Desvendando 5G — Small Cells
Este artigo foi escrito por Edmar Candeia Gurjão.
A telefonia móvel celular recebeu esse nome pois foi planejada como um sistema de comunicação sem fio que abrange uma região geográfica, ou simplesmente área de cobertura, dividindo essa área em tamanhos menores, denominados de células. A área de cada célula se estende da antena até o ponto em que o nível do sinal fica abaixo de um determinado nível. Caso esse ponto esteja na área a ser coberta pela operadora, começa uma nova célula, repetindo o padrão em toda a região. Uma estação móvel, ou no jargão do 5G um Equipamento do Usuário (EU — User Equipment) se desloca passando de uma célula para outros, ou seja, fazendo o handoff.
Com o aumento da demanda, inicialmente apenas de novos usuários, foram sendo utilizadas técnicas como setorização, ou seja, uma célula poderia ter subdivisões, ou setores. Também foram utilizadas outras técnicas como a mudança da técnica de acesso (FDMA, TDMA e CDMA nessa ordem), mas isso é tema para um próximo artigo nessa série, pois o 5G também requer novas formas de acesso múltiplo. Como já anteriormente citado aqui no #Desvendando5G os sistemas 5G tem demandas por aperfeiçoamentos de técnicas, mudanças de conceitos e novas tecnologias para que as taxas, níveis de serviço e penetração possam ser alcançadas. Nesse contexto, emerge o conceito de small cell.
Observando o que indica o documento 3GPP TR 36.392, Small Cells são células usadas para cobrir uma determinada região que usam baixa potência e são alocadas para cobrir a explosão de demanda tráfego de dados, especialmente em hotspots tanto em cenário indoor quanto outdoor. Podem ser utilizadas em faixas do espectro licenciadas, compartilhadas ou não licenciadas, outro assunto que tratearemos futuramente.
Small cells podem estar em sobreposição (mesma área de cobertura) que macro cells quando se deseja impulsionar as taxas de dados naquela região, ou ainda em regiões sem cobertura, quando servirão como pontos de acesso aos UE. Em termos de equipamento uma small cell utiliza uma estação base (Base Station) em miniatura que requer pouca potência para funcionar.
Em alguns cenários as small cells podem estar densamente distribuídos quando um grande conjunto dessas células é colocado para atender um tráfego de dados muito alto em uma pequena área, shoppings, eventos, etc. Em outros cenários pode-se utilizar um pequeno conjunto, em ambos os casos o objetivo deve ser atender a maior capacidade por área (bps/km2) possível.
Até o momento, lembremos que muito do 5G ainda está em discussão, as small cells podem ser dividas em ordem crescente de cobertura e quantidade de usuário sendo as Femtocells a menor delas destinada para que indivíduos possam melhorar sua conectividade, Picocells pensadas para ambiente maiores como escritórios, Microcells para áreas urbanas mais densas e finalmente as Metrocells que são as maiores e sendo outdoor são projetadas para áreas urbanas mais densas ou áreas rurais maiores.
Ainda há aspectos em definição relacionados ao uso, e principalmente a implementação das small cells, por exemplo o Small Cell Forum (https://www.smallcellforum.org/) está ativamente discutindo vários aspectos e apresenta números impressionantes como os que indicam que até 2025 a implementação e atualização usando essa tecnologia irá alcançar 10.25 milhões rádios.
No projeto 5G da UFCG em parceria com a Nokia está sendo implementada uma small cell indoor, para avaliar o desempenho em aplicações de Computação na Borda e outras que exigem baixa latência, como visão computacional em tempo real.
