Modern bir insanın onsuz hayatı hayal edemediği hücresel iletişim nedir? Bu, son kanalın kablosuz olduğu bağlantı türüdür. Ağ, her biri en az bir sabit konumlu alıcı-verici tarafından hizmet verilen, ancak en yaygın olarak üç hücresel veya baz alıcı-verici istasyonu tarafından hizmet verilen, hücre adı verilen kara alanları üzerinde dağıtılır. Hücreye ses, veri ve diğer içerik türlerini taşımak için kullanılabilecek ağ kapsama alanı sağlarlar.
Nasıl çalışır?
Hücresel işlem nedir? Bir hücre, paraziti önlemek ve her hücrede garantili bir hizmet kalitesi sağlamak için genellikle komşu olanlardan farklı bir frekans seti kullanır (hücre ilkesi). Birleştirildiğinde, bu hücreler geniş bir coğrafi bölge üzerinde radyo kapsama alanı sağlar. Bu, önemli sayıda taşınabilir alıcı-vericiye (örneğin, mobilmobil geniş bant modemler, çağrı cihazları vb. ile donatılmış telefonlar, tabletler ve dizüstü bilgisayarlar, iletim sırasında bazı alıcı-vericiler birden fazla hücreden geçse bile, baz istasyonları aracılığıyla birbirleriyle ve sabit alıcı-vericiler ve ağ üzerindeki herhangi bir yerdeki telefonlarla iletişim kurar.
Hücresel iletişimin bir dizi faydalı özelliği vardır:
- Bir büyük vericiden daha yüksek kapasitans, çünkü aynı frekans farklı hücrelerdeyse birden fazla kanala uygulanabilir.
- Mobil cihazlar, baz istasyonları daha yakın olduğu için tek bir vericiye veya uyduya bağlandığından daha az güç tüketir.
- İlave baz istasyonları süresiz olarak eklenebildiği ve görünürlük açısından sınırlı olmadığı için tek bir karasal vericiden daha geniş kapsama alanı.
Bugün ne kadar gelişmiş?
Önemli telekomünikasyon hizmet sağlayıcıları, Dünya'nın yerleşik bölgelerinin çoğunda ses ve içerik iletimi için hücresel ağlar kurmuştur. Bu, cep telefonlarının ve bilgi işlem cihazlarının standart telefon ağına ve genel İnternet'e bağlanmasına olanak tanır.
Mobil operatörlerin bölgeleri farklı olabilir - ülke topraklarından küçük bir nesneye. Özel hücre ağları, araştırma için veya yerel kamu güvenlik kurumlarına veya bir taksi şirketine çağrı göndermek gibi büyük kuruluşlar ve parklar için kullanılabilir.
Bugün hangi mobil operatör lider? Bugün, her ülkenin kendi sağlayıcıları vardır. Rusya'da MTS ve Megafon yaygınlık açısından ilk sırada yer alıyor.
Konsept
Hücresel iletişim nedir ve nasıl çalışır? Bir hücresel radyokomünikasyon sisteminde, bu hizmetin sağlanacağı arazi alanı, arazi ve alım özelliklerine bağlı olarak hücrelere bölünür. Altıgen petekler standart olmasına rağmen, yaklaşık olarak altıgen, kare, yuvarlak veya başka bir düzenli şekil olabilir. Bu hücrelerin her birine, ilgili radyo baz istasyonlarının sahip olduğu bir dizi frekans (f1 - f6) atanır. Komşu hücrelerde benzer frekansların yeniden kullanılmaması koşuluyla, bir grup frekans diğer hücrelerde yeniden uygulanabilir, çünkü bu ortak kanal girişimine neden olabilir.
Tek bir verici ağına kıyasla hücresel ağda artan verim, Bell Labs'den Amos Joel tarafından geliştirilen ve aynı alandaki birden fazla abonenin çağrı değiştirirken aynı frekansı kullanmasına izin veren mobil anahtarlama sisteminden kaynaklanıyordu. Tek bir basit verici varsa, herhangi bir frekansta yalnızca bir çağrı kullanılabilir. Ne yazık ki, aynı frekansı kullanan diğer hücrelerden kaçınılmaz olarak bir miktar parazit vardır. Bu, standart bir FDMA sisteminde aynı frekansı yeniden kullanan hücreler arasında en az bir boşluk olması gerektiği anlamına gelir.
Bu teknoloji nasıl ortaya çıktı?
İlk ticari 1G hücresel ağ, Japonya'da Nippon Telegraph and Telephone (NTT) tarafından 1979'da, başlangıçta Tokyo metropol bölgesinde başlatıldı. Beş yıl içinde, Japonya'nın tüm nüfusunu kapsayacak şekilde genişletildi ve ülke çapında ilk 1G ağı oldu.
