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O Sistema de Telecomunicações Móvel Universal (UMTS) é a prestação de serviços sem fio que oferece maiores taxas de transmissão de dados do que têm oferecido nas redes GSM, GPRS, EDGE. O UMTS é, portanto, uma evolução para o GSM porque pode oferecer serviços de voz, dados com taxas de bits elevadas para as conexões sem fio móveis. Assim, a melhora do UMTS favorece a transmissão de dados em comparação com a interface de rádio GSM.

Comparativamente com as tecnologias anteriores, os serviços de dados de alta taxa de transmissão de bits torna-se um diferencial. Os serviços de dados podem ser divididos em classes diferentes com base no conteúdo, por exemplo, transação bancária, entretenimento, WEB, mensagens curtas, imagens ou canal de vídeo. Uma vez que a terceira geração de telefonia móvel também é tida como uma prestação de serviço público e não pode ser interrompida, as operadoras de serviços têm que adotar qualidade de serviço (QoS), que deve ser regulamentada e ficalizada pela ANATEL. [1.42]

A implantação e a estratégia têm que ser planejadas com cuidado. A UMTS opera com uma banda de frequência de 2100 MHz, o que é mais que o dobro em relação a 900 MHz e claramente mais elevado do que o 1800 MHz e a frequência de 1900 MHz. Os sinais de rádio nas frequências mais altas acarretam uma perda maior no sinal de RF no percurso, o que requer um aumento de sites para conseguir

133 uma área de cobertura de sinal de rádio, resultando em custo elevado na infraestrutura. [1.42]

O WCDMA é baseado na tecnologia de espalhamento espectral do sinal de rádio, combinando uma taxa de transmissão de informação baixa de informação (voz ou dados) com uma taxa de transmissão alta do código identificador. A largura de banda do canal de RF é de 5 MHz totalizando uma eficiência quatro vezes maior que o sistema CDMA, quando todos os usuários utilizam a mesma frequência com códigos distintos. Este sistema suporta dois modos de operação: FDD e TDD. A figura 1.84 apresenta o modo FDD com 190 MHz de banda de guarda de separação entre o link de subida e descida e com frequências diferentes. No modo TDD as frequências do link de subida e descida são iguais, mas com uma separação no tempo: [1.39] Figura 1.84 – Modo FDD e TDD Subida Descida Descida Subida 5 MHz 5 MHz 5 MHz FDD TDD Período Guarda t f 190 MHz

O item a seguir dá tratamento às redes LTE, destando-se a melhoria dos serviços, com maiores velocidade e menor latência, espectro de frequência, distribuição de canais, evolução gradativa das redes e sistema de transmissão.

1.21- Sistema LTE _{– 4G}

A 4ª. geração de telefonia móvel apresenta um montante mundial de 755 milhões de aparelhos, dos quais o Brasil participa com 14,650 milhoes de terminais, o que representa o marcante crescimento anual de 1.018%, sendo que 65% do terminais apresentam os serviços de banda larga.

Para que esta tecnologia possa dar vazão às taxas de transmissão elevada foram utilizadas as modulações em quadradura do tipo QPSK, 16QAM E 64 QAM,

134 cujas taxas de transmissão são subdivididas em 5 categorias de operação, iniciando-se com a categoria 1 com 10 Mbps de download e 5 Mbps de upload, podendo atingir 300 Mbps de download e 75 Mbps de download na categoria 5. Para melhorar a área de cobertura no que se refere ao sistema de multi propagação via radio, foram implantados sistemas irradiantes com o emprego das tecnologias MIMO 2X2 e 4X4.

(www.teleco.com.br)

A popularização dos serviços de banda larga móvel em redes domésticas impulsionou o desenvolvimento de novas tecnologias permitindo que os usuários naveguem pela internet ou enviem e-mails usando notebooks com HSPA integrado, substituam os modems DSL fixos pelos modems HSPA e procedam ao envio e recebimento de vídeo ou música usando terminais 3G. Essas aplicações demandam padronização quanto ao aumento de velocidade para transferência de dados, eficiência espectral e redução da latência da rede.

