WirelessBR

A Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL) define o SMC como: 

"Serviço móvel celular é o serviço de telecomunicações móvel terrestre, aberto à correspondência pública, que utiliza sistema de radio comunicações com técnica celular, inter conectado à rede pública de telecomunicações, e acessado por meio de terminais portáteis, transportáveis ou veiculares, de uso individual". 
No Brasil o SMC opera na faixa de freqüências de 800 MHz (ou 0,8 GHz).
É o serviço celular que estamos utilizando hoje.

Fig. 1.1 – Ilustração com os componentes básicos de um sistema celular  

                        A figura acima mostra os componentes básicos de um sistema celular. Digo básicos pois os serviços demandados pelo mercado tais como SHORT MESSAGES, CORREIO DE VOZ, APLICAÇÕES WAP, SERVIÇOS DE PRÉ-PAGO, exigem que um volume realmente grande de equipamentos sejam agregados às plantas originais das operadoras . 

O Conceito Celular

            O objetivo dos primeiros sistemas móveis era o de obter uma grande área de cobertura através do uso de um único transmissor de alta potência, com a antena situada em um local elevado. Embora essa abordagem gerasse uma cobertura muito boa, o número de usuários era limitado. Um determinado conjunto de freqüências era utilizado por toda a região e cada freqüência era alocada a um único usuário por vez, para evitar interferências. Como exemplo da baixa capacidade, pode-se citar o sistema móvel da Bell em Nova Iorque, em 1970: o sistema suportava um máximo de apenas doze chamadas simultâneas em uma área de mais de dois mil quinhentos e oitenta quilômetros quadrados . Dado o fato de que as agências de regulamentação dos governos não poderiam realizar alocações de espectro na mesma proporção do aumento da demanda de serviços móveis, ficou óbvia a necessidade de reestruturação do sistema de telefonia por rádio para que se obtivesse maior capacidade com as limitações de espectro disponível e, ao mesmo tempo, provendo grandes áreas de cobertura.

O conceito celular foi uma grande descoberta na solução do problema de congestionamento espectral e limitação de capacidade de usuários que havia em sistemas de comunicações móveis até então. Esse conceito permite oferecer grande capacidade com limitações de espectro alocado, sem grandes mudanças tecnológicas. A FCC (Federal Communication Commission – órgão americano regulamentador de telecomunicações), em uma regulamentação de 22 de Junho de 1981 definiu o sistema celular como : “Um sistema móvel terrestre de alta capacidade no qual o espectro alocado é dividido em canais que são alocados, em grupos, a células que cobrem determinada área geográfica de serviço. Os canais podem ser reusados em células diferentes na área de serviço” .

 A idéia do conceito celular constitui-se basicamente na substituição do transmissor único de alta potência (responsável pela cobertura de uma grande área) por vários transmissores de baixa potência, cada um provendo cobertura a uma pequena região (célula) da área total. A cada uma dessas estações base é alocada uma porção do número de canais disponíveis para todo o sistema. Às estações base são alocados diferentes grupos de canais, de forma que todos os canais disponíveis no sistema são alocados a um determinado número de estações vizinhas. A alocação de canais a estações base vizinhas é feita de forma que a interferência entre estações base (e entre usuários móveis) seja minimizada. Através do espaçamento sistemático das estações base bem como dos grupos de canais, os canais disponíveis serão distribuídos através da região geográfica e poderão ser reusados quantas vezes forem necessárias, desde que a interferência entre estações cocanal (estações que possuem grupos de canais em comum) seja mantida a níveis aceitáveis.

  Essa idéia é antiga : a primeira proposta de sistema celular foi da Bell, feita à FCC, em 1971 . Mas o desenvolvimento da idéia é ainda anterior, não posta em prática pela complexidade do sistema de controle. Sua execução foi viabilizada pelo uso de microprocessadores nos terminais (móveis e fixos)  e, em outubro de 1983, o primeiro sistema celular foi posto em operação, em Chicago, pela AT&T.  

Um sistema celular básico é composto de : 

·       CCC – Central de Comutação e Controle  

É o coração de um sistema celular, responsável pela validação dos assinantes, processamento de chamadas, interface com a rede fixa de telefonia, interface com outras CCC´s sejam elas de outra operadora ou não, geração de bilhetes das chamadas, gerenciamento de hand-off (passagem do móvel de uma célula para outra), monitoração de alarmes das  Estações Radio Base – ERBs ,entre muitas outras funções . O termo em inglês para CCC é MSC (Mobile Switch Center).

A quantidade de estações que uma CCC pode gerenciar e o número de assinantes máximo  depende muito da filosofia de operação de cada empresa no que diz respeito à qualidade dos seus serviços .

O protocolo padrão para comunicação entre diferentes CCC´s de diferentes empresas é o IS-41 .

A CCC pode ser descrita nos seguintes blocos:

-         Matriz de Comutação – Esta parte da CCC é igual a uma central telefônica comum. Ela é responsável pela interconexão com a rede fixa e a comutação entre os terminais móveis;

-         BSC (Base Station Controller) – É a parte da CCC responsável pelo gerenciamento das ERBs. Através do BSC a CCC tem o status de todas as ERBs do sistema como , por exemplo, alarmes e configurações . Pelo BSC, os técnicos da central podem efetuar a operação e manutenção da rede.

-         Gerenciador de Mobilidade – Esta incluída dentro do BSC. É a parte responsável pelos handoffs dentro do sistema. O GM recebe continuamente dados de cada móvel (através do canal de sinalização) como nível de sinal recebido, taxa de erro de quadro, e decide para qual ERB o móvel deve efetuar o hand-off .

-         HLR (Home Location Register) – É a base de dados dos assinantes da área de serviço de uma CCC. Em algumas arquiteturas podemos ter HLR contendo a base de dados de mais de uma CCC e sendo acessadas toda vez que uma chamada é requisitada.

-         VLR (Visit Location Register) – Similar ao HLR, possui um cadastro dinâmico dos assinantes, tanto dos locais (Home) quanto dos visitantes (Roamers).

-         Transcoder – Algumas centrais trabalham com canais de voz entre a CCC e a ERB de 16Kb/s. Como as inter conexões com as outras operadoras de telefonia fixa, longa distância e celular são feitas via canais PCM de 64 Kb/s, é necessário o transcoder para fazer a conversão entre estas taxas.

-          PTS – Ponto de Transferência de Sinalização. É responsável pelo gerenciamento da sinalização entre a central celular e as outras centrais . Com o surgimento do protocolo de sinalização por canal comum #7 (SS7), os canais de voz e sinalização passaram a seguir caminhos independentes. Há uma rede nacional de nós PTS interligada para que as centrais possam estabelecer as rotas para se completar uma chamada enquanto o usuário está digitando os números do telefone desejado. 

Dependendo dos serviços oferecidos por uma operadora, a CCC pode conter ainda outros equipamentos:

-         Gateways para interface entre celulares WAP e aplicações internet (serviços de notícias, geo-localização, e-mails, m-commerce, etc.)

-         Plataformas de gerenciamento de assinantes do serviço pré-pago.