Czym jest komunikacja komórkowa, bez której współczesna osoba nie wyobraża sobie życia? Jest to rodzaj połączenia, w którym ostatni kanał jest bezprzewodowy. Sieć jest rozłożona na obszary lądowe, zwane komórkami, z których każda obsługiwana jest przez co najmniej jeden nadajnik-odbiornik o stałej lokalizacji, ale częściej niż trzy - komórkowe lub bazowe stacje nadawczo-odbiorcze. Zapewniają zasięg sieci komórkowej, który może być używany do transmisji głosu, danych i innych rodzajów treści.

Jak to działa?

Czym jest komunikacja komórkowa w działaniu? Komórka zazwyczaj używa innego zestawu częstotliwości od sąsiadów, aby uniknąć zakłóceń i zapewnić gwarantowaną jakość usług w każdej komórce (zasada "komórki"). Po połączeniu te komórki zapewniają zasięg radiowy w rozszerzonym regionie geograficznym. Dzięki temu znaczna liczba przenośnych odbiorników (takich jak telefony komórkowe, tablety i laptopy wyposażone w mobilne modemy szerokopasmowe, pager itp.) Może komunikować się ze sobą oraz ze stacjonarnymi odbiornikami i telefonami w dowolnym miejscu w sieci za pomocą stacji, nawet jeśli niektóre transceivery przechodzą przez wiele komórek podczas transmisji.


Komunikacja komórkowa ma wiele przydatnych funkcji:

Duża pojemność niż jeden duży nadajnik, ponieważ ta sama częstotliwość może być wykorzystywana dla wielu kanałów, jeśli są one włączone.różne komórki.

Urządzenia mobilne zużywają mniej energii niż w przypadku podłączenia do pojedynczego nadajnika lub satelity, ponieważ wieże komórkowe są bliżej siebie.

Duży obszar zasięgu niż jeden nadajnik naziemny, ponieważ dodatkowe wieże komórek można dodawać w nieskończoność, bez ograniczania do widzialności.

Jak rozwinął się dzisiaj?

Duże firmy telekomunikacyjne wdrożyły sieci komórkowe do emisji głosu i treści dla większości zamieszkałej ziemi. Dzięki temu telefony komórkowe i komputery mogą łączyć się ze standardową siecią telefoniczną i publicznym Internetem.


Regiony operatorów komórkowych mogą być inne niż terytorium kraju w stosunku do małego obiektu. Prywatne sieci komórkowe mogą być wykorzystywane do badań lub dużych organizacji i parków, na przykład do wysyłania połączeń do lokalnych organów bezpieczeństwa publicznego lub firmy taksówkarskiej. Jaki operator komórkowy jest dziś liderem? Do tej pory każdy kraj ma własnych dostawców. W Rosji pierwsze miejsce w rozpowszechnieniu zajmują "MTS" i "MegaFon".

Koncepcja

Czym jest komunikacja mobilna i jak działa? W systemie radia komórkowego terytorium lądowe, które musi być zapewnione przez tę usługę, jest podzielone na komórki zgodnie ze schematem, który zależy od cech obszaru i odbioru. Może być z grubsza sześciokątny, kwadratowy,okrągłe lub inne poprawne formy, chociaż sześciokątny plaster miodu jest standardem. Każdej z tych komórek przypisany jest zestaw częstotliwości (f1 - f6) z odpowiadającymi im bazowymi stacjami radiowymi. Częstotliwości grupy mogą być ponownie użyte w innych grzebienia, pod warunkiem, że ta sama częstotliwość nie jest używana w sąsiednich komórek ponownie, ponieważ może to spowodować zakłócenia w połączeniu kanału.
zwiększona przepustowość sieci, w porównaniu do sieci z jednego nadajnika z powodu układów przełączających dla mobilnej komunikacji, opracowanych przez Amos Joel z Bell Labs, które pozwoliły wielu odbiorców w tym samym obszarze używać podczas przełączania połączeń na tej samej częstotliwości. Jeśli jest jeden prosty nadajnik, tylko jedno połączenie może być użyte na dowolnej częstotliwości. Niestety, nieuchronnie występuje pewien poziom interferencji z sygnału z innych komórek, które używają tej samej częstotliwości. Oznacza to, że musi istnieć co najmniej jedna luka w standardowej FDMA między komórkami, które wykorzystują tę samą częstotliwość.

W jaki sposób powstała ta technologia?

Pierwsza generacja komercyjna sieć 1G został uruchomiony w Japonii przez Nippon Telegraph and Telephone (NTT) w 1979 roku, pierwszy - w obszarze metropolitalnym Tokio. Od pięciu lat został rozszerzony, aby objąć całą ludność Japonii i stał się pierwszą ogólnokrajową siecią 1G.