A padronização do 3GPP, que tem projetado redes 3G atuais e investido nas redes 4G, envolve a tecnologia do Long Term Evolution (LTE), uma solução móvel para o aumento efetivo da capacidade de dados nas áreas urbanas densas. Inicialmente projetada para prover serviços de banda larga, esta tecnologia e serviço fornece suporte ao tráfego baseado em IP com QoS fim-a-fim e conta com o apoio de outras tecnologias como a OFDMA e MIMO.

O desempenho e a capacidade de operação do 4G envolve taxas no link de descida em torno de 150Mbps e a latência tem apresentado um tempo inferior a 10 ms. Além do mais, apresenta portadoras com largura de banda flexível de 5 MHz a 20 MHz nos modos FDD e TDD.

Os principais desafios da rede 4G é minimizar a complexidade do sistema e dos equipamentos dos usuários, permitir a distribuição flexível do espectro de frequência através de novas licenças ou das faixas em operação e incorporar-se a outras redes já em operação, como o GSM e WCDMA, além de oferecer altas taxas de transferência nos enlaces de subida e descida5.

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1.21.1 _{– Espectro de Frequência}

Inicialmente a ANATEL destinou para a implantação do 4G no Brasil (Res. 544 11/08/2010) a faixa de frequências de 2.500 MHz a 2690 MHz, anteriormente destinadas ao serviço de MMDS. Em 2012 realizou uma licitação de frequências em 2.500 MHz.

A tabela 1.18 a seguir mostra as faixas de frequência utilizadas no âmbito nacional em 2.5 GHz:

Tabela 1.18 – Faixas de Frequência 2,5 GHZ

(www.teleco.com.br)

A faixa de frequência entre 2.500-2.570 MHz e 2.620-2.690 MHz (subfaixas P, W, V e X) foi destinada para a operação FDD (canais separados para transmissão e recepção) e as subfaixas T e U, entre 2.570 e 2.620 MHz, para a operação TDD (transmissão e recepção no mesmo canal).

A tabela 1.19 a seguir exemplifica as subfaixas de frequências com seus respectivos blocos de frequências da estação móvel e ERB:

Tabela 1.19 _{– Subfaixas e Blocos de Frequência}

Subfaixa (MHz) Blocos (MHz) _{Estação Móvel}Transmissão _ERB

P 10 + 10 2.500-2.510 2.620-2.630 W 20+20 2.510-2.530 2.630-2.650 V1 10+10 2.530-2.540 2.650-2.660 V2 10+10 2.540-2.550 2.660-2.670 X 20+20 2.550-2.570 2.670-2.690 T 15 2.570-2.585 (TDD) U 35 2.585-2.620 (TDD)

A melhor faixa de frequência para a implantação de 4G é a de 700 MHz que, em função da perda no espaço livre em um sistema via radio, foi liberada com o fim da transição da TV Aberta analógica para a TV aberta digital. No Brasil isto deve ocorrer em 2016.

136 O Minicom públicou a portaria 14 de 6/02/2013 que estabelece diretrizes para a aceleração do processo de transição da TV Aberta analógica para a TV aberta digital no Brasil e determina que a Anatel inicie os estudos para disponibilizar a faixa de 698 MHz a 806 MHz para 4G.

A Anatel divulgou no dia 21/02/2013 um regulamento sobre nova destinação da faixa de 700 MHz, recomendando a adoção do plano de banda da APT que permite o uso de 90 MHz (45 + 45 MHz) de espectro. Em setembro de 2014 foi licitada a fixa de frequência de 700 MHz para a implantação do 4G.

A tabela 1.20 a seguir apresenta a distribuição da faixa de 700 MHz destinada para a banda larga móvel 4G (Fonte Anatel):

Tabela 1.20 – Faixa de Frequência 700 MHz