Os projetos de instalação e expansão dos sistemas de comunicação móvel requerem, em geral, grandes investimentos, o que torna os problemas grandes desafios técnico e econômico a serem resolvidos. Além disso, existem novos problemas relacionados com os projetos de hardware e software devido à mobilidade. Procuraremos enfatizar alguns desses problemas a serem abordados. Alguns já têm propostas de soluções na literatura, outros ainda estão em aberto. Muitas são as abordagens e metodologias.

Os desafios advêm da manutenção das redes existentes e da introdução de novos sistemas e serviços. Nesse cenário, as unidades móveis têm de conviver com a configuração da rede atual. Por outro lado a diversidade tecnológica também é um outro fator a ser considerado para manter a interoperabilidade do sistema.

Um dos primeiros problemas para o projeto de uma rede sem fio é onde, e com qual capacidade, devem ser instaladas as estações base. O objetivo é instalar um conjunto de estações capazes de cobrir a área desejada, atender a demanda com uma exploração eficiente do espectro de frequência, minimizando custos e mantendo padrões de qualidade de serviço. Um maior número de estações implica em maiores custos mas também maior capacidade e um provável incremento na qualidade de serviço. Por outro lado, cada estação deverá ser fisicamente conectada a sua CCC (Central de Comutação e Controle). Neste contexto, tem­se um outro problema de network design.

Diferentes objetivos específicos podem ser avaliados, sob a ótica de simples cobertura máxima de área, aproveitamento espectral e qualidade de serviço, medida sob diferentes parâmetros. Um dos subproblemas embutido na localização é o cálculo de sinais em diferentes pontos da área de estudo. Esse cálculo deve levar em consideração os obstáculos decorrentes do relevo, topografia e objetos.

O excesso de overlapping de células pode gerar perda de espectro e cobertura excessiva. Para tal, torna­se necessário minimizar o espaçamento entre as células com o objetivo de maximizar o reaproveitamento espacial de frequências. Essa redução implica em menores células, maior capacidade do sistema, porém com maior complexidade na tomada de decisão.

O outro problema de localização está relacionado ao rastreamento ou localização da unidade móvel. A otimização se baseia em manter a informação atualizada da localização da unidade móvel, versus a pesquisa (paging) ou busca da unidade móvel quando necessário. A informação advém de mensagens oriundas da unidade móvel, portanto consumindo sua energia que é bastante limitada, tendo em vista a limitada capacidade de sua bateria. A pesquisa pode ser iniciada pela rede fixa que envia mensagens broadcast visando localizar a unidade. O problema é definir uma estratégia que atenda aos objetivos contrastantes, reduzir o consumo de energia pela unidade móvel e manter a sua localização atualizada, evitando sobrecarga no sistema.

Do ponto de vista de serviços, à medida em que o usuário pode adentrar e deixar diferentes regiões geográficas torna­se natural a expectativa por serviços baseados na localização deste. Por exemplo, imagine no bookmarks do seu navegador Web um endereço sobre condições do tempo, que informe a situação climática em sua região. A idéia é que este mesmo link sirva de referência para a situação do tempo na região onde o usuário se encontra, como um serviço 0800, agindo de forma sensível à localidade do usuário. Outro exemplo é o de serviço de informações do trânsito. Imagine um usuário voltando das compras em um shopping center que queira saber sobre as condições de tráfego nas principais vias de acesso nesse shopping naquele momento. Ao solicitar o serviço de condições de trânsito o sistema automaticamente lhe enviaria uma resposta relativa à sua localização.

Da perspectiva do usuário, o ponto chave em tal serviço é a transparência de acesso. A informação solicitada passa a ter um valor semântico implícito (as condições do tempo onde o usuário se encontra), facilitando a consulta e diminuindo o tamanho da mensagem. Do ponto de vista das aplicações os desafios envolvidos abrangem desde novos esquemas de endereçamento de serviços baseados em localidade, até aspectos da infra­estrutura e tráfego da rede sem fio.

Localizada as estações base torna­se necessário efetuar a alocação de frequências. Apesar de colocado de forma independente, este problema está diretamente relacionado ao problema de localização. O objetivo é cobrir toda a área de estudo distribuindo as frequências de forma eficiente, atendendo a demanda e reduzindo as interferências.

A alocação se dá de forma fixa, onde parte do espectro é alocado a uma estação e permanece fixa independente da mobilidade dos usuários. Essa alocação deve considerar os padrões de reuso, custos de alocação e a demanda em cada área. A alocação dinâmica visa refletir a mobilidade e variação de demanda. Envolve uma política de negociação de canais entre as estações base capaz de assimilar a mobilidade sem, no entanto, sobrecarregar o sistema com o empréstimo e devolução de canais.

Computadores móveis dependem de baterias para poderem funcionar. Atualmente, as baterias disponíveis no mercado são relativamente pesadas e só conseguem armazenar energia para algumas horas de uso. Este problema é visto como o maior empecilho no uso de computadores móveis. Infelizmente a tecnologia de construção de baterias não tem acompanhado o crescimento de outros segmentos da informática e a evolução prevista não muda esse cenário. Logo, o gerenciamento de energia é um problema importante e deve ser tratado tanto pelo hardware quanto pelo software.

Na comunicação sem fio, o gerenciamento de energia para transmissão é muito importante por dois motivos. Primeiro energia é um recurso limitado em computadores móveis e o seu consumo deve ser minimizado. Segundo que um sinal deve ser transmitido com um valor correto de potência para não interferir na recepção de um outro sinal por uma outra estação minimizando a relação sinal--ruído.

Projetistas de hardware para computadores móveis já incorporaram algumas características nesses sistemas para diminuir o consumo de energia como desligar a luz de fundo da tela, desligar o disco quando não está sendo usado ou mesmo eliminá­lo completamente e substituí­lo por uma memória flash 1 , e projetar processadores que consomem menos energia no modo doze.