Какво е клетъчна комуникация, без която съвременният човек не си представя живота? Това е вид връзка, при която последният канал е безжичен. Мрежата се разпределя по земни зони, наречени клетка, всяка от които се обслужва от поне един приемо-предавател от определено местоположение, но по-често, отколкото не - три клетъчни или базови приемащи приемо-предавателни станции. Те осигуряват покритие на клетъчна мрежа, което може да се използва за предаване на глас, данни и други видове съдържание.
Как работи?
Какво е клетъчната комуникация в действие? Клетката обикновено използва различен набор от честоти от съседите, за да избегне смущения и да осигури гарантирано качество на услугата във всяка клетка (принципа "клетка"). Когато са комбинирани, тези клетки осигуряват радио покритие в разширения географски регион. Това дава възможност за значителен брой преносими приемници (като мобилни телефони, таблети и лаптопи, оборудвани с мобилни широколентови модеми, пейджъри и др.) Да комуникират помежду си и със стационарни приемници и телефони навсякъде в мрежата, използвайки основни станции, дори ако някои предаватели преминават през множество клетки по време на предаването.
Клетъчните комуникации имат редица полезни функции:
Голям капацитет от един голям предавател, тъй като същата честота може да се използва за множество канали, ако те са вразлични клетки.
Мобилните устройства консумират по-малко енергия, отколкото когато са свързани с един предавател или сателит, тъй като клетъчните кули са по-близки.
Голяма площ на покритие от един наземен предавател, тъй като могат да се добавят допълнителни клетъчни кули за неопределено време и да не се ограничават до видимост.
Как се разви днес?
Големите доставчици на телекомуникационни услуги са разгърнали клетъчни мрежи за излъчване на глас и съдържание за по-голямата част от обитаваната земя. Това позволява на мобилните телефони и компютрите да се свързват със стандартната телефонна мрежа и обществения интернет.
Регионите на клетъчните оператори могат да бъдат различни от територията на страната до малък обект. Частни клетъчни мрежи могат да се използват за изследвания или за големи организации и паркове, например, за изпращане на обаждания до местни органи за обществена безопасност или таксиметрова компания.
Какъв клетъчен оператор е днес лидер? Към днешна дата всяка страна има свои доставчици. В Русия, на първо място в разпространението заемат "MTS" и "Мегафон".
Концепция
Какво представлява мобилната комуникация и как тя работи? В системата на клетъчното радио, територията на сушата, която трябва да бъде осигурена от тази услуга, е разделена на клетки според схемата, която зависи от характеристиките на района и рецепцията. Тя може да бъде приблизително шестоъгълна, квадратна,кръгли или други правилни форми, въпреки че шестоъгълната пчелна пита е стандартна. На всяка от тези клетки се определя набор от честоти (f1 - f6), които имат съответни базови радиостанции. Честотна лента може да бъде използвана повторно в други клетки, при условие че подобни честоти не се използват в съседни клетки многократно, тъй като това може да причини смущения в комбинирания канал. Увеличената широчина на честотната лента на мрежата в сравнение с мрежата с един предавател се дължи на системата за комутиране на мобилни устройства, разработена от Amos Joel от Bell Labs, която позволява на множество абонати в същата зона да използват една и съща честота при превключване на повиквания. Ако има един прост предавател, може да се използва само едно обаждане на дадена честота. За съжаление, неизбежно има някакво ниво на смущения от сигнала от други клетки, които използват една и съща честота. Това означава, че трябва да има поне една празнина в стандартната FDMA между клетките, които използват повторно една и съща честота.
Как стана тази технология?
Първата търговска мрежа от поколение 1G стартира в Япония от Nippon Telegraph and Telephone (NTT) през 1979 г., първоначално в столицата Токио. В продължение на пет години тя бе разширена, за да обхване цялото население на Япония и се превърна в първата национална мрежа от 1G.
Кодиране на клетъчен сигнал
За да се разбере какво е клетъчна връзка, е необходимо да се разгледат нейните стандарти. За да се разграничат сигналите от няколко различни предавателя, са разработениследните разновидности на множествен достъп:
с времево разделяне (TDMA);
с честотно разделяне (FDMA);
с кодово разделяне (CDMA);
, ортогонално на честотно разделяне (OFDMA).
В TDMA времевите интервали на предаване и приемане, използвани от различни потребители във всяка клетка, се различават един от друг. В FDMA честотите на предаване и приемане, използвани от различни потребители във всяка клетка, се различават една от друга. Принципът на CDMA е по-сложен, но постига същия резултат: разпределените приемници могат да избират една клетка и да я слушат. TDMA се използва във връзка с FDMA или CDMA в редица системи за осигуряване на множество канали в зоната на покритие на една клетка.
Съвременна тенденция
Какво е LTE клетъчна свързаност в таблет? Напоследък, системи, базирани на множествен достъп с ортогонално разделяне на честотите, като например LTE с повторно използване на честотата 1, тъй като такива системи не разпространяват сигнали за честотна лента, управлението на междудържавни радио ресурси е важно за координиране на разпределението на ресурсите между различни клетъчни клетки и за ограничаване на междудържавно смущения. Съществуват различни начини за координиране на междудържавни пречки (ICICs), които вече са определени в стандарта. Координираното планиране, многолистовото MIMO или мултисайтово формиране са други примери за управление на междудържавни радио ресурси, които могат да бъдат стандартизирани в бъдеще.
