Hvad er cellulær kommunikation, uden hvilken en moderne person ikke kan forestille sig livet? Dette er den type forbindelse, hvor den sidste kanal er trådløs. Netværket er fordelt over landområder kaldet celler, som hver betjenes af mindst én fastplaceret transceiver, men oftest af tre cellulære eller basistransceiverstationer. De giver cellen netværksdækning, der kan bruges til at transportere tale, data og andre typer indhold.
Hvordan virker det?
Hvad er mobil i aktion? En celle bruger norm alt et andet sæt frekvenser end naboer for at undgå interferens og sikre en garanteret servicekvalitet i hver celle (celleprincippet). Når de kombineres, giver disse celler radiodækning over et udvidet geografisk område. Dette tillader et betydeligt antal bærbare transceivere (for eksempel mobiltelefoner, tablets og bærbare computere udstyret med mobile bredbåndsmodems, personsøgere osv.) kommunikerer med hinanden og med faste transceivere og telefoner over alt på netværket via basestationer, også selvom nogle transceivere passerer gennem flere celler under transmission.
Mobilkommunikation har en række nyttige funktioner:
- Højere kapacitans end én stor sender, da den samme frekvens kan anvendes på flere kanaler, hvis de er i forskellige celler.
- Mobile enheder bruger mindre strøm, end når de er tilsluttet en enkelt sender eller satellit, fordi mobilmaster er tættere på.
- Større dækning end en enkelt jordbaseret sender, da yderligere mobilmaster kan tilføjes på ubestemt tid og ikke er begrænset i synlighed.
Hvor avanceret er dette i dag?
Større telekommunikationstjenesteudbydere har indsat mobilnetværk til tale- og indholdstransmission over det meste af jordens beboede territorium. Dette gør det muligt for mobiltelefoner og computerenheder at oprette forbindelse til standardtelefonnetværket og det offentlige internet.
Regioner af mobiloperatører kan være forskellige - fra landets territorium til et lille objekt. Private mobilnetværk kan bruges til forskning eller til store organisationer og parker, såsom at sende opkald til lokale offentlige sikkerhedsmyndigheder eller et taxaselskab.
Hvilken mobiloperatør er førende i dag? I dag har hvert land sine egne udbydere. I Rusland indtager MTS og Megafon førstepladsen med hensyn til udbredelse.
Koncept
Hvad er mobilkommunikation, og hvordan fungerer det? I et cellulært radiokommunikationssystem er det landområde, der skal forsynes med denne tjeneste, opdelt i celler i et mønster, der afhænger af terræn og modtagekarakteristika. Den kan være omtrent sekskantet, firkantet, rund eller en anden almindelig form, selvom sekskantede honningkager er standard. Hver af disse celler er tildelt et sæt frekvenser (f1 - f6), som de respektive radiobasestationer har. En gruppe af frekvenser kan genanvendes i andre celler, forudsat at lignende frekvenser ikke genbruges i naboceller, da dette kan forårsage co-kanal interferens.
Den øgede gennemstrømning på et mobilnetværk sammenlignet med et enkelt sendernetværk skyldtes det mobile omstillingssystem udviklet af Amos Joel fra Bell Labs, som gjorde det muligt for flere abonnenter i samme område at bruge den samme frekvens, når de skiftede opkald. Hvis der er én simpel sender, kan der kun bruges ét opkald på en given frekvens. Desværre er der uundgåeligt en vis grad af interferens fra andre celler, der bruger samme frekvens. Det betyder, at der i et standard FDMA-system skal være mindst ét mellemrum mellem celler, der genbruger den samme frekvens.
Hvordan opstod denne teknologi?
Det første kommercielle 1G-mobilnetværk blev lanceret i Japan af Nippon Telegraph and Telephone (NTT) i 1979, oprindeligt i Tokyos hovedstadsområde. Inden for fem år blev det udvidet til at dække hele Japans befolkning og blev det første landsdækkende 1G-netværk.
