Çfarë është komunikimi celular, pa të cilin një person modern nuk mund ta imagjinojë jetën? Ky është lloji i lidhjes në të cilën kanali i fundit është me valë. Rrjeti shpërndahet në zona tokësore të quajtura qeliza, secila prej të cilave shërbehet nga të paktën një marrës me vendndodhje fikse, por më së shpeshti nga tre stacione transmetuese celulare ose bazë. Ato i sigurojnë celularit mbulim rrjeti që mund të përdoret për të bartur zë, të dhëna dhe lloje të tjera të përmbajtjes.
Si funksionon?
Çfarë është celulari në veprim? Një qelizë zakonisht përdor një grup të ndryshëm frekuencash nga ato fqinje për të shmangur ndërhyrjet dhe për të siguruar një cilësi të garantuar shërbimi në secilën qelizë (parimi i qelizës). Kur kombinohen, këto qeliza ofrojnë mbulim radio në një rajon të zgjeruar gjeografik. Kjo lejon një numër të konsiderueshëm të transmetuesve portativë (për shembull, celulartelefonat, tabletët dhe laptopët e pajisur me modeme celulare me brez të gjerë, pager, etj.) komunikojnë me njëri-tjetrin dhe me marrës dhe telefona fiks kudo në rrjet nëpërmjet stacioneve bazë, edhe nëse disa marrës kalojnë nëpër qeliza të shumta gjatë transmetimit.
Komunikimi celular ka një sërë veçorish të dobishme:
- Kapacitet më i lartë se një transmetues i madh, pasi e njëjta frekuencë mund të aplikohet në shumë kanale nëse janë në qeliza të ndryshme.
- Pajisjet celulare konsumojnë më pak energji sesa kur lidhen me një transmetues ose satelit të vetëm sepse kullat celulare janë më afër.
- Mbulim më i madh se një transmetues i vetëm tokësor pasi kullat shtesë celulare mund të shtohen për një kohë të pacaktuar dhe nuk janë të kufizuara në dukshmëri.
Sa e avancuar është kjo sot?
Ofruesit kryesorë të shërbimeve të telekomunikacionit kanë vendosur rrjete celulare për transmetimin e zërit dhe përmbajtjes në pjesën më të madhe të territorit të banuar të Tokës. Kjo lejon që telefonat celularë dhe pajisjet kompjuterike të lidhen me rrjetin standard telefonik dhe internetin publik.
Rajonet e operatorëve celularë mund të jenë të ndryshëm - nga territori i vendit në një objekt të vogël. Rrjetet private celulare mund të përdoren për kërkime ose për organizata dhe parqe të mëdha, të tilla si dërgimi i telefonatave në agjencitë lokale të sigurisë publike ose një kompani taksie.
Cili operator celular është lider sot? Sot, çdo vend ka ofruesit e vet. Në Rusi, MTS dhe Megafon zënë vendin e parë për sa i përket prevalencës.
Koncept
Çfarë është komunikimi celular dhe si funksionon ai? Në një sistem radiokomunikacioni celular, sipërfaqja e tokës që do të ofrohet me këtë shërbim ndahet në qeliza në një model që varet nga terreni dhe karakteristikat e pritjes. Mund të jetë afërsisht gjashtëkëndor, katror, i rrumbullakët ose ndonjë formë tjetër e rregullt, megjithëse huallet gjashtëkëndore janë standarde. Secilës prej këtyre qelizave i është caktuar një grup frekuencash (f1 - f6) që kanë stacionet bazë radio përkatëse. Një grup frekuencash mund të riaplikohet në qeliza të tjera, me kusht që frekuenca të ngjashme të mos ripërdoren në qelizat fqinje, pasi kjo mund të shkaktojë ndërhyrje në bashkëkanal.
