Mi a mobil kommunikáció: meghatározás, működési elv, kapcsolat

Mi a celluláris kommunikáció, amely nélkül egy modern ember nem tudja elképzelni az életet? Ez az a fajta kapcsolat, amelyben az utolsó csatorna vezeték nélküli. A hálózat celláknak nevezett szárazföldi területeken oszlik meg, amelyek mindegyikét legalább egy rögzített helyű adó-vevő szolgálja ki, de leggyakrabban három cellás vagy bázis adó-vevő állomás. Olyan hálózati lefedettséget biztosítanak a cellának, amely felhasználható hang, adat és más típusú tartalom továbbítására mobil kommunikáción keresztül.

Hogyan működik?

Mi a mobil kommunikáció a cselekvésben? A cellák általában a szomszédos frekvenciáktól eltérő frekvenciákat használnak az interferencia elkerülése és a szolgáltatás garantált minőségének biztosítása érdekében minden cellában(a" cella " elv). Kombinálva ezek a cellák rádió lefedettséget biztosítanak egy kibővített földrajzi régióban. Ez lehetővé teszi, hogy jelentős számú hordozható adó-vevő (például mobiltelefonok, táblagépek és laptopok felszerelt mobil szélessávú modemek, személyhívók, stb. e.) kommunikáljanak egymással és rögzített adó-vevőkkel és telefonokkal a hálózat bármely pontján bázisállomásokon keresztül, még akkor is, ha egyes adó-vevők több cellán áthaladnak az átvitel során.

A mobil kommunikációnak számos hasznos funkciója van:

• Nagyobb kapacitás, mint egy nagy adó, mivel ugyanaz a frekvencia több csatornához is használható, ha különböző cellákban helyezkednek el.
• A mobil eszközök kevesebb energiát fogyasztanak, mint egyetlen adóhoz vagy műholdhoz csatlakoztatva, mert a cellatornyok közelebb vannak.
• Nagyobb lefedettségi terület, mint egyetlen földi adó, mivel további cellatornyok hozzáadhatók a végtelenségig, és nem korlátozzák a láthatóságot.

Mennyire fejlett ma?

A főbb távközlési szolgáltatók mobilhálózatokat telepítettek hang - és tartalomátvitelre a föld lakott területének nagy részén. Ez lehetővé teszi a mobiltelefonok és számítástechnikai eszközök csatlakozását a szabványos telefonhálózathoz és a nyilvános internethez.

A mobilszolgáltatók régiói eltérőek lehetnek – az ország területéről egy kis objektumra. A magán mobilhálózatok felhasználhatók kutatásra vagy nagy szervezetek és parkok számára, például hívások küldésére a helyi közbiztonsági ügynökségeknek vagy egy taxitársaságnak.

Melyik mobilszolgáltató ma a vezető? A mai napig minden országnak saját szolgáltatója van. Oroszországban az MTS és a Megafon az első helyet foglalja el a prevalencia szempontjából.

Koncepció

Mi a mobil kommunikáció és hogyan működik? Egy cellás rádiókommunikációs rendszerben a földterület, amelyet ezzel a szolgáltatással kell ellátni, cellákra oszlik egy olyan rendszer szerint, amely a terep és a vétel jellemzőitől függ. Körülbelül hatszögletű, négyzet alakú, kerek vagy más szabályos alakú lehet, bár a hatszögletű lépek szabványosak. Ezeknek a celláknak mindegyikéhez egy frekvenciakészlet (f1 - f6) van hozzárendelve, amelyek rendelkeznek a megfelelő alap rádióállomásokkal. A frekvenciák egy csoportja újra felhasználható más cellákban, feltéve, hogy hasonló frekvenciákat nem használnak fel újra a szomszédos cellákban, mivel ez interferenciát okozhat a kombinált csatornában.

A mobilhálózat megnövekedett sávszélessége az egyetlen adóval rendelkező hálózathoz képest az Amos Joel, a Bell Labs által kifejlesztett mobil kapcsolórendszernek köszönhető, amely lehetővé tette, hogy ugyanabban a zónában több előfizető ugyanazt a frekvenciát használja a hívások váltásakor. Ha van egy egyszerű adó, csak egy hívás használható bármely adott frekvencián. Sajnos elkerülhetetlenül van valamilyen szintű Interferencia más cellák jeléből, amelyek ugyanazt a frekvenciát használják. Ez azt jelenti, hogy egy szabványos FDMA rendszerben legalább egy résnek kell lennie az azonos frekvenciát újrafelhasználó cellák között.

Hogyan jelent meg ez a technológia?

Az 1G generáció első kereskedelmi mobilhálózatát Japánban indította el a Nippon Telegraph and Telephone (NTT) 1979-ben, kezdetben a Tokiói nagyvárosi terület. Öt éven belül, kiterjesztették Japán teljes lakosságára, és az első országos 1G hálózat lett.

