[pt] Este trabalho aborda o problema da alocação dos canais de tráfego em sistemas móveis celulares. A utilização de métodos de alocação mais eficientes constitui uma das principais alternativas para a melhoria do desempenho de sistemas congestionados. Além disto, a constante redução do tamanho das células exige a aplicação de métodos mais flexíveis no que diz respeito ao pré-planejamento das freqüências. Alguns dos inúmeros métodos já propostos são apresentados, e dois deles - CBWL e Segregação de Canais - são simulados em um sistema FDMA micro-celular-uni- dimensional. É feita uma comparação do desempenho oferecido por estes dois métodos, e os resultados obtidos indicam a necessidade da utilização de alguma estratégia de prioridade para o atendimento das solicitações de handoff. / [en] In this work the problem of traffic channel assignment in móbile cellular systems is adressed. The use of more efficient assignment methods represents one of the main alternatives to enhance the performance of congested systems. Moreover, the ceaseless reduction of cell sizes requires the adoption of more flexible methods already proposed are presented, and two of them - CBWL and Channel Segregation - are simulated in FDMA 1-dimensional microcellular system. The performance offered by these two methods is compared, and the results indicate the need of using some priority strategy for attending handoff requests.

[pt] Este estudo tem por objetivo contribuir para emprego de antenas adaptativas em sistemas de comunicação sem fio. É feita uma revisão dos métodos de estimação de ângulo de chegada e de sua utilização na formação de feixe. O desempenho de alguns métodos baseados em subspace fitting é comparado através de simulação considerando quatro cenários. O primeiro supões apenas a presença de ruído. Os demais consideram os modelos típicos de espalhamento local, ou seja, espalhamento aleatório dos ângulos de chegada. / [en] This work intends to contribute for the employment of the Adaptive Antennas in Wireless Communications. In this way, a review of methods for direction of arrival estimation and beamforming is presented. The performance of some subspace fitting direction of arrival estimation methods is evaluated by simulation considering four propagation scenarios: The first assumes only additive white Gaussian noise; The three others consider typical models for local scattering, which means a random angular spread of angle of arrival.

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Indoor parasitic cellular systems are in-building stand alone cellular networks that use the concept of simultaneously reusing the frequencies of cellular systems outside the building for wireless communications inside the building. The objective of this thesis is to provide an analysis to determine the frequency reuse possible between in-building and outside cellular systems. The amount of frequency reuse currently available for an urban office building is presented based on field strength measurements made inside the building. In addition, this thesis describes the simulation code written which models a growing cellular system for the purpose of analyzing the effect that a growing cellular system will have on in-building frequency reuse. Future in-building frequency reuse is predicted in three month intervals for a time period of six years based on the results of the simulation code. / Master of Science

[pt] A partir da necessidade do transporte de informação multimídia, foram desenvolvidos os Sistemas Celulares de Terceira Geração, ainda em fase de padronização, cujo candidato mais promissor é o UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). De forma consonante com a tendência mundial de utilização crescente da tecnologia IP (Internet Protocol) nas redes fixas, o UMTS veio a incorporar este protocolo, que apresenta uma maior flexibilidade para a introdução de novos serviços. Assim, na arquitetura do UMTS existem atualmente dois modos de transmissão, a Comutação de Circuitos e a Comutação de Pacotes. Esta Tese de Doutorado descreve, inicialmente, os processos de estabelecimento de chamadas de voz no UMTS, tanto na modalidade de Comutação de Circuitos como na de Comutação de Pacotes. Em seguida, procura fazer uma avaliação comparativa da eficiência na execução de chamadas de voz nestas duas modalidades, com ênfase de aplicação no sentido uplink de transmissão. Neste processo, são desenvolvidas várias formas de otimização de desempenho da transmissão na interface aérea do UMTS, em particular na Comutação de Pacotes, visando tornar este modo de transmissão competitivo com o modo de Comutação de Circuitos em termos de eficiência na transmissão de voz. Embora o tratamento aqui apresentado se refira ao UMTS-FDD (UMTS Frequency Division Duplex), as técnicas aqui desenvolvidas também encontram aplicação em outros Sistemas Celulares de Terceira Geração congêneres, tal como o CDMA 2000. / [en] With the advent of multimedia traffic, Third Generation mobile systems were introduced, with the UMTS as the most promissor candidate. In consonance with the global trend of utilization of the IP technology in fixed networks, the UMTS developers decided to incorporate this protocol, which presents more facilities for the introduction of new services. Therefore, the UMTS architecture has two transmission modes: Circuit Switching and Packet Switching Modes. This Doctoral Dissertation initially describes the call setup processes (call flows) for those transmission modes. It follows a comparative evaluation of the efficiency aspect related to calls executed in both modes, considering the case of uplink transmission. In this process, several optimization techniques are introduced, aiming at the improvement of energy consumption in the air interface. The final objetive is to turn the Packet Switching Mode competitive with the Circuit Switching Mode, relative to the energy consumed for the transmission of voice calls. Though the treatment here presented refers to the UMTS-FDD technology, all the results are equally applicable to other similar systems, like the CDMA- 2000.

