Características
Os canais de comunicação móvel são determinados a partir dos espectros de frequencia disponibilizados para a telofonia móvel. A reutilização dessas frequências é a forma utilizada para reger esses canais para garantir que a demanda de usuários da rede seja atendida.
Tal reutilização, caso a célula não seja devidamente bem planejada, pode gerar um problema chamado Interferência Co-Canal. Ela afeta diretamente a SNR (Relação Sinal/Ruído) de uma celula degradando-a com a utilização do mesmo canal a medida que a distância mínima entre os canais, chamada distaância de reuso, não é satisfeita. O nível de interferência é encontrado através da razão entre a potência do canal e a soma das potências dos outros canais que utilizam a mesma faixa de frequencia.[1][2]
O Cluster é o conjunto de células vizinhas que utilizam o mesmo espectro da frequência. Ele é definido por:
(1)
E pode assumir os seguintes valores: 1, 3, 4, 7, 9, ...
As redes de reutilização pertencentes ao Cluster podem ser baseadas em CDMA (Code Division Multiple Access, ou Acesso Múltiplo por Divisão de Código) ou em FDMA (Frequency Division Multiple Access, ou Múltiplo Acesso por Divisão de Frequência). E elas podem ser representadas da seguinte forma:
Existe uma distância mínima entre as células co-canais para que essa interferência não seja destrutiva. Podemos observar o seguinte exemplo de uma rede celular e as distancias de reutilização.
Para encontrarmos essa distância mínima, assumimos que o receptor móvel recebe a potência da portadora C, contendo o sinal desejado, também recebe o somatório das potências interferentes I e a potência do ruído N. A relação C/(I+N) pode ser considerado como o indicador de qualidade do sinal recebido. Porém iremos desprezar a variável de ruído por ser baixo relativamente à interferência.
Assumindo a igualdade entre as potências emitidas nas estações, pois utilizam-se antenas omnidirecionais, a igualdade dimensional das células e do decaimento da potência. Tomaremos a figura abaixo como base para um exemplo dos cálculos da interferência.
- Dr é a distância de reutilização entre as células;
- R é o raio de cobertura.
Em X existem as componentes A (C) e B(I), assumindo que r0 é o raio de cobertura de uma célula e n o coeficiente de atenuação. Analisando que no ponto X obtemos o pior caso, temos:
(2)
Numa célula que sofre interferência de outras 6 células num mesmo anel de interferência, temos a seguinte configuração:
A contribuição que cada célula terá na célula vítima será:
(3)
Genericamente teremos:
(4)
Assumindo o extremo da célula afetada como sendo o pior caso:
(5)
Consequências para a comunicação
A Interferência Co-Canal pode resultar num efeito chamado CrossTalk, que é quando utilizamos o celular e ouvimos a conversa de outra pessoa junto com a nossa no mesmo canal. Ao se reduzir a Interferência Co-canal é possível aumentar a qualidade da rede e a capacidade da mesma. Melhorando assim a QoS (Quality of Service) do serviço.
Soluções desenvolvidas ou em andamento
Para se reduzir a Interferência Co-Canal deve-se garantir que haja um isolamento entre as células co-canais, conseguido através de uma distância mínima entre elas. A principal solução para redução é a Setorização das células, possibilitando o aumento da capacidade e reduzindo o tamanho do Cluster. Ela também pode ser minimizada utilizando o controle de potência, obstáculos artificiais ou naturais no ambiente, os diagramas de radiação das antenas e a localização e altura das antenas.
Referências
[1] KATZELA, I.; NAGHSHINEH, M. Channel Assignment Schemes for Cellular Mobile Telecommunication Systems: A Comprehensive Survey.IEEE Personal Communications, Jnho 1996.
[2] CAVALCANTI, Dave A. T.; DIAS, Kelvin L.; SADOK, Djamel. Estudo dos Aspectos de QoS e Mobilidade no Planejamento de uma Rede Móvel Celular. Centro de Informática - Universidade Federal do Pernambuco. Recife.