CDMA Technology
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A transição para o CDMA: A decisão tecnológica da Bell Mobility 1999

Brian O’Shaughnessy
Vice-Presidente de Desenvolvimento Tecnológico, Bell Mobility

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Após a implantação inicial da tecnologia TDMA digital, a Bell Mobility do Canadá descobriu que as necessidades de seus clientes não estavam sendo atendidas. Depois de fazer uma avaliação técnica detalhada e explorar as opções, a Bell Mobility substituiu o sistema TDMA pela tecnologia CDMA digital para tirar proveito das vantagens técnicas e financeiras do CDMA, hoje e no futuro.

Decisão digital inicial

Nos últimos dez anos a Bell Mobility envidou esforços consideráveis na avaliação de alternativas à sua disposição para evoluir de um sistema analógica AMPS de primeira geração e de grande êxito para a tecnologia digital de segunda geração. Esses esforços foram influenciados por dois fatores:

  • Em 1989, tornou-se evidente que a rede AMPS existente estava esgotando sua capacidade e, dada a antecipação de um o rápido crescimento em clientes e tráfego, a Bell Mobility necessitava de uma alternativa.
  • A tecnologia havia evoluido bastante desde que foram introduzidos os primeiros sistemas AMPS na década de 1970, o que significava que uma nova funcionalidade de serviços poderia ser introduzida com novos sistemas digitais.

Conseqüentemente, as operadoras no mundo inteiro começaram a buscar alternativas para sistemas analógicos no final da década de 1980, incluindo os sistemas NAMPS, TDMA e FDMA. O consenso do setor em 1989 era que o TDMA era a única alternativa viável, e o desenvolvimento dessa tecnologia foi iniciado. A tecnologia CDMA ainda se encontrava na fase de pesquisa e desenvolvimento e, sendo assim, não era uma opção comercialmente viável.

Em 1992, após diversas tentativas tecnológicas, a Bell Mobility decidiu usar o TDMA em sua rede. Esse serviço foi lançado oficialmente em 1993. Naquela época, a tecnologia oferecia melhorias de capacidade (três chamadas no mesmo espectro necessário para uma chamada AMPS) e dois novos recursos: Calling Number Display (Exibição do Número de Origem) e Message Waiting Indicator (Indicador de Mensagem à Espera). Outras melhorias estavam previstas para o futuro.

Logo após o lançamento, a Bell Mobility descobriu que, enquanto seria possível obter a triplicação da capacidade, haveria também a perda de qualidade das chamadas. Inicialmente, os clientes estavam contentes de mudar para a nova rede digital TDMA a fim de obter o plano com preços reduzidos que a Bell Mobility estava oferecendo para atrair os clientes para o serviço digital. Mas, depois que começaram a usar esse serviço, estavam insatisfeitos com a qualidade da voz. O resultado era muito preocupante para a Bell Mobility, o que levou seu engenheiros a redobrar seus esforços para determinar uma forma de melhorar a qualidade. Após uma análise aprofundada e um esforço de optimização da rede, em 1995 a Bell Mobility chegou à conclusão de que a única maneira de melhorar o serviço TDMA seria retornar à mesa de projetos e reformular os fundamentos da tecnologia TDMA.

Surge a alternativa CDMA

Enquanto o uso e otimização do TDMA estavam em andamento, uma nova tecnologia conhecida por CDMA surgia como uma alternativa à medida que ela amadurecia nos processos de padronização e laboratórios de pesquisa na América do Norte. Desta forma, enquanto a Bell Mobility enfrentava a demora necessária para o setor reprojetar a tecnologia TDMA, ela realizava avaliações teóricas e fazia experimentos em campo com a tecnologia CDMA. Por fim, a Bell Mobility concluiu que uma mudança de grande porte para introduzir a tecnologia CDMA seria preferível a continuar aperfeiçoando aos poucos a velha tecnologia TDMA. Como resultado dessa avaliação extensiva, a Bell Mobility concluiu que a tecnologia TDMA funcionaria no futuro, mas jamais teria condições de competir com a qualidade, capacidade ou vantagens operacionais do CDMA.

Desde o lançamento da tecnologia PCS digital CDMA em 1997, a Bell Mobility tem estado muito satisfeita com a reação de seus clientes quanto à qualidade das chamadas CDMA e a capacidade de adicionar serviços novos e aprimorados às suas opções.

Fatores-chave favorecem o CDMA

Cinco fatores chaves ajudaram a Bell Mobility a concluir que o CDMA é a tecnologia apropriada para atender às constantes necessidades novas de seus clientes, permitindo, ao mesmo tempo, que a Bell Mobility atingisse seus próprios objetivos.

Qualidade da chamada

Como ficou evidente com a experiência da Bell Mobility com o TDMA, o critério mais importante para o cliente ao selecionar uma nova tecnologia digital é a qualidade da voz. Nessa área, o CDMA se sobressai, utilizando diversos avanços técnicos para proporcionar uma qualidade de voz tão boa ou melhor do que a produzida pelo AMPS, e muito superior à do TDMA. Dois recursos técnicos que viabilizam a qualidade de voz superior são discutidas abaixo:

Codificador de voz de 13 Kb de alta qualidade: a estrutura do canal do TDMA não permite um codificador de voz superior a 8 Kb e deverá passar para um codificador de 4 Kb. A estrutura do CDMA utiliza 13 Kb a curto prazo, fornecendo a melhor qualidade no lançamento, e um codificador de 8 Kb aperfeiçoado já se encontra disponível para implementação.


