Wat is cellulaire communicatie, zonder welke een moderne persoon zich geen leven kan voorstellen? Dit is het type verbinding waarbij het laatste kanaal draadloos is. Het netwerk is verdeeld over landgebieden die cellen worden genoemd en die elk worden bediend door ten minste één zendontvanger op een vaste locatie, maar meestal door drie cellulaire of basiszendontvangerstations. Ze voorzien de cel van netwerkdekking die kan worden gebruikt om spraak, gegevens en andere soorten inhoud te vervoeren.
Hoe werkt het?
Wat is mobiel in actie? Een cel gebruikt meestal een andere reeks frequenties dan aangrenzende om interferentie te voorkomen en een gegarandeerde kwaliteit van dienstverlening in elke cel te garanderen (celprincipe). Wanneer ze worden gecombineerd, bieden deze cellen radiodekking over een uitgebreid geografisch gebied. Hierdoor kan een aanzienlijk aantal draagbare transceivers (bijvoorbeeld mobieletelefoons, tablets en laptops die zijn uitgerust met mobiele breedbandmodems, semafoons, enz.) communiceren met elkaar en met vaste zendontvangers en telefoons overal op het netwerk via basisstations, zelfs als sommige zendontvangers tijdens de transmissie door meerdere cellen gaan.
Mobiele communicatie heeft een aantal handige functies:
- Hogere capaciteit dan één grote zender, omdat dezelfde frequentie kan worden toegepast op meerdere kanalen als ze zich in verschillende cellen bevinden.
- Mobiele apparaten verbruiken minder stroom dan wanneer ze zijn aangesloten op een enkele zender of satelliet omdat zendmasten dichterbij zijn.
- Grotere dekking dan een enkele terrestrische zender, omdat extra zendmasten onbeperkt kunnen worden toegevoegd en niet beperkt zijn in zichtbaarheid.
Hoe geavanceerd is dit vandaag?
Grote aanbieders van telecommunicatiediensten hebben mobiele netwerken ingezet voor spraak- en inhoudsoverdracht over het grootste deel van het bewoonde grondgebied van de aarde. Hierdoor kunnen mobiele telefoons en computerapparatuur verbinding maken met het standaard telefoonnetwerk en het openbare internet.
Regio's van mobiele operators kunnen verschillen - van het grondgebied van het land tot een klein object. Privécelnetwerken kunnen worden gebruikt voor onderzoek of voor grote organisaties en parken, zoals het verzenden van oproepen naar lokale openbare veiligheidsdiensten of een taxibedrijf.
Welke mobiele operator is vandaag de leider? Elk land heeft tegenwoordig zijn eigen providers. In Rusland nemen MTS en Megafon de eerste plaats in wat betreft prevalentie.
Concept
Wat is mobiele communicatie en hoe werkt het? In een cellulair radiocommunicatiesysteem wordt het landoppervlak dat van deze dienst moet worden voorzien, verdeeld in cellen in een patroon dat afhankelijk is van terrein- en ontvangstkenmerken. Het kan ongeveer zeshoekig, vierkant, rond of een andere regelmatige vorm hebben, hoewel zeshoekige honingraten standaard zijn. Aan elk van deze cellen wordt een reeks frequenties (f1 - f6) toegewezen die de respectieve radiobasisstations hebben. Een groep frequenties kan opnieuw worden toegepast in andere cellen, op voorwaarde dat vergelijkbare frequenties niet opnieuw worden gebruikt in aangrenzende cellen, omdat dit co-channel interferentie kan veroorzaken.
De verhoogde doorvoer op een mobiel netwerk in vergelijking met een enkel zendernetwerk was te danken aan het mobiele schakelsysteem ontwikkeld door Amos Joel van Bell Labs, waardoor meerdere abonnees in hetzelfde gebied dezelfde frequentie konden gebruiken bij het doorschakelen van oproepen. Als er één eenvoudige zender is, kan er slechts één oproep worden gebruikt op een bepaalde frequentie. Helaas is er onvermijdelijk een zekere mate van interferentie van andere cellen die dezelfde frequentie gebruiken. Dit betekent dat er in een standaard FDMA-systeem ten minste één opening moet zijn tussen cellen die dezelfde frequentie hergebruiken.
Hoe is deze technologie tot stand gekomen?
