Šta je mobilna komunikacija, bez koje moderna osoba ne može zamisliti život? Ovo je vrsta veze u kojoj je posljednji kanal bežični. Mreža je raspoređena na kopnene površine koje se nazivaju ćelije, od kojih svaku opslužuje najmanje jedan primopredajnik fiksne lokacije, ali najčešće tri ćelijske ili bazne primopredajne stanice. Oni pružaju ćeliji pokrivenost mrežom koja se može koristiti za prijenos glasa, podataka i drugih vrsta sadržaja.
Kako to funkcionira?
Šta je celular u akciji? Ćelija obično koristi drugačiji skup frekvencija od susjednih kako bi se izbjegle smetnje i osigurala zajamčena kvaliteta usluge u svakoj ćeliji (princip ćelije). Kada se kombinuju, ove ćelije obezbeđuju radio pokrivenost u proširenom geografskom regionu. Ovo omogućava značajan broj prijenosnih primopredajnika (na primjer, mobilnihtelefoni, tableti i laptopi opremljeni mobilnim širokopojasnim modemima, pejdžerima, itd.) komuniciraju jedni s drugima i sa fiksnim primopredajnicima i telefonima bilo gdje u mreži putem baznih stanica, čak i ako neki primopredajnici prolaze kroz više ćelija tokom prijenosa.
Mobilna komunikacija ima niz korisnih funkcija:
- Veća kapacitivnost od jednog velikog predajnika, pošto se ista frekvencija može primijeniti na više kanala ako su u različitim ćelijama.
- Mobilni uređaji troše manje energije nego kada su povezani na jedan predajnik ili satelit jer su tornjevi bliži.
- Veća pokrivenost od jednog zemaljskog odašiljača jer se dodatni tornjevi mogu dodavati na neodređeno vrijeme i nisu ograničeni u vidljivosti.
Koliko je ovo napredno danas?
Glavni provajderi telekomunikacionih usluga razvili su mobilne mreže za prenos glasa i sadržaja na većini naseljene teritorije Zemlje. Ovo omogućava mobilnim telefonima i računarskim uređajima da se povežu na standardnu telefonsku mrežu i javni Internet.
Regije mobilnih operatera mogu biti različite - od teritorije zemlje do malog objekta. Privatne mobilne mreže mogu se koristiti za istraživanje ili za velike organizacije i parkove, kao što je slanje poziva lokalnim agencijama javne sigurnosti ili taksi kompaniji.
Koji je mobilni operater danas vodeći? Danas svaka zemlja ima svoje provajdere. U Rusiji, MTS i Megafon zauzimaju prvo mjesto po rasprostranjenosti.
Concept
Šta je mobilna komunikacija i kako funkcioniše? U ćelijskom radiokomunikacionom sistemu, kopneno područje koje treba da bude obezbeđeno ovom uslugom podeljeno je na ćelije u obrascu koji zavisi od terena i karakteristika prijema. Može biti približno šestougaonog, kvadratnog, okruglog ili nekog drugog pravilnog oblika, iako su šestougaono saće standardno. Svakoj od ovih ćelija je dodeljen skup frekvencija (f1 - f6) koje imaju odgovarajuće radio bazne stanice. Grupa frekvencija se može ponovo primijeniti u drugim ćelijama, pod uvjetom da se slične frekvencije ne koriste ponovo u susjednim ćelijama, jer to može uzrokovati interferenciju na zajedničkom kanalu.
Povećana propusnost na ćelijskoj mreži u poređenju sa jednom mrežom predajnika bila je zbog mobilnog komutacionog sistema koji je razvio Amos Joel iz Bell Labsa, koji je omogućio više pretplatnika u istom području da koriste istu frekvenciju prilikom prebacivanja poziva. Ako postoji jedan jednostavan predajnik, samo jedan poziv se može koristiti na bilo kojoj frekvenciji. Nažalost, neizbježno postoji određeni nivo smetnji od drugih ćelija koje koriste istu frekvenciju. To znači da u standardnom FDMA sistemu mora postojati barem jedan razmak između ćelija koje ponovo koriste istu frekvenciju.
Kako je nastala ova tehnologija?
Prva komercijalna 1G mobilna mreža pokrenuta je u Japanu od strane Nippon Telegraph and Telephone (NTT) 1979. godine, prvobitno u gradskom području Tokija. U roku od pet godina proširena je da pokrije cjelokupnu populaciju Japana, postavši prva nacionalna 1G mreža.
