Τι είναι το κινητό τηλέφωνο; Είναι ένα σύστημα που χρησιμοποιεί μεγάλο αριθμό ασύρματων πομπών χαμηλής ισχύος για τη δημιουργία κυψελών, της κύριας γεωγραφικής περιοχής κάλυψης ενός συστήματος ασύρματης επικοινωνίας. Τα μεταβλητά επίπεδα ισχύος επιτρέπουν τον προσδιορισμό των μεγεθών κυψελών σύμφωνα με την πυκνότητα των συνδρομητών και τις τοπικές ανάγκες.
Όταν οι χρήστες κινητών μετακινούνται από κελί σε κελί, οι συνομιλίες τους "μεταφέρονται" μεταξύ αυτών των περιοχών για να διασφαλιστεί η αδιάλειπτη εξυπηρέτηση. Τα κανάλια (συχνότητες) που χρησιμοποιούνται σε μια τέτοια μονάδα μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν σε μια άλλη σε κάποια απόσταση.
Cellular είναι…
Το Το κινητό αναφέρεται στη Βελτιωμένη υπηρεσία κινητής τηλεφωνίας (AMPS), η οποία διαιρεί μια γεωγραφική περιοχή σε περιοχές που ονομάζονται κελιά. Ο σκοπός αυτού του διαχωρισμού είναι να αξιοποιήσει στο έπακρο τον περιορισμένο αριθμό συχνοτήτων μετάδοσης.
Η κινητή τηλεφωνία είναι μια μορφή τεχνολογίας επικοινωνίας που επιτρέπει τη χρήση κινητών τηλεφώνων.
Κινητό τηλέφωνοείναι ένα αμφίδρομο ραδιόφωνο που παρέχει ταυτόχρονη μετάδοση και λήψη.
Η επικοινωνία κινητής τηλεφωνίας βασίζεται στη γεωγραφική διαίρεση της περιοχής κάλυψης επικοινωνίας. Σε κάθε κελί εκχωρείται ένας ορισμένος αριθμός συχνοτήτων (ή καναλιών), που επιτρέπουν σε μεγάλο αριθμό συνδρομητών να διεξάγουν συνομιλίες ταυτόχρονα.
Το κοινό στοιχείο όλων των γενεών τεχνολογιών κινητής επικοινωνίας είναι η χρήση ορισμένων ραδιοσυχνοτήτων (RF) καθώς και η επαναχρησιμοποίηση συχνοτήτων. Αυτό σας επιτρέπει να παρέχετε υπηρεσίες σε μεγάλο αριθμό συνδρομητών, ενώ μειώνετε τον αριθμό των καναλιών (εύρος ζώνης). Σας επιτρέπει επίσης να δημιουργείτε ευρεία δίκτυα ενσωματώνοντας πλήρως προηγμένες δυνατότητες κινητών τηλεφώνων.
Η αύξηση της ζήτησης και της κατανάλωσης, καθώς και η ανάπτυξη διαφόρων τύπων υπηρεσιών, έχει επιταχύνει τη ραγδαία τεχνολογική ανάπτυξη των σύγχρονων δικτύων, καθώς και τη συνεχή βελτίωση των ίδιων των κυψελωτών συσκευών.
Πώς λειτουργεί η κινητή επικοινωνία
Κάθε κινητό τηλέφωνο χρησιμοποιεί ένα ξεχωριστό προσωρινό ραδιοφωνικό κανάλι για να επικοινωνεί με την τοποθεσία της κινητής τηλεφωνίας. Αυτός ο ιστότοπος υποστηρίζει επικοινωνία με πολλά τηλέφωνα ταυτόχρονα χρησιμοποιώντας ένα κανάλι ανά τηλέφωνο. Τα κανάλια χρησιμοποιούν ένα ζεύγος κυψελοειδών συχνοτήτων:
- Απευθείας γραμμή για μετάδοση από τοποθεσία κυψέλης.
