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  CDMA 

A técnica CDMA possui as seguintes características básicas :  todos os usuários podem transmitir simultaneamente, nas mesmas freqüências e utilizando toda a banda disponível.

Ao invés de se fazer a separação entre usuários através de freqüência ou freqüência / tempo, a cada usuário é designado um código, de forma que sua transmissão possa ser identificada. Os códigos usados têm baixa correlação cruzada (idealmente zero), ou seja, são ortogonais, fazendo com que as informações contidas nas várias transmissões não se confundam. No outro extremo da comunicação, o receptor tem conhecimento do código usado, tornando possível a decodificação apenas da informação de seu interlocutor.

O CDMA baseia-se em um conceito denominado Espalhamento Espectral (Spread Spectrum), que será resumidamente descrito.

Espalhamento Espectral

Através dessa técnica, o sinal original que se deseja transmitir é espalhado por uma banda muito maior que a necessária a sua transmissão. Esse efeito é obtido, no caso do CDMA , pela multiplicação do sinal por um código com taxa de transmissão muito superior, de forma que o sinal resultante ocupa uma faixa muito larga. A energia total é mantida, sendo distribuída uniformemente por toda a banda, assemelhando-se ao espectro de ruído branco. Todos os sinais oriundos dos diversos usuários / estações base e o próprio ruído agregado à transmissão são superpostos no espectro. Através do código apropriado, a informação do usuário desejado é extraída em meio ao “ruído”.

Portadora CDMA de 1,23 MHz

Nessa breve descrição, já é possível observar a alta imunidade intrínseca do espalhamento espectral a ruído e interferência, uma vez que sinais de outros usuários bem como ruído / interferência são tratados da mesma forma e seus danos à informação de determinado usuário são eliminados, teórica e idealmente, quando da aplicação do código de recuperação.

Há duas formas principais de se realizar o espalhamento espectral: Salto em Freqüência – Frequency Hopping (FH)  e  Seqüência Direta – Direct Sequency (DS). O que se chama comumente de CDMA é, na verdade, a técnica de múltiplo acesso por seqüência direta.

Salto em Freqüência (FH)

Nessa técnica, a portadora “salta” entre as várias freqüências do espectro alocado. A faixa original do sinal é mantida, porém, como a portadora percorre rapidamente uma faixa muito grande de freqüências, o efeito final é de espalhamento espectral. Um sistema FH pode ser pensado como um sistema FDMA com diversidade de freqüência.

Esta técnica provê um alto nível de segurança, uma vez que um receptor que queira interceptar a comunicação e que não saiba a seqüência pseudo-aleatória usada para gerar a seqüência de “saltos”, necessitará buscar por freqüências de forma muito rápida e acertar a freqüência em uso em cada instante (e no slot de tempo exato). Pode apresentar problemas de colisão entre usuários e é crítico quanto à necessidade de sincronização entre transmissor e receptor.

Seqüência Direta – CDMA

Como dito, a técnica baseia-se em associar códigos ortogonais aos usuários, de forma que suas comunicações não interferem entre si mesmo compartilhando o mesmo espectro e tempo. Para determinado usuário, todos os outros são vistos como sendo ruído.

Controle de potência do móvel

No CDMA, a potência de todos os usuários, com exceção do usuário desejado, é o nível mínimo de ruído no receptor quando do momento da descorrelação (retirada da informação desejada através da aplicação do código apropriado). Se a potência de cada usuário não é controlada, de forma que elas não apareçam com a mesma intensidade no receptor da base, ocorre o problema perto-distante (near-far). Se isso ocorre, sinais mais fortes elevarão o nível mínimo de ruído na recuperação dos sinais mais fracos e tenderão a mascará-los, de forma que se reduz a chance de que os sinais mais fracos sejam recuperados. Para combater o problema, é necessário que se adote no CDMA um rígido esquema de controle de potência, através do qual a estação base monitora os terminais de maneira que a potência que chega à base oriunda de cada terminal tenha, idealmente, o mesmo nível. Isso evita que um móvel afastado da base não consiga comunicação pelo fato de um móvel próximo à base estar despejando muita potência.  

Algumas características do CDMA

-        usuários comunicam-se usando as mesmas freqüências, simultaneamente, por divisão de código;

-        ao contrário do FDMA e do TDMA, o CDMA não tem um limite de capacidade bem definido, e sim o que se chama de limite soft. Ao aumentar o número de usuários, o nível mínimo de ruído é aumentado linearmente, de forma que há um decréscimo gradual de desempenho do sistema, percebido por todos os usuários;

-        efeitos do canal nocivos e seletivos em freqüência podem ser minimizados pelo fato do sinal original estar espalhado por uma banda muito grande. E ainda, o receptor utilizado – RAKE - permite que se faça um especial tratamento nos sinais recebidos por multipercurso, de maneira que o sinal recebido tenha a melhor qualidade possível;

-        no caso de handoff entre células cocanal (todo o espectro é utilizado pelas células – possível no CDMA), o processo pode ser suave. Mais de uma estação base monitora o nível do móvel e a central de controle pode escolher a melhor versão do sinal, sem necessitar comutar freqüências;

-        problema perto-distante, caso não haja controle de potência eficiente.