Излъчване на съобщения и сигнали
Какво е клетъчна комуникация? дефиницияпо-горе. На практика всяка такава система има своеобразен речев механизъм. Може да се използва директно за разпространение на информация до няколко мобилни телефона. За целта се използват и клетъчни усилватели.
Обикновено в системите за мобилна телефония най-важното използване на предаването на информация е създаването на канали за комуникация „един към един“ между мобилния приемник и базовата станция. Това се нарича клетъчен сигнал. Обикновено се използват три различни сигнални процедури: последователни, паралелни и селективни. Подробностите за процеса на виртуализиране се различават леко от мрежата до мрежата, но обикновено е известен ограничен брой клетки в телефона (тази група се нарича зона на покритие в GSM или UMTS системата или в зоната за маршрутизация, ако се използва пакетна сесия с данни; проследяване).
Сигналът се доставя чрез изпращане на излъчвано съобщение до всички тези клетки. Сигналните съобщения могат да се използват за предаване на информация. Това се случва в пейджърите, в CDMA системите за изпращане на SMS съобщения в UMTS системата, където това включва ниско закъснение по връзката надолу.
Движение между агрегати и предаване на данни
Какво е клетъчна връзка от съвременен тип? В клетъчна система, когато разпределените мобилни предаватели се преместват от клетка към клетка по време на непрекъснато превключване от единчестотата на клетката към другата се извършва електронно без прекъсване и без оператора на базовата станция или ръчно превключване. Това се нарича мобилно предаване на данни. Като правило, нов канал автоматично се избира за мобилно устройство на нова базова станция, която ще я обслужва. След това устройството автоматично превключва от текущия към новия канал и връзката продължава. Точните подробности за преместването на клетъчна връзка от една базова станция към друга се различават значително от системата на системата.
Мрежова архитектура на GSM
Най-често срещаният пример за мрежа е мрежата от мобилен (клетъчен) телефон. Това е преносим телефон, който приема или осъществява повиквания през клетка (база) или предава кула. Радиовълните се използват за предаване на сигнали от мобилен телефон или от него. Модерните клетъчни мрежи използват клетки, защото радиочестотите са ограничен общ ресурс. Клетъчните станции и честотите на телефонните централи се контролират от компютъра и използват предаватели с ниска мощност, така че обикновено ограничен брой радиочестоти могат да се използват едновременно от много абонати с по-малко смущения.
Как се осъществява връзката
Клетъчната мрежа се използва от мобилния оператор за постигане на покритие и пропускателна способност за своите абонати. Големите географски зони са разделени на по-малки клетки, за да се избегне загуба на сигнал с директен изглед и поддържане на голям бройактивни телефони в тази област. Всички зони на покритие са свързани с телефонни централи (или комутатори), които от своя страна са свързани с обществената телефонна мрежа.
Какво е клетъчна връзка като модем? Всъщност, това е подобна връзка, тя предава пакети от информация чрез интернет. В градовете всяка клетъчна зона може да има обхват до 080 км, докато в селските райони тази стойност може да достигне 8 км. Възможно е в открити пространства потребителят да приема сигнали от клетъчен възел до 40 км. Тъй като почти всички мобилни телефони използват клетъчна комуникация GSM, CDMA и AMPS, терминът "клетъчен телефон" се използва взаимозаменяемо със символа "мобилен". Но трябва да се вземат предвид някои разлики между тези устройства. Какво е връзка с мобилен телефон в iphone? Това е възможност за свързване към мрежата, като се използват едновременно два стандарта - GSM и CDMA. Сателитните телефони обаче са мобилни устройства, които не комуникират директно с наземната клетъчна кула, но могат да направят това косвено чрез сателита.
Какви формати на свързване могат да се използват?
Съществуват редица различни технологии за цифрови клетъчни технологии, включително:
Глобалната система за мобилни комуникации (GSM).
Пакети с общо предназначение (GPRS).
CDMAOne.
CDMA2000 е оптимизиран за предаване на данни EV-DO).
Подобрени скорости на предаване на данни за GSM (EDGE).
Универсална системамобилна комуникация (UMTS).
Цифрово усъвършенствано безжично (DECT).
Цифрови AMPS (IS-136 /TDMA).
Интегрирана цифрова разширена мрежа (iDEN).
Преходът от съществуващия аналогов към цифров стандарт беше извършен в Европа и Съединените щати по съвсем различен начин. В резултат на това Съединените щати поставиха набор от цифрови стандарти, а Европа и много страни се обърнаха към GSM. Това обяснява особеностите на работата на iPhones в мрежата.
Структура на клетъчната мрежа
Простото представяне на мрежата по отношение на радиокомуникациите се състои от следните елементи:
Мрежата от базови станции, които формират подсистемата на базовите станции.
