Um telemóvel é um rádio bidirecional portátil que faz handoff entre torres celulares à medida que se move — possibilitado pela arquitetura celular.
1. Conceito Celular: Reutilização de Frequência
- Área geográfica dividida em células hexagonais (raio 1-30 km)
- Cada célula: Base Transceiver Station (BTS) — antena + rádio + controlador
- Células adjacentes usam conjuntos de frequências diferentes — reutilização à distância
- Capacidade escala: mais células = mais utilizadores (células menores = mais reutilização)
2. Interface de Rádio (Air Interface)
| Geração | Tecnologia | Duplex | Taxa Pico |
|---|
| 2G (GSM) | TDMA/FDMA | FDD | 270 kbps (EDGE) |
| 3G (UMTS) | CDMA (WCDMA) | FDD/TDD | 42 Mbps (HSPA+) |
| 4G (LTE) | OFDMA (DL) / SC-FDMA (UL) | FDD/TDD | 1 Gbps (Cat 20) |
| 5G (NR) | OFDMA + numerologia flexível | FDD/TDD | 20 Gbps |
3. Fluxo de Chamada: Mobile Originated
- Telemóvel acampa na célula mais forte (mede RSRP/RSRQ)
- Utilizador disca → RRC Connection Request (acesso aleatório)
- Rede autentica (SIM → AuC via HSS/AUSF)
- Segurança: integridade NAS + cifragem (128-bit AES/SNOW 3G/ZUC)
- Configuração de sessão: PDU Session (5G) / EPS Bearer (4G) — perfil QoS
- Voz: VoLTE (IMS) / VoNR (5G) — SIP + RTP sobre QCI dedicado
- Handover: Xn (5G) / X2/S1 (4G) — mudança de célula seamless
4. Rede Core (EPC / 5GC)
- AMF/MME: Mobilidade, sessão, autenticação
- SMF/P-GW: Plano de dados, alocação IP, política
- UPF/S-GW: Encaminhamento do plano de utilizador
- AUSF/HSS: Autenticação, subscrição
- PCF/PCRF: Política, cobrança
- NEF/SCEF: Exposição, APIs
5. Transmissão de Dados
- Voz: AMR-WB (12.65 kbps) → RTP/UDP/IP → PDCP/RLC/MAC/PHY
- Texto (SMS): Sinalização NAS (4G/5G) ou MAP (2G/3G)
- Internet: Pacotes IP → PDU Session → UPF → Internet (NAT/P-GW)
- QoS: Valores 5QI (1=voz, 9=vídeo, 80=gaming)
6. Identificadores
- IMSI (SIM) / SUPI (5G) — ID permanente do subscritor
- IMEI — ID do dispositivo (blocklist se roubado)
- GUTI / 5G-GUTI — temporário, preserva privacidade
- MSISDN — número de telefone (E.164)
A magia: mobilidade seamless — a sua identidade segue-o através de células, redes, países via sinalização padronizada (SS7, Diameter, HTTP/2).