- Αντίστροφη γραμμή, ώστε ο ιστότοπος κινητής τηλεφωνίας να μπορεί να λαμβάνει κλήσεις από χρήστες.
Η ενέργεια του ραδιοφώνου διαχέεται σε απόσταση, επομένως τα κινητά τηλέφωνα πρέπει να παραμένουν κοντά στο σταθμό βάσης για να διατηρούν επαφή. Βασική δομή του κινητούτα δίκτυα περιλαμβάνουν τηλεφωνικά συστήματα και υπηρεσίες ραδιοφώνου.
Η αρχή της κυψελοειδούς επικοινωνίας (για ανδρείκελα)
Η διαδικασία ξεκινά με την ενεργοποίηση του τσιπ εισάγοντας τον κωδικό PIN της κάρτας SIM που έχετε τοποθετήσει. Στη συνέχεια, το κυψελοειδές σήμα μεταδίδεται μέσω των καναλιών ελέγχου. Η απάντηση του καλούμενου αριθμού μεταδίδεται μέσω ενός ελεύθερου καναλιού ελέγχου στην κεραία του σταθμού βάσης, από όπου μεταδίδεται στο κέντρο μεταγωγής κινητής τηλεφωνίας.
Το κέντρο μεταγωγής αναζητά έναν σταθμό βάσης με τη μέγιστη ισχύ σήματος κινητής τηλεφωνίας ενός συνδρομητή κινητής τηλεφωνίας και αλλάζει τη συνομιλία σε αυτόν.
Πρώιμη αρχιτεκτονική του τηλεφωνικού συστήματος
Η παραδοσιακή υπηρεσία κινητής τηλεφωνίας ήταν δομημένη παρόμοια με την τηλεοπτική μετάδοση: ένας πολύ ισχυρός πομπός, που βρίσκεται στο υψηλότερο σημείο της περιοχής, θα εκπέμπει σε ακτίνα έως και πενήντα χιλιομέτρων.
Η ιδέα της κινητής τηλεφωνίας δόμησε διαφορετικά το τηλεφωνικό δίκτυο. Αντί να χρησιμοποιείτε έναν ισχυρό πομπό, έχουν τοποθετηθεί πολλοί πομποί χαμηλής κατανάλωσης σε όλη την περιοχή κάλυψης κινητής τηλεφωνίας.
Για παράδειγμα, διαιρώντας μια περιοχή σε εκατό διαφορετικές περιοχές (κελιά) με πομπούς χαμηλής ισχύος χρησιμοποιώντας δώδεκα συνομιλίες (κανάλια), η χωρητικότητα του συστήματος θα μπορούσε θεωρητικά να αυξηθεί από δώδεκα συνομιλίες ή κανάλια φωνής χρησιμοποιώντας έναν ισχυρό πομπό σε δώδεκα εκατοντάδες συνομιλίες (κανάλια) που χρησιμοποιούν εκατό πομπούς χαμηλής ισχύος.
Η περιοχή της πόλης έχει διαμορφωθεί ως παραδοσιακήδίκτυο κινητής τηλεφωνίας με έναν ισχυρό πομπό.
Σύστημα κινητής επικοινωνίας με χρήση κινητής τηλεφωνίας
Προβλήματα παρεμβολών που προκαλούνται από φορητές συσκευές που χρησιμοποιούν το ίδιο κανάλι σε παρακείμενες περιοχές έχουν αποδείξει ότι όλα τα κανάλια δεν μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν σε κάθε κελί. Αν και επηρέασε την αποτελεσματικότητα της αρχικής ιδέας, η επαναχρησιμοποίηση συχνότητας έχει γίνει μια βιώσιμη λύση στα προβλήματα των συστημάτων κινητής τηλεφωνίας.