Cellás jel kódolás

Ahhoz, hogy megértsük, mi a mobil kommunikáció, meg kell érteni a szabványait. A különböző adóktól származó jelek megkülönböztetése érdekében a következő típusú többszörös hozzáférést fejlesztették ki:

• időosztás (TDMA);
• frekvenciaosztás (FDMA);
• kódosztással (CDMA);
• ortogonális frekvenciaosztással (OFDMA).

A TDMA-ban az egyes cellákban a különböző felhasználók által használt átviteli és vételi időintervallumok különböznek egymástól.

Az FDMA-ban az egyes cellákban a különböző felhasználók által használt átviteli és vételi frekvenciák különböznek egymástól.

A CDMA elv összetettebb, de ugyanazt az eredményt éri el: az elosztott adó-vevők kiválaszthatnak egy cellát és meghallgathatják.

A TDMA-t FDMA-val vagy CDMA-val kombinálva használják számos rendszerben, hogy több csatornát biztosítsanak egyetlen cella lefedettségi területén.

A jelenlegi trend

Mi az LTE cellás kommunikáció egy táblagépen? A közelmúltban több hozzáférési rendszert is telepítettek ortogonális frekvenciaosztással, mint például az LTE, az 1. frekvencia újrafelhasználásával.

Mivel az ilyen rendszerek nem terjesztenek jelet egy frekvenciasávon, a cellák közötti rádióforrások kezelése fontos az erőforrások különböző celluláris sejtek közötti elosztásának összehangolása és a cellák közötti interferencia korlátozása szempontjából. Különböző módok vannak a szabványban már meghatározott sejtközi interferencia (ICIC) koordinálása.

A koordinált ütemezés, a többüléses MIMO vagy a többüléses gerenda kialakítása a cellák közötti rádióerőforrás-gazdálkodás további példái, amelyeket a jövőben szabványosítani lehet.

Üzenetek és jelek közvetítése

Mi a mobil kommunikáció?? A definíció a fenti. Szinte minden ilyen rendszernek van egyfajta műsorszórási mechanizmusa. Ez közvetlenül felhasználható az információk több mobiltelefonra történő terjesztésére. Erre a célra cellás kommunikációs erősítőket is használnak.

Általában például a mobiltelefon-rendszerekben a sugárzott információk legfontosabb felhasználása a csatornák beállítása a mobil adó-vevő és a bázisállomás közötti személyes kommunikációhoz. Ezt hívják celluláris jelnek. Három különböző jeleljárást használnak általában: Soros, párhuzamos és szelektív.

A keresési hívás folyamatának részletei hálózatonként némileg eltérnek, de általában korlátozott számú cella ismert, amelyben a telefon található (ezt a csoportot lefedettségi területnek nevezik a GSM vagy UMTS rendszerben, vagy útválasztási zónának, ha adatcsomag-munkamenet vesz részt; az LTE-ben a cellákat nyomkövetési területekre csoportosítják).

A jelet úgy küldjük el, hogy sugárzott üzenetet küldünk ezeknek a celláknak. A jelüzenetek felhasználhatók információk továbbítására. Ez történik a személyhívókban, az SMS-ek küldésére szolgáló CDMA rendszerekben és az UMTS rendszerben, ahol alacsony lefelé irányuló késleltetést tesz lehetővé a csomagkapcsolatokban.

Cellák közötti mozgás és adatátvitel

Mi a modern típusú mobil kommunikáció? Egy cellás kommunikációs rendszerben, amikor az elosztott mobil adó-vevők folyamatos kommunikáció során celláról cellára mozognak, az egyik cellafrekvenciáról a másikra történő váltás elektronikusan történik olyan módon, amely nélkül megszakítás és bázisállomás-kezelő vagy kézi kapcsolás nélkül. Ezt hívják mobil adatátvitelnek. Általános szabály, hogy egy új csatornát automatikusan kiválasztanak a mobileszközhöz az azt kiszolgáló új bázisállomáson. Ezután a készülék automatikusan átvált az aktuális csatornáról az újra, és a kommunikáció folytatódik.

A mobil kommunikáció egyik bázisállomásról a másikra történő mozgatásának pontos részletei rendszerenként jelentősen eltérnek.

GSM hálózati architektúra

A mobilhálózat leggyakoribb példája a mobil (mobil) telefonhálózat. Ez egy hordozható telefon, amely hívásokat fogad vagy kezdeményez egy cellás állomáson (bázison) vagy adótoronyon keresztül. A rádióhullámokat jelek továbbítására használják mobiltelefonra vagy mobiltelefonról.

