José Ribamar Smolka Ramos
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Agosto 2010 Índice Geral
24/08/10
• Celulares a bordo (1) - Explicações
técnicas
Referência: BLOCO
25/08/10
•
Celulares
a bordo (1) - Explicações técnicas
de J. R. Smolka <smolka@terra.com.br>
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data 24 de agosto de 2010 12:45
assunto [wireless.br] Celulares a bordo de aviões... meus 10 centavos
Oi pessoal,
Só para deixar mais claro, em temos técnicos, o que o Eric e o Jorge disseram.
Temos três tópicos. Dois que eles levantaram, e um que eu vou trazer à baila:
1. Os celulares UMTS possuem potência de transmissão
variável?
Como o Eric disse, sim. Isso é consequência do uso da codificação CDMA. No FDMA
(usado no AMPS) ou no TDMA (usado no GSM) os sinais dos vários assinantes
compartilhando o acesso no setor da célula (3 setores por célula) são separados,
respectivamente, em frequência (subcanais) ou no tempo (time slots). Então não
faz diferença a potência que cada usuário transmite. No CDMA (usado no CDMA2000
e no UMTS) cada assinante que compartilha o setor tem o seu sinal "espalhado" ao
longo de toda a largura de banda do canal (Walsh codes, chip rates, muita
matemática...). Então se um assinante próximo da célula transmitir com potência
muito alta o sinal dele "afoga" o sinal dos assinantes mais distantes. Daí a
necessidade de, durante o processo de call setup, haver uma negociação entre a
célula e o aparelho do assinante para ajustar a potência de transmissão deste. O
o bjetivo é que todos os assinantes tenham o seu sinal mais ou menos com a mesma
potência qundo chegam à antena da célula.
Então, como observou o Jorge, com uma colocação inteligente da antena da "célula
voadora" (eu sugeriria mais ou menos no meio da cabine de passageiros, no teto),
todos os aparelhos a bordo podem trabalhar em potência de transmissão mínima, e
diminuir as chances de interferência nos aviônicos.
2. O potencial de interferência da portadora de 900 MHz é
maior ou menor que a de 1.8 GHz?
Como o Jorge observou, as frequências mais comuns para operação de celulares
UMTS são as de 900 MHz e 1.8 GHz, sendo mais comum a alocação da portadora de
1.8 GHz para o UMTS e reservando a portadora de 900 MHz para fallback GSM (a
maioria dos aparelhos UMTS é GSM também). Mas o problema de potencial de
interferência nos aviônicos é simplesmente física.
Sempre que algum componente dos circuitos elétricos/eletrônicos do avião tiver
uma dimensão próxima de um múltiplo ou submúltiplo do comprimento de onda do
sinal sendo propagado pelo ar ele pode funcionar com uma antena, induzindo um
sinal daquela frequência (possivelmente de baixa potência) naquele componente.
Então vejamos: temos f1 = 9 x 10^8 Hz, f2 = 1,8 x 10^9 Hz e c = 3 x 10^8 m/s.
Pela fórmula L = c/f temos os comprimentos de onda L1 ~ 0,333 m e L2 ~ 0,017 m.
Não sou especialista em antenas para opinar se seria mais fácil ou eficiente
blindar ou inserir filtros de linha em todos os componentes
elétricos/eletrônicos do avião que tenham cerca de 33 cm de comprimento ou
naqueles que tenham cerca de 1,7 cm de comprimento. Na pura intuição eu chutaria
a primeira hipótese, mas alguém mais teria que validar isso.
3. Esta "célula" voadora deve ser apenas para voz ou deve
suportar também serviços de dados?
A informação da imprensa é que o backhaul da nossa "célula" voadora é um link de
satélite. Dependendo da banda deste, oferecer serviços de dados pode gerar
congestionamento a bordo. Sem mais informação não dá para prever, mas meu chute
é que só vão oferecer (pelo menos inicialmente) voz. E isso é consistente com o
meu chute anterior sobre a faciidade maior de isolar interferências na faixa dos
900 MHz, que é a portadora típica para voz GSM. Mas seria melhor usar voz UMTS,
por causa da questão do controle de potência.