Het eerste commerciële 1G mobiele netwerk werd in 1979 in Japan gelanceerd door Nippon Telegraph and Telephone (NTT), aanvankelijk in het grootstedelijk gebied van Tokio. Binnen vijf jaar werd het uitgebreid om de hele bevolking van Japan te bestrijken en werd het het eerste landelijke 1G-netwerk.
Mobiele codering
Om te begrijpen wat cellulaire communicatie is, moet je de normen ervan begrijpen. Om signalen van verschillende zenders te onderscheiden, zijn de volgende varianten van meervoudige toegang ontwikkeld:
- time division division (TDMA);
- frequentieverdeling (FDMA);
- Code Division Division (CDMA);
- Orthogonal Frequency Division (OFDMA).
In TDMA zijn de verzend- en ontvangsttijden die door verschillende gebruikers in elke cel worden gebruikt, verschillend.
In FDMA zijn de zend- en ontvangstfrequenties die door verschillende gebruikers in elke cel worden gebruikt, verschillend.
Het CDMA-principe is complexer maar bereikt hetzelfde resultaat: gedistribueerde transceivers kunnen één cel selecteren en ernaar luisteren.
TDMA wordt in sommige systemen gebruikt in combinatie met FDMA of CDMA om meerdere kanalen te bieden in een dekkingsgebied van één cel.
Moderne trend
Wat is LTE cellulair in een tablet? Onlangs zijn systemen gebaseerd op orthogonale frequentieverdeling meervoudige toegang, zoals:LTE, frequentiehergebruik 1.
Omdat dergelijke systemen het signaal niet over de frequentieband verspreiden, is het beheer van radiobronnen tussen cellen belangrijk voor het coördineren van de toewijzing van bronnen tussen verschillende cellen en voor het beperken van interferentie tussen cellen. Er zijn verschillende methoden voor Inter-Cell Interferentie Coördinatie (ICIC) die al in de norm zijn gedefinieerd.
Gecoördineerde planning, multi-site MIMO of multi-site beamforming zijn andere voorbeelden van beheer van radiobronnen tussen cellen die in de toekomst mogelijk gestandaardiseerd worden.
Broadcast berichten en signalen
Wat is een mobiele telefoon? De definitie staat hierboven. Bijna elk dergelijk systeem heeft een soort omroepmechanisme. Dit kan direct worden gebruikt om informatie naar meerdere mobiele telefoons te verspreiden. Voor dit doel worden ook cellulaire versterkers gebruikt.
In bijvoorbeeld mobiele telefoniesystemen is het belangrijkste gebruik van uitzendinformatie het opzetten van kanalen voor één-op-één communicatie tussen een mobiele zendontvanger en een basisstation. Dit wordt een cellulair signaal genoemd. Er worden gewoonlijk drie verschillende signaleringsprocedures gebruikt: serieel, parallel en selectief.
De details van het pagingproces verschillen enigszins van netwerk tot netwerk, maar er is meestal een beperkt aantal cellen waarin een telefoon zich bevindt (deze groep wordt een dekkingsgebied genoemd in een GSM- of UMTS-systeem, of een routering gebied als er een sessie bij betrokken is).gegevenspakket; in LTE zijn cellen gegroepeerd in een volggebied).
Signalering vindt plaats door een broadcastbericht naar al deze cellen te sturen. Signaleringsberichten kunnen worden gebruikt om informatie over te brengen. Dit gebeurt in pagers, in CDMA-systemen voor het verzenden van SMS-berichten en in een UMTS-systeem waar het een lage downlinkvertraging in pakketverbindingen mogelijk maakt.
Beweging tussen cellen en gegevensoverdracht
Wat is een modern type mobiele communicatie? In een cellulair communicatiesysteem, wanneer gedistribueerde mobiele zendontvangers tijdens continue communicatie van cel naar cel gaan, wordt het schakelen van de ene celfrequentie naar de andere elektronisch gedaan zonder onderbreking en zonder de operator van het basisstation of handmatig schakelen. Dit wordt mobiele data genoemd. Meestal wordt automatisch een nieuw kanaal geselecteerd voor het mobiele apparaat op het nieuwe basisstation dat het zal bedienen. Het apparaat schakelt dan automatisch over van het huidige kanaal naar het nieuwe en de verbinding wordt voortgezet.
De exacte details van het verplaatsen van mobiele communicatie van het ene basisstation naar het andere variëren aanzienlijk van systeem tot systeem.
