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4.1.1. Cálculo da isolação

Os cálculos realizados nesta ses são são aplicáveis a repetidores que não deslocam a freqüência, ou seja, tanto a antena coletora quanto a servidora operam na mesma freqüência. No caso e repetidores com deslocamento em freqüência, é razoável desprezar o efeito de realimentação.

Figura 4.1.1-1 - Realimentação do Repetidor

Para o cálculo da isolação deve-se calcular, primeiramente, o sinal de realimentação do repetidor. Este é cálculo é realizado com base nas características de montagem, antenas, cabos e ganho do repetidor. A equação abaixo [REF 3,4] mostra o nível de sinal de realimentação:

        eq. 4.1.1-1

Utilizando a expressão da perda de espaço livre

                eq. 4.1.1-2

onde:

  --> Ganho de transmissão da antena servidora na direção da antena coletora

SD  --> Sinal Direto proveniente da BTS doadora

GR1max -->  Ganho máximo da antena coletora.

-->Ganho de recepção da antena coletora na direção da antena servidora

L0 -->  Perda por espaço livre

L1, L2 --> Perda nos cabos

PRsre --> Potência do sinal de realimentação, o qual interage com o sinal vindo da BTS doadora.

Deseja-se que o nível deste sinal esteja abaixo do sinal proveniente da BTS doadora (sinal direto) por uma determinada margem de segurança (M).

Tem-se então que:

           eq. 4.1.1-3

Logo,

             eq. 4.1.1-4

onde:

M -->  Margem de segurança, aproximadamente 15 dB [REF 2];

PRSd -->  Potência recebida do sinal direto

PRSre -->  Potência recebida do sinal realimentado.

G1Rmax -->  Ganho máximo da antena coletora

--> Ganho de transmissão da antena servidora na direção da antena coletora

--> Ganho de recepção da antena coletora na direção da antena servidora.

Definindo-se a isolação como:

           eq. 4.1.1-5

tem-se

A= I - M               eq. 4.1.1-6

Onde:

A -->  Ganho do Repetidor

I -->  Isolação entre antenas

M -- >  Margem de segurança entre o sinal direto e o realimentado.

As equações acima mostram que a amplificação máxima permitida no repetidor está ligada diretamente com a isolação atingida entre as antenas. Esta isolação mede, basicamente, as perdas na transmissão do sinal da antena servidora que para a antena coletora, sinal este que provoca o fenômeno da realimentação.

A montagem adequada do repetidor, em conjunto com a escolha adequada das antenas, é que irão garantir um bom nível de isolação, permitindo a utilização de ganhos elevados pelo repetidor.

Existem certas circunstâncias onde a montagem do repetidor não provê uma isolação adequada. Para a obtenção do aumento desta isolação podem-se utilizar telas metálicas vazadas (com aberturas inferiores a l/10), que causarão um efeito de blindagem aumentando a isolação. É utilizada uma tela com esta abertura, pois esta terá aproximadamente o mesmo desempenho de uma placa de contínua. Neste caso a isolação é dada por:

                     eq. 4.1.2-1

O cálculo da blindagem provida pela placa metálica não é simples, e seu efeito depende das dimensões e do posicionamento da blindagem com relação à antena. Em geral a sua contribuição no aumento do isolamento, é levantada através de medições diretas em campo (ver item 5.3.8).

Na prática, a utilização de blindagem gera uma isolação adicional entre 10-15 dB [REF 11]. Pode-se colocar blindagem em uma das antenas, ou em ambas.
Em aplicações indoor, a isolação é aumentada pela perda de penetração, que varia de acordo com o tipo de construção. A perda de penetração típica fica em torno de 18-20 dB. Neste caso, a isolação total é dada por:

           eq. 4.1.2-2

Na prática, em projetos indoor os problemas de isolação não acarretam redução de desempenho do repetidor.

4.1.3. Considerações adicionais sobre a isolação

Os cálculos efetuados nas sessões anteriores possuem limitações e cuidados para seus valores, sejam coerentes com os medidos em campo.
No cálculo da isolação, mesmo em campo distante, recomenda-se utilizar as envoltórias dos diagramas (cálculo pessimista), pois os valores fornecidos para os nulos dos diagramas são discutíveis, dado que sua existência parte do pressuposto que a antena não teve nenhum desvio na fabricação.
Para a obtenção de uma isolação adequada, a escolha das antenas do repetidor é muito importante. Para a antena coletora, deve-se utilizar algum modelo que tenha alto ganho, alta relação frente costas e pequenos lóbulos laterais. Para a antena servidora, devido à sua funcionalidade, deve-se escolher antenas com melhor relação frente costa possível. Em geral, antenas de painéis possuem esta característica.

4.2. Aumento da Interferência co-canal

A interferência co-canal é um efeito inerente dos sistemas celulares, que operam com base no reuso de freqüência. 
A degradação causada por esta interferência é o principal fator limitante do aumento de capacidade destes sistemas. O controle adequado dos níveis de interferência é essencial para a obtenção de um sistema de alta capacidade, caracterizado pela utilização de um baixo fator de reuso.
Nestes sistemas qualquer aumento da interferência, pode levar a sérias limitações de desempenho. Por isso, a implantação de repetidores deve ser analisada cuidadosamente tendo-se em mente o impacto que este causará na degradação da relação C/I.
Os repetidores causam aumento de interferência tanto nos enlaces diretos (donwlink) quanto nos enlaces reversos (uplink). Contudo, é no enlace reverso que podem aparecer as piores degradações, devido à diretividade da antena coletora do repetidor [REF 2].
O aumento da interferência no sistema está diretamente ligado ao tipo de repetidor e a sua aplicação. Tipicamente repetidores de uso interno (indoor), pelo fato de possuírem um isolador natural, possuem níveis de degradação no enlace direto mais controlado, geralmente desconsiderados em projetos. Repetidores de uso externo (outdoor), são bem mais sensíveis à interferência.
A seguir será analisado o impacto no aumento de interferências pelo uso de repetidores externos (outdoor), para cada tipo de repetidor e sua aplicação.

4.2.1. Repetidores de Banda Larga (broadband repeaters)

Este tipo de repetidor é, em todos os sentidos o que apresenta pior desempenho. Como equipamento amplifica toda a banda A e B são gerados dois problemas:

1. A amplificação dos sinais da rede concorrente pode provocar problemas graves para a outra operadora, pois a princípio nada se conhece sobre o seu planejamento de freqüências. Os níveis de interferência gerados podem causar quedas de chamadas em uma vasta área em torno do repetidor.
2. Este repetidor também amplifica toda a banda de operação da operadora que estiver utilizando este equipamento. Com isso além de amplificar os canais provenientes da coletora, recebe possíveis sinais interferentes de outras BTS que chegam fracos, amplificando-os e retransmitindo-os, causando aumentos no nível de interferência de downlink. A gravidade da degradação é análoga no enlace direto (uplink).