Comunicações Sem Fios e Mobilidade

• Introdução aos 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 em 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 Atuais

• Sistema Global System for Mobile Communications (GSM)
• Sistemas GSM fase 2+: HSCSD, GPRS e EDGE
• Tópicos sobre Universal Terrestrial Telecommunications System (UMTS)
• Sistema Long Term Evolution (LTE)

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.x
• WPAN baseadas no protocolo IEEE 802.15.x

Tópicos sobre sistemas rádio proprietário

• Tecnologias de identificação por rádio frequência RFID
• Tópicos sobre Internet of Things (IoT)
• Tópicos sobre gestão de frotas; gestão de produtos em armazém; segurança e controlo de acesso
• Tópicos sobre sistemas de rádio navegação por satélite

NAO

Bibliografia recomendada:

• Molisch, A. F. (2023). Wireless communications: from fundamentals to beyond 5G. Wiley-IEEE Press. [1-8-86 (ISEC) – 19384]
• Saunders, S. R., & A-Zavala, A. (2007). Antennas and propagation for wireless communication systems. John Wiley & Sons. [1-8-53 (ISEC) – 14079]
• Kaaranen, H., Ahtiainen, A., Laitinen,  & Niemi, V. (2005). UMTS networks: architecture, mobility and services. John Wiley & Sons. [1-8-42 (ISEC) – 11908]
• Balanis, C. A. (2016). Antenna theory: analysis and design. John wiley & sons. [1-8-72 (ISEC) – 14986]
• Redl, S. M., Weber, M. K., & Oliphant, M. W. (1998). GSM and personal communications handbook. Artech House. [1-8-14 (ISEC) – 09552]

Bibliografia complementar: 

• Goldsmith, A. (2005). Wireless communications. Cambridge university press.
• Harte, L. (2000). The comprehensive guide to wireless technologies: Cellular, PCS, paging, SMR and satellite. APDG Pub.
• Rappaport, T. S. (2002). Wireless communications: principles and practice (Vol. 2). New Jersey: prentice hall PTR.
• Kaplan, E., & Hegarty, C. (2005). Understanding GPS: principles and applications. Artech house.
• Victor Santos (2018), Diapositivos de Comunicação sem Fios e Mobilidade.