Mis on mobiilside, ilma milleta tänapäeva inimene elu ette ei kujuta? See on ühenduse tüüp, milles viimane kanal on traadita. Võrk on jaotatud maismaapiirkondadele, mida nimetatakse rakkudeks, millest igaüht teenindab vähem alt üks fikseeritud asukohaga transiiver, kuid enamasti kolm mobiilside- või tugitransiiverjaama. Need pakuvad kärjele võrgu leviala, mida saab kasutada kõne, andmete ja muud tüüpi sisu edastamiseks.
Kuidas see töötab?
Mis on mobiilside toimimises? Tavaliselt kasutab rakk naaberosadest erinevat sageduste komplekti, et vältida häireid ja tagada igas kärjes garanteeritud teenuse kvaliteet (kärje põhimõte). Kombineerituna pakuvad need rakud raadiolevi ulatuslikus geograafilises piirkonnas. See võimaldab märkimisväärsel hulgal kaasaskantavaid transiivereid (näiteks mobiilseidmobiiltelefonid, tahvelarvutid ja sülearvutid, mis on varustatud mobiilse lairiba modemi, piipari jms) suhtlevad tugijaamade kaudu üksteisega ja fikseeritud transiiverite ja telefonidega kõikjal võrgus, isegi kui mõned transiiverid läbivad edastuse ajal mitut rakku.
Mobiilsidel on mitmeid kasulikke funktsioone:
- Suurem mahtuvus kui ühel suurel saatjal, kuna sama sagedust saab rakendada mitmele kanalile, kui need asuvad erinevates lahtrites.
- Mobiilseadmed tarbivad vähem energiat kui ühe saatja või satelliidiga ühendatuna, kuna mobiilitornid on lähemal.
- Suurem leviala kui ühel maapealsel saatjal, kuna täiendavaid mobiilimaste saab lisada määramata ajaks ja nende nähtavus ei ole piiratud.
Kui arenenud see täna on?
Suured telekommunikatsiooniteenuste pakkujad on kõne ja sisu edastamiseks kasutusele võtnud mobiilsidevõrgud enamikule Maa asustatud territooriumist. See võimaldab mobiiltelefonidel ja arvutiseadmetel ühenduda tavalise telefonivõrgu ja avaliku Internetiga.
Mobiilioperaatorite piirkonnad võivad olla erinevad – riigi territooriumist kuni väikese objektini. Privaatseid mobiilsidevõrke saab kasutada uurimistööks või suurte organisatsioonide ja parkide jaoks, näiteks kõnede saatmiseks kohalikele avaliku julgeoleku agentuuridele või taksofirmale.
Milline mobiilioperaator on täna liider? Tänapäeval on igal riigil oma pakkujad. Venemaal on levimuse poolest esikohal MTS ja Megafon.
Konseptsioon
Mis on mobiilside ja kuidas see toimib? Mobiilsidesüsteemis jagatakse selle teenusega osutatav maa-ala rakkudeks vastav alt maastikule ja vastuvõtuomadustele. See võib olla ligikaudu kuusnurkne, ruudukujuline, ümmargune või mõne muu korrapärase kujuga, kuigi kuusnurksed kärjed on standardsed. Igale neist rakkudest on määratud sageduste komplekt (f1 - f6), mis vastavatel raadiotugijaamadel on. Sageduste rühma saab uuesti rakendada teistes lahtrites tingimusel, et sarnaseid sagedusi ei kasutata naaberlahtrites, kuna see võib põhjustada kaaskanalite häireid.
Mobiilsidevõrgu suurem läbilaskevõime võrreldes ühe saatjavõrguga oli tingitud Amos Joeli Bell Labsi välja töötatud mobiilsidesüsteemist, mis võimaldas mitmel samas piirkonnas asuval abonendil kasutada kõnede vahetamisel sama sagedust. Kui on üks lihtne saatja, saab igal sagedusel kasutada ainult ühte kõnet. Kahjuks esineb paratamatult teatud häireid teistest sama sagedust kasutavatest rakkudest. See tähendab, et standardses FDMA-süsteemis peab sama sagedust taaskasutavate rakkude vahel olema vähem alt üks vahe.
Kuidas see tehnoloogia tekkis?
Esimese kaubandusliku 1G mobiilsidevõrgu käivitas Jaapanis Nippon Telegraph and Telephone (NTT) 1979. aastal, algselt Tokyo suurlinna piirkonnas. Viie aasta jooksul laienes see kogu Jaapani elanikkonnale, saades esimeseks üleriigiliseks 1G-võrguks.