[pt] Este trabalho apresenta um estudo detalhado de técnicas de planejamento de sistemas celulares de terceira geração WCDMA. Primeiramente é realizado um estudo teórico do sistema WCDMA, da estrutura da interface aérea, dos diversos tipos de canais presentes no downlink e no uplink. A seguir são aprentadas técnicas de planejamento de rede, com uma análise detalhada do cálculo de enlace e do planejamento de cobertura do sistema celular. Com base neste estudo foram realizadas diversas simulações com o software aberto NPSW para diferentes situações em relação a tipos de serviço, condições de uso e carga no sistema. Estas simulações permitiram caracterizar os efeitos dos diversos parâmetros de entrada no desempenho do sistema. Finalmente, é apresentado um estudo de caso de planejamento para a região do centro do Rio de Janeiro. / [en] This work presents a detailed study of planning tecniques for third generation WCDMA cellular systems. At first a theoretical study of the WCDMA system is presented, including the structure of the air interface and the various channel types in the downlink and uplink. Following, network planning techniques are presented, with a detailed analysis of the link budget calculations and the system coverage planning issues. Based on this study, the system behaviour was simulated using the open software NPSW for different configurations of service, operation condition and system load. The simulations allowed the characterization of the effect of several parameters on the system performance. Finally, a case study of coverage planning for downtown Rio de Janeiro is presented.

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[pt] Por anos, o tema da localização de terminais móveis são estudados. Inicialmente de caráter militar, tais estudos já são de grande interesse da sociedade civil. Com o crescimento explosivo do tráfego gerado pelo uso da telefonia móvel, os sistemas de localização tornam-se um forte chamariz de renda das empresas de telefonia móvel. Vários podem ser os serviços baseados em localização, entretanto, dentre eles, os chamados serviços de emergência, tem sido fonte de grande debate internacional. Isto porque, na década passada,os Estados Unidos, através de seu órgão regulador, fixou prazos para que operadoras de telefonia móvel naquele país fossem capazes de obter, com uma certa precisão, a localização de chamadas de emergência, o chamado E911. Contudo, para tal, existem vários modos e técnicas de obtenção da localização, das quais destacam-se as técnicas baseadas em diferença de tempos de chegada, do inglês Time Diference of Arrival - TDoA-. Técnicas estas baseadas na solução de equações hiperbólicas para ofertarem a localização de uma dada estação móvel. Daí, sistemas baseados em TDoA serem também chamados de Sistemas Hiperbólicos. Apegando-se a tais fatos, este estudo explora o tema no intuito de implementar um novo método para a solução de sistemas hiperbólicos de localização. Tal método é caracterizado pela otimização nas medidas de diferenças de tempos de chegada estimadas pelo sistema, que através desta otimização fornecem a localização da estação móvel com uma considerável precisão. / [en] The issue about Mobile Location Systems have been studied for a long time.At first, it was circumscribed to the militar area, but nowadays it has been spread along civil society needs. Due to the boom of the cellular mobile technology, location system may become necessary for the cellular mobile company. Location based services may vary. However, the emergency calls service have been discussed by international companies. This has happened because, last decade, the United States has obliged the wireless carriers to locate accurately emergency calls accurately, called E911. But, for this do happen, there are several ways and techniques to get accuracy location,among which we can highlight time diference of arrival -TDOA-. These techniques are based on hiperbolic equations solutions that offer the location of a mobile. This is why the systems based on TDOA are called Hiperbolic Systems. This dissertation has tried develop new analysis for the hiperbolic system of location. This dissertation is marked by optimization of the TDOA measures, which may offer accuracy location of the station mobile.

