Što 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 kopnena područja koja se nazivaju ćelije, od kojih svaku opslužuje barem jedan primopredajnik na fiksnoj lokaciji, ali najčešće tri stanične ili bazne primopredajne stanice. Oni pružaju ćeliji mrežnu pokrivenost koja se može koristiti za prijenos glasa, podataka i drugih vrsta sadržaja.
Kako funkcionira?
Što je celular na djelu? 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 kombiniraju, ove ćelije pružaju radio pokrivenost na proširenoj geografskoj regiji. To omogućuje značajan broj prijenosnih primopredajnika (na primjer, mobilnihtelefoni, tableti i prijenosna računala opremljeni mobilnim širokopojasnim modemima, dojavljivačima itd.) međusobno komuniciraju i s fiksnim primopredajnicima i telefonima bilo gdje u mreži putem baznih stanica, čak i ako neki primopredajnici prolaze kroz više ćelija tijekom prijenosa.
Mobilna komunikacija ima niz korisnih značajki:
- Veća kapacitivnost od jednog velikog odašiljača, budući da se ista frekvencija može primijeniti na više kanala ako su u različitim ćelijama.
- Mobilni uređaji troše manje energije nego kada su spojeni na jedan odašiljač 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 pružatelji telekomunikacijskih usluga postavili su mobilne mreže za prijenos glasa i sadržaja na većini naseljenog teritorija Zemlje. To omogućuje povezivanje mobilnih telefona i računalnih uređaja na standardnu telefonsku mrežu i javni internet.
Regije mobilnih operatera mogu biti različite - od teritorija 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 tvrtci.
Koji je mobilni operater danas vodeći? Danas svaka zemlja ima svoje dobavljače. U Rusiji, MTS i Megafon zauzimaju prvo mjesto po učestalosti.
koncept
Što je mobilna komunikacija i kako funkcionira? U staničnom radiokomunikacijskom sustavu, kopnena površina kojoj se pruža ova usluga podijeljena je na ćelije u obrascu koji ovisi o terenu i karakteristikama prijema. Može biti približno šesterokutnog, četvrtastog, okruglog ili nekog drugog pravilnog oblika, iako su šesterokutna saća standardna. Svakoj od ovih ćelija dodijeljen je skup frekvencija (f1 - f6) koje imaju dotične radijske bazne stanice. Grupa frekvencija može se ponovno primijeniti u drugim ćelijama, pod uvjetom da se slične frekvencije ne koriste ponovno u susjednim ćelijama, jer to može uzrokovati interferenciju na istom kanalu.
Povećana propusnost na mobilnoj mreži u usporedbi s jednom mrežom odašiljača bila je posljedica mobilnog komutacijskog sustava 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 odašiljač, samo jedan poziv se može koristiti na bilo kojoj frekvenciji. Nažalost, neizbježno postoji određena razina smetnji od drugih stanica koje koriste istu frekvenciju. To znači da u standardnom FDMA sustavu mora postojati barem jedan razmak između stanica koje ponovno koriste istu frekvenciju.
Kako je nastala ova tehnologija?
Prvu komercijalnu 1G mobilnu mrežu pokrenuo je u Japanu Nippon Telegraph and Telephone (NTT) 1979. godine, u početku u gradskom području Tokija. Unutar pet godina proširena je na cjelokupno stanovništvo Japana, postavši prva nacionalna 1G mreža.
Mobilno kodiranje
Da biste razumjeli što je stanična komunikacija, morate razumjeti njezine standarde. Za razlikovanje signala s nekoliko različitih odašiljača, razvijene su sljedeće varijante višestrukog pristupa:
- vremenska podjela (TDMA);
- frekvencijska podjela (FDMA);
- Division Code Division (CDMA);
- Ortogonalna frekvencijska podjela (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 stanici su različite.
CDMA princip je složeniji, ali postiže isti rezultat: distribuirani primopredajnici mogu odabrati jednu ćeliju i slušati je.
TDMA se koristi u kombinaciji s FDMA ili CDMA u nekim sustavima za pružanje više kanala u području pokrivenosti jedne ćelije.
Moderni trend
Što je LTE cellular u tabletu? Nedavno su se pojavili sustavi bazirani na višestrukom pristupu s ortogonalnom podjelom frekvencija, kao nprLTE, ponovna upotreba frekvencije 1.
Budući da takvi sustavi ne šire signal preko frekvencijskog pojasa, upravljanje međustaničnim radio resursima važno je za koordinaciju raspodjele resursa između različitih ćelija i za ograničavanje međustaničnih smetnji. Postoje različite metode koordinacije inter-cell interference (ICIC) već definirane u standardu.
Koordinirano raspoređivanje, MIMO na više mjesta ili oblikovanje zraka na više mjesta drugi su primjeri upravljanja međustaničnim radio resursima koji bi se mogli standardizirati u budućnosti.
Emitirajte poruke i signale
Što je mobitel? Definicija je data gore. Gotovo svaki takav sustav ima neku vrstu mehanizma emitiranja. To se može koristiti izravno za distribuciju informacija na više mobilnih telefona. U tu svrhu koriste se i stanična pojačala.