Основна комутационна мрежа, съществуваща за обработка на гласови и текстови повиквания.
Пакетирана комутируема мрежа за обработка на мобилни данни.
Комутирана телефонна мрежа с общо предназначение за свързване на абонати към по-широка телефонна мрежа.
Тази мрежа е гръбнакът на системата GSM. Той изпълнява много функции, за да гарантира, че клиентите получават желаната услуга, включително управление на мобилността, регистрация, създаване на повиквания и трансфер на услуги. Всеки телефон се свързва към мрежата, използвайки RBS (базова станция) в сектора на съответната клетка, която от своя страна се присъединява към мобилния комутационен център (MSC). MSC комуникира с комутируема телефонна мрежа (PSTN). Връзката от телефона към RBS се определя като връзката нагоре, а обратният път е downlink.
Какпредадени данни?
Радио каналите използват предавателната среда с ефективност чрез използването на следните схеми за множествен достъп и мултиплексиране:
Честотно разделение (FDMA);
с времево разделяне (TDMA);
с кодово разделяне (CDMA);
с пространствено разделяне (SDMA).
Малките клетки с по-малък обхват от базовите станции се класифицират, както следва:
Микроцел - по-малко от 2 километра.
Пикосел е на по-малко от 200 метра.
Femtocell - около 10 метра.
Какво е клетъчна комуникация за децата? Под този термин обикновено се разбират специални "детски" тарифи със специални пакети от услуги.
Клетъчно предаване в мобилни мрежи
Когато мобилен потребител се премества от една клетъчна област в друга по време на разговор, мобилната станция ще търси нов канал за връзка, за да избегне прекъсване на повикването. Веднага след като бъде намерена, мрежата издава команда за мобилно устройство, за да премине към нов канал и едновременно да прехвърли повикването към него. В CDMA формат, няколко телефона споделят определен радиоканал. Сигналите са разделени от псевдо-звуков код (PN-код), който е специфичен за всяко устройство. Когато потребителят се премести от една клетка в друга, телефонът установява радио връзка с няколко места (или сектори на едно и също място) едновременно. Това е известно като "мека услуга за трансфер", защото за разлика от традиционната клетъчна технология, няма нито една определена точка, в която телефонът да превключва към клетката. Ето защокогато се използва този стандарт, използвайте клетъчни усилватели и интернет. В интермодалните манипулатори IS-95 и по-старите аналогови системи, като NMT, обикновено не е възможно да се провери целевия канал по време на комуникация. В този случай трябва да се използват други методи, като контролни сигнализатори в IS-95. Това означава, че при търсене на нов канал, почти винаги има кратко прекъсване във връзка, което е съпроводено с риск от неочаквано връщане към стария. Ако няма постоянна връзка или тя може да бъде прекъсната, безжичното устройство може спонтанно да се премести от една клетка в друга и след това да уведоми базовата станция с най-силния сигнал.
Избор на клетъчна честота в мобилните мрежи
Ефектът от честотата върху обхвата на клетките означава, че различните честоти са по-подходящи за различни цели. Ниските честоти, като NMT 450 MHz, са много добри за покриване на селските райони. GSM 900 (900 MHz) е оптималното решение за покритие на малки градове. GSM 1800 (18 GHz) започва да се ограничава от структурни стени. UMTS с честота 21 GHz е много подобна на достигането на GSM 1800. В зависимост от спецификата на региона, клетъчните оператори определят различни зони на покритие и честоти. По-високите честоти са недостатък, когато става въпрос за покритие, но е от решаващо значение, когато става въпрос за честотна лента. Малки клетки, които покриват например един етаж на сграда, стават възможни и същата честота може да се използва за клетки, които са практически съседи.
Зонипокритие и обслужване
Областта на клетъчната услуга може също да варира поради смущения от предавателни системи както вътре, така и около нея. Това е особено вярно в CDMA-базирани системи. Приемникът се нуждае от определено съотношение сигнал /шум и предавателят не трябва да предава при много висока мощност, за да не пречи на други предаватели. Тъй като шумът (шумът) се увеличава поради увеличаване на приеманата мощност от предавателя, сигналът се изкривява и в крайна сметка става неизползваем. В CDMA-базирани системи, ефектът от интерференция от други мобилни предаватели в една и съща клетка на зоната на покритие е много забележим. Примери за клетъчно покритие могат да се видят чрез разглеждане на някои карти на покритие, предоставени от реални доставчици на техните уебсайтове, или чрез преглед на независими карти за популяризиране на тълкувания като OpenSignal. Те могат да видят кой мобилен оператор работи на една или друга територия. В някои случаи те могат да посочат местоположението на предавателя, а в други може да се изчисли чрез определяне на точката на максимално покритие. Използва се клетъчен репитер, за да се разшири областта на клетката до големи области. Те варират от широколентови ретранслатори за дома и офиса до интелигентни или цифрови ретранслатори за промишлени приложения. Всеки мобилен оператор има свой собствен диапазон от номера, обикновено по код. Тя може да се използва за определяне на кой регион и клетъчният оператор се намиратабонат прави обаждания.