Οι μηχανικοί βρήκαν ότι η επίδραση της παρεμβολής δεν σχετιζόταν με την απόσταση μεταξύ των ζωνών, αλλά με την αναλογία της απόστασης προς την ισχύ (ακτίνα) των πομπών ζώνης. Μειώνοντας την ακτίνα της ζώνης κατά πενήντα τοις εκατό, οι πάροχοι υπηρεσιών μπορούν να τετραπλασιάσουν τον αριθμό των πιθανών πελατών στη ζώνη.
Συστήματα που βασίζονται σε περιοχές με ακτίνα ενός χιλιομέτρου θα έχουν εκατοντάδες φορές περισσότερα κανάλια από τα συστήματα που βασίζονται σε περιοχές με ακτίνα δέκα χιλιομέτρων. Οι εικασίες οδήγησαν στο συμπέρασμα ότι με τη μείωση της ακτίνας της ζώνης σε μερικές εκατοντάδες μέτρα, ήταν δυνατό να εξυπηρετηθούν εκατομμύρια κλήσεις.
Η ιδέα της κινητής τηλεφωνίας χρησιμοποιεί μεταβλητά επίπεδα χαμηλής ισχύος, επιτρέποντας την αντιστοίχιση των κελιών με την πυκνότητα των συνδρομητών και τις ανάγκες της περιοχής. Καθώς ο πληθυσμός αυξάνεται, μπορούν να προστεθούν κύτταρα για να προσαρμοστεί αυτή η ανάπτυξη.
Οι κυτταρικές συχνότητες που χρησιμοποιούνται σε ένα σύμπλεγμα κελιών μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν σε άλλα κελιά. Οι συνομιλίες μπορούν να περάσουν από κελί σε κελί για να διατηρηθεί μια σταθεράτηλεφωνική σύνδεση όταν ο χρήστης μετακινείται μεταξύ τους.
Ο εξοπλισμός κυψελοειδούς ραδιοφώνου (σταθμός βάσης) μπορεί να επικοινωνήσει με κινητά τηλέφωνα, εφόσον βρίσκονται εντός εμβέλειας. Η ενέργεια του ραδιοφώνου διαχέεται σε απόσταση, επομένως τα κινητά τηλέφωνα πρέπει να βρίσκονται εντός της εμβέλειας λειτουργίας του σταθμού βάσης. Όπως το πρώιμο κινητό ραδιοσύστημα, ο σταθμός βάσης επικοινωνεί με τα κινητά τηλέφωνα μέσω ενός καναλιού.
Το κανάλι αποτελείται από δύο συχνότητες: μία για μετάδοση στο σταθμό βάσης και μία για λήψη πληροφοριών από το σταθμό βάσης.
Αρχιτεκτονική συστήματος κυττάρων
Η αυξανόμενη ζήτηση και η κακή ποιότητα των υπαρχουσών υπηρεσιών ώθησαν τους παρόχους υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας να διερευνήσουν τρόπους βελτίωσης της ποιότητας των υπηρεσιών και να υποστηρίξουν περισσότερους χρήστες στα συστήματά τους. Δεδομένου ότι η ποσότητα του διαθέσιμου φάσματος συχνοτήτων για χρήση κινητής τηλεφωνίας ήταν περιορισμένη, ήταν απαραίτητη η αποτελεσματική χρήση των απαιτούμενων συχνοτήτων για την κάλυψη των επικοινωνιών.
Στη σημερινή κινητή τηλεφωνία, οι αγροτικές και αστικές περιοχές χωρίζονται σε περιοχές σύμφωνα με συγκεκριμένους κανόνες εξυπηρέτησης. Οι παράμετροι ανάπτυξης, όπως ο αριθμός των διαιρέσεων και τα μεγέθη κυψελών, καθορίζονται από μηχανικούς με εμπειρία στην κυψελοειδές αρχιτεκτονική.
Η παροχή για κάθε περιοχή έχει προγραμματιστεί σύμφωνα με το σχέδιο μηχανικής, το οποίο περιλαμβάνει κυψέλες, συστάδες, επαναχρησιμοποίηση συχνότητας και παράδοση.
