Kaj je mobilna komunikacija, brez katere si sodobni človek ne more predstavljati življenja? To je vrsta povezave, pri kateri je zadnji kanal brezžičen. Omrežje je razporejeno po kopenskih območjih, imenovanih celice, od katerih vsako oskrbuje vsaj en oddajnik s fiksno lokacijo, najpogosteje pa tri celične ali bazne oddajno-sprejemne postaje. Celici zagotavljajo pokritost z omrežjem, ki se lahko uporablja za prenos glasu, podatkov in drugih vrst vsebine.
Kako deluje?
Kaj je cellular v akciji? Celica običajno uporablja drugačen niz frekvenc od sosednjih, da se izogne motnjam in zagotovi zagotovljeno kakovost storitve v vsaki celici (načelo celice). V kombinaciji te celice zagotavljajo radijsko pokritost na širšem geografskem območju. To omogoča veliko število prenosnih oddajnikov (na primer mobilnihtelefoni, tablice in prenosniki, opremljeni z mobilnimi širokopasovnimi modemi, pozivniki itd.), komunicirajo med seboj in s fiksnimi oddajniki in telefoni kjer koli v omrežju prek baznih postaj, tudi če nekateri oddajniki med prenosom prehajajo skozi več celic.
Mobilna komunikacija ima številne uporabne funkcije:
- Višja kapacitivnost kot en velik oddajnik, saj se lahko ista frekvenca uporabi za več kanalov, če so v različnih celicah.
- Mobilne naprave porabijo manj energije kot, če so povezane z enim oddajnikom ali satelitom, ker so stolpi bližje.
- Večja pokritost kot en sam prizemni oddajnik, saj je mogoče neomejeno dodajati dodatne mobilne stolpe in niso omejeni na vidljivost.
Kako napreden je to danes?
Večji ponudniki telekomunikacijskih storitev so razvili mobilna omrežja za prenos govora in vsebine na večini naseljenega ozemlja Zemlje. To omogoča, da se mobilni telefoni in računalniške naprave povežejo s standardnim telefonskim omrežjem in javnim internetom.
Regije mobilnih operaterjev so lahko različne - od ozemlja države do majhnega objekta. Zasebna mobilna omrežja se lahko uporabljajo za raziskave ali za velike organizacije in parke, na primer za pošiljanje klicev lokalnim javnim varnostnim agencijam ali taksi družbi.
Kateri mobilni operater je danes vodilni? Danes ima vsaka država svoje ponudnike. V Rusiji sta MTS in Megafon na prvem mestu po razširjenosti.
koncept
Kaj je mobilna komunikacija in kako deluje? V celičnem radiokomunikacijskem sistemu je kopensko območje, ki ga je treba zagotoviti s to storitvijo, razdeljeno na celice v vzorcu, ki je odvisen od terena in značilnosti sprejema. Lahko je približno šesterokotne, kvadratne, okrogle ali druge pravilne oblike, čeprav so šesterokotne satje standardne. Vsaki od teh celic je dodeljen niz frekvenc (f1 - f6), ki jih imajo ustrezne radijske bazne postaje. Skupino frekvenc je mogoče ponovno uporabiti v drugih celicah, pod pogojem, da se podobne frekvence ne uporabijo znova v sosednjih celicah, saj lahko to povzroči interferenco med kanali.
Povečana prepustnost v mobilnem omrežju v primerjavi z enim omrežjem oddajnika je bila posledica mobilnega preklopnega sistema, ki ga je razvil Amos Joel iz Bell Labs, ki je več naročnikom na istem območju omogočil uporabo iste frekvence pri preklapljanju klicev. Če obstaja en preprost oddajnik, se lahko na kateri koli frekvenci uporablja samo en klic. Na žalost je neizogibno določena raven motenj iz drugih celic, ki uporabljajo isto frekvenco. To pomeni, da mora v standardnem sistemu FDMA obstajati vsaj ena vrzel med celicami, ki ponovno uporabljajo isto frekvenco.
Kako je nastala ta tehnologija?
Prvo komercialno mobilno omrežje 1G je na Japonskem zagnal Nippon Telegraph and Telephone (NTT) leta 1979, sprva v metropolitanskem območju Tokia. V petih letih so ga razširili na celotno prebivalstvo Japonske in tako postalo prvo nacionalno omrežje 1G.