Mobilno kodiranje
Da biste razumjeli šta je ćelijska komunikacija, morate razumjeti njene standarde. Za razlikovanje signala od nekoliko različitih predajnika, razvijene su sljedeće varijante višestrukog pristupa:
- vremenska podjela (TDMA);
- frekvencijska podjela (FDMA);
- Code Division Division (CDMA);
- Ortogonalna podjela frekvencija (OFDMA).
U TDMA, vremenski intervali za prijenos i prijem koje koriste različiti korisnici u svakoj ćeliji su različiti.
U FDMA, frekvencije odašiljanja i primanja koje koriste različiti korisnici u svakoj ćeliji su različite.
CDMA princip je složeniji, ali postiže isti rezultat: distribuirani primopredajnici mogu odabrati jednu ćeliju i slušati je.
TDMA se koristi u kombinaciji sa FDMA ili CDMA u nekim sistemima za obezbeđivanje više kanala u jednoj oblasti pokrivenosti jedne ćelije.
Moderni trend
Šta je LTE cellular u tabletu? Nedavno su se pojavili sistemi bazirani na višestrukom pristupu s ortogonalnom podjelom frekvencija, kao nprLTE, ponovna upotreba frekvencije 1.
Budući da takvi sistemi ne šire signal preko frekventnog opsega, upravljanje međućelijskim radio resursima je važno za koordinaciju alokacije resursa između različitih ćelija i za ograničavanje međućelijskih smetnji. Postoje različite metode koordinacije inter-ćelijske interferencije (ICIC) već definirane u standardu.
Koordinirano planiranje, MIMO na više lokacija ili multi-site beamforming su drugi primjeri upravljanja međućelijskim radio resursima koji bi mogli biti standardizirani u budućnosti.
Emitujte poruke i signale
Šta je mobilni telefon? Definicija je data gore. Gotovo svaki takav sistem ima neku vrstu mehanizma za emitovanje. Ovo se može koristiti direktno za distribuciju informacija na više mobilnih telefona. U tu svrhu koriste se i ćelijska pojačala.
Uobičajeno, na primjer, u sistemima mobilne telefonije, najvažnija upotreba informacija o emitovanju je postavljanje kanala za komunikaciju jedan na jedan između mobilnog primopredajnika i bazne stanice. Ovo se zove ćelijski signal. Obično se koriste tri različite procedure signalizacije: serijski, paralelni i selektivni.
Detalji procesa pejdžinga se donekle razlikuju od mreže do mreže, ali obično postoji ograničen broj ćelija u kojima se telefon nalazi (ova grupa se naziva područje pokrivenosti u GSM ili UMTS sistemu, ili rutiranje područje ako je uključena sesija).paket podataka; u LTE, ćelije su grupisane u područje praćenja).
Signalizacija se dešava slanjem emitovane poruke svim ovim ćelijama. Signalne poruke se mogu koristiti za prenošenje informacija. Ovo se dešava u pejdžerima, u CDMA sistemima za slanje SMS poruka, iu UMTS sistemu gde dozvoljava nisko kašnjenje u nizu u paketnim vezama.
Kretanje između ćelija i prijenos podataka
Šta je moderna vrsta mobilne komunikacije? U sistemu celularne komunikacije, kada se distribuirani mobilni primopredajnici kreću od ćelije do ćelije tokom kontinuirane komunikacije, prebacivanje sa jedne ćelijske frekvencije na drugu se vrši elektronski bez prekida i bez operatera bazne stanice ili ručnog prebacivanja. To se zove mobilni podaci. Obično se novi kanal automatski bira za mobilni uređaj na novoj baznoj stanici koja će ga opsluživati. Uređaj se tada automatski prebacuje sa trenutnog kanala na novi i veza se nastavlja.
Tačni detalji premeštanja mobilnih komunikacija sa jedne bazne stanice na drugu značajno variraju od sistema do sistema.
arhitektura GSM mreže
Najčešći primjer mobilne mreže je mobilna (mobilna) telefonska mreža. Ovo je prijenosni telefon koji prima ili upućuje pozive preko mobilnog mjesta (baze) ili tornja za prijenos. Radio talasi se koriste za prenos signala na ili sa mobilnog telefona.
