Apakah itu komunikasi selular, tanpanya orang moden tidak dapat membayangkan kehidupan? Ini ialah jenis sambungan di mana saluran terakhir adalah tanpa wayar. Rangkaian diedarkan di kawasan darat yang dipanggil sel, setiap satunya dilayan oleh sekurang-kurangnya satu pemancar lokasi tetap, tetapi paling kerap oleh tiga stesen pemancar selular atau pangkalan. Mereka menyediakan sel dengan liputan rangkaian yang boleh digunakan untuk membawa suara, data dan jenis kandungan lain.
Bagaimana ia berfungsi?
Apakah selular dalam tindakan? Sel biasanya menggunakan set frekuensi yang berbeza daripada yang jiran untuk mengelakkan gangguan dan memastikan kualiti perkhidmatan yang terjamin dalam setiap sel (prinsip sel). Apabila digabungkan, sel-sel ini menyediakan liputan radio di kawasan geografi yang diperluaskan. Ini membolehkan sejumlah besar transceiver mudah alih (contohnya, mudah alihtelefon, tablet dan komputer riba yang dilengkapi dengan modem jalur lebar mudah alih, alat kelui, dsb.) berkomunikasi antara satu sama lain dan dengan transceiver tetap dan telefon di mana-mana sahaja pada rangkaian melalui stesen pangkalan, walaupun jika sesetengah transceiver melalui berbilang sel semasa penghantaran.
Komunikasi selular mempunyai beberapa ciri berguna:
- Kapasitansi lebih tinggi daripada satu pemancar besar, kerana frekuensi yang sama boleh digunakan pada berbilang saluran jika ia berada dalam sel yang berbeza.
- Peranti mudah alih menggunakan kurang kuasa berbanding apabila disambungkan kepada satu pemancar atau satelit kerana menara sel lebih dekat.
- Liputan yang lebih besar daripada satu pemancar terestrial kerana menara sel tambahan boleh ditambah selama-lamanya dan tidak terhad dalam keterlihatan.
Sejauh manakah kemajuan ini hari ini?
Penyedia perkhidmatan telekomunikasi utama telah menggunakan rangkaian selular untuk penghantaran suara dan kandungan di kebanyakan wilayah Bumi yang didiami. Ini membolehkan telefon mudah alih dan peranti pengkomputeran menyambung ke rangkaian telefon standard dan Internet awam.
Wilayah pengendali mudah alih boleh berbeza - dari wilayah negara kepada objek kecil. Rangkaian sel persendirian boleh digunakan untuk penyelidikan atau untuk organisasi dan taman besar, seperti menghantar panggilan kepada agensi keselamatan awam tempatan atau syarikat teksi.
Pengendali mudah alih manakah yang menjadi peneraju hari ini? Hari ini, setiap negara mempunyai pembekal sendiri. Di Rusia, MTS dan Megafon menduduki tempat pertama dari segi kelaziman.
Konsep
Apakah itu komunikasi selular dan bagaimana ia berfungsi? Dalam sistem radiokomunikasi selular, kawasan tanah yang akan disediakan dengan perkhidmatan ini dibahagikan kepada sel dalam corak yang bergantung pada rupa bumi dan ciri penerimaan. Ia mungkin lebih kurang heksagon, persegi, bulat atau beberapa bentuk biasa lain, walaupun sarang lebah heksagon adalah standard. Setiap sel ini diberikan satu set frekuensi (f1 - f6) yang dimiliki oleh stesen pangkalan radio masing-masing. Sekumpulan frekuensi boleh digunakan semula dalam sel lain, dengan syarat frekuensi yang serupa tidak digunakan semula dalam sel jiran, kerana ini boleh menyebabkan gangguan saluran bersama.