Cellular coding
For at forstå, hvad cellulær kommunikation er, skal du forstå dens standarder. For at skelne signaler fra flere forskellige sendere er følgende varianter af multiple access blevet udviklet:
- time division division (TDMA);
- frekvensdivision (FDMA);
- Code Division Division (CDMA);
- Orthogonal Frequency Division (OFDMA).
I TDMA er de sende- og modtagetidsvinduer, der bruges af forskellige brugere i hver celle, forskellige.
I FDMA er de sende- og modtagefrekvenser, der bruges af forskellige brugere i hver celle, forskellige.
CDMA-princippet er mere komplekst, men opnår det samme resultat: distribuerede transceivere kan vælge én celle og lytte til den.
TDMA bruges i kombination med FDMA eller CDMA i nogle systemer for at levere flere kanaler i et enkelt celledækningsområde.
Moderne trend
Hvad er LTE cellular i en tablet? For nylig er systemer baseret på ortogonal frekvensdeling multipel adgang, som f.eksLTE, frekvensgenbrug 1.
Fordi sådanne systemer ikke spreder signalet over frekvensbåndet, er inter-celle radioressourcestyring vigtig for at koordinere ressourceallokering mellem forskellige celler og for at begrænse inter-celle interferens. Der er forskellige metoder til Inter-Cell Interference Coordination (ICIC), der allerede er defineret i standarden.
Koordineret planlægning, multi-site MIMO eller multi-site beamforming er andre eksempler på intercell radioressourcestyring, der kan blive standardiseret i fremtiden.
Udsend beskeder og signaler
Hvad er en mobiltelefon? Definitionen er givet ovenfor. Næsten alle sådanne systemer har en form for udsendelsesmekanisme. Dette kan bruges direkte til at distribuere information til flere mobiltelefoner. Til dette formål bruges også cellulære forstærkere.
Typisk, for eksempel i mobiltelefonisystemer, er den vigtigste brug af broadcast-information at oprette kanaler til en-til-en kommunikation mellem en mobil transceiver og en basestation. Dette kaldes et cellulært signal. Tre forskellige signaleringsprocedurer bruges almindeligvis: seriel, parallel og selektiv.
Detaljene i personsøgningsprocessen varierer noget fra netværk til netværk, men der er norm alt et begrænset antal celler, som en telefon befinder sig i (denne gruppe kaldes et dækningsområde i et GSM- eller UMTS-system eller en routing område, hvis en session er involveret).datapakke; i LTE grupperes celler i et sporingsområde).
Signalering sker ved at sende en broadcast-meddelelse til alle disse celler. Signaleringsmeddelelser kan bruges til at formidle information. Dette sker i personsøgere, i CDMA-systemer til afsendelse af SMS-beskeder og i et UMTS-system, hvor det giver mulighed for lav downlink-forsinkelse i pakkeforbindelser.
Bevægelse mellem celler og datatransmission
Hvad er en moderne form for mobilkommunikation? I et cellulært kommunikationssystem, når distribuerede mobile transceivere bevæger sig fra celle til celle under kontinuerlig kommunikation, sker skift fra en cellefrekvens til en anden elektronisk uden afbrydelse og uden basestationsoperatør eller manuel omskiftning. Dette kaldes mobildata. Typisk vælges en ny kanal automatisk til den mobile enhed på den nye basestation, der skal betjene den. Enheden skifter derefter automatisk fra den aktuelle kanal til den nye, og forbindelsen fortsætter.
De nøjagtige detaljer for flytning af mobilkommunikation fra en basestation til en anden varierer betydeligt fra system til system.
GSM-netværksarkitektur
Det mest almindelige eksempel på et mobilnetværk er et mobilnetværk (mobiltelefoni). Dette er en bærbar telefon, der modtager eller foretager opkald gennem en mobiltelefon (base) eller et transmissionstårn. Radiobølger bruges til at transmittere signaler til eller fra en mobiltelefon.
