Komunikacja komórkowa to... Zasada działania komórki

Co to jest komunikacja komórkowa? Jest to system, który wykorzystuje dużą liczbę nadajników bezprzewodowych o niskiej mocy do tworzenia komórek, podstawowego obszaru geograficznego usług systemu komunikacji bezprzewodowej. Zmienne poziomy mocy umożliwiają dobór wielkości komórek w zależności od gęstości abonentów i potrzeb w danym regionie.

Kiedy użytkownicy telefonów komórkowych przemieszczają się z komórki do komórki, ich rozmowy są "przenoszone" pomiędzy tymi obszarami, aby zapewnić nieprzerwaną obsługę. Kanały (częstotliwości) używane w jednej takiej jednostce mogą być ponownie wykorzystane w innej w pewnej odległości.

Telefonia komórkowa jest..

Komórka odnosi się do zaawansowanej usługi telefonii komórkowej (AMPS), która dzieli obszar geograficzny na obszary zwane komórkami. Celem tego podziału jest maksymalne wykorzystanie ograniczonej liczby częstotliwości nadawczych.

Komunikacja komórkowa to forma technologii komunikacyjnej, która umożliwia korzystanie z telefonów komórkowych.

Telefon komórkowy to dwukierunkowe radio, które umożliwia jednoczesne nadawanie i odbieranie.

Komórkowa komunikacja mobilna opiera się na geograficznym podziale obszaru pokrycia komunikacyjnego. Każdej komórce przydzielona jest pewna liczba częstotliwości (lub kanałów), które umożliwiają jednoczesne prowadzenie rozmów przez dużą liczbę abonentów.

Wspólną cechą wszystkich generacji technologii telefonii komórkowej jest wykorzystanie określonych częstotliwości radiowych (RF) oraz ponowne wykorzystanie częstotliwości. Pozwala to na dostarczenie usługi do większej liczby abonentów przy jednoczesnym zmniejszeniu liczby kanałów (pasma). Pozwala to również na rozbudowę sieci, w pełni integrując zaawansowane możliwości telefonu komórkowego.

Rosnący popyt i konsumpcja, a także rozwój różnego rodzaju usług, przyspieszyły szybki rozwój technologiczny nowoczesnych sieci, a także ciągłe udoskonalanie samych urządzeń komórkowych.

Zasada działania komunikacji mobilnej

Każdy telefon komórkowy wykorzystuje osobny, tymczasowy kanał radiowy do komunikacji z witryną sieci komórkowej. Ta strona obsługuje komunikację z wieloma telefonami jednocześnie, używając jednego kanału na każdy telefon. Kanały wykorzystują parę częstotliwości komórkowych:

1. Bezpośrednia linia do transmisji z węzła komórkowego.
2. Linia zwrotna, dzięki której koncentrator komórkowy może odbierać połączenia od użytkowników.

Energia radiowa rozprasza się na odległość, więc telefony komórkowe muszą pozostawać w pobliżu stacji bazowej, aby utrzymać kontakt. Podstawowa struktura sieci komórkowych obejmuje systemy telefoniczne i usługi łączności radiowej.

Zasada działania komunikacji komórkowej (for dummies)

Proces rozpoczyna się od aktywacji chipa po wprowadzeniu kodu PIN włożonej karty SIM. Sygnał komórkowy jest następnie transmitowany przez kanały kontrolne. Odpowiedź wywołanego numeru jest przesyłana wolnym kanałem sterującym do anteny stacji bazowej, skąd jest przekazywana do centrum przełączania telefonu komórkowego.

Centrum przełączania wyszukuje stację bazową o maks siła sygnału telefon komórkowy abonenta komórkowego i przełącza na niego połączenie.

Wczesna architektura systemu telefonicznego

Tradycyjna usługa mobilna została skonstruowana podobnie do nadawania telewizji: pojedynczy nadajnik o bardzo dużej mocy, umieszczony w najwyższym punkcie w okolicy, będzie nadawał w promieniu do pięćdziesięciu kilometrów.