Mobiilside kodeerimine
Et mõista, mis on mobiilside, peate mõistma selle standardeid. Mitme erineva saatja signaalide eristamiseks on välja töötatud järgmised mitme juurdepääsu variandid:
- ajajaotus (TDMA);
- sagedusjaotus (FDMA);
- Koodijaotuse osakond (CDMA);
- Ortogonaalne sagedusjaotus (OFDMA).
TDMA-s on edastuse ja vastuvõtmise ajapilud, mida erinevad kasutajad igas lahtris kasutavad, erinevad.
FDMA puhul on eri kasutajate kasutatavad edastus- ja vastuvõtusagedused igas lahtris erinevad.
CDMA põhimõte on keerulisem, kuid saavutab sama tulemuse: hajutatud transiiverid saavad valida ühe raku ja seda kuulata.
TDMA-d kasutatakse mõnes süsteemis koos FDMA või CDMA-ga mitme kanali pakkumiseks ühes kärje levialas.
Moodne trend
Mis on LTE mobiilside tahvelarvutis? Viimasel ajal on ortogonaalsel sagedusjaotusega mitmikjuurdepääsul põhinevad süsteemid, ntLTE, sageduse taaskasutus 1.
Kuna sellised süsteemid ei levita signaali üle sagedusriba, on rakkudevaheline raadioressursside haldus oluline ressursside eraldamise koordineerimiseks erinevate rakkude vahel ja rakkudevaheliste häirete piiramiseks. Rakkudevahelise häirete koordineerimise (ICIC) meetodid on juba standardis määratletud.
Koordineeritud ajastamine, mitme saidi MIMO või mitme saidi kiirkujundamine on teised näited rakkudevahelisest raadioressursside haldamisest, mida võidakse tulevikus standardiseerida.
Edasta teateid ja signaale
Mis on mobiiltelefon? Määratlus on antud ülal. Peaaegu igal sellisel süsteemil on mingi ringhäälingumehhanism. Seda saab kasutada otse teabe levitamiseks mitmele mobiiltelefonile. Sel eesmärgil kasutatakse ka mobiilsidevõimendeid.
Tavaliselt on näiteks mobiiltelefonisüsteemides leviteabe kõige olulisem kasutusala kanalite seadistamine mobiilse transiiveri ja tugijaama vaheliseks üks-ühele suhtluseks. Seda nimetatakse mobiilsidesignaaliks. Tavaliselt kasutatakse kolme erinevat signaalimisprotseduuri: jada-, paralleel- ja selektiivne.
Otsimisprotsessi üksikasjad on võrkudeti mõnevõrra erinevad, kuid tavaliselt on piiratud arv rakke, milles telefon asub (seda rühma nimetatakse GSM- või UMTS-süsteemi levialaks või marsruutimiseks ala, kui seanss on seotud).andmepakett; LTE-s on rakud rühmitatud jälgimisalaks).
Signaalimine toimub, saates kõigile nendele lahtritele leviteate. Teabe edastamiseks saab kasutada signaalsõnumeid. See esineb piiparites, SMS-sõnumite saatmiseks mõeldud CDMA-süsteemides ja UMTS-süsteemis, kus see võimaldab pakettühenduste puhul madalat allalingi viivitust.
Liikumine lahtrite vahel ja andmeedastus
Mis on tänapäevane mobiilside tüüp? Mobiilsidesüsteemis, kui hajutatud mobiilsed transiiverid liiguvad pideva side ajal kärjest kärjesse, toimub lülitumine ühelt kärje sageduselt teisele elektrooniliselt ilma katkestusteta ja ilma tugijaama operaatori või käsitsi lülitamiseta. Seda nimetatakse mobiilseks andmesideks. Tavaliselt valitakse mobiilseadme jaoks automaatselt uus kanal uues tugijaamas, mis seda teenindab. Seade lülitub seejärel automaatselt praeguselt kanalilt uuele ja ühendus jätkub.
Mobiilside ühest tugijaamast teise teisaldamise täpsed üksikasjad erinevad süsteemiti märkimisväärselt.
GSM-võrgu arhitektuur
Kõige tavalisem näide mobiilsidevõrgust on mobiilsidevõrk. See on kaasaskantav telefon, mis võtab vastu või teeb kõnesid mobiilsidevõrgu (baasi) või edastustorni kaudu. Raadiolaineid kasutatakse signaalide edastamiseks mobiiltelefonist või mobiiltelefonist.