ModerneMobilnetværk bruger celler, fordi radiofrekvenser er en begrænset fælles ressource. Mobilstationer og telefoner ændrer frekvens under computerstyring og bruger laveffektsendere, så et norm alt begrænset antal radiofrekvenser kan bruges af mange abonnenter samtidigt med mindre interferens.
Sådan fungerer forbindelsen
Mobilnetværket bruges af mobiloperatøren til at opnå både dækning og kapacitet for sine abonnenter. Store geografiske områder er opdelt i mindre celler for at undgå tab af synslinjesignal og for at understøtte et stort antal aktive telefoner i det område. Alle dækningsområder er forbundet med telefoncentraler (eller omskiftere), som igen er forbundet med det offentlige telefonnet.
Hvad er mobilt som modem? Faktisk er dette en lignende forbindelse, der transmitterer pakker med information via internettet.
I byer kan hvert cellested have en rækkevidde på op til cirka 0,80 km, mens denne rækkevidde i landdistrikter kan være op til 8 km. Det er muligt, at brugeren i åbne områder kan modtage signaler fra en mobiltelefon i en afstand på op til 40 km.
Fordi næsten alle mobiltelefoner bruger GSM, CDMA og AMPS mobilkommunikation, bruges udtrykket "mobiltelefon" i flæng med "mobil". Men det er værd at overveje nogle forskelle mellem disse enheder.
Hvad er mobilkommunikationpå en iPhone? Dette er muligheden for at oprette forbindelse til netværket ved hjælp af to standarder på samme tid - GSM og CDMA. Satellittelefoner er imidlertid mobile enheder, der ikke kommunikerer direkte med et jordbaseret mobiltårn, men kan gøre det indirekte via satellit.
Hvilke kommunikationsformater kan bruges?
Der er en række forskellige digitale mobilteknologier, herunder:
- Glob alt system til mobilkommunikation (GSM).
- General Packet Radio Service (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 data optimeret (EV-DO).
- Forbedrede datahastigheder for GSM (EDGE).
- Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
- Digital Enhanced Wireless Communications (DECT).
- Digital AMPS (IS-136 / TDMA).
- Integrated Digital Enhanced Network (iDEN).
Overgangen fra den eksisterende analoge til digitale standard var meget anderledes i Europa og USA. Som et resultat er der dukket mange digitale standarder op i USA, og Europa og mange lande er rykket tættere på GSM. Dette forklarer det særlige ved iPhones arbejde på netværket.
Mobilnetværksstruktur
En simpel repræsentation af et mobilnetværk med hensyn til radiokommunikation består af elementer som:
- Et netværk af radiobasestationer, der danner et basestationsundersystem.
- Det primære kredsløbskoblede netværk, der eksisterer til at håndtere tale- og tekstopkald.
- Pakkekoblet netværk designet til at håndtere mobildata.
- Offentligt telefonnetværk til at forbinde abonnenter til et bredere telefonnet.
Dette netværk er rygraden i GSM-systemet. Den udfører mange funktioner for at sikre, at kunderne modtager den ønskede service, herunder mobilitetsstyring, registrering, opkaldsopsætning og overdragelse.
Hver telefon opretter forbindelse til netværket ved hjælp af en RBS (radiobasestation) i sektoren for den tilsvarende celle, som igen forbinder til Mobile Switching Center (MSC). MSC'en forbinder til det offentlige telefonnetværk (PSTN). Linket fra telefonen til RBS er defineret som uplink, og returstien er defineret som downlink.
Hvordan overføres data?
Radiokanaler bruger transmissionsmediet effektivt gennem brugen af følgende multiple access- og multipleksing-ordninger:
- frekvensdivision (FDMA);
- time division division (TDMA);
- Code Division Division (CDMA);
- Space Divisional (SDMA).
Små celler, som har et mindre dækningsområde end basestationer, er klassificeret som følger:
- Microcell - mindre end 2 kilometer.
- Picocell - mindre end 200 meter.
- Femtocell - omkring 10 meter.
