Metodologia de cálculo de espectro para suportar a evolução do sistema móvel celular

Abstract

Este trabalho apresenta uma metodologia para calcular a quantidade estimada de espectro requerido para a evolução dos sistemas 3G e pós-3G, que são baseados nas recomendações da ITU-R. Por meio de uma abordagem sistemática, a metodologia proposta incorpora: definições de categorias de serviço; ambientes de serviço; ambientes rádio; análise de dados do mercado e estimativa de tráfego para essas categorias e ambientes; distribuição do tráfego entre os grupos de tecnologia de acesso rádio (RATGs); cálculo da capacidade requerida pelo sistema e da necessidade de espectro resultante. O texto contempla um breve histórico dos sistemas móveis, abordando-se a crescente demanda do mercado por comunicações sem fio, as conseqüentes mudanças do perfil de tráfego e a importância do espectro radioelétrico. Na apresentação do escopo e etapas da metodologia, serão definidos os tipos de serviço, classes de tráfego, categorias de serviço, ambientes de serviço e ambientes rádio, juntamente com os respectivos parâmetros de entrada para os cálculos propostos. Também serão definidos os grupos de tecnologia de acesso rádio e será discutida a relação entre eles, os ambientes de serviço e ambientes rádio. Propõe-se uma sistemática para obtenção da demanda de mercado e um processo para a distribuição do tráfego entre os diferentes grupos de tecnologia de acesso e entre os ambientes rádio internos a eles. O cálculo da capacidade requerida pelo sistema será realizado por meio de dois algoritmos distintos: um para a determinação da capacidade das categorias de serviço comutadas por circuito; e outro para as categorias comutadas por pacote. A partir de considerações práticas obtidas de redes já em operação, será possível realizar o cálculo da necessidade de espectro e a aplicação de ajustes necessários. A ferramenta utilizada para a simulação de cenários será validada por meio de uma aplicação prática à rede da Brasil Telecom. Os resultados da simulação de cenários considerando o uso de tecnologia 3G mostram os efeitos da variação de alguns dos principais parâmetros de entrada sobre a necessidade de espectro. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This work presents a methodology for calculation of spectrum requirement estimation for future development of 3G and beyond-3G systems based on ITU-R recommendations. It presents a systematic approach that incorporates service category definitions, service environments, radio environments, market data analysis and traffic estimation for these categories and environments, traffic distribution among radio access technique groups (RATGs), required system capacity calculation and resultant spectrum requirement determination. The work accommodates a brief historic of mobile systems and addresses an approaching about the increasing market expectations for wireless communications, as well as consequential change of traffic profile and spectrum relevancy. On the presentation of the scope and steps of the methodology it will be defined service types, traffic classes, service categories, service environments, radio environments and related input parameters for the proposed calculation. In addition, it will be defined radio access technique group and discussed the relationship among service environments, RATGs and radio environments. Furthermore, it is proposed a systematic for collecting market expectations and a process for distribution of traffic among radio access techniques and among radio environments within each RATG. System required capacity calculation will be made by using two separate algorithms for packet-switched and circuit switched service categories, respectively. Moreover, it will be possible to make the spectrum requirement calculation and to apply the necessary adjustments taking into account practical network deployments. The tool used for simulating sceneries implements the proposed methodology and it will be evaluated after a practical application on Brasil Telecom’s network. Finally, the results of sceneries simulation take into account the use of 3G technology present the effects of the variation of some main input parameters on the spectrum requirements.