Peningkatan daya pengeluaran pada rangkaian selular berbanding dengan rangkaian pemancar tunggal adalah disebabkan oleh sistem pensuisan mudah alih yang dibangunkan oleh Amos Joel dari Bell Labs, yang membenarkan berbilang pelanggan di kawasan yang sama menggunakan frekuensi yang sama semasa menukar panggilan. Jika terdapat satu pemancar mudah, hanya satu panggilan boleh digunakan pada mana-mana frekuensi tertentu. Malangnya, sudah pasti terdapat beberapa tahap gangguan daripada sel lain yang menggunakan frekuensi yang sama. Ini bermakna dalam sistem FDMA standard, mesti ada sekurang-kurangnya satu jurang antara sel yang menggunakan semula frekuensi yang sama.
Bagaimanakah teknologi ini terhasil?
Rangkaian selular 1G komersial pertama telah dilancarkan di Jepun oleh Nippon Telegraph and Telephone (NTT) pada tahun 1979, pada mulanya di kawasan metropolitan Tokyo. Dalam tempoh lima tahun, ia telah diperluaskan untuk meliputi seluruh penduduk Jepun, menjadi rangkaian 1G pertama di seluruh negara.
Pengekodan selular
Untuk memahami maksud komunikasi selular, anda perlu memahami piawaiannya. Untuk membezakan isyarat daripada beberapa pemancar yang berbeza, jenis akses berbilang berikut telah dibangunkan:
- bahagian pembahagian masa (TDMA);
- pembahagian frekuensi (FDMA);
- Bahagian Bahagian Kod (CDMA);
- Bahagian Frekuensi Ortogonal (OFDMA).
Dalam TDMA, slot masa hantar dan terima yang digunakan oleh pengguna berbeza dalam setiap sel adalah berbeza.
Dalam FDMA, frekuensi hantar dan terima yang digunakan oleh pengguna berbeza dalam setiap sel adalah berbeza.
Prinsip CDMA lebih kompleks tetapi mencapai hasil yang sama: transceiver yang diedarkan boleh memilih satu sel dan mendengarnya.
TDMA digunakan dalam kombinasi dengan FDMA atau CDMA dalam sesetengah sistem untuk menyediakan berbilang saluran dalam kawasan liputan sel tunggal.
Aliran moden
Apakah itu selular LTE dalam tablet? Baru-baru ini, sistem berdasarkan akses berbilang pembahagian frekuensi ortogon, sepertiLTE, kekerapan guna semula 1.
Oleh kerana sistem sedemikian tidak menyebarkan isyarat melalui jalur frekuensi, pengurusan sumber radio antara sel adalah penting untuk menyelaraskan peruntukan sumber antara sel yang berbeza dan untuk mengehadkan gangguan antara sel. Terdapat pelbagai kaedah Inter-Cell Interference Coordination (ICIC) yang telah ditakrifkan dalam standard.
Penjadualan yang diselaraskan, MIMO berbilang tapak atau pembentukan pancaran berbilang tapak ialah contoh lain pengurusan sumber radio antara sel yang mungkin diseragamkan pada masa hadapan.
Siarkan mesej dan isyarat
Apakah itu telefon bimbit? Definisi diberikan di atas. Hampir setiap sistem sedemikian mempunyai beberapa jenis mekanisme penyiaran. Ini boleh digunakan secara langsung untuk mengedarkan maklumat kepada berbilang telefon mudah alih. Untuk tujuan ini, penguat selular juga digunakan.
Biasanya, sebagai contoh, dalam sistem telefon mudah alih, penggunaan maklumat penyiaran yang paling penting adalah untuk menyediakan saluran untuk komunikasi satu-sama-satu antara transceiver mudah alih dan stesen pangkalan. Ini dipanggil isyarat selular. Tiga prosedur isyarat berbeza biasanya digunakan: bersiri, selari dan selektif.