Hücresel kodlama
Hücresel iletişimin ne olduğunu anlamak için standartlarını anlamanız gerekir. Birkaç farklı vericiden gelen sinyalleri ayırt etmek için aşağıdaki çoklu erişim türleri geliştirilmiştir:
- zaman bölme bölümü (TDMA);
- frekans bölümü (FDMA);
- Kod Bölümü Bölümü (CDMA);
- Ortogonal Frekans Bölmesi (OFDMA).
TDMA'da, her hücrede farklı kullanıcılar tarafından kullanılan gönderme ve alma zaman dilimleri farklıdır.
FDMA'da, her hücrede farklı kullanıcılar tarafından kullanılan gönderme ve alma frekansları farklıdır.
CDMA ilkesi daha karmaşıktır ancak aynı sonucu elde eder: dağıtılmış alıcı-vericiler bir hücre seçip onu dinleyebilir.
TDMA, tek bir hücre kapsama alanında birden çok kanal sağlamak için bazı sistemlerde FDMA veya CDMA ile birlikte kullanılır.
Modern trend
Tabletteki LTE hücresel nedir? Son zamanlarda, ortogonal frekans bölmeli çoklu erişime dayalı sistemler, örneğinLTE, frekans yeniden kullanımı 1.
Bu tür sistemler sinyali frekans bandı üzerinden yaymadığından, hücreler arası radyo kaynak yönetimi, farklı hücreler arasında kaynak tahsisini koordine etmek ve hücreler arası girişimi sınırlamak için önemlidir. Standartta halihazırda tanımlanmış olan çeşitli Hücreler Arası Girişim Koordinasyonu (ICIC) yöntemleri vardır.
Koordineli zamanlama, çok bölgeli MIMO veya çok bölgeli hüzmeleme, gelecekte standartlaştırılabilecek hücreler arası radyo kaynak yönetiminin diğer örnekleridir.
Mesajları ve sinyalleri yayınlayın
Cep telefonu nedir? Tanım yukarıda verilmiştir. Hemen hemen bu tür her sistemin bir tür yayın mekanizması vardır. Bu, bilgileri birden fazla cep telefonuna doğrudan dağıtmak için kullanılabilir. Bu amaçla hücresel amplifikatörler de kullanılır.
Tipik olarak, örneğin, mobil telefon sistemlerinde, yayın bilgilerinin en önemli kullanımı, bir mobil alıcı-verici ile bir baz istasyonu arasında bire bir iletişim için kanalları ayarlamaktır. Buna hücresel sinyal denir. Üç farklı sinyal prosedürü yaygın olarak kullanılır: seri, paralel ve seçici.
Çağrı sürecinin ayrıntıları şebekeden şebekeye farklılık gösterir, ancak genellikle bir telefonun bulunduğu sınırlı sayıda hücre vardır (bu gruba GSM veya UMTS sisteminde kapsama alanı veya yönlendirme denir. alan bir oturum söz konusuysa).veri paketi; LTE'de hücreler bir izleme alanında gruplanır).
Sinyalleşme, tüm bu hücrelere bir yayın mesajı göndererek gerçekleşir. Sinyal mesajları bilgi iletmek için kullanılabilir. Bu, çağrı cihazlarında, SMS mesajları göndermek için CDMA sistemlerinde ve paket bağlantılarında düşük aşağı bağlantı gecikmesine izin verdiği bir UMTS sisteminde meydana gelir.
Hücreler arasında hareket ve veri iletimi
Modern bir hücresel iletişim türü nedir? Bir hücresel iletişim sisteminde, dağıtılmış mobil alıcı-vericiler sürekli iletişim sırasında hücreden hücreye hareket ettiğinde, bir hücre frekansından diğerine geçiş, kesintisiz ve baz istasyonu operatörü veya manuel anahtarlama olmadan elektronik olarak yapılır. Buna mobil veri denir. Tipik olarak, mobil cihaz için kendisine hizmet edecek yeni baz istasyonunda otomatik olarak yeni bir kanal seçilir. Cihaz daha sonra otomatik olarak mevcut kanaldan yenisine geçer ve bağlantı devam eder.
Hücresel iletişimi bir baz istasyonundan diğerine taşımanın tam ayrıntıları sistemden sisteme önemli ölçüde değişir.
GSM ağ mimarisi
Hücresel ağın en yaygın örneği bir mobil (cep) telefon ağıdır. Bu, bir hücre sitesi (baz) veya iletim kulesi aracılığıyla gelen veya arama yapan taşınabilir bir telefondur. Radyo dalgaları, bir cep telefonuna veya cep telefonundan sinyal iletmek için kullanılır.