Koncepcja komórkowa inaczej zorganizowała sieć telefoniczną. Zamiast jednego potężnego nadajnika, na całym obszarze zasięgu sieci komórkowej umieszczono wiele nadajników o niskiej mocy.

Na przykład, dzieląc obszar na sto różnych miejsc (komórek) z nadajnikami małej mocy, z których każdy wykorzystuje dwanaście rozmów (kanałów), można teoretycznie zwiększyć pojemność systemu z dwunastu rozmów lub kanałów głosowych przy użyciu jednego nadajnika dużej mocy do dwunastu setek rozmów (kanałów) przy użyciu stu nadajników małej mocy.

Obszar miejski skonfigurowany jako tradycyjna sieć telefonii komórkowej z jednym silnym nadajnikiem.

System komunikacji mobilnej wykorzystujący koncepcję komórkową

Problemy z zakłóceniami powodowanymi przez urządzenia mobilne korzystające z tego samego kanału w sąsiednich obszarach spowodowały, że wszystkie kanały nie mogą być ponownie wykorzystane w każdej komórce. Chociaż wpłynęło to na skuteczność pierwotnej koncepcji, ponowne wykorzystanie częstotliwości stało się wykonalne rozwiązywanie problemów systemy telefonii komórkowej.

Inżynierowie stwierdzili, że wpływ zakłóceń nie był związany z odległością między strefami, ale ze stosunkiem odległości do mocy (promienia) nadajników strefowych. Zmniejszając promień strefy o pięćdziesiąt procent, dostawcy usług mogą czterokrotnie zwiększyć liczbę potencjalnych klientów na danym obszarze.

Systemy oparte na obszarach o promieniu jednego kilometra będą miały sto razy więcej kanałów niż systemy o obszarach w promieniu dziesięciu kilometrów. Spekulacje doprowadziły do wniosku, że zmniejszając promień obszaru do kilkuset metrów, można by obsłużyć miliony połączeń.

Koncepcja komórkowa wykorzystuje zmienne poziomy niskiej mocy, co pozwala na dopasowanie komórek do gęstości abonentów i potrzeb danego obszaru. W miarę wzrostu populacji, komórki mogą być dodawane w celu dostosowania się do tego wzrostu.

Częstotliwości komórkowe używane w jednym skupisku komórek mogą być ponownie wykorzystane w innych komórkach. Rozmowy mogą być przekazywane z komórki do komórki, aby utrzymać stałe połączenie telefoniczne, gdy użytkownik przemieszcza się między nimi.

Komórkowe urządzenia radiowe (stacja bazowa) mogą komunikować się z telefonami komórkowymi, o ile znajdują się one w zasięgu. Energia radiowa jest rozpraszana na odległość, dlatego telefony komórkowe muszą znajdować się w zasięgu działania stacji bazowej. Podobnie jak w przypadku wczesnego systemu radia mobilnego, stacja bazowa komunikuje się z telefonami komórkowymi za pośrednictwem kanału.

Kanał składa się z dwóch częstotliwości, jednej do nadawania do stacji bazowej i jednej do odbierania informacji ze stacji bazowej.

Architektura systemu komórkowego

Rosnący popyt i niska jakość istniejących usług skłoniły dostawców usług mobilnych do poszukiwania sposobów poprawy jakości usług i obsługi większej liczby użytkowników w swoich systemach. Ponieważ ilość częstotliwości dostępnych dla mobilnej komunikacji komórkowej była ograniczona, efektywne wykorzystanie wymaganych częstotliwości miało zasadnicze znaczenie dla zasięgu komunikacji.

W nowoczesnej telefonii komórkowej obszary wiejskie i miejskie są podzielone na okręgi zgodnie z określonymi zasadami świadczenia usług. Parametry rozmieszczenia, takie jak liczba podziałów i wielkość komórek, są określane przez inżynierów mających doświadczenie w architekturze systemów komórkowych.

Dostarczanie dla każdego regionu jest planowane zgodnie z planem inżynieryjnym, który obejmuje komórki, klastry, ponowne wykorzystanie częstotliwości i przekazywanie usług.

