Respiração celular é fenômeno específico do CDMA onde a área de cobertura efetiva de uma célula encolhe conforme carga de tráfego aumenta, e expande quando carga diminui. Não é feature configurada — é consequência inerente da capacidade limitada por interferência do CDMA.
Mecanismo
- No CDMA, todos usuários compartilham mesma frequência (portadora 1,25 MHz). Separação por códigos Walsh ortogonais (forward) / códigos longos (reverse).
- Sinal de cada usuário é ruído para outros. Potência total recebida na estação base (Node B) = soma das potências de todos usuários + ruído térmico.
- Para manter Eb/N0 alvo (energia por bit / densidade de ruído), estação base comanda cada móvel a transmitir apenas o suficiente potência (controle rápido de potência: 800 Hz).
- À medida que mais usuários entram, piso de ruído sobe → cada móvel deve transmitir potência maior para manter seu enlace.
- Móveis na borda da célula atingem potência máxima de transmissão primeiro → derrubam chamadas ou não acessam → raio da célula encolhe efetivamente.
- Inversamente, carga baixa → potência requerida menor → móveis na borda conectam → célula "respira" para fora.
Impactos Operacionais
- Balanceamento de Carga: Células adjacentes respiram inversamente — célula ocupada encolhe, vizinhas expandem → redistribuição natural de handoff.
- Gestão de Interferência: Respiração reduz interferência co-canal em bordas de setor.
- Planejamento de Capacidade: Engenheiros devem projetar sobreposição para pegada de carga de pico, não pegada ociosa. Poluição de piloto (muitos pilotos fortes) piora respiração.
- Eficiência Energética: Carga menor → potência agregada de transmissão menor → economia de bateria para móveis, menor dissipação em amplificadores BTS.
Técnicas de Mitigação
- Setorização: Sites 3-setores reduzem carga por setor.
- Controle de Admissão: Bloqueia novas chamadas quando rise-over-thermal (RoT) excede threshold (ex.: 6 dB).
- Handoff Suave/Softer: Móvel conecta a múltiplos setores simultaneamente — macro-diversidade combate respiração nas bordas.
- Parâmetros de Handoff Baseados em Carga: Ajusta thresholds de handoff dinamicamente baseado em carga do setor.
Diferença LTE/5G (OFDMA)
OFDMA atribui subportadoras ortogonais — sem interferência intra-célula. Sem respiração celular. Capacidade limitada por escalonador, não por subida de ruído. Pegada de cobertura fixa por link budget.
Respiração celular é assinatura do CDMA — física elegante, dor de cabeça operacional, e razão pela qual redes CDMA precisavam grades de sites mais densas que GSM.