ModernHücresel ağlar hücreleri kullanır çünkü radyo frekansları sınırlı bir ortak kaynaktır. Hücresel istasyonlar ve telefonlar, bilgisayar kontrolü altında frekansı değiştirir ve düşük güçlü vericiler kullanır, böylece normalde sınırlı sayıda radyo frekansı aynı anda daha az parazitle birçok abone tarafından kullanılabilir.
Bağlantı nasıl çalışır
Hücresel ağ, mobil operatör tarafından aboneleri için hem kapsama alanı hem de kapasite elde etmek için kullanılır. Geniş coğrafi alanlar, görüş hattı sinyal kaybını önlemek ve o bölgedeki çok sayıda aktif telefonu desteklemek için daha küçük hücrelere bölünür. Tüm kapsama alanları, sırayla genel telefon şebekesine bağlı olan telefon santrallerine (veya anahtarlara) bağlıdır.
Modem olarak hücresel nedir? Aslında bu, bilgi paketlerini İnternet üzerinden ileten benzer bir bağlantıdır.
Şehirlerde, her hücre alanı yaklaşık 0,80 km'ye kadar menzile sahip olabilirken, kırsal alanlarda bu menzil 8 km'ye kadar çıkabilir. Açık alanlarda, kullanıcının 40 km'ye kadar mesafedeki bir hücre alanından sinyal alması mümkündür.
Neredeyse tüm cep telefonları GSM, CDMA ve AMPS hücresel iletişimini kullandığından, "cep telefonu" terimi "mobil" ile birbirinin yerine kullanılır. Ancak bu cihazlar arasındaki bazı farklılıkları göz önünde bulundurmakta fayda var.
Hücresel iletişim nediriPhone'da mı? Bu, aynı anda iki standart kullanarak ağa bağlanma yeteneğidir - GSM ve CDMA. Ancak uydu telefonları, karasal bir baz istasyonuyla doğrudan iletişim kurmayan, ancak bunu uydu aracılığıyla dolaylı olarak yapabilen mobil cihazlardır.
Hangi iletişim biçimleri kullanılabilir?
Bir dizi farklı dijital hücresel teknoloji vardır:
- Mobil İletişim için Küresel Sistem (GSM).
- Genel Paket Radyo Servisi (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 verileri optimize edildi (EV-DO).
- GSM (EDGE) için geliştirilmiş veri hızları.
- Evrensel Mobil Telekomünikasyon Sistemi (UMTS).
- Dijital Gelişmiş Kablosuz İletişim (DECT).
- Dijital AMPS (IS-136 / TDMA).
- Entegre Dijital Gelişmiş Ağ (iDEN).
Mevcut analogdan dijital standarda geçiş Avrupa ve ABD'de çok farklıydı. Sonuç olarak ABD'de birçok dijital standart ortaya çıkmış, Avrupa ve birçok ülke GSM'e yakınlaşmıştır. Bu, iPhone'ların ağ üzerindeki çalışmasının tuhaflığını açıklıyor.
Hücresel ağ yapısı
Radyo iletişimi açısından bir hücresel ağın basit bir temsili, aşağıdaki gibi öğelerden oluşur:
- Bir baz istasyonu alt sistemi oluşturan bir radyo baz istasyonları ağı.
- Sesli ve yazılı aramaları işlemek için mevcut olan ana devre anahtarlamalı ağ.
- Mobil verileri işlemek için tasarlanmış paket anahtarlamalı ağ.
- Aboneleri daha geniş bir telefon ağına bağlamak için genel anahtarlamalı telefon ağı.
Bu ağ, GSM sisteminin omurgasıdır. Mobilite yönetimi, kayıt, çağrı kurulumu ve devir dahil müşterilerin istenen hizmeti almasını sağlamak için birçok işlevi yerine getirir.
Her telefon, karşılık gelen hücrenin sektöründeki bir RBS (radyo baz istasyonu) kullanarak ağa bağlanır ve bu da Mobil Anahtarlama Merkezine (MSC) bağlanır. MSC, genel anahtarlamalı telefon ağına (PSTN) bağlanır. Telefondan RBS'ye olan bağlantı yukarı bağlantı olarak tanımlanır ve dönüş yolu aşağı bağlantı olarak tanımlanır.
Veri nasıl iletilir?
Radyo kanalları, aşağıdaki çoklu erişim ve çoğullama şemalarını kullanarak iletim ortamını verimli bir şekilde kullanır:
- frekans bölümü (FDMA);
- zaman bölme bölümü (TDMA);
- Kod Bölümü Bölümü (CDMA);
- Uzay Bölümü (SDMA).
Baz istasyonlarından daha küçük kapsama alanına sahip küçük hücreler şu şekilde sınıflandırılır:
- Microcell - 2 kilometreden az.
- Picocell - 200 metreden az.
- Femtocell - yaklaşık 10 metre.
Çocuklar için hücresel iletişim nedir? Bu terim genellikle özel hizmet paketleri ile özel "çocuk" tarifeleri olarak anlaşılır.