[ ]'s
J. R. Smolka
---------------------------
de Eric Arantes <eric.arantes@gmail.com>
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data 24 de agosto de 2010 08:09
assunto Re: [Celld-group] Celulares a bordo (1)
Respondendo de forma simples e rápida a pergunta abaixo do Hélio:
"Por exemplo, recorto do artigo:
(...) uma antena instalada no interior do avião diminuiu a potência do sinal,
reduzindo o risco da interferência nos equipamentos (...)
E pergunto:
A "potencia do sinal" emitido por um celular é variável e ajustável?"
R. Sim. A "Potência do sinal" é variável e é ajustada (Controle de Potência) de
acordo com alguns critérios, que basicamente estão associados a qualidade do
sinal.
Quanto a antena instalada no interior do avião diminuir a potência do sinal, o
que ocorre de fato é que, hoje em dia com o avião a mais de 3mil metros de
altitude o celular vai ficar sem rede e vai funcionar na máxima potência durante
a procura da rede. Entretanto com uma antena instalada dentro do avião e como
não há interferência no sinal do celular, a qualidade do sinal vai ser excelente
o que vai permitir aos telemovéis operarem com a potência reduzida.
Espero ter ajudado e caso queiram algo mais detalhado favor contactar.
Att,
Eric Arantes
---------------------------------
e Jorge <jorge@mandic.com.br>
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data 24 de agosto de 2010 09:11
assunto RES: [Celld-group] Celulares a bordo (1)
E a antena interna do avião, ainda pode ser ajustada numa freqüência que cause
menos interferência.
Partindo do principio que qquer celular de R$ 99,00 é Dual Band, então, ainda
pode ser escolhida a freqüência de 900 ou 1.800 MHz, de modo a interferir menos
no sistema de navegação do avião.
Não tenho certeza, mas acredito que a ONDA de 900, por carregar menos
informação, seja a onda MENOS interferente nos avionicos!
O “saco” dessa história será: Um monte de gente querendo dormir dentro do avião,
e tem sempre aquele “MALA” com toque de pipoqueiro, palhacinho, apito de
futebol, vinheta do plantão da globo, entre muitos outros toques ridículos e
irritantes (no máximo VOLUME) tocando a noite TODA dentro do avião! E tudo isso,
ainda será pouco!
Imaginem se tiverem a idéia de LIBERAR o Nextel também?!!? Afinal, tem um monte
de proprietário de Nextel que só consegue falar no seu aparelhinho com METADE do
BAIRRO participando da conversa, NO VIVA-VOZ, no máximo volume.
Na minha opinião, muito particular, se a moda de celulares realmente pegar,
vamos voltar a historinha do avião com ala “fumante” e “não fumante”, ou seja,
“falantes” e “não falantes”. Imagino até o avião tendo uma cabine telefônica
(sem telefone) onde os usuários terão de ir até ela pra poder usar seus
telefones.
E quem leu tudo isso e achou “engraçado”, é pq nunca teve que viajar num ônibus
leito, a noite, querendo dormir e um MALA resolveu fazer uma reunião no celular,
de uma hora de duração!
Jorge
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de J. R. Smolka <smolka@terra.com.br>
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wirelessbr@yahoogrupos.com.br
data 24 de agosto de 2010 20:29
assunto [wireless.br] Re: [Celld-group] Celulares a bordo (1)
Pois é Bruno. Sinal até pode ter, e isso
traz um outro problema, citado neste
artigo da Wikipedia como sendo a
causa da proibição
feita pela FCC (repare, não pela
FAA, embora ela também tenha regulamentos neste sentido) do uso de celulares a
bordo de qualquer aeronave.