Uobičajeno, na primjer, u sustavima mobilne telefonije, najvažnija upotreba informacija o emitiranju je postavljanje kanala za komunikaciju jedan-na-jedan između mobilnog primopredajnika i bazne stanice. To se zove stanični signal. Obično se koriste tri različita postupka signalizacije: serijski, paralelni i selektivni.
Pojedinosti procesa dojavljivanja donekle se 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 sustavu ili usmjeravanje područje ako se radi o sesiji).paket podataka; u LTE-u, ćelije su grupirane u područje praćenja).
Signalizacija se događa slanjem emitirane poruke svim tim ćelijama. Signalne poruke mogu se koristiti za prenošenje informacija. To se događa u dojavljivačima, u CDMA sustavima za slanje SMS poruka i u UMTS sustavu gdje dopušta nisko kašnjenje u nizu u paketnim vezama.
Kretanje između ćelija i prijenos podataka
Što je moderna vrsta mobilne komunikacije? U staničnom komunikacijskom sustavu, kada se distribuirani mobilni primopredajnici kreću od ćelije do ćelije tijekom kontinuirane komunikacije, prebacivanje s jedne stanične frekvencije na drugu vrši se elektronički bez prekida i bez operatera bazne stanice ili ručnog prebacivanja. To se zove mobilni podaci. Obično se novi kanal automatski odabire za mobilni uređaj na novoj baznoj stanici koja će ga opsluživati. Uređaj se tada automatski prebacuje s trenutnog kanala na novi i veza se nastavlja.
Točni detalji premještanja mobilne komunikacije s jedne bazne stanice na drugu značajno se razlikuju od sustava do sustava.
arhitektura GSM mreže
Najčešći primjer mobilne mreže je mobilna (mobilna) telefonska mreža. Ovo je prijenosni telefon koji prima ili upućuje pozive putem mobilnog mjesta (baze) ili prijenosnog tornja. Radio valovi se koriste za prijenos signala na ili s mobilnog telefona.
ModernoStanične mreže koriste stanice jer su radiofrekvencije ograničen zajednički resurs. Mobilne stanice i telefoni mijenjaju frekvenciju pod kontrolom računala i koriste odašiljače male snage tako da mnogi pretplatnici mogu istovremeno koristiti normalno ograničen broj radio frekvencija uz manje smetnji.
Kako radi veza
Mobilnu mrežu koristi mobilni operater za postizanje pokrivenosti i kapaciteta za svoje pretplatnike. Velika zemljopisna područja podijeljena su u manje ćelije kako bi se izbjegao gubitak signala u liniji vidljivosti i kako bi se podržao veliki broj aktivnih telefona u tom području. Sva područja pokrivenosti spojena su na telefonske centrale (ili sklopke), koje su pak spojene na javnu telefonsku mrežu.
Što je mobilni kao modem? Zapravo, ovo je slična veza koja prenosi pakete informacija putem interneta.
U gradovima, svaka stanica može imati domet do približno 0,80 km, dok u ruralnim područjima taj raspon može biti do 8 km. Moguće je da na otvorenim površinama korisnik može primati signale sa stanice na udaljenosti do 40 km.
Budući da gotovo svi mobilni telefoni koriste GSM, CDMA i AMPS staničnu komunikaciju, izraz "mobilni telefon" koristi se naizmjenično s "mobilni". Ali vrijedi razmotriti neke razlike između ovih uređaja.
Što je mobilna komunikacijana iPhoneu? To je mogućnost spajanja na mrežu pomoću dva standarda u isto vrijeme - GSM i CDMA. Međutim, satelitski telefoni mobilni su uređaji koji ne komuniciraju izravno s zemaljskim staničnim tornjem, ali to mogu učiniti neizravno putem satelita.
Koji se komunikacijski formati mogu koristiti?
Postoji niz različitih digitalnih mobilnih tehnologija, uključujući:
- Globalni sustav za mobilne komunikacije (GSM).
- General Packet Radio Service (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 optimizirani podaci (EV-DO).
- Poboljšane brzine prijenosa podataka za GSM (EDGE).
- Univerzalni mobilni telekomunikacijski sustav (UMTS).
- Digitalne poboljšane bežične komunikacije (DECT).
- Digitalno pojačalo (IS-136 / TDMA).
- Integrirana digitalna poboljšana mreža (iDEN).
Prijelaz s postojećeg analognog na digitalni standard bio je vrlo različit u Europi i SAD-u. Kao rezultat toga, mnogi digitalni standardi su se pojavili u SAD-u, a Europa i mnoge zemlje su se približile GSM-u. To objašnjava posebnost rada iPhonea na mreži.
Struktura mobilne mreže
Jednostavan prikaz mobilne mreže u smislu radio komunikacije sastoji se od elemenata kao što su:
- Mreža radijskih baznih stanica koje čine podsustav baznih stanica.