MoodneMobiilsidevõrgud kasutavad rakke, kuna raadiosagedused on piiratud ühine ressurss. Mobiilsidejaamad ja telefonid muudavad sagedust arvuti juhtimisel ja kasutavad väikese võimsusega saatjaid, nii et paljud abonendid saavad samaaegselt kasutada piiratud arvu raadiosagedusi väiksemate häiretega.
Kuidas ühendus toimib
Mobiilsideoperaator kasutab mobiilsidevõrku oma abonentide leviala ja võimsuse saavutamiseks. Suured geograafilised alad on jagatud väiksemateks lahtriteks, et vältida otsenähtava signaali kadu ja toetada selles piirkonnas suurt hulka aktiivseid telefone. Kõik levialad on ühendatud telefonijaamadega (või lülititega), mis omakorda on ühendatud üldkasutatava telefonivõrguga.
Mis on mobiilside kui modem? Tegelikult on see sarnane ühendus, mis edastab Interneti kaudu teabepakette.
Linnades võib iga kärje leviala olla kuni ligikaudu 0,80 km, maapiirkondades aga kuni 8 km. Võimalik, et avatud aladel saab kasutaja signaale vastu võtta kuni 40 km kaugusel asuvast kärjest.
Kuna peaaegu kõik mobiiltelefonid kasutavad GSM-, CDMA- ja AMPS-mobiilsidet, kasutatakse mõistet "mobiiltelefon" vaheldumisi sõnaga "mobiil". Kuid tasub kaaluda mõningaid erinevusi nende seadmete vahel.
Mis on mobiilsideiPhone'is? See on võimalus võrku ühendada, kasutades korraga kahte standardit - GSM ja CDMA. Satelliittelefonid on aga mobiilseadmed, mis ei suhtle otse maapealse mobiilimastiga, vaid saavad seda teha kaudselt satelliidi kaudu.
Milliseid suhtlusvorminguid saab kasutada?
On olemas mitmeid erinevaid digitaalseid mobiilsidetehnoloogiaid, sealhulgas:
- Globaalne mobiilsidesüsteem (GSM).
- Üldine pakettraadioteenus (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 andmed optimeeritud (EV-DO).
- GSM-i (EDGE) täiustatud andmeedastuskiirused.
- Universaalne mobiilsidesüsteem (UMTS).
- Digital Enhanced Wireless Communications (DECT).
- Digitaalne AMPS (IS-136 / TDMA).
- Integreeritud digitaalne täiustatud võrk (iDEN).
Üleminek olemasolev alt analoogstandardilt digitaalsele oli Euroopas ja USA-s väga erinev. Selle tulemusena on USA-s ilmunud palju digistandardeid ning Euroopa ja paljud riigid on GSM-ile lähemale liikunud. See selgitab iPhone'ide võrgus töötamise eripära.
Mobiilsidevõrgu struktuur
Mobiilsidevõrgu lihtne esitus raadioside mõttes koosneb järgmistest elementidest:
- Raadiotugijaamade võrk, mis moodustavad tugijaama alamsüsteemi.
- Peamine vooluahela kommutatsioonivõrk, mis on olemas hääl- ja tekstikõnede haldamiseks.
- Pakettkommutatsioonivõrk, mis on loodud mobiilse andmeside haldamiseks.
- Avalik kommuteeritud telefonivõrk abonentide ühendamiseks laiema telefonivõrguga.
See võrk on GSM-süsteemi selgroog. See täidab paljusid funktsioone tagamaks, et kliendid saavad soovitud teenust, sealhulgas mobiilsuse haldust, registreerimist, kõne seadistamist ja üleandmist.
Iga telefon ühendub võrku kasutades vastava kärje sektoris asuvat RBS-i (raadio tugijaam), mis omakorda ühendub mobiilsidekeskusega (MSC). MSC ühendub üldkasutatava telefonivõrguga (PSTN). Link telefonist RBS-i on määratletud üleslingina ja tagasitee allalingina.
Kuidas andmeid edastatakse?
Raadiokanalid kasutavad edastusmeediumi tõhus alt, kasutades järgmisi mitmekordse juurdepääsu ja multipleksimise skeeme:
- sagedusjaotus (FDMA);
- ajajaotus (TDMA);
- Koodijaotuse osakond (CDMA);
- Space Divisional (SDMA).
Väikesed rakud, mille leviala on väiksem kui tugijaamadel, liigitatakse järgmiselt:
- Microcell – vähem kui 2 kilomeetrit.
- Picocell – vähem kui 200 meetrit.
- Femtocell – umbes 10 meetrit.