Komórka jest podstawową jednostką geograficzną systemu komórkowego. Są to stacje bazowe transmitujące sygnał przez małe obszary geograficzne, które są przedstawione jako sześciokąty. Wielkość każdego z nich różni się w zależności od krajobrazu. Z powodu ograniczeń narzuconych przez naturalne ukształtowanie terenu i struktury stworzone przez człowieka, prawdziwy kształt komórek nie jest idealnym sześciokątem.

Klaster to grupa komórek. Żaden kanał nie jest ponownie wykorzystywany w klastrze.

Ponieważ tylko niewielka liczba częstotliwości kanałów radiowych była dostępna dla systemów mobilnych, inżynierowie musieli znaleźć sposób na ponowne wykorzystanie kanałów radiowych do transmisji więcej niż jednej rozmowy w tym samym czasie. Decyzja przemysłu została nazwana harmonogramem częstotliwości lub ponownym wykorzystaniem częstotliwości. Ponowne wykorzystanie częstotliwości zostało zrealizowane poprzez przebudowę architektury systemu telefonii komórkowej na koncepcję komórkową.

Standardy komórkowe są następujące: koncepcja ponownego wykorzystania częstotliwości opiera się na przypisaniu każdej komórce klastra kanałów radiowych wykorzystywanych na niewielkim obszarze geograficznym. Komórki zostały przypisane do grupy kanałów, która była zupełnie inna niż sąsiednie podobne jednostki. Ich obszar pokrycia nazywany jest śladem. Ten odcisk palca jest ograniczony tak, że ta sama grupa kanałów może być używana w różnych komórkach, które są na tyle daleko od siebie, że ich częstotliwości nie zakłócają się.

Komórki o tym samym numerze mają ten sam zestaw częstotliwości. Jeśli liczba dostępnych częstotliwości wynosi 7, współczynnik ponownego wykorzystania częstotliwości wynosi 1/7. Oznacza to, że każda komórka wykorzystuje 1/7 dostępnych kanałów komórkowych.

Przeszkody w rozwoju łączności komórkowej

Niestety, względy ekonomiczne sprawiły, że koncepcja kompletnych systemów z wieloma małymi komórkami stała się niepraktyczna. Aby pokonać tę trudność, operatorzy systemu opracowali pomysł podziału komórek. Kiedy obszar usług staje się nasycony użytkownikami, podejście to jest wykorzystywane do podzielenia jednego obszaru na mniejsze. W ten sposób ośrodki miejskie mogą zostać podzielone na tyle obszarów, ile są potrzebne, aby zapewnić dopuszczalny poziom usług w regionach o dużym natężeniu ruchu, w tym czasie jako więcej większe i tańsze komórki mogą być wykorzystane do pokrycia odległych obszarów wiejskich.

Ostatnią przeszkodą w rozwoju sieci komórkowej jest problem, który pojawiał się, gdy abonent komórkowy w trakcie rozmowy przenosił się z jednej komórki do drugiej. Ponieważ sąsiednie strefy nie korzystają z tych samych kanałów radiowych, połączenie musi zostać przerwane lub przeniesione z jednego kanału radiowego na drugi, gdy użytkownik przekroczy linię między sąsiednimi komórkami.

Ponieważ porzucenie połączenia nie jest dozwolone, utworzono proces przekazywania usług. Przekazanie usługi następuje, gdy sieć telefonii komórkowej automatycznie przenosi połączenie na inny kanał radiowy, gdy urządzenie mobilne przekracza sąsiednie komórki.

Podczas połączenia dwie strony są na tym samym kanale głosowym. Gdy urządzenie mobilne przemieszcza się poza obszar zasięgu danego węzła komórkowego, odbiór staje się słaby. Na tym etapie wykorzystywana witryna komórkowa żąda przeniesienia usługi. System przełącza połączenie na kanał o wyższej częstotliwości w nowym miejscu bez przerywania połączenia lub alarmowania użytkownika. Połączenie trwa tak długo, jak długo użytkownik rozmawia, a abonent nie zauważa przeniesienia usługi.