Butiran proses paging agak berbeza dari rangkaian ke rangkaian, tetapi biasanya terdapat bilangan sel yang terhad di mana telefon berada (kumpulan ini dipanggil kawasan liputan dalam sistem GSM atau UMTS, atau penghalaan kawasan jika sesi terlibat).pakej data; dalam LTE, sel dikumpulkan ke dalam kawasan penjejakan).
Isyarat berlaku dengan menghantar mesej siaran ke semua sel ini. Mesej isyarat boleh digunakan untuk menyampaikan maklumat. Ini berlaku dalam alat kelui, dalam sistem CDMA untuk menghantar mesej SMS dan dalam sistem UMTS yang membenarkan kelewatan pautan bawah rendah dalam sambungan paket.
Pergerakan antara sel dan penghantaran data
Apakah jenis komunikasi selular moden? Dalam sistem komunikasi selular, apabila transceiver mudah alih teragih bergerak dari sel ke sel semasa komunikasi berterusan, pertukaran dari satu frekuensi sel ke frekuensi sel yang lain dilakukan secara elektronik tanpa gangguan dan tanpa pengendali stesen pangkalan atau pensuisan manual. Ini dipanggil data mudah alih. Biasanya, saluran baharu dipilih secara automatik untuk peranti mudah alih di stesen pangkalan baharu yang akan menyediakannya. Peranti kemudian bertukar secara automatik daripada saluran semasa kepada saluran baharu dan sambungan diteruskan.
Butiran tepat memindahkan komunikasi selular dari satu stesen pangkalan ke stesen pangkalan yang lain sangat berbeza dari sistem ke sistem.
seni bina rangkaian GSM
Contoh rangkaian selular yang paling biasa ialah rangkaian telefon mudah alih (selular). Ini ialah telefon mudah alih yang menerima atau membuat panggilan melalui tapak sel (pangkalan) atau menara penghantaran. Gelombang radio digunakan untuk menghantar isyarat ke atau dari telefon mudah alih.
ModenRangkaian selular menggunakan sel kerana frekuensi radio adalah sumber biasa yang terhad. Stesen selular dan telefon menukar frekuensi di bawah kawalan komputer dan menggunakan pemancar kuasa rendah supaya bilangan frekuensi radio yang biasanya terhad boleh digunakan oleh ramai pelanggan serentak dengan kurang gangguan.
Cara sambungan berfungsi
Rangkaian selular digunakan oleh pengendali mudah alih untuk mencapai kedua-dua liputan dan kapasiti untuk pelanggannya. Kawasan geografi yang besar dibahagikan kepada sel yang lebih kecil untuk mengelakkan kehilangan isyarat garis penglihatan dan untuk menyokong sejumlah besar telefon aktif di kawasan itu. Semua kawasan liputan disambungkan ke pertukaran telefon (atau suis), yang seterusnya, disambungkan ke rangkaian telefon awam.
Apakah itu selular sebagai modem? Sebenarnya, ini adalah sambungan serupa yang menghantar paket maklumat melalui Internet.
Di bandar, setiap tapak sel boleh mempunyai jarak sehingga lebih kurang 0.80 km, manakala di kawasan luar bandar julat ini boleh mencapai sehingga 8 km. Ada kemungkinan bahawa di kawasan terbuka, pengguna boleh menerima isyarat dari tapak sel pada jarak sehingga 40 km.
Oleh kerana hampir semua telefon bimbit menggunakan komunikasi selular GSM, CDMA dan AMPS, istilah "telefon selular" digunakan secara bergantian dengan "mudah alih". Tetapi adalah wajar mempertimbangkan beberapa perbezaan antara peranti ini.
Apakah itu komunikasi selularpada iPhone? Ini adalah keupayaan untuk menyambung ke rangkaian menggunakan dua piawaian pada masa yang sama - GSM dan CDMA. Walau bagaimanapun, telefon satelit ialah peranti mudah alih yang tidak berkomunikasi secara langsung dengan menara sel daratan, tetapi boleh melakukannya secara tidak langsung melalui satelit.
