onde se inclui um micro projeto.

A classificação final CF é a media ponderada das referidas componentes de acordo com a equação

CF = 0.7 x Exame + 0.3 x TP.

Para obter aproveitamento na unidade curricular é necessário obter uma CF ponderada mínima de 9,5 valores (em 20), sendo necessário a obtenção de uma nota mínima igual a:

•   8,5 / 20,0 valores (42,5%), no exame escrito final;
• 10,0 / 20,0 valores (50,0%), nos trabalhos práticos.

Têm acesso a exame somente os alunos com uma frequência mínima de 78% das aulas laboratoriais efetivamente lecionadas
(O número de faltas injustificadas na componente laboratorial não pode exceder as três faltas)

Os trabalhos práticos são realizados em contexto de aula, em grupos de dois alunos, por regra geral.
A avaliação desta componente inclui uma defesa individual dos relatórios, que terá lugar na última aula laboratorial do semestre.
O micro projeto é realizado nas duas últimas aulas do semestre.
Algumas das tarefas associadas ao microprojecto, nomeadamente o relatório, poderão ser realizadas fora dos períodos de aulas. 
O micro projeto será publicado na 11ª semana letiva; sendo a data de entrega e defesa do mesmo na última semana letiva.

Os estudantes trabalhadores que, por motivos devidamente justificados, não possam frequentar as aulas laboratoriais devem contactar o docente responsável pela UC, na primeira semana letiva do semestre, com vista à definição de modalidades alternativas de avaliação desta componente.

NAO