- Glavna mreža s komutacijom krugova 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 sustava. Obavlja mnoge funkcije kako bi osigurao da korisnici dobiju željenu uslugu, uključujući upravljanje mobilnošću, registraciju, postavljanje poziva i primopredaju.
Svaki telefon povezuje se na mrežu pomoću RBS-a (radio bazne stanice) u sektoru odgovarajuće ćelije, koja se zauzvrat povezuje na Mobile Switching Center (MSC). MSC se spaja na javnu komutiranu telefonsku mrežu (PSTN). Veza od telefona do RBS-a definirana je kao uplink, a povratna je definirana kao downlink.
Kako se prenose podaci?
Radijski kanali učinkovito koriste prijenosni medij korištenjem sljedećih shema višestrukog pristupa i multipleksiranja:
- frekvencijska podjela (FDMA);
- vremenska podjela (TDMA);
- Division Code Division (CDMA);
- Space Divisional (SDMA).
Male ćelije, koje imaju manje područje pokrivenosti od baznih stanica, klasificirane su na sljedeći način:
- Mikroćelija - manje od 2 kilometra.
- Picocell - manje od 200 metara.
- Femtocell - oko 10 metara.
Što je mobilna komunikacija za djecu? Ovaj pojam se obično podrazumijeva kao posebne "dječje" tarife s posebnim paketima usluga.
Mobilni prijenos u mrežamamobilne komunikacije
Kada se korisnik telefona kreće s jednog područja ćelije na drugo tijekom 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.
S CDMA formatom, više telefona dijeli određeni radio kanal. Signali su odvojeni pomoću koda pseudo šuma (PN koda) specifičnog za svaki uređaj. Kada korisnik prelazi s jedne ćelije na drugu, telefon uspostavlja radio vezu s više lokacija (ili sektora iste lokacije) u isto vrijeme. To je poznato kao "soft handover" jer, za razliku od tradicionalnih mobilnih tehnologija, ne postoji jedinstvena definirana točka u kojoj se telefon prebacuje na novu ćeliju. Stoga se pri primjeni ovog standarda koriste mobilna i internetska pojačala.
U IS-95 međufrekventnim primopredajima i starijim analognim sustavima kao što je NMT, obično nije moguće izravno provjeriti ciljni kanal tijekom komunikacije. U tom slučaju moraju se koristiti druge metode, kao što su kontrolni svjetionici u IS-95. To znači da pri traženju novog kanala gotovo uvijek dolazi do kratke pauze u komunikaciji, uz rizik neočekivanog povratka na stari.
Ako nema stalne veze ili može biti prekinuta, mobilni uređaj se može spontano premjestiti iz jedne ćelije u drugu, a zatim obavijestiti baznu stanicu najjačim signalom.
Izbormobilne frekvencije u mobilnim mrežama
Učinak frekvencije na pokrivenost stanicama znači da su različite frekvencije prikladnije za različite svrhe. Niske frekvencije kao što je 450 MHz NMT vrlo dobro služe za ruralnu pokrivenost. GSM 900 (900 MHz) je prikladno rješenje za male gradske pokrivenosti.
GSM 1800 (1,8 GHz) počinje biti ograničen na strukturalne zidove. UMTS na 2,1 GHz po pokrivenosti je vrlo sličan GSM 1800. Ovisno o karakteristikama regije, mobilni operateri postavljaju različita područja pokrivenosti i frekvencije.
Više frekvencije su nedostatak kada je u pitanju pokrivenost, ali odlučujuća prednost kada je u pitanju propusnost. Male ćelije koje pokrivaju, na primjer, jedan kat zgrade postaju moguće, a ista frekvencija može se koristiti za ćelije koje su praktički susjedne.
Pokrivenost i područja usluge
Područje usluge ćelije također se može promijeniti zbog smetnji od odašiljačkih sustava unutar i oko nje. To je osobito istinito u sustavima temeljenim na CDMA. Prijemniku je potreban određeni omjer signala i šuma, a odašiljač ne bi trebao odašiljati previsokom snagom kako ne bi ometao druge odašiljače.
Kako se smetnje (šum) povećavaju zbog povećanja primljene snage od odašiljača, signal postaje oštećen i na kraju postaje neupotrebljiv. U sustavima temeljenim na CDMA-u, utjecaj smetnji od drugih mobilnih odašiljača u istoj ćeliji na područje pokrivenosti vrlo je primjetan.
Primjeri premazamobilnu pokrivenost može se vidjeti ispitivanjem nekih od karata pokrivenosti koje pružaju stvarni pružatelji usluga na svojim web stranicama ili gledanjem nezavisnih mapa s crowdsourcedima kao što je OpenSignal. Oni pokazuju koji mobilni operater djeluje na određenom teritoriju. U nekim slučajevima mogu označiti mjesto odašiljača, u drugim se može izračunati određivanjem točke najveće pokrivenosti.
Stanični repetitor se koristi za proširenje područja pokrivenosti ćelije na velikom području. Oni se kreću od širokopojasnih repetitora za stambenu i uredsku 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 pozivatelj ima.