Apakah format komunikasi yang boleh digunakan?
Terdapat beberapa teknologi selular digital yang berbeza, termasuk:
- Sistem Global untuk Komunikasi Mudah Alih (GSM).
- Perkhidmatan Radio Paket Am (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 data dioptimumkan (EV-DO).
- Kadar data dipertingkatkan untuk GSM (EDGE).
- Sistem Telekomunikasi Mudah Alih Universal (UMTS).
- Komunikasi Wayarles Dipertingkat Digital (DECT).
- AMP Digital (IS-136 / TDMA).
- Rangkaian Dipertingkat Digital Bersepadu (iDEN).
Peralihan daripada standard analog kepada digital yang sedia ada sangat berbeza di Eropah dan AS. Akibatnya, banyak piawaian digital telah muncul di AS, dan Eropah serta banyak negara telah bergerak lebih dekat dengan GSM. Ini menerangkan keanehan kerja iPhone pada rangkaian.
Struktur rangkaian selular
Perwakilan ringkas rangkaian selular dari segi komunikasi radio terdiri daripada elemen seperti:
- Rangkaian stesen pangkalan radio yang membentuk subsistem stesen pangkalan.
- Rangkaian suis litar utama yang wujud untuk mengendalikan panggilan suara dan teks.
- Rangkaian bertukar paket yang direka untuk mengendalikan data mudah alih.
- Rangkaian telefon bertukar awam untuk menghubungkan pelanggan ke rangkaian telefon yang lebih luas.
Rangkaian ini adalah tulang belakang sistem GSM. Ia melaksanakan banyak fungsi untuk memastikan pelanggan menerima perkhidmatan yang diingini, termasuk pengurusan mobiliti, pendaftaran, persediaan panggilan dan penyerahan.
Setiap telefon bersambung ke rangkaian menggunakan RBS (stesen pangkalan radio) dalam sektor sel yang sepadan, yang seterusnya bersambung ke Pusat Penukaran Mudah Alih (MSC). MSC menyambung ke rangkaian telefon suis awam (PSTN). Pautan dari telefon ke RBS ditakrifkan sebagai pautan atas dan laluan kembali ditakrifkan sebagai pautan bawah.
Bagaimanakah data dihantar?
Saluran radio menggunakan medium penghantaran dengan cekap melalui penggunaan berbilang akses dan skim pemultipleksan berikut:
- pembahagian frekuensi (FDMA);
- bahagian pembahagian masa (TDMA);
- Bahagian Bahagian Kod (CDMA);
- Space Divisional (SDMA).
Sel kecil, yang mempunyai kawasan liputan yang lebih kecil daripada stesen pangkalan, dikelaskan seperti berikut:
- Microcell - kurang daripada 2 kilometer.
- Picocell - kurang daripada 200 meter.
- Femtocell - kira-kira 10 meter.
Apakah komunikasi selular untuk kanak-kanak? Istilah ini biasanya difahami sebagai tarif khas "kanak-kanak" dengan pakej perkhidmatan istimewa.
Transmisi selular dalam rangkaiankomunikasi mudah alih
Apabila pengguna telefon bergerak dari satu kawasan sel ke kawasan lain semasa panggilan, stesen mudah alih akan mencari saluran baharu untuk disambungkan supaya tidak mengganggu panggilan. Sebaik sahaja ia ditemui, rangkaian mengarahkan peranti mudah alih untuk beralih ke saluran baharu dan menukar panggilan kepadanya pada masa yang sama.
Dengan format CDMA, berbilang telefon berkongsi saluran radio tertentu. Isyarat dipisahkan menggunakan kod bunyi pseudo (kod PN) khusus untuk setiap peranti. Apabila pengguna berpindah dari satu sel ke sel yang lain, telefon mewujudkan pautan radio dengan berbilang lokasi (atau sektor lokasi yang sama) pada masa yang sama. Ini dikenali sebagai "penyerahan lembut" kerana, tidak seperti teknologi selular tradisional, tiada satu titik tertentu di mana telefon bertukar kepada sel baharu. Oleh itu, apabila menggunakan standard ini, penguat selular dan Internet digunakan.