Comparação entre FDMA, TDMA e CDMA

Uma vantagem básica do CDMA é sua capacidade muito maior de tolerar sinais interferentes, se comparado a FDMA e a TDMA. Como resultado dessa qualidade, problemas de alocação da banda e interferência entre células adjacentes são simplificados, enquanto que sistemas FDMA e TDMA precisam de cauteloso estudo de alocação de freqüência e slots para evitar interferência, exigindo filtros sofisticados e tempos de guarda entre slots. Aumento de capacidade no CDMA pode ser conseguido através do fator de atividade de voz, utilizando-se os instantes de tempo nos quais não é detectada voz para prover aumento de usuários atendidos.

Em termos de capacidade, teoricamente o CDMA possui uma vantagem sobre sistemas analógicos por um fator de 20 . Por outro lado, toda a vantagem teórica do CDMA exige que uma série de requisitos como, controle de potência eficiente, ortogonalidade entre códigos e necessidade de sincronismo perfeito (bases são sincronizadas por GPS – Sistema de Posicionamento Global, e passam o sincronismo aos móveis), entre outros, sejam atendidos. Na prática, dada a dificuldade de se implementar todos os requisitos, sistemas CDMA em geral não exploram toda a capacidade teórica prevista para essa técnica, embora os avanços tecnológicos os levem cada vez mais próximo a esse ideal.  

O que vem por aí 

Serviço Móvel Pessoal (SMP)

Trata-se de um novo serviço criado pela Anatel , em junho de 2000, para comunicações móveis. Lembrando que o “antigo” SMC opera na faixa de freqüência de 800 MHz ou 0.8 GHz, o   “novo” SMP vai operar numa nova faixa de freqüência, a de 1,8 GHz. 

Os dois serviços SMC e SMP vão conviver por um bom período mas a ANATEL pretende que haja   uma migração gradativa para o novo serviço. Esta nova faixa de 1,8 GHZ foi batizada inicialmente como Banda C. Em outros termos, estava sendo criado mais um grupo de empresas, as empresas do grupo C ou da banda C para operar na faixa de 1,8 GHz. Para este novo serviço SMP,   o mapa do Brasil   foi dividido em apenas três áreas, idênticas àquelas em que operam as empresas de telefonia FIXA (Telemar, Telefônica e Brasil Telecom) e que são as seguintes:

Área 1:   AM, PA, RR, AP, MA, PI, CE, RN,PB, PE, AL, SE,BA, MG, RJ e ES

Área 2:SP

Área 3: AC, RO, TO, DF, GO, MT, MS, PR, SC e RS

Posteriormente, a ANATEL achou por bem alterar o conceito (não a faixa genérica de freqüência de operação) deste grupo ou banda C. Neste novo conceito, em cada uma das   três áreas poderão operar até três empresas. As concessões passam a chamar-se “autorizações de serviço” e serão concedidas gradativamente. As primeiras autorizações de funcionamento a serem concedidas em cada área vão caracterizar as empresas do grupo C ou da banda C. Numa segunda data, serão concedidas   novas autorizações configurando as empresas do grupo D ou banda D; e posteriormente, as do grupo E ou banda E. Concluído o processo teremos três operadoras em cada uma das três novas áreas, num total de 9 operadoras da nova faixa de freqüência de 1,8 GHz. 

Parece evidente que o objetivo da ANATEL é compatibilizar as novas regras com aquelas do modelo adotado para a telefonia fixa. Está sendo adotado o mesmo conceito geográfico presente no Plano Geral de Outorgas. Esta “geografia” poderá ser um facilitador para as empresas em um futuro bem próximo.

As empresas de celulares que  atuam no País terão limitações, caso ganhem   uma licença para o SMP na região onde já prestam o serviço. Se vencerem, terão de abandonar a atual licença em até seis meses.   As empresas que optarem por isso ganharão uma faixa adicional na freqüência de 1,9 gigahertz (GHz) e poderão concorrer com as bandas   C, D e E, ofertando serviços de melhor qualidade . 

Para garantir uma certa “isonomia” e equilibrar a competição, as operadoras das bandas A e B que migrarem para o novo serviço receberão mais 5 MHz (para uplink e downlink) na faixa de 1.9 GHz.