ModernoĆelijske mreže koriste ćelije jer su radio frekvencije ograničen zajednički resurs. Ćelijske stanice i telefoni mijenjaju frekvenciju pod kontrolom kompjutera i koriste predajnike male snage tako da normalno ograničen broj radio frekvencija može koristiti više pretplatnika istovremeno sa manje smetnji.
Kako radi veza
Mobilnu mrežu koristi mobilni operater da bi postigao pokrivenost i kapacitet za svoje pretplatnike. Velika geografska područja podijeljena su na manje ćelije kako bi se izbjegao gubitak signala u liniji vidljivosti i da bi se podržao veliki broj aktivnih telefona u tom području. Sva područja pokrivenosti su povezana na telefonske centrale (ili komutatore), koje su zauzvrat povezane na javnu telefonsku mrežu.
Šta je mobilni kao modem? U stvari, ovo je slična veza koja prenosi pakete informacija putem interneta.
U gradovima, svaka lokacija ćelije može imati domet do približno 0,80 km, dok u ruralnim područjima ovaj domet može biti do 8 km. Moguće je da na otvorenim površinama korisnik može primati signale sa lokacije ćelije na udaljenosti do 40 km.
Budući da skoro svi mobilni telefoni koriste GSM, CDMA i AMPS ćelijsku komunikaciju, termin "mobilni telefon" se koristi naizmjenično sa "mobilni". Ali vrijedi razmotriti neke razlike između ovih uređaja.
Šta je mobilna komunikacijana iPhoneu? Ovo je mogućnost povezivanja na mrežu koristeći dva standarda u isto vrijeme - GSM i CDMA. Međutim, satelitski telefoni su mobilni uređaji koji ne komuniciraju direktno sa zemaljskim tornjem mobilne telefonije, ali to mogu indirektno putem satelita.
Koji komunikacijski formati se mogu koristiti?
Postoji niz različitih digitalnih mobilnih tehnologija, uključujući:
- Globalni sistem za mobilne komunikacije (GSM).
- General Packet Radio Service (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 optimizirani podaci (EV-DO).
- Poboljšane brzine prenosa podataka za GSM (EDGE).
- Univerzalni mobilni telekomunikacioni sistem (UMTS).
- Digital Enhanced Wireless Communications (DECT).
- Digital AMPS (IS-136 / TDMA).
- Integrated Digital Enhanced Network (iDEN).
Prelazak sa postojećeg analognog na digitalni standard bio je veoma različit u Evropi i SAD. Kao rezultat toga, mnogi digitalni standardi su se pojavili u SAD-u, a Evropa i mnoge zemlje su se približile GSM-u. Ovo objašnjava posebnost rada iPhonea na mreži.
struktura mobilne mreže
Jednostavna reprezentacija mobilne mreže u smislu radio komunikacije sastoji se od elemenata kao što su:
- Mreža radio baznih stanica koje čine podsistem baznih stanica.
- Glavna mreža sa komutacijom kola koja postoji za upravljanje glasovnim i tekstualnim pozivima.
- Mreža s komutacijom paketa dizajnirana za rukovanje mobilnim podacima.
- Javna komutirana telefonska mreža za povezivanje pretplatnika na širu telefonsku mrežu.
Ova mreža je okosnica GSM sistema. Obavlja mnoge funkcije kako bi osigurao da korisnici dobiju željenu uslugu, uključujući upravljanje mobilnošću, registraciju, postavljanje poziva i primopredaju.
Svaki telefon se povezuje na mrežu koristeći RBS (radio bazna stanica) u sektoru odgovarajuće ćelije, koja se zauzvrat povezuje sa mobilnim komutacionim centrom (MSC). MSC se povezuje na javnu komutiranu telefonsku mrežu (PSTN). Veza od telefona do RBS-a je definisana kao uplink a povratna putanja je definisana kao downlink.
Kako se prenose podaci?
Radio kanali efikasno koriste medij za prijenos korištenjem sljedećih šema višestrukog pristupa i multipleksiranja:
- frekvencijska podjela (FDMA);
- vremenska podjela (TDMA);
- Code Division Division (CDMA);
- Space Divisional (SDMA).
Male ćelije, koje imaju manju pokrivenost od baznih stanica, klasificirane su na sljedeći način:
- Mikroćelija - manje od 2 kilometra.
- Picocell - manje od 200 metara.
- Femtocell - oko 10 metara.
