Conceitos

    Um aparelho celular é, basicamente um transmissor e receptor de ondas de rádio. Cada célula está em comunicação com uma antena de rádio que transmite numa determinada banda (800 ou 900 Mhz).
   

   Estrutura

    As células são divididas como áreas de serviço individuais, onde cada uma delas possui um grupo de canais designados de acordo com o espectro disponível. Cada célula tem a sua estação base, permitindo assim o uso de transmissores de baixa potência.
    A primeira impressão, quando falamos em célula, é que sua estrutura é circular, porque em condições ideais de propagação e utilizando uma antena que propaga em várias direções, a zona de cobertura é uniforme. Porém, quando existem muitas células, o modelo de irradiação circular tem alguns problemas, por exemplo áreas de superposição e de sombra. Então, essas células são representadas por hexágonos, porque suas formas possibilitam ser colocadas lado a lado, sem
aqueles problemas colocados anteriormente.
    Então, para se montar um sistema de telefonia móvel, subdivide-se uma área geográfica em células hexagonais, cada uma dispondo de uma estação de rádio e antenas direcionais para supervisão e controle das rádios-freqüências e interligação com o sistema telefônico convencional.
    Estes terminais são conectados entre si e com a rede de telefonia.
    Um telefone celular, em trânsito por determinada área, envia uma mensagem à rádio-base quando deseja fazer uma chamada. Essa mensagem, após ser processada e aceita pelo terminal de controle, leva à conexão do telefone celular através da concessão de uma rádio-freqüência
disponível. Todas as transmissões envolvem um canal de transmissão e outro de recepção.
    O tamanho da célula hexagonal é definido através da potência dos transmissores do telefone celular e pela atenuação do sinal, sendo que este pode ser escutado na sua célula e nas duas células vizinhas.
    Cada célula tem um grupo específico de rádio-freqüência. Sabendo que tem um número limitado de rádio-freqüência disponível para comunicação, elas são utilizadas mais de uma vez, mesmo que as células vizinhas têm grupos diferentes de rádio-freqüência para que não exista interferência entre elas.
   Para a garantia de qualidade de sinal e nível de ruído aceitáveis, são instaladas de três a quatro antenas direcionais em cada célula, dividindo-as em setores.
A passagem de um setor para outro, dentro da mesma célula, fica a cargo dos equipamentos de controle internos à célula. E quando a movimentação é de uma célula para outra o procedimento é diferente. Ao verificar a apresentação de um nível mínimo de recepção do sinal da célula de origem, o terminal de controle comuta o telefone para uma rádio-freqüência disponível em uma célula vizinha. A rádio-freqüência utilizada na célula de origem é deslocada e torna-se disponível para outra alocação. Muitos sistemas celulares esperam em torno de 100 milisegundos após a liberação da rádio-freqüência de origem, antes de alocar nova rádio-freqüência na célula vizinha. Este atraso não interfere na comunicação de voz, mas traz problemas na transmissão de dados.

   Componentes Básicos

   Um Sistema Celular típico é constituído de três componentes básicos, além das conexões entre estes elementos, que são:
- Centro de Comutação e Controle ou Central de Controle Celular (CCC);
- Estação Rádio Base (ERB);
- Estação Móvel.
   A CCC é responsável pelas funções operacionais da rede móvel, quais sejam, comutação, controle, tarifação e conexão com rede fixa (RTPC- Rede de Telefonia Pública Comutada).
   A ERB fornece a interface entre a central de comutação e controle e as estações móveis, ela estabelece o enlace radioelétrico com o terminal móvel dentro da área de cobertura de uma célula. As conexões entre ERB e CCC são feitas normalmente por troncos de linhas físicas, sendo também possíveis conexões por rádio e fibras óticas. Desta forma as CCCs são conectadas às centrais de rede fixa.
   A Estação Móvel é a Unidade de Controle, junto com uma antena e um transceptor e pode se apresentar nas configurações veincular, transportável ou portátil, sendo esta muito utilizada.
   Quando é estabelecida uma chamada entre um assinante fixo e um assinante móvel, a transmissão dos dados será via rádio para a estação de rádio-base situada mais próxima da estação móvel. Depois esses dados vão para uma central de comutação e controle do serviço móvel, e então comutada para a rede telefônica pública onde o assinante fixo está conectado.
   Desse mesmo jeito, um assinante fixo acessa automaticamente uma estação móvel, através de busca (paging) e comutação automática processadas pela central de comutação do serviço móvel.
   Os três sistemas (CCC, ERB e Estação Móvel) são conectados entre si por enlaces de rádio e enlaces de dados a uma alta velocidade. São realizadas conexões via rádio entre as estações móveis e estação de rádio-base, onde cada unidade móvel utiliza apenas um canal por vez para seu enlace de comunicação. Este canal não é fixo, podendo ser qualquer um dentro da faixa de freqüência alocada pela área de serviço.