Kodowanie sygnału komórkowego

Aby zrozumieć, czym jest połączenie komórkowe, należy postępować zgodnie z jego standardami. Aby rozróżnić sygnały z kilku różnych nadajników, zostały opracowanenastępujące odmiany wielokrotnego dostępu:

z podziałem czasu (TDMA);

z podziałem częstotliwości (FDMA);

z podziałem kodu (CDMA);

, ortogonalny do podziału częstotliwości (OFDMA).

W TDMA przedziały czasowe transmisji i odbioru wykorzystywane przez różnych użytkowników w każdej komórce różnią się od siebie. W FDMA nadawania i odbioru częstotliwości wykorzystywanych przez różnych użytkowników w każdym saute różnią się od siebie. Zasada CDMA jest bardziej złożona, ale osiąga ten sam rezultat: Odbiorcy rozproszeni mogą wybrać jedną komórkę i jej słuchać. TDMA jest używany w połączeniu z FDMA lub CDMA w wielu systemach w celu zapewnienia wielu kanałów w obszarze zasięgu jednej komórki.

Współczesny trend

Co to jest łączność komórkowa LTE w tablecie? Ostatnio także wdrożyć systemy oparte na technologii wielodostępu z ortogonalnym podziałem częstotliwości, takich jak LTE, częstotliwości ponownego 1. Ponieważ systemy te nie rozprowadzać sygnał w paśmie częstotliwości, zarządzanie mezhsotovыmy radyoresursamy ważnego do koordynowania alokacji zasobów wśród różnych komórek i komórek ograniczającej mezhsotovыh przeszkody Istnieją różne sposoby koordynacji przeszkód międzystanowych (ICIC) już zdefiniowanych w standardzie. Skoordynowane planowanie mnohomestnoe MIMO lub wielo-formowania wiązki jest kolejnym przykładem mezhsotovыmy zarządzanie radyoresursamy że może być znormalizowana w przyszłości.

Nadawanie wiadomości i sygnałów

Co to jest komunikacja komórkowa? Definicjapowyżej. Praktycznie każdy taki system ma swoisty mechanizm mowy. Może być używany bezpośrednio do dystrybucji informacji do kilku telefonów komórkowych. W tym celu stosowane są także wzmacniacze komórkowe.

Na ogół, na przykład, w systemie telefonii komórkowej z zastosowaniem najważniejsze kanały transmisji informacji są ustawione tak, aby komunikować się jeden do jednego pomiędzy telefonu i urządzenia nadawczo-odbiorczego stacji bazowej. Nazywa się to sygnałem komórkowym. Zwykle stosowane są trzy różne procedury sygnalizacji: sekwencyjna, równoległa i selektywna. Szczegóły procesu przywoływania nieznacznie różnić się od sieci do sieci, ale zwykle wiedzą ograniczoną liczbę komórek, która jest telefon (ta grupa jest nazywany systemem GSM lub UMTS lub routing strefa uczestnicząc pakiet danych sesji w komórce LTE są pogrupowane w śledzenie) Sygnał jest dostarczany przez wysłanie wiadomości rozgłoszeniowej do wszystkich tych komórek. Do przesyłania informacji można używać komunikatów sygnałowych. Odbywa się to w pagerach, w systemach CDMA do wysyłania wiadomości SMS w systemie UMTS, gdzie wiąże się to z niskim opóźnieniem w połączeniach pakietowych.

Ruch między agregatami a transmisja danych

Co to jest połączenie komórkowe nowoczesnego typu? W systemie komórkowym, gdy rozproszone przenośne nadajniki są przenoszone z komórki do komórki podczas ciągłego przełączania z jednegoczęstotliwość komórki względem drugiej odbywa się elektronicznie bez przerwy i bez operatora stacji bazowej lub przełączania ręcznego. Nazywa się to mobilną transmisją danych. Z reguły nowy kanał jest automatycznie wybierany dla urządzenia mobilnego na nowej stacji bazowej, która będzie go obsługiwać. Następnie urządzenie automatycznie przełącza się z bieżącego kanału na nowy i połączenie jest kontynuowane.
Dokładne szczegóły przenoszenia połączenia komórkowego z jednej stacji bazowej do drugiej różnią się znacznie w zależności od systemu.

Architektura sieci GSM

Najpopularniejszym przykładem sieci jest sieć telefonu komórkowego (komórkowego). Jest to przenośny telefon, który odbiera lub wykonuje połączenia przez komórkę (bazę) lub transmituje wieżę. Fale radiowe są wykorzystywane do przesyłania sygnałów z telefonu komórkowego lub z niego. Nowoczesne sieci komórkowe wykorzystują komórki, ponieważ częstotliwości radiowe są ograniczonym wspólnym zasobem. Stacje komórkowe i częstotliwości wymiany telefonicznej są kontrolowane przez komputer i korzystają z nadajników o małej mocy, tak że zwykle ograniczona liczba częstotliwości radiowych może być wykorzystywana jednocześnie przez wielu abonentów z mniejszą interferencją.