Handoff suave: o TDMA utiliza um handoff brusco ao deslocar-se entre estações rádio-base, o que resulta em um silêncio perceptível na chamada. Esse silêncio pode ser um problema sério em cidades como Toronto ou Montreal, onde o handoff ocorre de 2 a 4 vezes por minuto. Por outro lado, o CDMA utiliza uma técnica conhecida como handoff suave para eliminar esse problema. O handoff suave permite que o telefone receba sinais de 3 a 5 estações rádio-base adjacentes simultaneamente e combina os sinais para eliminar o silêncio dos handoffs e para melhorar a qualidade geral do sinal (sempre selecionando o melhor sinal entre os 3 a 5 recebidos).

Capacidade de rede

As considerações relativas à capacidade da tecnologia digital foram muito importantes para minimizar a necessidade de desenvolver a rede de forma expressiva no futuro próximo. Várias questões estavam em pauta: a insatisfação dos clientes com outra mudança, o desejo da empresa de não precisar investir um capital adicional em outra rede e a necessidade de comportar o acelerado aumento do tráfego na rede.

A capacidade do CDMA tem sido uma questão muito debatida no setor e foi submetida a estudos exaustivos pela Bell Mobility. Por fim, a Bell Mobility concluiu que até mesmo os pontos de vista mais conservadores em relação à capacidade do CDMA diziam que essa tecnologia oferece no mínimo o dobro da capacidade do TDMA. Além disso, mesmo segundo essas opiniões conservadoras, a Bell Mobility poderia atender aos requisitos de capacidade para o futuro previsível, como pode ser visto pela tabela abaixo:

O CDMA obtém essa vantagem de capacidade empregando as seguintes técnicas:

  • Os codificadores de voz de taxa variável reduzem a taxa transmitida quando ninguém está falando. Essa técnica permite que o canal seja compactado com maior eficiência, resultando no aumento da capacidade.
  • As técnicas de controle de força são usadas para manter a força transmitida na quantidade mínima absoluta para manter uma chamada de alta qualidade. A relação com a capacidade é:

Menos força = Menos energia = Menos interferência = Maior capacidade

Presença expansiva

O CDMA foi selecionado como a tecnologia digital de segunda geração preferida por mais da metade do setor na América do Norte, com o restante dividido entre duas outras tecnologias digitais: TDMA e GSM. Conseqüentemente, a Bell Mobility concluiu que a melhor forma de atender às necessidades de seus clientes, que usam seus serviços em todos as áreas do Canadá e nos Estados Unidos, seria empregar a tecnologia mais utilizada e não outras tecnologias digitais alternativas.

Eficiência de custo

Ao avaliar a estrutura de custo do TDMA versus CDMA, a Bell Mobility concluiu que o CDMA é uma solução com maior eficiência de custo a longo prazo. Isso se deve em grande parte a dois fatores:

  • Ganhos de capacidade: a maior capacidade por estação rádio-base significa que um menor número de estações será necessário para atender a uma determinada demanda de tráfego.
  • Eficiências de cobertura: a cobertura oferecida pela tecnologia CDMA é superior à do AMPS ou TDMA (em aproximadamente 3 a 6 dB). Uma melhor cobertura significa melhor qualidade e um número menor de estações rádio-base para proporcionar serviços fora dos principais centros urbanos.

A melhor tecnologia de terceira geração

Refere-se aos sistemas analógicos AMPS como a tecnologia sem fio de primeira geração; os sistemas digitais, tais como CDMA, TDMA e GSM, são conhecidos como a segunda geração. O mundo está atualmente desenvolvendo os sistemas de terceira geração para proporcionar serviços aperfeiçoados de transmissão de dados no início da próxima década. Independentemente de esses sistemas de terceira geração serem implantados em breve ou a longo prazo, é importante considerar a evolução da próxima tecnologia ao selecionarmos a tecnologia atual. Esse tipo de planejamento tecnológico assegura uma migração elegante e econômica quando o mercado exigir a introdução de serviços e recursos avançados.

Ao avaliar suas opções de segunda geração (TDMA ou CDMA), a Bell Mobility concluiu que o CDMA provavelmente seria a base para os sistemas de terceira geração devido a suas capacidades técnicas inerentes para apoiar maiores capacidades e serviços de dados aperfeiçoados, dois elementos-chave da tecnologia sem fio de terceira geração. Atualmente, a maior parte do mundo concorda que os sistemas de terceira geração serão baseados no CDMA. Assim, comprovou-se a opinião da Bell Mobility, de que sua solução CDMA de segunda geração ofereceria a alternativa "mais compatível com o futuro".

A promessa do CDMA foi cumprida

O sistema CDMA da Bell Mobility está operando há quase dois anos e as vantagens antecipadas para a empresa e seus clientes se concretizaram. À medida que a tecnologia continua se desenvolvendo para atender às demandas emergentes do mercado, espera-se que ela continue cumprindo sua promessa por um grande período na próxima geração.

Sobre o autor

Brian O’Shaughnessy é Vice-Presidente de Desenvolvimento Tecnológico da Bell Mobility e Presidente do Grupo de Desenvolvimento de CDMA . A família das empresas Bell Mobility oferece uma variedade completa de soluções para comunicações sem fio – celular, paging uni e bidirecionais, dados, satélite, PCS e serviços de comunicações para passageiros de empresas aéreas – para mais de 2 milhões de clientes canadenses. O Grupo de Desenvolvimento de CDMA é uma associação comercial sem fins lucrativos formada para promover o desenvolvimento, implementação e uso da tecnologia CDMA em nível mundial.


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