Mis on laste mobiilside? Selle mõiste all mõistetakse tavaliselt spetsiaalseid "laste" tariife koos spetsiaalsete teenusepakettidega.
Mobiilsidevõrkudesmobiilside
Kui telefoni kasutaja liigub kõne ajal ühest kärjepiirkonnast teise, otsib mobiiljaam ühenduse loomiseks uut kanalit, et kõnet mitte katkestada. Kui see on leitud, annab võrk mobiilseadmele korralduse lülituda uuele kanalile ja lülitada kõne samal ajal sellele ümber.
CDMA-vormingus jagavad mitu telefoni kindlat raadiokanalit. Signaalid eraldatakse igale seadmele omase pseudomüra koodi (PN-koodi) abil. Kui kasutaja liigub ühest kärjest teise, loob telefon raadiolingi korraga mitme asukohaga (või sama asukoha sektoriga). Seda nimetatakse "pehmeks üleandmiseks", kuna erinev alt traditsioonilistest mobiilsidetehnoloogiatest ei ole telefoni uude kärjesse lülitumiseks ühte kindlat punkti. Seetõttu kasutatakse selle standardi rakendamisel mobiilside- ja Interneti-võimendeid.
IS-95 sagedustevaheliste üleandmiste ja vanemate analoogsüsteemide (nt NMT) puhul ei ole tavaliselt võimalik side ajal sihtkanalit otse kontrollida. Sel juhul tuleb kasutada muid meetodeid, näiteks IS-95 kontrollmajakaid. See tähendab, et uue kanali otsimisel tekib suhtluses peaaegu alati lühike paus, millega kaasneb ootamatu naasmise oht vana juurde.
Püsiühenduse puudumisel või see võib katkeda, võib mobiilseade spontaanselt ühest kärjest teise liikuda ja teavitada sellest kõige tugevama signaaliga tugijaama.
Valikmobiilsidevõrgu sagedused
Sageduse mõju kärje levialale tähendab, et erinevad sagedused sobivad erinevatel eesmärkidel paremini. Madalad sagedused, nagu 450 MHz NMT, sobivad väga hästi maapiirkondade leviala jaoks. GSM 900 (900 MHz) on sobiv lahendus väikese linna leviala jaoks.
GSM 1800 (1,8 GHz) hakkab piirduma konstruktsiooniseintega. UMTS sagedusel 2,1 GHz on levial alt väga sarnane GSM 1800-ga. Sõltuv alt piirkonna omadustest määravad mobiilioperaatorid erinevad levialad ja sagedused.
Kõrgemad sagedused on leviala puuduseks, kuid ribalaiuse osas on see otsustav eelis. Võimalikud on väikesed lahtrid, mis katavad näiteks hoone üht korrust, ja sama sagedust saab kasutada ka praktiliselt naabriteks olevate elementide jaoks.
Katvus- ja teeninduspiirkonnad
Ka raku teeninduspiirkond võib muutuda nii selles kui ka selle ümber asuvate edastussüsteemide häirete tõttu. See kehtib eriti CDMA-põhiste süsteemide kohta. Vastuvõtja vajab teatud signaali-müra suhet ning saatja ei tohiks edastada liiga suure võimsusega, et mitte segada teisi saatjaid.
Kui saatj alt vastuvõetud võimsuse suurenemise tõttu häired (müra) suurenevad, muutub signaal rikutuks ja muutub lõpuks kasutuskõlbmatuks. CDMA-põhistes süsteemides on teiste samas kärjes asuvate mobiilsete saatjate häirete mõju levialale väga märgatav.
Katmise näitedMobiilside levialast saab näha, kui uurite mõningaid tegelike pakkujate veebisaitidel pakutavaid levikaarte või vaatate sõltumatuid rahvahulgakaarte, nagu OpenSignal. Need näitavad, milline mobiilioperaator konkreetsel territooriumil tegutseb. Mõnel juhul võivad need tähistada saatja asukohta, mõnel juhul võidakse see arvutada, määrates kindlaks suurima leviala.
Cellular repiiterit kasutatakse raku leviala laiendamiseks suurele alale. Need ulatuvad elamutes ja kontorites kasutatavatest lairiba repiiteritest kuni tööstuslikuks kasutamiseks mõeldud nutikate või digitaalsete repiiteriteni.
Igal mobiilsideteenuse pakkujal on oma numbrivahemik, mis tavaliselt erineb koodi järgi. Seda saab kasutada helistaja piirkonna ja mobiilioperaatori määramiseks.