Sposób nawiązywania połączenia

Sieć komórkowa jest używana przez operatora telefonii komórkowej w celu osiągnięcia zasięgu i przepustowości dla swoich abonentów. Duże obszary geograficzne są podzielone na mniejsze komórki, aby uniknąć utraty sygnału bezpośredniego i utrzymania dużej liczbyaktywne telefony w tym obszarze. Wszystkie obszary zasięgu są podłączone do centrali telefonicznych (lub przełączników), które z kolei są podłączone do publicznej sieci telefonicznej. Co to jest połączenie komórkowe jako modem? W rzeczywistości jest to podobne połączenie, przesyła pakiety informacji przez Internet. W miastach każdy obszar komórkowy może mieć zasięg do 080 km, podczas gdy na obszarach wiejskich wartość ta może osiągnąć 8 km. Możliwe jest, że na otwartych obszarach użytkownik może odbierać sygnały z węzła komórkowego do 40 km. Ponieważ prawie wszystkie telefony komórkowe wykorzystują łączność komórkową GSM, CDMA i AMPS, termin "telefon komórkowy" jest używany zamiennie z symbolem "mobilny". Ale trzeba wziąć pod uwagę pewne różnice między tymi urządzeniami. Co to jest połączenie z telefonem komórkowym w telefonie iPhone? Jest to okazja do połączenia się z siecią przy jednoczesnym wykorzystaniu dwóch standardów - GSM i CDMA. Jednak telefony satelitarne to urządzenia mobilne, które nie komunikują się bezpośrednio z wieżą naziemną, ale mogą to robić pośrednio za pośrednictwem satelity.

Jakie formaty połączeń można wykorzystać?

Istnieje wiele różnych technologii cyfrowej technologii komórkowej, w tym:

Globalny system łączności komórkowej (GSM).

Usługa ogólnego przeznaczenia pakietowych usług radiowych (GPRS).

CDMAOne.

CDMA2000 jest zoptymalizowany do transmisji danych EV-DO).

Poprawione szybkości transmisji danych dla GSM (EDGE).

System uniwersalnykomunikacja mobilna (UMTS).

​​

Digital Enhanced Wireless (DECT).

Cyfrowy AMPS (IS-136 /TDMA).

Zintegrowana cyfrowa sieć zaawansowana (iDEN).

Przejście z istniejącego standardu analogowego na cyfrowy zostało przeprowadzone w Europie i Stanach Zjednoczonych w bardzo odmienny sposób. W rezultacie Stany Zjednoczone ustanowiły zestaw standardów cyfrowych, a Europa i wiele krajów zwróciło się do GSM. Wyjaśnia to specyfikę pracy iPhone'ów w sieci.

Struktura sieci komórkowej

Prosta reprezentacja sieci pod względem łączności radiowej składa się z następujących elementów:

Sieć stacji bazowych tworzących podsystem stacji bazowych.

Główna sieć przełączania istniejąca w przypadku przetwarzania połączeń głosowych i tekstowych.

Sieć z komutacją pakietów do przetwarzania danych mobilnych.

Rozdzielona sieć telefoniczna ogólnego użytku do łączenia abonentów z szerszą siecią telefoniczną.

Ta sieć jest szkieletem systemu GSM. Pełni wiele funkcji, aby zapewnić klientom pożądaną usługę, w tym zarządzanie mobilnością, rejestrację, konfigurację połączeń i transfer usług. Każdy telefon łączy się z siecią za pomocą RBS (stacja bazowa) w sektorze odpowiedniej komórki, która z kolei łączy się z mobilnym centrum przełączania (MSC). MSC komunikuje się z telefoniczną siecią telefoniczną (PSTN). Łącze z telefonu do RBS jest zdefiniowane jako łącze w górę, a ścieżka powrotu do łącza w dół.

W jaki sposóbprzesyłane dane?

Kanały radiowe za pomocą medium transmisji wydajność dzięki zastosowaniu tych schematach wielokrotnego dostępu oraz multipleksowanie

z podziałem częstotliwości (FDMA);

z podziałem czasu (TDMA);

z podziałem kodu (CDMA);

z podziałem przestrzennym (SDMA).

małe komórki, które mają zasięg mniejszy niż stacje bazowe są sklasyfikowane w następujący sposób:

mikrokomórkowej - mniej niż 2 km.

Picocell ma mniej niż 200 metrów.

Femtocell - około 10 m.

