Características e consequências para a comunicação
As interferências são os problemas que mais atrapalham o desempenho de sistemas de comunicação. Nos atuais sistemas móveis celulares, o espectro disponível para se distribuir entre os canais de voz e controle é muito limitado. Para se otimizar o sistema em termo de número de canais em espectro, esses canais são alocados muito próximos entre si.
Canais adjacentes são aqueles canais que estão sendo utilizados em uma banda de rádio frequência e que estão lado a lado. Canal 1 está ao lado do canal 2, o 2 do 3 e assim sucessivamente. Devido a largura dos canais ser de 22 Mhz e as suas freqüências centrais estarem distantes apenas de 5 Mhz, esses canais podem se sobrepor uns aos outros.
As interferências do canal adjacente são resultados, como o próprio nome diz, de interferências causadas por sinais que estão em frequências adjacentes a do sinal desejado, em outras palavras, é a potência recebida dos canais adjacentes tanto o superior quanto o inferior, no canal desejado.
Interferência canal adjacente acontece em sinais que estão numa faixa de frequência adjacente a faixa do sinal desejado. Por motivo de imperfeições no filtro do receptor, frequências em faixas próximas da faixa desejada são captadas. Esse problema recebe o nome de efeito perto-distante (near-far), onde um transmissor próximo (podendo inclusive não fazer parte do sistema celular) causa forte interferência de canal adjacente em outro receptor. Geralmente esse problema surge se um usuário em um canal adjacente estiver transmitindo muito próximo ao receptor de um outro usuário, enquanto o receptor deste último tenta receber sinal de uma estação base no canal desejado.
E essa interferência pode ocorrer quando um móvel próximo a estação base, transmite em um canal próximo ao canal que está sendo usado por um outro móvel, cujo sinal está fraco (podendo ser um móvel que esteja mais distante da estação base em questão). Neste caso, a estação base pode ter dificuldade em discriminar o usuário cujo sinal está mais fraco.
A proximidade entre canais degrada a qualidade de transmissão do sistema devido ao aumento das interferências, como intermodulações e interferência do canal adjacente. Na realidade, um canal de rádio ativo não concentra toda a energia transmitida dentro da faixa de frequências alocada. Isto ocorre pelas limitações físicas e tecnológicas dos equipamentos utilizados nos sistemas rádios móveis celulares. Interferência do canal adjacente também pode causar erros na sinalização digital que gera perda e bloqueio de chamadas.
A interferência do canal adjacente pode ser calculada como:
Um outro importante parâmetro a ser calculado é o isolamento entre canais, permitindo assim a separação mínima entre dois canais de modo em que a interferência que um causa no outro seja minimizada o máximo possível. O isolamento pode ser calculado como:
Reguladores de broadcast costumam alocar os espectros de frequência de modo a minimizar as interferências causadas pelos canais adjacentes. Um exemplo clássico são as estações de rádio FM que em uma região específica, não podem licenciar frequências adjacentes a uma já em uso, ou seja, se uma estação esta licenciada para transmitir em 99.5 MHz em uma cidade, as frequências de 99.3 MHz e 99.7 MHz não podem ser usadas por ninguém que não esteja a uma distância mínima do transmissor. As segundas frequências adjacentes de 99.1 MHz e 99.9 MHz são restritas a utilizações especiais em estações de baixa potência de transmissão, não prejudicando assim o que esta sendo transmitido, neste caso, pelo canal transmitido na frequência de 99.5 MHz.
Soluções desenvolvidas ou em andamento
As soluções desenvolvidas e estudas até o presente momento são diversas. As interferências dos canais adjacentes podem ser minimizadas basicamente de três formas:
- Filtros com maior rejeição de bandas adjacentes.
- Controle de potência transmitida.
- Técnicas que levam a uma maior separação entre os canais.
Usando-se filtros com uma maior rejeição de bandas adjacentes pode-se detectar o sinal transmitido em uma determinada frequência mais precisamente, de forma com que as interferências causadas pelos canais adjacentes sejam "ignoradas" ao máximo. No caso da telefonia celular, em cada célula é alocado apenas uma parte dos canais disponíveis, dessa forma, deve-se evitar a alocação, para uma mesma célula, de canais que são adjacentes em frequência. A alocação de canais na célula deve ser o mais afastado possível em frequência, assim a interferência de canal adjacente pode ser consideravelmente reduzida.
O controle da potência transmitida, como citado anteriormente no exemplo das estações de rádio, pode diminuir a interferência causada pelos canais adjacentes de forma significante. O uso das "segundas frequências adjacentes" permite com que se possa utilizar frequências próximas da frequência desejada, se a transmissão for feita em baixa potência.
As técnicas que levam a uma maior separação entre os canais são diversas. O exemplo da telefonia celular, citado anteriormente, na alocação das frequências em cada célula, demonstra na prática como a separação das frequências adjacentes em diferentes células contribui para a diminuição da interferência no canal desejado. Outra técnica usada é a modulação de sinais em banda base por diferentes portadoras, sintonizadas em diferentes frequências, afastadas o suficiente entre si para minimizar ao máximo o efeito dos canais adjacentes no canal desejado.
Referências:
[1] "Alocação de canais em sistemas de comunicação celular empregando algoritmo genético distribuído" - Leandro Calixto Tenório de Albuquerque - Tese de Mestrado: UNESP Ilha Solteira, Julho de 2009.
[2] "Interferência de canal adjacente como função do parâmetros de propagação e distribuição de tráfego em sistemas radio móveis celulares" - Adilson Fernando Victória - Tese de Mestrado: UNICAMP Campinas, Fevereiro de 1993.
[3] Telefonia Celular - Marcio Rodrigues http://www.wirelessbrasil.org/wirelessbr/colaboradores/marcio_rodrigues/tel_04.html
[4] UFRJ - GTA http://www.gta.ufrj.br/grad/10_1/movel/caracteristicas.html