Ağlarda hücresel iletimmobil iletişim
Telefon kullanıcısı bir arama sırasında bir hücre alanından diğerine geçtiğinde, mobil istasyon aramayı kesmemek için bağlanmak için yeni bir kanal arayacaktır. Bir kez bulunduğunda, ağ mobil cihaza yeni kanala geçmesi ve aynı anda aramayı bu kanala geçirmesi talimatını verir.
CDMA formatı ile birden fazla telefon belirli bir radyo kanalını paylaşır. Sinyaller, her cihaza özel bir sözde gürültü kodu (PN kodu) kullanılarak ayrılır. Bir kullanıcı bir hücreden diğerine geçtiğinde, telefon aynı anda birden fazla konumla (veya aynı konumdaki sektörlerle) bir radyo bağlantısı kurar. Bu, "yumuşak geçiş" olarak bilinir, çünkü geleneksel hücresel teknolojilerden farklı olarak, telefonun yeni bir hücreye geçtiği tek bir tanımlı nokta yoktur. Bu nedenle, bu standart uygulanırken hücresel ve İnternet amplifikatörleri kullanılır.
IS-95 frekanslar arası geçişlerde ve NMT gibi daha eski analog sistemlerde, iletişim sırasında hedef kanalı doğrudan kontrol etmek genellikle mümkün değildir. Bu durumda, IS-95'teki kontrol işaretleri gibi başka yöntemler kullanılmalıdır. Bu, yeni bir kanal ararken, eski kanala beklenmedik bir dönüş riskiyle birlikte, iletişimde neredeyse her zaman kısa bir kesinti olduğu anlamına gelir.
Kalıcı bir bağlantı yoksa veya kesintiye uğrayabilirse, mobil cihaz kendiliğinden bir hücreden diğerine geçebilir ve ardından en güçlü sinyalle baz istasyonunu bilgilendirebilir.
Seçimmobil ağlarda hücresel frekanslar
Frekansın hücre kapsamı üzerindeki etkisi, farklı frekansların farklı amaçlar için daha uygun olduğu anlamına gelir. 450 MHz NMT gibi düşük frekanslar, kırsal kapsama alanı için çok iyi hizmet eder. GSM 900 (900 MHz), küçük kentsel kapsama alanı için uygun bir çözümdür.
GSM 1800 (1.8 GHz), yapısal duvarlarla sınırlı olmaya başlıyor. 2,1 GHz'de UMTS, kapsama açısından GSM 1800'e çok benzer. Bölgenin özelliklerine bağlı olarak, mobil operatörler farklı kapsama alanları ve frekanslar ayarlar.
Daha yüksek frekanslar, kapsama alanı söz konusu olduğunda bir dezavantaj, ancak bant genişliği söz konusu olduğunda kesin bir avantajdır. Örneğin bir binanın bir katını kaplayan küçük hücreler mümkün hale gelir ve aynı frekans pratik olarak komşu olan hücreler için kullanılabilir.
Kapsam ve hizmet alanları
Hücrenin hizmet alanı, hem içindeki hem de çevresindeki iletim sistemlerinden kaynaklanan parazit nedeniyle de değişebilir. Bu özellikle CDMA tabanlı sistemler için geçerlidir. Alıcının belirli bir sinyal-gürültü oranına ihtiyacı vardır ve verici, diğer vericilere müdahale etmemek için çok yüksek bir güçte iletmemelidir.
Vericiden alınan gücün artması nedeniyle parazit (gürültü) arttıkça, sinyal bozulur ve sonunda kullanılamaz hale gelir. CDMA tabanlı sistemlerde, aynı hücredeki diğer mobil vericilerden gelen parazitin kapsama alanı üzerindeki etkisi çok belirgindir.
Kaplama örnekleriHücresel kapsama alanı, gerçek sağlayıcılar tarafından web sitelerinde sağlanan kapsama haritalarından bazılarını inceleyerek veya OpenSignal gibi bağımsız kitle kaynaklı haritalara bakarak görülebilir. Belirli bir bölgede hangi mobil operatörün çalıştığını gösterirler. Bazı durumlarda vericinin konumunu işaretleyebilirler, diğerlerinde ise en geniş kapsama noktası belirlenerek hesaplanabilir.
Hücresel tekrarlayıcı, bir hücrenin kapsama alanını geniş bir alana genişletmek için kullanılır. Konut ve ofis kullanımı için geniş bant tekrarlayıcılardan endüstriyel kullanım için akıllı veya dijital tekrarlayıcılara kadar çeşitlilik gösterirler.
Her cep telefonu sağlayıcısının, genellikle koda göre farklılık gösteren kendi numara aralığı vardır. Arayanın hangi bölge ve mobil operatöre sahip olduğunu belirlemek için kullanılabilir.