Składniki systemu komórkowego

System komórkowy oferuje ruchomym i przenośnym centralom telefonicznym te same usługi, które oferują stacje stacjonarne na konwencjonalnych pętlach przewodowych. Jest w stanie obsłużyć dziesiątki tysięcy abonentów w dużym obszarze metropolitalnym. System komórkowy składa się z następujących czterech głównych elementów, które współpracują ze sobą w celu zapewnienia abonentom usług telefonii komórkowej

1. Publiczna komutowana sieć telefoniczna (PSTN).
2. Centrala telefonii komórkowej (MSTN).
3. Placówka telefonii komórkowej z systemem antenowym.
4. Mobilne urządzenie abonenckie (MSU).

PSTN składa się z sieci lokalnych, sieci wymiany ruchu oraz sieci międzymiastowej, która łączy telefony i inne urządzenia komunikacyjne na całym świecie.

MTSO jest centralą systemu telefonii komórkowej. Mieści się w nim centrum komutacji łączności (MSC), stacje kontroli terenowej i stacje przekaźnikowe służące do przełączania połączeń ze stacji komórkowych do centralnych biur przewodowych (PSTN).

Termin "komórka" jest używany w odniesieniu do fizycznej lokalizacji sprzętu radiowego, który zapewnia zasięg w komórce. Lista sprzętu znajdującego się w miejscu instalacji komórki obejmuje zasilacze, urządzenia interfejsowe, nadajniki i odbiorniki RF oraz systemy antenowe.

Ruchoma jednostka abonencka składa się z jednostki sterującej i jednostki nadawczo-odbiorczej, która nadaje i odbiera transmisje radiowe do i z węzła komórkowego. Dostępne są trzy rodzaje jednostek MSU:

• Telefon komórkowy (typowa moc nadawania 4,0 W).
• Przenośny (typowa moc nadawania to 0,6W).
• Możliwość transportu (typowa moc nadawania 1,6 W).

Szkodliwość wież telefonii komórkowej

Komunikacja komórkowa to wielki przełom naukowy i technologiczny swoich czasów, nie bez konsekwencji. Przemysł komórkowy nadal twierdzi, że wieże komórkowe nie stanowią zagrożenia dla zdrowia, ale mniej ludzi wierzy w to w tych dniach.

Czy wieże komórkowe są szkodliwe? Niestety, prawidłowa odpowiedź brzmi: tak. Mikrofale mogą wpływać na pola elektromagnetyczne Twojego ciała, powodując wiele potencjalne problemy zdrowotne:

1. Bóle głowy.
2. Utrata pamięci.
3. Stres sercowo-naczyniowy.
4. Niska liczba plemników.
5. Wady wrodzone.
6. Rak.

Istnieją silne dowody na to, że promieniowanie elektromagnetyczne z wież ma zagrożenia dla zdrowia.

Przykład: badanie wpływu wieży klatkowej na stado mleczne przeprowadzone przez rząd Bawarii w Niemczech, wyniki opublikowane w 1998 r. Wzniesienie wieży spowodowało niekorzystne wpływ na zdrowia, co skutkuje zauważalnym spadkiem wydajności mlecznej. Przemieszczanie bydła przywróciło wydajność mleczną. Przeniesienie ich z powrotem na oryginalne pastwisko odtworzyło problem.

Komunikacja komórkowa w Rosji

Ze 100 możliwych rosyjskich kodów komórkowych 79 jest w użyciu, a 21 jest wolnych. Wolne kody są w rezerwie i nie są jeszcze własnością żadnego operatora.

W Rosji zarejestrowanych jest ponad 80 firm komórkowych. Operatorzy telefonii komórkowej mają numery kierunkowe w formacie 9xx. Operatorzy sieci komórkowych mają dziesięciocyfrowe numery telefonów, które zaczynają się od +79xx lub 89xx.

Do największych operatorów należą: MTS ("Telesystemy przenośne"), "Beeline" ("Vimpel-Communications"), "MegaFon", "Tele2" (T2-Mobile). Operatorzy "wielka trójka" (MTS, "Beeline" и "MegaFon") posiadają cały szereg liczb.