Mobilno kodiranje
Če želite razumeti, kaj je mobilna komunikacija, morate razumeti njene standarde. Za razlikovanje signalov iz več različnih oddajnikov so bile razvite naslednje različice večkratnega dostopa:
- časovna delitev (TDMA);
- frekvenčna delitev (FDMA);
- Division Code Division (CDMA);
- Ortogonalna frekvenčna delitev (OFDMA).
V TDMA so časovni intervali za oddajanje in sprejem, ki jih uporabljajo različni uporabniki v vsaki celici, različni.
V FDMA so oddajne in sprejemne frekvence, ki jih uporabljajo različni uporabniki v vsaki celici, različne.
Načelo CDMA je bolj zapleteno, vendar dosega enak rezultat: porazdeljeni oddajniki lahko izberejo eno celico in jo poslušajo.
TDMA se uporablja v kombinaciji s FDMA ali CDMA v nekaterih sistemih za zagotavljanje več kanalov na enem območju pokritosti celic.
Moderni trend
Kaj je mobilni telefon LTE v tabličnem računalniku? V zadnjem času so se pojavili sistemi, ki temeljijo na ortogonalni frekvenčni delitvi večkratnega dostopa, kot nprLTE, ponovna uporaba frekvenc 1.
Ker takšni sistemi ne širijo signala po frekvenčnem pasu, je upravljanje radijskih virov med celicami pomembno za usklajevanje dodeljevanja virov med različnimi celicami in za omejevanje intercelicnih motenj. Obstajajo različne metode koordinacije inter-cell interference (ICIC), ki so že opredeljene v standardu.
Koordinirano razporejanje, MIMO na več mestih ali oblikovanje žarka na več mestih so drugi primeri upravljanja radijskih virov med celicami, ki bodo morda standardizirani v prihodnosti.
Oddajajte sporočila in signale
Kaj je mobilni telefon? Definicija je navedena zgoraj. Skoraj vsak tak sistem ima nekakšen mehanizem oddajanja. To se lahko uporablja neposredno za distribucijo informacij na več mobilnih telefonov. V ta namen se uporabljajo tudi celični ojačevalniki.
Običajno je, na primer, v sistemih mobilne telefonije najpomembnejša uporaba oddajnih informacij vzpostavitev kanalov za komunikacijo ena proti ena med mobilnim oddajnikom in bazno postajo. Temu pravimo celični signal. Običajno se uporabljajo trije različni signalni postopki: serijski, vzporedni in selektivni.
Podrobnosti postopka oklicanja se od omrežja do omrežja nekoliko razlikujejo, vendar je običajno omejeno število celic, v katerih je telefon (ta skupina se imenuje območje pokritosti v sistemu GSM ali UMTS ali usmerjanje območje, če gre za sejo).podatkovni paket; v LTE so celice združene v območje za sledenje).
Signalizacija se pojavi s pošiljanjem oddajnega sporočila v vse te celice. Za posredovanje informacij je mogoče uporabiti signalna sporočila. To se dogaja v pozivnikih, v sistemih CDMA za pošiljanje sporočil SMS in v sistemu UMTS, kjer omogoča nizko zamudo pri paketnih povezavah.
Premikanje med celicami in prenos podatkov
Kaj je sodobna vrsta mobilne komunikacije? V sistemu celične komunikacije, ko se porazdeljeni mobilni oddajniki med neprekinjeno komunikacijo premikajo iz celice v celico, se preklapljanje z ene frekvence celice na drugo izvaja elektronsko brez prekinitev in brez operaterja bazne postaje ali ročnega preklapljanja. Temu pravimo mobilni podatki. Običajno se nov kanal samodejno izbere za mobilno napravo na novi osnovni postaji, ki jo bo stregla. Naprava nato samodejno preklopi s trenutnega kanala na novega in povezava se nadaljuje.
Natančne podrobnosti premikanja mobilnih komunikacij z ene bazne postaje na drugo se od sistema do sistema precej razlikujejo.
arhitektura GSM omrežja
Najpogostejši primer mobilnega omrežja je mobilno (mobilno) telefonsko omrežje. To je prenosni telefon, ki sprejema ali kliče prek mobilnega mesta (baze) ali prenosnega stolpa. Radijski valovi se uporabljajo za prenos signalov na ali iz mobilnega telefona.