Το κελί είναι η βασική γεωγραφική μονάδα του κυψελοειδούς συστήματος. Αυτοί είναι οι σταθμοί βάσηςμετάδοση σήματος μέσω μικρών γεωγραφικών περιοχών, οι οποίες αναπαριστώνται ως εξάγωνα. Το μέγεθος του καθενός ποικίλλει ανάλογα με το τοπίο. Λόγω των περιορισμών που επιβάλλονται από το φυσικό έδαφος και τις τεχνητές δομές, το πραγματικό σχήμα των κυττάρων δεν είναι ένα τέλειο εξάγωνο.
Ένα σύμπλεγμα είναι μια ομάδα κελιών. Κανένα κανάλι δεν χρησιμοποιείται ξανά στο σύμπλεγμα.
Επειδή μόνο ένας μικρός αριθμός ραδιοσυχνοτήτων ήταν διαθέσιμος για κινητά συστήματα, οι μηχανικοί έπρεπε να βρουν έναν τρόπο να επαναχρησιμοποιήσουν ραδιοφωνικά κανάλια για να μεταφέρουν περισσότερες από μία συνομιλίες τη φορά. Η απόφαση που έλαβε ο κλάδος ονομάστηκε προγραμματισμός ή επαναχρησιμοποίηση συχνότητας. Η επαναχρησιμοποίηση της συχνότητας πραγματοποιήθηκε με την αναδιάρθρωση της αρχιτεκτονικής του συστήματος κινητής τηλεφωνίας στην έννοια των κυψελοειδών επικοινωνιών.
Τα πρότυπα κινητής τηλεφωνίας είναι τα εξής: η έννοια της επαναχρησιμοποίησης συχνότητας βασίζεται στην εκχώρηση σε κάθε κυψέλη μιας ομάδας ραδιοφωνικών καναλιών που χρησιμοποιούνται σε μια μικρή γεωγραφική περιοχή. Στα κελιά εκχωρείται μια ομάδα καναλιών που είναι εντελώς διαφορετική από τις γειτονικές παρόμοιες μονάδες. Η περιοχή κάλυψής τους ονομάζεται αποτύπωμα. Αυτό το αποτύπωμα οριοθετείται από ένα όριο, έτσι ώστε η ίδια ομάδα καναλιών μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαφορετικά κελιά που απέχουν αρκετά μεταξύ τους ώστε οι συχνότητές τους να μην παρεμβάλλονται.
Τα κελιά με τον ίδιο αριθμό έχουν το ίδιο σύνολο συχνοτήτων. Εάν ο αριθμός των διαθέσιμων συχνοτήτων είναι 7, ο συντελεστής επαναχρησιμοποίησης συχνότηταςισούται με 1/7. Δηλαδή, κάθε κελί χρησιμοποιεί το 1/7 των διαθέσιμων κυψελοειδών καναλιών.
Εμπόδια στην ανάπτυξη των κυψελοειδών επικοινωνιών
Δυστυχώς, οικονομικοί λόγοι κατέστησαν την ιδέα της κατασκευής ολοκληρωμένων συστημάτων με πολλές μικρές περιοχές μη πρακτική. Για να ξεπεραστεί αυτή η δυσκολία, οι χειριστές συστημάτων ανέπτυξαν την ιδέα του διαχωρισμού κυψελών. Όταν μια περιοχή εξυπηρέτησης γεμίζει από χρήστες, αυτή η προσέγγιση χρησιμοποιείται για να χωρίσει μια περιοχή σε μικρότερες. Έτσι, τα αστικά κέντρα μπορούν να υποδιαιρεθούν σε όσες περιοχές χρειάζεται για να παρέχουν ένα αποδεκτό επίπεδο υπηρεσιών σε περιοχές υψηλής επισκεψιμότητας, ενώ μεγαλύτερα, φθηνότερα κελιά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη απομακρυσμένων αγροτικών περιοχών.