O receio é que, estando a uma certa altitude, mas ainda sendo capaz de usar o
canal de sinalização, um celular ligado cause problemas para o esquema de reuso
de frequência nas células, no caso do GSM, ou para as decisões de handover, no
caso do UMTS.
[ ]'s
J. R. Smolka
---------------
de J. R. Smolka <smolka@terra.com.br>
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data 25 de agosto de 2010 15:44
assunto [wireless.br] Re: Res: [Celld-group] Celulares a bordo de aviões... meus
10 centavos
Em 25/08/2010 10:13, manu sapucahy escreveu:
> Sistemas in-flight sao GSM 1800. 1800 é a banda mais
comumente utilizada e GSM mais abrangente que UMTS.
> Diferente do que foi dito, GSM tem sim controle de potencia (lembre-se que
synthesized frequency hopping pode ser considerado uma forma de espalhamento
espectral).
Manu,
Interessante a sua informação que as picocélulas para uso in-flight usam a faixa
de 1.8 GHz. Com relação às interfaces aéreas das redes celulares sou apenas um
generalista, então tome minhas afirmativas como tal. Mas...
a) Até onde sei, UMTS foi a proposição apresentada pelo 3GPP à ITU para adoção
como padrão 3G de telefonia celular (e foi aceita, entre outras). O padrão GSM é
anterior a isso, portanto não entendi quando você afirmou que GSM é mais
abrangente que UMTS, porque este representa uma ruptura tecnológica em relação
àquele. Enquanto o GSM original usava TDMA + FDMA, o UMTS partiu para o CDMA. Em
suma: para mim, embora o conjunto de patrocinadores das duas tecnologias seja o
mesmo, GSM é uma coisa e UMTS é outra, e um não está contido dentro do outro,
nem o outro dentro do um.
b) É fato que o GSM adotou o frequency hopping (em dois "sabores": base-band ou
synthesized) para permitir esquemas mais flexíveis no reuso de frequências entre
as células/setores adjacentes, e assim diminuir problemas de interferência e
aumentar a capacidade. Lendo este
paper de
2002, fiquei com a seguinte impressão: isto foi feito em um momento
politicamente delicado, quando as operadoras celulares tinham que decidir entre
seguir com o GSM até que a promessa do UMTS se materializasse ou usar um passo
intermediário (talvez o CDMA2000) para acomodar mais capacidade. Hoje, sabemos,
isto é história. Porém eu, pessoalmente, acho que a promessa de reuso de
frequências com N=1, o que realmente caracterizaria o GSM com SFH como um
sistema spread spectrum de verdade, é um pouco exagerada. Você conhece alguma
operadora, em qualquer lugar do mundo, que tenha atingido isto?
c) Curiosidade minha: se o frequency hopping, tanto base-band quanto synthesized,
ocorre sob controle da rede então porque o controle de potência do aparelho do
usuário é tão importante? Como o hopping ocorre a cada time slot
(aproximadamente 577 µs), qualquer interferência ou fading dura pouco e pode ser
corrigida pelo uso, por exemplo, de FEC. Fica parecendo que o dynamic power
control só é crítico em setores/células com alto tráfego.
[ ]'s
J. R. Smolka
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de J. R. Smolka <smolka@terra.com.br>
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data 26 de agosto de 2010 19:22
assunto Re: Res: Res: [Celld-group] Celulares a bordo de aviões... meus 10
centavos
Em 26/08/2010 14:36, manu sapucahy escreveu:
> meus comentario no texto.
Oi Emmanuel, também comento no texto.
Smolka escreveu:
> a) Até onde sei, UMTS foi a proposição apresentada pelo
3GPP à ITU para adoção como padrão 3G de telefonia celular (e foi aceita, entre
outras). O padrão GSM é anterior a isso, portanto não entendi quando você
afirmou que GSM é mais abrangente que UMTS, porque este representa uma ruptura
tecnológica em relação àquele. Enquanto o GSM original usava TDMA + FDMA, o UMTS
partiu para o CDMA. Em suma: para mim, embora o conjunto de patrocinadores das
duas tecnologias seja o mesmo, GSM é uma coisa e UMTS é outra, e um não está
contido dentro do outro, nem o outro dentro do um.