Dalam penyerahan antara frekuensi IS-95 dan sistem analog yang lebih lama seperti NMT, biasanya tidak mungkin untuk menyemak terus saluran sasaran semasa komunikasi. Dalam kes ini, kaedah lain mesti digunakan, seperti suar kawalan dalam IS-95. Ini bermakna apabila mencari saluran baharu, hampir selalu terdapat rehat yang singkat dalam komunikasi, dengan risiko pengembalian yang tidak dijangka kepada saluran lama.
Jika tiada sambungan kekal, atau ia mungkin terganggu, peranti mudah alih mungkin bergerak secara spontan dari satu sel ke sel yang lain dan kemudian memberitahu stesen pangkalan dengan isyarat paling kuat.
Pilihanfrekuensi selular dalam rangkaian mudah alih
Kesan frekuensi pada liputan sel bermakna frekuensi yang berbeza adalah lebih sesuai untuk tujuan yang berbeza. Frekuensi rendah seperti 450 MHz NMT berfungsi dengan baik untuk liputan luar bandar. GSM 900 (900 MHz) ialah penyelesaian yang sesuai untuk liputan bandar kecil.
GSM 1800 (1.8 GHz) mula terhad kepada dinding struktur. UMTS pada 2.1 GHz sangat serupa dalam liputan kepada GSM 1800. Bergantung pada ciri-ciri rantau ini, pengendali mudah alih menetapkan kawasan liputan dan frekuensi yang berbeza.
Frekuensi yang lebih tinggi adalah satu kelemahan dalam hal liputan, tetapi kelebihan yang menentukan apabila ia berkaitan dengan lebar jalur. Sel-sel kecil yang menutupi, sebagai contoh, satu tingkat bangunan menjadi mungkin dan frekuensi yang sama boleh digunakan untuk sel yang hampir berjiran.
Liputan dan kawasan perkhidmatan
Kawasan perkhidmatan sel juga boleh berubah disebabkan oleh gangguan daripada sistem penghantaran di dalam dan di sekelilingnya. Ini benar terutamanya dalam sistem berasaskan CDMA. Penerima memerlukan nisbah isyarat kepada hingar tertentu dan pemancar tidak boleh menghantar pada kuasa yang terlalu tinggi supaya tidak mengganggu pemancar lain.
Apabila gangguan (bunyi) meningkat disebabkan peningkatan kuasa yang diterima daripada pemancar, isyarat menjadi rosak dan akhirnya menjadi tidak boleh digunakan. Dalam sistem berasaskan CDMA, kesan gangguan daripada pemancar mudah alih lain dalam sel yang sama pada kawasan liputan sangat ketara.
Contoh salutanliputan selular boleh dilihat dengan memeriksa beberapa peta liputan yang disediakan oleh pembekal sebenar di tapak web mereka, atau dengan melihat peta sumber ramai bebas seperti OpenSignal. Mereka menunjukkan pengendali mudah alih yang beroperasi di wilayah tertentu. Dalam sesetengah kes, mereka mungkin menandakan lokasi pemancar, dalam kes lain ia mungkin dikira dengan menentukan titik liputan terbesar.
Pengulang selular digunakan untuk meluaskan kawasan liputan sel ke kawasan yang luas. Ia terdiri daripada pengulang jalur lebar untuk kegunaan kediaman dan pejabat kepada pengulang pintar atau digital untuk kegunaan industri.
Setiap pembekal selular mempunyai julat nombor sendiri, biasanya berbeza mengikut kod. Ia boleh digunakan untuk menentukan wilayah dan pengendali mudah alih mana yang dimiliki oleh pemanggil.