Το τελευταίο εμπόδιο στην ανάπτυξη του δικτύου κινητής τηλεφωνίας σχετίζεται με το πρόβλημα που προέκυψε όταν ένας συνδρομητής κινητής τηλεφωνίας μετακινήθηκε από το ένα κύτταρο στο άλλο κατά τη διάρκεια μιας κλήσης. Εφόσον οι γειτονικές περιοχές δεν χρησιμοποιούν τα ίδια ραδιοφωνικά κανάλια, η κλήση πρέπει είτε να διακοπεί είτε να μεταφερθεί από το ένα ραδιοφωνικό κανάλι στο άλλο όταν ο χρήστης διασχίσει τη γραμμή μεταξύ γειτονικών κελιών.
Επειδή δεν επιτρέπεται η απόρριψη κλήσης, έχει δημιουργηθεί μια διαδικασία παράδοσης. Η παράδοση πραγματοποιείται όταν ένα δίκτυο κινητής τηλεφωνίας μεταφέρει αυτόματα μια κλήση σε άλλο ραδιοφωνικό κανάλι όταν η κινητή συσκευή διασχίζει γειτονικά κελιά.
Κατά τη διάρκεια μιας συνομιλίας, τα δύο μέρη βρίσκονται στο ίδιο κανάλι φωνής. Όταν η κινητή συσκευή εγκαταλείψει την περιοχή κάλυψης αυτούκυτταρική θέση, η λήψη γίνεται αδύναμη. Σε αυτό το σημείο, η τοποθεσία κελιού που χρησιμοποιείται ζητά παράδοση. Το σύστημα αλλάζει την κλήση σε κανάλι υψηλότερης συχνότητας στη νέα τοποθεσία χωρίς να διακόψει την κλήση ή να ειδοποιήσει τον χρήστη. Η κλήση συνεχίζεται όσο ο χρήστης μιλάει και ο καλών δεν παρατηρεί την παράδοση.
Στοιχεία κυψελοειδούς συστήματος
Το κυψελοειδές σύστημα προσφέρει στα κινητά και φορητά τηλεφωνικά κέντρα την ίδια υπηρεσία με τα σταθερά κέντρα μέσω συμβατικών ενσύρματων βρόχων. Είναι σε θέση να εξυπηρετήσει δεκάδες χιλιάδες συνδρομητές σε μια μεγάλη μητρόπολη. Το σύστημα κυψελοειδούς επικοινωνίας αποτελείται από τα ακόλουθα τέσσερα κύρια στοιχεία που συνεργάζονται για την παροχή υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας στους συνδρομητές:
- Δημόσιο τηλεφωνικό δίκτυο μεταγωγής (PSTN).
- Κέντρο κινητής τηλεφωνίας (MTSO).
- Κυψέλη με σύστημα κεραίας.
- Mobile Subscriber Station (MSU).
Το PSTN αποτελείται από τοπικά δίκτυα, δίκτυα ανταλλαγής και δίκτυα μεγάλων αποστάσεων που συνδέουν τηλέφωνα και άλλες συσκευές επικοινωνίας σε όλο τον κόσμο.
Το MTSO είναι το κεντρικό γραφείο κινητών επικοινωνιών. Στεγάζει ένα κέντρο μεταγωγής επικοινωνιών (MSC), σταθμούς ελέγχου πεδίου και αναμετάδοσης για εναλλαγή κλήσεων από τοποθεσίες κινητής τηλεφωνίας σε κεντρικά γραφεία ενσύρματης γραμμής (PSTN).
Ο όρος "θέση κυψέλης" χρησιμοποιείται για να αναφέρεται στη φυσική θέση του ραδιοεξοπλισμού που παρέχει κάλυψη κυψέλης. Η λίστα του υλικού που βρίσκεται στην τοποθεσία της κυψέλης περιλαμβάνει τροφοδοτικά,εξοπλισμός διεπαφής, πομποί και δέκτες ραδιοσυχνοτήτων και συστήματα κεραιών.