ModernoMobilna omrežja uporabljajo celice, ker so radijske frekvence omejen skupni vir. Mobilne postaje in telefoni spreminjajo frekvenco pod računalniškim nadzorom in uporabljajo oddajnike nizke moči, tako da lahko običajno omejeno število radijskih frekvenc uporablja veliko naročnikov hkrati z manj motnjami.
Kako deluje povezava
Mobilni operater uporablja mobilno omrežje za dosego pokritosti in zmogljivosti svojih naročnikov. Velika geografska območja so razdeljena na manjše celice, da bi se izognili izgubi signala v vidnem polju in podprli veliko število aktivnih telefonov na tem območju. Vsa območja pokritosti so povezana s telefonskimi centralami (ali stikali), ki pa so povezane z javnim telefonskim omrežjem.
Kaj je mobilni telefon kot modem? Pravzaprav je to podobna povezava, ki prenaša pakete informacij prek interneta.
V mestih ima lahko vsaka celica doseg do približno 0,80 km, medtem ko je na podeželju ta doseg lahko do 8 km. Možno je, da lahko na odprtih območjih uporabnik sprejema signale iz mobilnega mesta na razdalji do 40 km.
Ker skoraj vsi mobilni telefoni uporabljajo mobilne komunikacije GSM, CDMA in AMPS, se izraz "mobilni telefon" uporablja kot "mobilni". Vendar je vredno razmisliti o nekaterih razlikah med tema napravama.
Kaj je mobilna komunikacijana iPhonu? To je možnost povezave z omrežjem z uporabo dveh standardov hkrati - GSM in CDMA. Vendar so satelitski telefoni mobilne naprave, ki ne komunicirajo neposredno s zemeljskim stolpom, lahko pa to storijo posredno prek satelita.
Kateri komunikacijski formati se lahko uporabljajo?
Obstajajo številne različne digitalne mobilne tehnologije, vključno z:
- Globalni sistem za mobilne komunikacije (GSM).
- General Packet Radio Service (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 optimizirani podatki (EV-DO).
- Izboljšane hitrosti prenosa podatkov za GSM (EDGE).
- Univerzalni mobilni telekomunikacijski sistem (UMTS).
- Digital Enhanced Wireless Communications (DECT).
- Digitalni ojačevalniki (IS-136/TDMA).
- Integrirano digitalno izboljšano omrežje (iDEN).
Prehod z obstoječega analognega na digitalni standard je bil v Evropi in ZDA zelo drugačen. Posledično se je v ZDA pojavilo veliko digitalnih standardov, Evropa in številne države pa so se približale GSM. To pojasnjuje posebnost delovanja iPhonov v omrežju.
Struktura mobilnega omrežja
Preprosta predstavitev mobilnega omrežja v smislu radijske komunikacije je sestavljena iz elementov, kot so:
- Omrežje radijskih baznih postaj, ki tvorijo podsistem baznih postaj.
- Glavno omrežje s preklapljanjem vezja, ki obstaja za obdelavo glasovnih in besedilnih klicev.
- Paketno komutirano omrežje, zasnovano za obdelavo mobilnih podatkov.
- Javno komutirano telefonsko omrežje za povezovanje naročnikov v širše telefonsko omrežje.
To omrežje je hrbtenica sistema GSM. Izvaja številne funkcije, ki zagotavljajo, da stranke prejmejo želeno storitev, vključno z upravljanjem mobilnosti, registracijo, vzpostavitvijo klica in predajo.
Vsak telefon se poveže z omrežjem s pomočjo RBS (radijske bazne postaje) v sektorju ustrezne celice, ki se nato poveže z mobilnim stikalnim centrom (MSC). MSC se poveže z javnim komutiranim telefonskim omrežjem (PSTN). Povezava od telefona do RBS je opredeljena kot povezava navzgor, povratna pot pa kot dol.
Kako se podatki prenašajo?
Radijski kanali učinkovito uporabljajo prenosni medij z uporabo naslednjih shem večkratnega dostopa in multipleksiranja:
- frekvenčna delitev (FDMA);
- časovna delitev (TDMA);
- Division Code Division (CDMA);
- Space Divisional (SDMA).
Majhne celice, ki imajo manjše območje pokritosti kot bazne postaje, so razvrščene na naslednji način:
- Mikrocelica - manj kot 2 kilometra.