Hvad er mobilkommunikation for børn? Dette udtryk forstås norm alt som særlige "børns" takster med særlige servicepakker.
Mobiltransmission i netværkmobilkommunikation
Når telefonbrugeren flytter fra et celleområde til et andet under et opkald, vil mobilstationen lede efter en ny kanal at forbinde for ikke at afbryde opkaldet. Når den er fundet, instruerer netværket mobilenheden om at skifte til den nye kanal og skifte opkaldet til den på samme tid.
Med CDMA-format deler flere telefoner en specifik radiokanal. Signalerne adskilles ved hjælp af en pseudo-støjkode (PN-kode), der er specifik for hver enhed. Når en bruger flytter fra en celle til en anden, etablerer telefonen en radioforbindelse med flere lokationer (eller sektorer på samme sted) på samme tid. Dette er kendt som "blød overdragelse", fordi der i modsætning til traditionelle mobilteknologier ikke er et enkelt defineret punkt, hvor telefonen skifter til en ny celle. Derfor, når denne standard anvendes, bruges mobil- og internetforstærkere.
I IS-95 inter-frekvens overdragelser og ældre analoge systemer såsom NMT, er det norm alt ikke muligt direkte at kontrollere målkanalen under kommunikation. I dette tilfælde skal andre metoder bruges, såsom kontrolfyr i IS-95. Det betyder, at når man leder efter en ny kanal, er der næsten altid en kort pause i kommunikationen med risiko for en uventet tilbagevenden til den gamle.
Hvis der ikke er nogen permanent forbindelse, eller den kan blive afbrudt, kan den mobile enhed spontant flytte fra en celle til en anden og derefter underrette basestationen med det stærkeste signal.
Choicecellulære frekvenser i mobilnetværk
Frekvensens effekt på celledækningen betyder, at forskellige frekvenser er bedre egnede til forskellige formål. Lave frekvenser som 450 MHz NMT tjener meget godt til landdistriktsdækning. GSM 900 (900 MHz) er en passende løsning til små bydækninger.
GSM 1800 (1,8 GHz) begynder at blive begrænset til strukturelle vægge. UMTS ved 2,1 GHz minder meget om dækning til GSM 1800. Afhængigt af regionens karakteristika indstiller mobiloperatører forskellige dækningsområder og frekvenser.
Højere frekvenser er en ulempe, når det kommer til dækning, men en afgørende fordel, når det kommer til båndbredde. Små celler, der for eksempel dækker en etage i en bygning, bliver mulige, og den samme frekvens kan bruges til celler, der praktisk t alt er naboer.
Dækning og serviceområder
Betjeningsområdet for en celle kan også ændre sig på grund af interferens fra sendesystemer både inden i og omkring den. Dette gælder især i CDMA-baserede systemer. Modtageren har brug for et vist signal-til-støj-forhold, og senderen bør ikke sende med for høj effekt for ikke at forstyrre andre sendere.
Når interferensen (støjen) øges på grund af stigningen i modtaget effekt fra senderen, bliver signalet ødelagt og bliver til sidst ubrugeligt. I CDMA-baserede systemer er indvirkningen af interferens fra andre mobilsendere i samme celle på dækningsområdet meget mærkbar.
Belægningseksemplermobildækning kan ses ved at undersøge nogle af de dækningskort, der leveres af rigtige udbydere på deres websteder, eller ved at se på uafhængige crowdsourcede kort såsom OpenSignal. De viser, hvilken mobiloperatør der opererer i et bestemt område. I nogle tilfælde kan de markere senderens placering, i andre kan det beregnes ved at bestemme punktet med størst dækning.
Cellular repeater bruges til at udvide dækningsområdet for en celle over et stort område. De spænder fra bredbåndsrepeatere til bolig- og kontorbrug til smarte eller digitale repeatere til industriel brug.
Hver mobiludbyder har sin egen række af numre, som norm alt er forskellige efter kode. Den kan bruges til at bestemme, hvilken region og mobiloperatør den, der ringer op, har.