Em termos de faixa de freqüência ficarão com um total de 17,5 MHz (12,5 MHz que utilizam hoje mais o “brinde” de 5Mhz).As novas operadoras terão 15 MHz na faixa de 1.8 GHz para cada licença. Na realidade o espectro completo destas freqüências vai de 1,710 GHz a 2,301 GHz e já está reservado pela ANATEL. Espera-se que a ANATEL vá intermediar as negociações entre as empresas e entidades envolvidas num “pequeno” complicador: parte destas freqüências já estão ocupadas, até mesmo pelas Forças Armadas. As negociações devem incluir indenizações e ofertas de alternativas como sistemas via satélite ou via fibra ótica.

Os investidores estrangeiros poderão ampliar sua presença, pois não haverá   limites para o capital internacional na formação de consórcios ou empresas.

A imprensa já começa a mencionar as etapas de  evolução da tecnologia celular usando siglas como 2,5G, 3G e até mesmo 4G para as novas gerações.

É oportuno lembrar que este novo  serviço chamado SMP que vai operar nas bandas C, D e E   de 1.8 GHz ainda está enquadrado, em termos de tecnologia,   na segunda geração (2G) da telefonia celular (a primeira geração é a dos celulares analógicos).   

Ao decidir utilizar esta faixa de freqüência, a ANATEL atendeu à recomendação da UIT de deixar disponível a faixa de freqüência de 1.9 GHZ para os serviços da terceira geração (3G) que deverão ser oferecidos   a partir de 2003. 

O SMP de 1.8 GHz de segunda geração vai utilizar a tecnologia GSM (Global System for Mobile Communication), de origem européia. O termo “GSM” não aparece explicitamente nas Propostas de Diretrizes mas está bem registrado o seguinte: “as redes e as plataformas do SMP devem fazer uso de tecnologias e sistemas cuja estrutura de sincronismo, sinalização, numeração, comutação e encaminhamento, entre outros, possa prover convergência com as redes do STFC (Serviço Telefônico Fixo Comutado).”

Da imprensa recente coletamos estas informações:

A Siemens anunciou investimentos de U$ 50 mi para fabricar aqui terminais, centrais digitais e estações rádio-base GSM. 

A Motorola prevê investir U$ 20 mi em sua fábrica de Jaguariuna-SP para fabricar equipamentos GSM. 

A Huawei que detém 18% do mercado chinês, a maior rede GSM do mundo, com 43 milhões de assinantes anunciou investimentos de U$ 30 mi para construir uma fábrica no país.

Deverão concorrer na licitação da banda C algumas das atuais operadoras de celular e novas empresas estrangeiras ( como a Vodafone,   British Telecom, a alemã Deutsche Telekom, a   mexicana Telmex , a Nextel, a Hutchison, de Hong Kong, a ATT, a Verison, a BellSouth e Sprint; as portuguesas Portugal Telecom   e Sonae, a Bell Canada e a Global Village Telecom.).

As previsões

Vão ocorrer muitas fusões e aquisições entre as atuais operadoras de celular. 

No final, deverão estar no mercado no máximo 6 operadoras. 

Os usuários das atuais banda A e banda B que usam seus celulares apenas para conversação não serão incomodados com as novas regras.   

A licitação (leilão) para a banda C está prevista para 30 de janeiro de 2001.  

As empresas Telefonica,   Telemar, Brasil Telecom e Embratel não estão autorizadas a concorrer na licitação da banda C   mas   deverão/poderão concorrer nas bandas D e E. 

Uma mesma empresa (que não esteja atuando no atual SMC) poderá concorrer na licitação das três áreas geográficas da banda C, e se vencer nas três, levará tudo. 

As empresas das bandas D e E que começam a operar dentro de dois anos, deverão já estar adotando tecnologias da geração 2,5. 

Nesta mesmo época, a ANATEL deverá estar licitando a utilização da nova freqüência de 1.9 GHz para operação já nas tecnologias de 3G, o que poderá gerar uma polêmica técnica na ocasião. 

Em princípio, um usuário da nova banda C (com seu celular GSM)  poderá falar com  usuários das bandas A e B (com seus celulares CDMA e TDMA) - estando cada usuário na sua área de atuação - pois suas transmissões sempre utilizarão a infra-estrutura da rede fixa que serve como um "adaptadora de incompatibilidades". 

O roaming de um celular GSM em áreas de banda A e B não será possível (e vice-versa). 

Estarão disponíveis celulares "dual mode" que poderão operar como GSM/CDMA e GSM/TDMA minimizando o problema do roaming, mas a um preço maior dos aparelhos.