[pt] Este trabalho consiste de um estudo do comportamento de sinais de rádio propagando-se em um ambiente móvel celular com características urbanas. Este estudo é dividido em duas partes: realização de medidas de cobertura e análise dos dados obtidos. Na primeira parte, uma portadora em 900MHz, sem modulação, é transmitida. Um laboratório móvel, especialmente montado para este trabalho, é utilizado para medir e armazenar o valor instantâneo da potência do sinal recebido. Na segunda parte, realiza-se análise dos dados. Determina- se o valor médio do sinal e sua variabilidade. No estudo da média do sinal, faz-se uma análise comparativa entre os resultados medidos e as predições de modelos de cobertura propostos. Observa-se como estes modelos se adequam à região em questão, escolhida devido às suas características de relevo bastante acidentado. O estudo da variabilidade do sinal ao redor do seu valor médio é feito considerando-se as componentes lenta e rápida do sinal recebido separadamente. As características estatísticas da componente de desvanecimento lento são comparadas com o modelo de distribuição Log-normal. Para as estatísticas da componente de desvanecimento rápido são feitas comparações com as distribuições de Rayleigh e de Rice, neste caso quando existe linha de visada entre transmissor e receptor. Os resultados, sumarizados nas conclusões do trabalho, apresentam aspectos interessantes bem diferentes dos resultados encontrados na literatura. Sempre que possível, justificativas para estas são diferenças são propostas. / [en] This thesis presents a study of propagating radio signals through a cellular mobile urban environment. The study is divided on two parts: a measurement campaign and collected data pocessing and analysis. On the first part, a 900 MHZ carrier without modulation is transmitted. A mobile station, specially built for this work, collects and stores the instantaneous value of the receiving power signal. On the second part, all the data processing and analysis is accomplished. The study concentrates on the signal mean value over a sector of few wavelengths and its variability. The measured mean value compared with those obtained by the most used coverage models. The adequacy of the models from these very peculiar topography region is determined. The study of signal variability is done separating the fast and slow components of the received signal. The statistics of the slow fading component is compared with the assumed log- normal distribuition. For the statistics of the fast fading components, comparisons with Rayleigh and Rice distribuitions are made. The results, summarised on the conclusion, present very interessing aspects different from those on the literature. Whenever is possible, expalnations for these differences are proposed.

[pt] Este trabalho é um estudo sobre radio-localização de terminais móveis em sistemas de tecnologia TDMA. Pela legislação americana e também pela extrema competitividade entre operadores de telefonia na conquista de novos mercados e de provisão de novos serviços, técnicas que permitam a localização do terminal móvel têm sido intensamente pesquisadas. Uma dessas técnicas usa o tempo de chegada (TOA) para estimar a posição do móvel. Como não se tem acesso à medida original de TOA, deve-se estimar TOA a partir de TA (Timing Advance). O valor de TA é enviado pela ERB a EM por meio de um canal de sinalização, que é designado a partir de um conjunto finito de valores discretos que permite que se extraia contornos circulares em torno de cada antena de recepção, a posição do móvel é melhor na interseção de todos aqueles contornos estimados. O erro resultante na estimação do TOA pode ser grande pela ação do erro aleatório e se o TA errado for selecionado. Dado que se sabe somente o TA, o problema é encontrar um estimador e seu erro para o TOA real. Embora a literatura cite diversos processos para solução desse problema, a título de distinguir entre estes e o aqui proposto, denominaremos o processo aqui discutido de Refinamento Sucessivo da Incerteza. / [en] This work is a study about radiolocation of mobile terminals in TDMA systems. In agreement with the American legislation and also because of the extreme competitiveness among wireless operators in order to conquer new markets and provision new services, techniques that allow the localization of the mobile terminal have been intensely researched. One of these techniques uses time of arrival (TOA) to estimate the mobile position. Since the original TOA measurement is not accessible, TOA should be estimated from TA (Timing Advance). The value of TA is sent by the BTS to the MS by means of a signaling channel, which is assigned from a set of discrete values that allows one to draw circular contours around each receiving antenna, the location of the mobile is the best intersection of all those estimated contours. The resultant error in estimated TOA might be large by random error and if the wrong TA will be selected. Given that only TA is know, the problem is to find an estimator and its error for the actual TOA. Although literature mentions diverse processes to solve this problem, in order to distinguish between these and the considered here, we will call the process discussed here of Successive Refinement of the Uncertainty.