Rritja e xhiros në një rrjet celular në krahasim me një rrjet të vetëm transmetues ishte për shkak të sistemit të komutimit celular të zhvilluar nga Amos Joel i Bell Labs, i cili lejonte shumë abonentë në të njëjtën zonë të përdornin të njëjtën frekuencë kur ndërronin telefonatat. Nëse ka një transmetues të thjeshtë, vetëm një thirrje mund të përdoret në çdo frekuencë të caktuar. Fatkeqësisht, ekziston në mënyrë të pashmangshme një nivel i ndërhyrjes nga qelizat e tjera që përdorin të njëjtën frekuencë. Kjo do të thotë se në një sistem standard FDMA, duhet të ketë të paktën një hendek midis qelizave që ripërdorin të njëjtën frekuencë.
Si lindi kjo teknologji?
Rrjeti i parë celular komercial 1G u lançua në Japoni nga Nippon Telegraph and Telephone (NTT) në 1979, fillimisht në zonën metropolitane të Tokios. Brenda pesë viteve, ai u zgjerua për të mbuluar të gjithë popullsinë e Japonisë, duke u bërë rrjeti i parë mbarëkombëtar 1G.
Kodimi celular
Për të kuptuar se çfarë është komunikimi celular, duhet të kuptoni standardet e tij. Për të dalluar sinjalet nga disa transmetues të ndryshëm, janë zhvilluar llojet e mëposhtme të aksesit të shumëfishtë:
- ndarja e kohës (TDMA);
- ndarja e frekuencës (FDMA);
- Divizioni i Divizionit të Kodit (CDMA);
- Ndarja Ortogonale e Frekuencave (OFDMA).
Në TDMA, vendet e transmetimit dhe marrjes së përdorur nga përdorues të ndryshëm në secilën qelizë janë të ndryshme.
Në FDMA, frekuencat e transmetimit dhe të marrjes së përdorur nga përdorues të ndryshëm në secilën qelizë janë të ndryshme.
Parimi CDMA është më kompleks, por arrin të njëjtin rezultat: transmetuesit e shpërndarë mund të zgjedhin një qelizë dhe ta dëgjojnë atë.
TDMA përdoret në kombinim me FDMA ose CDMA në disa sisteme për të ofruar kanale të shumta në një zonë të vetme mbulimi celular.
Trend modern
Çfarë është LTE celular në një tabletë? Kohët e fundit, sistemet e bazuara në aksesin e shumëfishtë të ndarjes së frekuencës ortogonale, si p.shLTE, ripërdorimi i frekuencës 1.
Për shkak se sisteme të tilla nuk e shpërndajnë sinjalin në brezin e frekuencës, menaxhimi i burimeve radio-qelizore është i rëndësishëm për koordinimin e shpërndarjes së burimeve ndërmjet qelizave të ndryshme dhe për kufizimin e ndërhyrjeve ndërqelizore. Ekzistojnë metoda të ndryshme të Koordinimit të Ndërhyrjes Ndërqelizore (ICIC) të përcaktuara tashmë në standard.
Planifikimi i koordinuar, MIMO me shumë vendndodhje ose formimi i rrezeve me shumë vendndodhje janë shembuj të tjerë të menaxhimit të burimeve radio ndërqelizore që mund të standardizohen në të ardhmen.
Transmetoni mesazhe dhe sinjale
Çfarë është një celular? Përkufizimi është dhënë më lart. Pothuajse çdo sistem i tillë ka një lloj mekanizmi transmetimi. Kjo mund të përdoret drejtpërdrejt për të shpërndarë informacion në shumë telefona celularë. Për këtë qëllim përdoren edhe amplifikatorët celularë.
Në mënyrë tipike, për shembull, në sistemet e telefonisë celulare, përdorimi më i rëndësishëm i informacionit të transmetimit është vendosja e kanaleve për komunikim një-për-një ndërmjet një marrësi celular dhe një stacioni bazë. Ky quhet sinjal qelizor. Zakonisht përdoren tre procedura të ndryshme sinjalizimi: seriale, paralele dhe selektive.
Detajet e procesit të faqes ndryshojnë disi nga rrjeti në rrjet, por zakonisht ka një numër të kufizuar qelizash në të cilat ndodhet një telefon (ky grup quhet zonë mbulimi në një sistem GSM ose UMTS, ose një rrugëzim zonë nëse përfshihet një seancë).paketa e të dhënave; në LTE, qelizat grupohen në një zonë gjurmimi).