- Picocell - manj kot 200 metrov.
- Femtocell - približno 10 metrov.
Kaj je mobilna komunikacija za otroke? Ta izraz se običajno razume kot posebne "otroške" tarife s posebnimi paketi storitev.
Celični prenos v omrežjihmobilne komunikacije
Ko se uporabnik telefona med klicem premika iz enega območja celice v drugo, bo mobilna postaja poiskala nov kanal za povezavo, da ne bi prekinila klica. Ko ga najde, omrežje naroči mobilni napravi, naj preklopi na nov kanal in hkrati preklopi klic nanj.
Pri formatu CDMA si več telefonov deli določen radijski kanal. Signali so ločeni z uporabo kode psevdo šuma (PN koda), ki je značilna za vsako napravo. Ko se uporabnik premakne iz ene celice v drugo, telefon vzpostavi radijsko povezavo z več lokacijami (ali sektorji iste lokacije) hkrati. To je znano kot "mehka predaja", ker za razliko od tradicionalnih mobilnih tehnologij ni ene same določene točke, kjer telefon preklopi na novo celico. Zato se pri uporabi tega standarda uporabljajo celični in internetni ojačevalniki.
V medfrekvenčnih predajah IS-95 in starejših analognih sistemih, kot je NMT, običajno ni mogoče neposredno preveriti ciljnega kanala med komunikacijo. V tem primeru je treba uporabiti druge metode, kot so kontrolni svetilniki v IS-95. To pomeni, da pri iskanju novega kanala skoraj vedno pride do kratkega prekinitve komunikacije, s tveganjem nepričakovane vrnitve na stari.
Če ni stalne povezave ali je morda prekinjena, se lahko mobilna naprava spontano premakne iz ene celice v drugo in nato obvesti bazno postajo z najmočnejšim signalom.
Izbiramobilne frekvence v mobilnih omrežjih
Učinek frekvence na pokritost celic pomeni, da so različne frekvence bolj primerne za različne namene. Nizke frekvence, kot je 450 MHz NMT, zelo dobro služijo za pokritost podeželja. GSM 900 (900 MHz) je primerna rešitev za manjšo mestno pokritost.
GSM 1800 (1,8 GHz) se začenja omejevati na strukturne stene. UMTS pri 2,1 GHz je po pokritosti zelo podoben GSM 1800. Mobilni operaterji glede na značilnosti regije nastavijo različna območja pokritosti in frekvence.
Višje frekvence so pomanjkljivost, ko gre za pokritost, vendar odločilna prednost, ko gre za pasovno širino. Postanejo možne majhne celice, ki pokrivajo na primer eno nadstropje stavbe, enako frekvenco pa je mogoče uporabiti za celice, ki so praktično sosednje.
Pokritost in storitvena območja
Območje storitve celice se lahko spremeni tudi zaradi motenj oddajnih sistemov znotraj in okoli nje. To še posebej velja za sisteme, ki temeljijo na CDMA. Sprejemnik potrebuje določeno razmerje med signalom in šumom, oddajnik pa ne sme oddajati s previsoko močjo, da ne bi motil drugih oddajnikov.
Ko se motnja (šum) povečuje zaradi povečanja prejete moči od oddajnika, se signal pokvari in sčasoma postane neuporaben. V sistemih, ki temeljijo na CDMA, je vpliv motenj drugih mobilnih oddajnikov v isti celici na območje pokritosti zelo opazen.
Primeri premazovmobilno pokritost si lahko ogledate tako, da preučite nekatere zemljevide pokritosti, ki jih ponujajo resnični ponudniki na svojih spletnih mestih, ali pa pogledate neodvisne zemljevide množice, kot je OpenSignal. Prikazujejo, kateri mobilni operater deluje na določenem ozemlju. V nekaterih primerih lahko označijo lokacijo oddajnika, v drugih pa se lahko izračuna z določitvijo točke največje pokritosti.
Cellular repeater se uporablja za razširitev območja pokritosti celice na velikem območju. Segajo od širokopasovnih repetitorjev za stanovanjsko in pisarniško uporabo do pametnih ali digitalnih repetitorjev za industrijsko uporabo.
Vsak ponudnik mobilne telefonije ima svoj obseg številk, ki se običajno razlikujejo po kodi. Z njim lahko ugotovite, katero regijo in mobilnega operaterja ima klicatelj.