   Funcionamento

   A idéia básica do conceito celular é o reuso da freqüência, em que o mesmo subconjunto de canais pode ser utilizado em diferentes áreas geográficas suficientemente distantes umas das outras, de forma que a interferência cocanal (canal de mesmo número) esteja dentro de limites toleráveis.
   O conjunto de todos os canais disponíveis no sistema é alocado a um grupo de células, que constitui o cluster. Para efeito de planejamento, as células assumem formato hexagonal, sendo o hexágonos figura geométrica regular que mais se aproxima de um círculo. Os clusers podem acomodar apenas alguns padrões de células como 1,3,4,7,9,12,13,..., sendo os mais comuns 4 e 7.
   Os níveis de interferência são calculados conhecendo-se o layout do sistema, as distâncias entre as células e potências das estações base.
   A medida que a estação móvel se distancia da estação base, o seu sinal fica cada vez menor até chegar a uma distância que deve ser trocado o canal de sua célula para a célula vizinha. Esse processo é chamado handoff (ou handover), e é automático, e é bem sucedido se a célula vizinha tem canais livres disponíveis, se isso não ocorrer a conexão será perdida. Um grande número de estações bases é controlado pela CCC (Central de Controle Celular- Centro de Comutação ou Controle). Um indivíduo é registrado em uma CCC, e quando ele se desloca para uma outra região servida por uma outra CCC, um novo registro deve ser feito pela nova CCC, esse processo é chamado roaming.
   O planejamento celular demanda uma grande quantidade de informação relacionada com a demografia e com o mercado. O projeto é multidisciplinar, envolvendo todas as áreas das telecomunicações.
   Os principais passos dentro do Sistema Celular são:
- Definir a área de serviço: geralmente a companhia se encarrega dessa tarefa;
- Definição do perfil do tráfego;
- Escolha adequada do padrão de reuso;
- Localização das estações bases;
   Agora veja quais os sistemas celulares que são utilizados no Brasil: 


AMPS- Advanced Mobile
Phone System Analógica Em operação desde a implantação inicial em 1.990
GSM- Global Mobile System Digital , previsão para 2001
CDMA- Code Division
Multiple Access Digital Desde 1.997
TDMA- Time Division Multiple
Access Digital Desde 1.997

   Técnicas de Acesso

   O acesso à interface rádio pode ser feito com três técnicas distintas: FDMA, TDMA e CDMA.

   FDMA

   No FDMA (Frequency Division Multiple Access - Acesso múltiplo por Divisão de Freqüência), a faixa de transmissão é dividida em um determinado número de canais, que são atribuídos aos usuários através de um processo de consignação por demanda, ou seja, em uma ERB (estação Rádio Base) o usuário pode utilizar qualquer um dos canais que esteja desocupado no instante considerado. Essa técnica somente se aplica aos sistemas analógicos.

   TDMA

   No TDMA ( Time Division Multiple Acess - Acesso múltiplo por Divisão de Tempo), cada usuário dispõe de toda a faixa de freqüência durante um determinado período de tempo denominado slot (janela).

   CDMA

   No CDMA (Code Division Multiple Acess - Acesso múltiplo por Divisão de Código), uma seqüência de código distinta chamdos de ( walsh code )é atribuída a cada usuário e todos os usuários utilizam a mesma faixa de freqüência.