Šta je mobilna komunikacija za djecu? Ovaj izraz se obično podrazumijeva kao posebne "dječije" tarife sa posebnim paketima usluga.
Ćelijski prijenos u mrežamamobilne komunikacije
Kada se korisnik telefona kreće iz jedne oblasti ćelije u drugu tokom poziva, mobilna stanica će tražiti novi kanal za povezivanje kako ne bi prekinula poziv. Kada se pronađe, mreža upućuje mobilnom uređaju da se prebaci na novi kanal i istovremeno prebaci poziv na njega.
Sa CDMA formatom, više telefona dijeli određeni radio kanal. Signali su razdvojeni pomoću koda pseudo šuma (PN koda) specifičnog za svaki uređaj. Kada korisnik prelazi iz jedne ćelije u drugu, telefon uspostavlja radio vezu sa više lokacija (ili sektora iste lokacije) u isto vrijeme. Ovo je poznato kao "meka primopredaja" jer, za razliku od tradicionalnih mobilnih tehnologija, ne postoji jedinstvena definisana tačka u kojoj se telefon prebacuje na novu ćeliju. Stoga se pri primjeni ovog standarda koriste mobilna i internet pojačala.
U IS-95 inter-frekvencijskom hendoveru i starijim analognim sistemima kao što je NMT, obično nije moguće direktno provjeriti ciljni kanal tokom komunikacije. U ovom slučaju moraju se koristiti druge metode, kao što su kontrolni farovi u IS-95. To znači da pri traženju novog kanala gotovo uvijek dođe do kratkog prekida u komunikaciji, uz rizik neočekivanog povratka na stari.
Ako nema stalne veze ili može biti prekinuta, mobilni uređaj može spontano preći iz jedne ćelije u drugu i tada obavijestiti baznu stanicu najjačim signalom.
Izborćelijske frekvencije u mobilnim mrežama
Uticaj frekvencije na pokrivenost ćelije znači da su različite frekvencije prikladnije za različite svrhe. Niske frekvencije kao što je 450 MHz NMT služe vrlo dobro za ruralnu pokrivenost. GSM 900 (900 MHz) je pogodno rješenje za malu urbanu pokrivenost.
GSM 1800 (1,8 GHz) počinje da se ograničava na strukturalne zidove. UMTS na 2,1 GHz je po pokrivenosti veoma sličan GSM 1800. U zavisnosti od karakteristika regiona, mobilni operateri postavljaju različita područja pokrivenosti i frekvencije.
Više frekvencije su nedostatak kada je u pitanju pokrivenost, ali odlučujuća prednost kada je u pitanju propusni opseg. Male ćelije koje pokrivaju, na primjer, jedan sprat zgrade postaju moguće, a ista frekvencija se može koristiti za ćelije koje su praktično susjedne.
Pokrivenost i usluge
Oblast usluge ćelije se takođe može promeniti zbog smetnji od strane sistema za prenos kako unutar tako i oko nje. Ovo je posebno tačno u sistemima zasnovanim na CDMA. Prijemniku je potreban određeni odnos signal/šum, a predajnik ne bi trebao odašiljati previsokom snagom kako ne bi ometao druge predajnike.
Kako se smetnje (šum) povećavaju zbog povećanja primljene snage od predajnika, signal postaje oštećen i na kraju postaje neupotrebljiv. U sistemima zasnovanim na CDMA, uticaj smetnji od drugih mobilnih predajnika u istoj ćeliji na područje pokrivenosti je veoma primetan.
Primjeri premazamobilnu pokrivenost može se vidjeti ispitivanjem nekih od mapa pokrivenosti koje pružaju stvarni provajderi na svojim web stranicama ili gledanjem nezavisnih mapa koje se koriste za masovno korištenje, kao što je OpenSignal. Oni pokazuju koji mobilni operater radi na određenoj teritoriji. U nekim slučajevima mogu označiti lokaciju odašiljača, u drugim se može izračunati određivanjem tačke najveće pokrivenosti.
Ćelijski repetitor se koristi za proširenje područja pokrivenosti ćelije na velikom području. Oni se kreću od širokopojasnih repetitora za stambenu i kancelarijsku upotrebu do pametnih ili digitalnih repetitora za industrijsku upotrebu.
Svaki mobilni operater ima svoj raspon brojeva, koji se obično razlikuju po kodu. Može se koristiti za određivanje regije i mobilnog operatera koji pozivalac ima.