A Modern mobilhálózatok cellákat használnak, mert a rádiófrekvenciák korlátozott megosztott erőforrások. A mobilállomások és a telefonok megváltoztatják a frekvenciát a számítógépes vezérlés alatt, és alacsony fogyasztású adókat használnak, így általában korlátozott számú rádiófrekvenciát használhatnak egyszerre sok előfizető kevesebb interferenciával.

Hogyan működik a kapcsolat

A mobilhálózatot a mobilszolgáltató használja mind a lefedettség, mind a sávszélesség elérésére Előfizetői számára. A nagy földrajzi területeket kisebb cellákra osztják, hogy elkerüljék a látóvonal jelének elvesztését, és hogy nagyszámú aktív telefont tartsanak fenn ezen a területen. Minden lefedettségi terület csatlakozik a telefonközpontokhoz (vagy kapcsolókhoz), amelyek viszont a nyilvános telefonhálózathoz kapcsolódnak.

Mi a mobil kommunikáció modemként? Valójában ez egy hasonló kapcsolat, amely információcsomagokat továbbít az Interneten keresztül.

A városokban a mobil kommunikáció minden szakaszának hatótávolsága körülbelül 0,80 km lehet, míg a vidéki területek ez az érték elérheti a 8 km-t. Lehetséges, hogy nyílt területeken a felhasználó akár 40 km távolságra is fogadhat jeleket egy cellás csomóponttól.

Mivel szinte minden mobiltelefon GSM, CDMA és AMPS mobil kommunikációt használ, a "mobiltelefon" kifejezést felváltva használják a "mobil"megnevezéssel. De érdemes megfontolni néhány különbséget ezen eszközök között.

Mi a mobil kommunikáció egy iPhone-ban? Ez az a képesség, hogy egyszerre két szabványt használjunk a hálózathoz-GSM és CDMA. A műholdas telefonok azonban olyan mobil eszközök, amelyek nem közvetlenül kommunikálnak a földi cellatoronnyal, hanem közvetett módon műholdon keresztül.

Milyen kommunikációs formátumok használhatók?

Számos különböző digitális cellás kommunikációs technológia létezik, beleértve:

• Globális mobil kommunikációs rendszer (GSM).
• Általános célú csomagkapcsolt rádiószolgáltatás (GPRS).
• Cdmaon.
• CDMA2000 adatátvitelre optimalizált (EV-DO).
• Javított adatátviteli sebesség a GSM (EDGE)számára.
• Univerzális mobil kommunikációs rendszer (UMTS).
• Digitális fejlett vezeték nélküli kommunikáció (DECT).
• Digitális erősítők (IS-136 / TDMA).
• Integrált digitális kiterjesztett hálózat (iDEN).

A meglévő analóg szabványról a digitálisra való áttérés Európában és az USA-ban egészen másképp történt. Ennek eredményeként számos digitális szabvány jelent meg az USA-ban, Európa és sok ország közelebb került a GSM-hez. Ez magyarázza az iPhone hálózat munkájának sajátosságait.

Mobilhálózat felépítése

A mobilhálózat egyszerű ábrázolása a rádiókommunikáció szempontjából olyan elemekből áll, mint:

• Bázis rádióállomások hálózata, amelyek bázisállomások alrendszerét alkotják.
• A hang-és szöveges hívások feldolgozására szolgáló fő csatornára kapcsolt hálózat.
• Mobil adatfeldolgozásra tervezett csomagkapcsolt hálózat.
• Nyilvános kapcsolt telefonhálózat az előfizetők szélesebb telefonhálózathoz történő csatlakoztatására.

Ez a hálózat a GSM rendszer alapja. Számos funkciót lát el annak biztosítása érdekében, hogy az ügyfelek megkapják a kívánt szolgáltatást, beleértve a mobilitáskezelést, a regisztrációt, a hívásbeállítást és az átadást.

Minden telefon csatlakozik a hálózathoz egy RBS (bázis rádióállomás) segítségével a megfelelő cella szektorában, amely viszont csatlakozik a mobil kapcsolási központhoz (MSC). Az MSC csatlakozik a nyilvános kapcsolt telefonhálózathoz (PSTN). A telefonról az RBS-re mutató linket felfelé irányuló kapcsolatként definiáljuk, a visszatérési útvonal pedig lefelé irányuló kapcsolat.

Az adatok továbbításának módja?

A rádiócsatornák hatékonyan használják az átviteli közeget a következő többszörös hozzáférési és multiplexelési sémák használatának köszönhetően:

• frekvenciaosztás (FDMA);
• időosztás (TDMA);
• kódosztással (CDMA);
• térbeli elválasztás (SDMA).

A bázisállomásoknál kisebb lefedettségű kis cellákat a következőképpen osztályozzuk:

• Microcell-kevesebb, mint 2 kilométer.
• Picocell-kevesebb, mint 200 méter.
• Femtocell-körülbelül 10 méter.