Sinjalizimi ndodh duke dërguar një mesazh transmetimi në të gjitha këto qeliza. Mesazhet sinjalizuese mund të përdoren për të përcjellë informacion. Kjo ndodh në pagers, në sistemet CDMA për dërgimin e mesazheve SMS dhe në një sistem UMTS ku lejon vonesë të ulët të lidhjes së zbritjes në lidhjet e paketave.
Lëvizja ndërmjet qelizave dhe transmetimit të të dhënave
Çfarë është një lloj modern i komunikimit celular? Në një sistem komunikimi celular, kur transmetuesit celularë të shpërndarë lëvizin nga qeliza në qelizë gjatë komunikimit të vazhdueshëm, kalimi nga një frekuencë celulare në tjetrën bëhet në mënyrë elektronike pa ndërprerje dhe pa operatorin e stacionit bazë ose ndërrimin manual. Kjo quhet të dhëna celulare. Në mënyrë tipike, një kanal i ri zgjidhet automatikisht për pajisjen celulare në stacionin e ri bazë që do ta shërbejë atë. Më pas pajisja kalon automatikisht nga kanali aktual në atë të ri dhe lidhja vazhdon.
Detajet e sakta të lëvizjes së komunikimeve celulare nga një stacion bazë në tjetrin ndryshojnë në mënyrë të konsiderueshme nga sistemi në sistem.
Arkitektura e rrjetit GSM
Shembulli më i zakonshëm i një rrjeti celular është një rrjet telefonik celular (celular). Ky është një telefon portativ që merr ose kryen telefonata përmes një siti celulari (bazë) ose kullë transmetimi. Valët e radios përdoren për të transmetuar sinjale në ose nga një telefon celular.
ModerneRrjetet celulare përdorin qeliza sepse radio frekuencat janë një burim i kufizuar i zakonshëm. Stacionet celulare dhe telefonat ndryshojnë frekuencën nën kontrollin e kompjuterit dhe përdorin transmetues me fuqi të ulët në mënyrë që një numër normalisht i kufizuar i frekuencave radio mund të përdoret nga shumë abonentë njëkohësisht me më pak ndërhyrje.
Si funksionon lidhja
Rrjeti celular përdoret nga operatori celular për të arritur mbulimin dhe kapacitetin për abonentët e tij. Zona të mëdha gjeografike ndahen në qeliza më të vogla për të shmangur humbjen e sinjalit të vijës së shikimit dhe për të mbështetur një numër të madh telefonash aktivë në atë zonë. Të gjitha zonat e mbulimit janë të lidhura me centralet telefonike (ose çelësat), të cilët, nga ana tjetër, janë të lidhur me rrjetin telefonik publik.
Çfarë është celulari si modem? Në fakt, kjo është një lidhje e ngjashme që transmeton paketa informacioni nëpërmjet internetit.
Në qytete, çdo zonë qelize mund të ketë një rreze deri në afërsisht 0,80 km, ndërsa në zonat rurale kjo shtrirje mund të jetë deri në 8 km. Është e mundur që në zona të hapura, përdoruesi mund të marrë sinjale nga një zonë qelize në një distancë deri në 40 km.
Për shkak se pothuajse të gjithë telefonat celularë përdorin komunikime celulare GSM, CDMA dhe AMPS, termi "telefon celular" përdoret në mënyrë të ndërsjellë me "celular". Por ia vlen të merren parasysh disa ndryshime midis këtyre pajisjeve.
Çfarë është komunikimi celularnë një iPhone? Kjo është aftësia për t'u lidhur me rrjetin duke përdorur dy standarde në të njëjtën kohë - GSM dhe CDMA. Megjithatë, telefonat satelitorë janë pajisje celulare që nuk komunikojnë drejtpërdrejt me një kullë celulare tokësore, por mund ta bëjnë këtë në mënyrë indirekte nëpërmjet satelitit.
Cilat formate komunikimi mund të përdoren?