Η μονάδα συνδρομητή κινητής τηλεφωνίας αποτελείται από μια μονάδα ελέγχου και έναν πομποδέκτη που εκπέμπει και λαμβάνει ραδιοφωνικές εκπομπές προς και από την τοποθεσία της κυψέλης. Τρεις τύποι MSU είναι διαθέσιμοι:
- Κινητό τηλέφωνο (τυπική ισχύς μετάδοσης 4,0W).
- Φορητό (0,6W τυπική ισχύς μετάδοσης).
- Μεταφερόμενο (Η τυπική ισχύς μετάδοσης είναι 1,6W).
Οι πύργοι κυττάρων επιβλαβείς
Η κινητή επικοινωνία είναι μια μεγάλη ανακάλυψη στην επιστήμη και την τεχνολογία της εποχής της, η οποία δεν ήταν χωρίς συνέπειες. Η βιομηχανία κινητής τηλεφωνίας συνεχίζει να ισχυρίζεται ότι οι πύργοι κινητής τηλεφωνίας δεν αποτελούν κίνδυνο για την υγεία, αλλά λιγότεροι άνθρωποι το πιστεύουν αυτές τις μέρες.
Είναι επιβλαβείς οι πύργοι κυττάρων; Δυστυχώς, η σωστή απάντηση είναι ναι. Τα μικροκύματα μπορούν να επηρεάσουν τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία του σώματός σας, προκαλώντας πολλά πιθανά προβλήματα υγείας:
- Κεφαλαλγίες.
- Απώλεια μνήμης.
- Καρδιαγγειακό στρες.
- Χαμηλός αριθμός σπερματοζωαρίων.
- Γεννητικές ανωμαλίες.
- Καρκίνος.
Υπάρχουν ισχυρές ενδείξεις ότι η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία από πύργους είναι επιβλαβής για την υγεία.
Παράδειγμα: Μια μελέτη σχετικά με την επίδραση ενός πύργου κλουβιού σε ένα κοπάδι βοοειδών γαλακτοπαραγωγής πραγματοποιήθηκε από την κυβέρνηση του κρατιδίου της Βαυαρίας στη Γερμανία, τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκαν το 1998. Η ανέγερση του πύργου προκάλεσε δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία, με αποτέλεσμα την αισθητή πτώσηαπόδοση γάλακτος. Η μετακίνηση των βοοειδών αποκατέστησε την παραγωγή γάλακτος. Η μετακίνησή τους πίσω στο αρχικό τους λιβάδι δημιούργησε ξανά το πρόβλημα.
Κινητές επικοινωνίες στη Ρωσία
Από τους 100 πιθανούς ρωσικούς κωδικούς κινητής τηλεφωνίας, 79 χρησιμοποιούνται και 21 είναι δωρεάν. Οι δωρεάν κωδικοί βρίσκονται σε αποθεματικό και δεν ανήκουν ακόμη σε κανέναν χειριστή.
Περισσότερες από 80 εταιρείες κινητής επικοινωνίας είναι εγγεγραμμένες στη Ρωσική Ομοσπονδία, οι οποίες παρέχουν τις υπηρεσίες τους στη χώρα. Οι εταιρείες κινητής τηλεφωνίας διαθέτουν κωδικούς κλήσης σε μορφή 9xx. Οι αριθμοί κινητού τηλεφώνου είναι δεκαψήφιοι και ξεκινούν με +79xx ή 89xx.
Οι μεγαλύτεροι πάροχοι περιλαμβάνουν: MTS (Mobile TeleSystems), Beeline (Vympel-Communications), MegaFon, Tele2 (T2-Mobile). Οι τρεις μεγάλοι χειριστές (MTS, Beeline και MegaFon) διαθέτουν μια ολόκληρη σειρά αριθμών.