Mi a mobil kommunikáció a gyermekek számára? Ezt a kifejezést általában különlegesnek tekintik "gyermekek" tarifák speciális szolgáltatáscsomagokkal.

Mobil adatátvitel mobil kommunikációs hálózatokban

Amikor egy telefonhasználó hívás közben egyik cellás zónából a másikba költözik, a mobil állomás új csatlakozási csatornát keres, hogy ne szakítsa meg a hívást. Amint megtalálta, a hálózat parancsot ad a mobileszköznek, hogy váltson egy új csatornára, majd egyidejűleg kapcsolja be a hívást.

CDMA formátumban több telefon osztozik egy bizonyos rádiócsatornán. A jeleket az egyes eszközökre jellemző pszeudo-zaj kód (PN kód) segítségével választják el egymástól. Amikor a Felhasználó egyik cellából a másikba költözik, a telefon egyszerre több helyet (vagy ugyanazon a helyen lévő szektorokat) hoz létre. Ezt "puha átadásnak" nevezik, mert a hagyományos cellás kommunikációs technológiákkal ellentétben nincs egyetlen meghatározott pont, ahol a telefon új cellára váltana. Ezért a szabvány alkalmazása során cellás és internetes erősítőket használnak.

Az IS - 95 frekvenciaközi átadásokban és a régebbi analóg rendszerekben, mint például az NMT, általában nem lehetséges közvetlenül ellenőrizni a célcsatornát a kommunikáció során. Ebben az esetben más módszereket kell alkalmazni, például az IS-95 vezérlő jelzőfényeit. Ez azt jelenti, hogy új csatorna keresésekor szinte mindig van egy rövid kommunikációs szünet, amelyet a régihez való váratlan visszatérés veszélye kísér.

Ha nincs állandó kapcsolat, vagy megszakadhat, a mobil eszköz spontán mozoghat egyik cellából a másikba, majd a legerősebb jellel értesítheti a bázisállomást.

A mobil frekvencia kiválasztása a mobil kommunikációs hálózatokban

A frekvencia hatása a sejtek lefedettségére azt jelenti, hogy a különböző frekvenciák jobban megfelelnek különböző célokra. Az alacsony frekvenciák, például a 450 MHz-es NMT, nagyon jól szolgálnak a vidéki területek lefedésére. A GSM 900 (900 MHz) megfelelő megoldás kis városi lefedettségre.

A GSM 1800 (1,8 GHz) szerkezeti falakkal kezdődik. A 2,1 GHz-es frekvenciájú UMTS lefedettsége nagyon hasonló a GSM 1800-hoz. A régió sajátosságaitól függően a mobilszolgáltatók különböző lefedettségi területeket és frekvenciákat határoznak meg.

A magasabb frekvenciák hátrányt jelentenek a lefedettség szempontjából, de a sávszélesség szempontjából döntő előny. Lehetővé válnak például az épület egyik emeletét lefedő kis cellák, és ugyanaz a frekvencia használható a gyakorlatilag szomszédok celláira.

Lefedettségi és szolgáltatási területek

A cella szolgáltatási területe is megváltozhat az átviteli rendszerek interferenciája miatt mind a belsejében, mind a körülötte. Ez különösen igaz a CDMA-alapú rendszerekre. A Vevőnek bizonyos jel-zaj arányra van szüksége, és az adó nem továbbíthat túl nagy teljesítményt, hogy ne zavarja a többi adót.

Mivel az interferencia (zaj) növekszik az adó által vett teljesítmény növekedése miatt, a jel torzul, végül használhatatlanná válik. A CDMA-alapú rendszerekben az ugyanazon cellában lévő más mobil adók interferenciájának hatása a lefedettségi területre nagyon észrevehető.

A mobil lefedettség példái megtekinthetők a valós szolgáltatók által a webhelyeiken biztosított lefedettségi térképek vizsgálatával, vagy független crowdsourcing térképek, például az OpenSignal megtekintésével. Megmutatják, hogy melyik mobilszolgáltató működik egy adott területen. Bizonyos esetekben megjelölhetik az adó helyét, másokban kiszámítható a legnagyobb lefedettség pontjának meghatározásával.

Cellás átjátszót használnak a cella lefedettségi területének nagy területekre történő kiterjesztésére. A háztartási és irodai használatra szánt szélessávú átjátszóktól az ipari igények szerinti intelligens vagy digitális átjátszókig terjednek.

Minden mobilszolgáltatónak megvan a saját számtartománya, általában kódonként eltérő. Használható annak meghatározására, hogy melyik régióban és mobilszolgáltatóban van az előfizető, aki hívásokat kezdeményez.