Ka një sërë teknologjish të ndryshme celulare dixhitale, duke përfshirë:
- Sistemi global për komunikimet celulare (GSM).
- Shërbimi i Përgjithshëm i Radios së Paketave (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 të dhëna të optimizuara (EV-DO).
- Ngarkesa të përmirësuara të të dhënave për GSM (EDGE).
- Sistemi Universal i Telekomunikacionit Mobile (UMTS).
- Komunikimet me valë të përmirësuara dixhitale (DECT).
- AMPS dixhitale (IS-136 / TDMA).
- Rrjeti i integruar dixhital i zgjeruar (iDEN).
Tranzicioni nga standardi ekzistues analog në atë dixhital ishte shumë i ndryshëm në Evropë dhe SHBA. Si rezultat, shumë standarde dixhitale janë shfaqur në SHBA, dhe Evropa dhe shumë vende janë afruar më shumë me GSM. Kjo shpjegon veçantinë e punës së iPhone në rrjet.
Struktura e rrjetit celular
Një paraqitje e thjeshtë e një rrjeti celular në kuptimin e komunikimit radio përbëhet nga elementë të tillë si:
- Një rrjet stacionesh bazë radio që formojnë një nënsistem të stacionit bazë.
- Rrjeti kryesor i ndërrimit të qarkut që ekziston për të trajtuar telefonatat zanore dhe me tekst.
- Rrjeti i ndërrimit të paketave i krijuar për të trajtuar të dhënat celulare.
- Rrjet telefonik me komutim publik për lidhjen e pajtimtarëve me një rrjet telefonik më të gjerë.
Ky rrjet është shtylla kurrizore e sistemit GSM. Ai kryen shumë funksione për të siguruar që klientët të marrin shërbimin e dëshiruar, duke përfshirë menaxhimin e lëvizshmërisë, regjistrimin, konfigurimin e thirrjeve dhe dorëzimin.
Çdo telefon lidhet me rrjetin duke përdorur një RBS (stacion bazë radio) në sektorin e qelizës përkatëse, e cila nga ana tjetër lidhet me Qendrën e Ndërrimit celular (MSC). MSC lidhet me rrjetin telefonik me komutim publik (PSTN). Lidhja nga telefoni në RBS përcaktohet si uplink dhe rruga e kthimit përcaktohet si downlink.
Si transmetohen të dhënat?
Kanalet e radios përdorin mediumin e transmetimit në mënyrë efikase nëpërmjet përdorimit të skemave të mëposhtme të aksesit të shumëfishtë dhe shumëfishimit:
- ndarja e frekuencës (FDMA);
- ndarja e kohës (TDMA);
- Divizioni i Divizionit të Kodit (CDMA);
- Space Divisional (SDMA).
Qelizat e vogla, të cilat kanë një zonë mbulimi më të vogël se stacionet bazë, klasifikohen si më poshtë:
- Microcell - më pak se 2 kilometra.
- Picocell - më pak se 200 metra.
- Femtocell - rreth 10 metra.
Çfarë është komunikimi celular për fëmijët? Ky term zakonisht kuptohet si tarifa speciale "fëmije" me paketa shërbimesh speciale.
Transmetimi celular në rrjetekomunikimet celulare
Kur përdoruesi i telefonit lëviz nga një zonë celulare në tjetrën gjatë një telefonate, stacioni celular do të kërkojë një kanal të ri për t'u lidhur në mënyrë që të mos ndërpresë telefonatën. Pasi të gjendet, rrjeti udhëzon pajisjen celulare të kalojë në kanalin e ri dhe të kalojë thirrjen në të në të njëjtën kohë.
Me formatin CDMA, shumë telefona ndajnë një kanal të veçantë radioje. Sinjalet ndahen duke përdorur një kod pseudo zhurme (kodi PN) specifik për secilën pajisje. Kur një përdorues lëviz nga një qelizë në tjetrën, telefoni krijon një lidhje radio me shumë vendndodhje (ose sektorë të të njëjtit vendndodhje) në të njëjtën kohë. Kjo njihet si "dorëzimi i butë" sepse, ndryshe nga teknologjitë tradicionale celulare, nuk ka asnjë pikë të vetme të përcaktuar ku telefoni kalon në një celular të ri. Prandaj, gjatë aplikimit të këtij standardi, përdoren amplifikatorët celularë dhe të internetit.