Emmanuel escreveu:
> Para as operadoras o
que interessa é atingir o maior numero de usuários. Muitos ainda tem terminais
somente GSM. Todos os 3G sao tambem GSM. Portanto, se a cobertura for GSM, todos
falam. Se for 3G apenas alguns. Nesse sentido, GSM é mais abrangente.
Smolka escreveu:
Muito bem. Em termos
estritamente comerciais eu concordo com você. A realidade da maioria dos
handsets hoje é ou somente GSM ou dual UMTS + GSM. Então o sistema de bordo
ofereceria um serviço decente de voz. Mas alguém mais falou que os projetos
existentes são para oferecer serviço de dados também. Como sabemos que o EDGE
não é essa coca cola toda, como fazer? Oferecer serviço de dados Evolved Edge
(que nem sei se está padronizado e/ou se existem handsets/dongles compatíveis)?
Oferecer cobertura HSPA (ou mesmo HSPA+) apenas para dados na faixa de 900 MHz?
Smolka escreveu:
> b) É fato que o GSM adotou o frequency hopping (em dois "sabores": base-band ou synthesized) para permitir esquemas mais flexíveis no reuso de frequências entre as células/setores adjacentes, e assim diminuir problemas de interferência e aumentar a capacidade. Lendo este paper de 2002, fiquei com a seguinte impressão: isto foi feito em um momento politicamente delicado, quando as operadoras celulares tinham que decidir entre seguir com o GSM até que a promessa do UMTS se materializasse ou usar um passo intermediário (talvez o CDMA2000) para acomodar mais capacidade. Hoje, sabemos, isto é história. Porém eu, pessoalmente, acho que a promessa de reuso de frequências com N=1, o que realmente caracterizaria o GSM com SFH como um sistema spread spectrum de verdade, é um pouco exagerada. Você conhece alguma operadora, em qualquer lugar do mundo,
Emmanuel escreveu:
Sim, varias. inclusive eu mesmo implementei em areas de minha responsabilidade. Tendo separado uma banda para BCCH e outra p TCH, todas as celulas usam todas as frequencias de TCH. O planejamento é feito por MAIO e HSN. Reuso 1/1 da banda de TCH. que tenha atingido isto?
Smolka escreveu:
Interessante... Isto ocorre sempre ou só nos picos de
tráfego no setor/célula?
Smolka escreveu:
> c) Curiosidade minha: se o frequency hopping, tanto
base-band quanto synthesized, ocorre sob controle da rede então porque o
controle de potência do aparelho do usuário é tão importante? Como o hopping
ocorre a cada time slot (aproximadamente 577 µs), qualquer interferência ou
fading dura pouco e pode ser corrigida pelo uso, por exemplo, de FEC. Fica
parecendo que o dynamic power control só é crítico em setores/células com alto
tráfego.
Emmanuel escreveu:
A densidade de reuso em areas urbanas é muito grande, entao mesmo com planejamento de MAIO e HSN, colisoes ainda ocorrem. Diminuir a interferencia é essencial para otimizar o uso do espectro e melhorar a qualidade de voz. Em todas as redes que trabalhei, o Power Control é utilizado, e a falta dele tem alto impacto negativo. Isso é visto na prática.
Smolka escreveu:
Acho que a pergunta ainda é a mesma. Coisas como reuso 1/1
via SFH, controle de potência de transmissão no UE e DTX (supressão de silêncio)
funcionam o tempo todo ou são ativadas apenas quando o tráfego no setor/célula
chega perto da saturação? Eu sei, claro, que estas features vão ser levadas em
conta no planejamento de RF para usar o mínimo possível de BTS, portanto a rede
vai sempre evoluir no limite econômico próximo à saturação em HMM. Mas, e fora
da HMM? Todo este arsenal continua ativo?
J. R. Smolka