Czym jest komunikacja komórkowa dla dzieci? Termin ten odnosi się zwykle do specjalnego „dzieci” z taryf specjalnych pakietach.

transmisji komórkowej, w sieci telefonii komórkowej

Gdy użytkownik przemieszcza ruchomy telefon komórkowy z jednej strefy do drugiej w trakcie rozmowy, stacja ruchoma poszukiwania nowego kanału połączenia nie przerwać połączenie. Raz stwierdzono, sieć wydaje komendę urządzenie mobilne, aby przełączyć się do nowego kanału i jednocześnie przekazać połączenie do niego. W formacie CDMA kilka telefonów udostępnia określony kanał radiowy. Sygnały są oddzielone za pomocą kodu psevdoshumovoho (PN-kod), który jest charakterystyczny dla każdego urządzenia. Gdy użytkownik przemieszcza się z jednej komórki do drugiej aparatów telefonicznych radiowych z wielu stron (lub sektorów w tym samym miejscu) jednocześnie. Jest to znane jako „miękkiego przełączania”, ponieważ, w przeciwieństwie do tradycyjnej technologii komórkowej, nie ma jednego określonego punktu, gdzie telefon jest włączony. Właśnie dlategopodczas używania tego standardu korzystaj ze wzmacniaczy komórkowych i Internetu. W modelach intermodalnych IS-95 i starszych systemach analogowych, takich jak NMT, zwykle nie jest możliwe sprawdzenie kanału docelowego podczas komunikacji. W takim przypadku należy zastosować inne metody, takie jak kontrolne sygnały nawigacyjne w IS-95. Oznacza to, że podczas wyszukiwania nowego kanału prawie zawsze występuje krótka przerwa w połączeniu, czemu towarzyszy ryzyko nieoczekiwanego powrotu do starego. Jeśli nie ma stałego połączenia lub może zostać przerwane, urządzenie bezprzewodowe może spontanicznie przechodzić z jednej komórki do drugiej, a następnie powiadamiać stację bazową o najsilniejszym sygnale.

Wybór częstotliwości komórkowej w sieciach komórkowych

Wpływ częstotliwości na zasięg komórek oznacza, że ​​różne częstotliwości są lepiej dostosowane do różnych celów. Niskie częstotliwości, takie jak NMT 450 MHz, są bardzo dobre do pokrycia terenu. GSM 900 (900 MHz) to optymalne rozwiązanie dla małego miasta. GSM 1800 (18 GHz) zaczyna być ograniczony przez ściany konstrukcyjne. UMTS o częstotliwości 21 GHz jest bardzo podobny do osiągnięcia GSM 1800. W zależności od specyfiki regionu, operatorzy komórkowi ustalają różne obszary zasięgu i częstotliwości. Wyższe częstotliwości są wadą, jeśli chodzi o zasięg, ale ma to kluczowe znaczenie, jeśli chodzi o przepustowość. Mniejsze komórki obejmujące np. Jedno piętro budynku stają się możliwe, a tę samą częstotliwość można zastosować w przypadku komórek, które są praktycznie sąsiadami.

StrefyZasięg i serwis

Obszar usług komórkowych może się również różnić w zależności od zakłóceń z systemów nadawczych zarówno wewnątrz, jak i wokół niego. Jest to szczególnie prawdziwe w systemach opartych na CDMA. Odbiornik wymaga określonego stosunku sygnału do szumu, a nadajnik nie może nadawać z bardzo dużą mocą, aby nie zakłócać innych nadajników. Ponieważ hałas (szum) wzrasta z powodu zwiększenia mocy odbieranej z nadajnika, sygnał staje się zniekształcony i ostatecznie staje się bezużyteczny. W systemach opartych na CDMA bardzo wyraźnie widoczny jest wpływ interferencji z innych mobilnych nadajników w tej samej komórce na obszarze zasięgu. Przykłady zasięgu sieci komórkowej można zobaczyć, analizując niektóre mapy zasięgu dostarczane przez prawdziwych dostawców na swoich stronach internetowych lub przeglądając niezależne karty crowdsourcingowe, takie jak OpenSignal. Mogą zobaczyć, który operator komórkowy działa na jednym lub drugim terytorium. W niektórych przypadkach mogą wskazywać lokalizację nadajnika, w innych można go obliczyć, określając punkt maksymalnego zasięgu. Komórkowy przekaźnik służy do rozszerzenia obszaru komórki na duże obszary. Są to szerokopasmowe wzmacniacze do użytku domowego i biurowego, do inteligentnych lub cyfrowych wzmacniaczy do zastosowań przemysłowych. Każdy operator komórkowy ma swój własny zakres numerów, zwykle według kodu. Można go użyć do określenia regionu i operatora komórkowegodzwoniący.