Në dorëzimet ndërfrekuencash IS-95 dhe sistemet më të vjetra analoge si NMT, zakonisht nuk është e mundur të kontrollohet drejtpërdrejt kanali i synuar gjatë komunikimit. Në këtë rast, duhet të përdoren metoda të tjera, si p.sh. fenerët e kontrollit në IS-95. Kjo do të thotë që kur kërkoni një kanal të ri, pothuajse gjithmonë ka një ndërprerje të shkurtër në komunikim, me rrezikun e një rikthimi të papritur në kanalin e vjetër.
Nëse nuk ka lidhje të përhershme ose mund të ndërpritet, pajisja celulare mund të lëvizë spontanisht nga një qelizë në tjetrën dhe më pas të njoftojë stacionin bazë me sinjalin më të fortë.
Zgjedhjafrekuencat celulare në rrjetet celulare
Efekti i frekuencës në mbulimin e qelizave do të thotë që frekuenca të ndryshme janë më të përshtatshme për qëllime të ndryshme. Frekuencat e ulëta si 450 MHz NMT shërbejnë shumë mirë për mbulimin rural. GSM 900 (900 MHz) është një zgjidhje e përshtatshme për mbulim të vogël urban.
GSM 1800 (1,8 GHz) ka filluar të kufizohet në muret strukturore. UMTS në 2,1 GHz është shumë i ngjashëm në mbulim me GSM 1800. Në varësi të karakteristikave të rajonit, operatorët celularë vendosin zona dhe frekuenca të ndryshme mbulimi.
Frekuencat më të larta janë një disavantazh kur bëhet fjalë për mbulimin, por një avantazh vendimtar kur bëhet fjalë për gjerësinë e brezit. Qelitë e vogla që mbulojnë, për shembull, një kat të një ndërtese bëhen të mundshme dhe e njëjta frekuencë mund të përdoret për qelitë që janë praktikisht fqinjë.
Zonat e mbulimit dhe shërbimit
Zona e shërbimit të një qelize mund të ndryshojë gjithashtu për shkak të ndërhyrjeve nga sistemet transmetuese brenda dhe rreth saj. Kjo është veçanërisht e vërtetë në sistemet e bazuara në CDMA. Marrësi ka nevojë për një raport të caktuar sinjal-zhurmë dhe transmetuesi nuk duhet të transmetojë me një fuqi shumë të lartë në mënyrë që të mos ndërhyjë me transmetuesit e tjerë.
Ndërsa ndërhyrja (zhurma) rritet për shkak të rritjes së fuqisë së marrë nga transmetuesi, sinjali korruptohet dhe përfundimisht bëhet i papërdorshëm. Në sistemet e bazuara në CDMA, ndikimi i ndërhyrjes nga transmetuesit e tjerë celularë në të njëjtën qelizë në zonën e mbulimit është shumë i dukshëm.
Shembuj të veshjesMbulimi celular mund të shihet duke ekzaminuar disa nga hartat e mbulimit të ofruara nga ofruesit realë në faqet e tyre të internetit, ose duke shikuar hartat e pavarura me burim të turmave, si OpenSignal. Ato tregojnë se cili operator celular operon në një territor të caktuar. Në disa raste ata mund të shënojnë vendndodhjen e transmetuesit, në të tjera mund të llogaritet duke përcaktuar pikën e mbulimit më të madh.
Përsëritësi celular përdoret për të zgjeruar zonën e mbulimit të një qelize në një zonë të madhe. Ato variojnë nga përsëritësit me brez të gjerë për përdorim rezidencial dhe zyre deri tek përsëritësit inteligjentë ose dixhitalë për përdorim industrial.
Çdo ofrues celular ka gamën e vet të numrave, që zakonisht ndryshojnë sipas kodit. Mund të përdoret për të përcaktuar se cilin rajon dhe operator celular ka telefonuesi.