GSM-netwerkarchitectuur
Het meest voorkomende voorbeeld van een mobiel netwerk is een mobiel (mobiel) telefoonnetwerk. Dit is een draagbare telefoon die oproepen ontvangt of plaatst via een mobiele site (basis) of zendmast. Radiogolven worden gebruikt om signalen van of naar een mobiele telefoon te verzenden.
ModernMobiele netwerken gebruiken cellen omdat radiofrequenties een beperkte gemeenschappelijke hulpbron zijn. Mobiele stations en telefoons veranderen van frequentie onder computerbesturing en gebruiken zenders met een laag vermogen, zodat een normaal beperkt aantal radiofrequenties tegelijkertijd door veel abonnees kan worden gebruikt met minder interferentie.
Hoe de verbinding werkt
Het mobiele netwerk wordt door de mobiele operator gebruikt om zowel dekking als capaciteit voor zijn abonnees te bereiken. Grote geografische gebieden zijn verdeeld in kleinere cellen om signaalverlies in de zichtlijn te voorkomen en om een groot aantal actieve telefoons in dat gebied te ondersteunen. Alle dekkingsgebieden zijn aangesloten op telefooncentrales (of switches), die op hun beurt weer zijn aangesloten op het openbare telefoonnet.
Wat is mobiel als modem? In feite is dit een vergelijkbare verbinding die informatiepakketten via internet verzendt.
In steden kan elke cel een bereik hebben van maximaal ongeveer 0,80 km, terwijl dit in landelijke gebieden tot 8 km kan zijn. Het is mogelijk dat de gebruiker in open gebieden signalen kan ontvangen van een cellocatie op een afstand van maximaal 40 km.
Omdat bijna alle mobiele telefoons GSM, CDMA en AMPS mobiele communicatie gebruiken, wordt de term "mobiele telefoon" door elkaar gebruikt met "mobiel". Maar het is de moeite waard om enkele verschillen tussen deze apparaten te overwegen.
Wat is mobiele communicatieop een iPhone? Dit is de mogelijkheid om met twee standaarden tegelijk verbinding te maken met het netwerk: GSM en CDMA. Satelliettelefoons zijn echter mobiele apparaten die niet rechtstreeks communiceren met een terrestrische zendmast, maar dat wel indirect via de satelliet kunnen doen.
Welke communicatieformaten kunnen worden gebruikt?
Er zijn een aantal verschillende digitale cellulaire technologieën, waaronder:
- Globaal systeem voor mobiele communicatie (GSM).
- General Packet Radio Service (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000-gegevens geoptimaliseerd (EV-DO).
- Verbeterde datasnelheden voor GSM (EDGE).
- Universeel mobiel telecommunicatiesysteem (UMTS).
- Digital Enhanced Wireless Communications (DECT).
- Digitale AMPS (IS-136 / TDMA).
- Integrated Digital Enhanced Network (iDEN).
De overgang van de bestaande analoge naar digitale standaard was heel anders in Europa en de VS. Als gevolg hiervan zijn er in de VS veel digitale standaarden verschenen en zijn Europa en veel landen dichter bij GSM gekomen. Dit verklaart de eigenaardigheid van het werk van iPhones op het netwerk.
Mobiele netwerkstructuur
Een eenvoudige weergave van een mobiel netwerk in termen van radiocommunicatie bestaat uit elementen zoals:
- Een netwerk van radiobasisstations die een basisstationsubsysteem vormen.
- Het belangrijkste circuitgeschakelde netwerk dat bestaat voor het afhandelen van spraak- en tekstoproepen.
- Pakketgeschakeld netwerk ontworpen om mobiele data te verwerken.
- Openbaar telefoonnetwerk om abonnees te verbinden met een breder telefoonnetwerk.
Dit netwerk is de ruggengraat van het GSM-systeem. Het vervult vele functies om ervoor te zorgen dat klanten de gewenste service ontvangen, inclusief mobiliteitsbeheer, registratie, oproepconfiguratie en overdracht.
Elke telefoon maakt verbinding met het netwerk via een RBS (radiobasisstation) in de sector van de corresponderende cel, die op zijn beurt verbinding maakt met het Mobile Switching Center (MSC). De MSC maakt verbinding met het openbare telefoonnetwerk (PSTN). De link van de telefoon naar de RBS wordt gedefinieerd als uplink en het retourpad wordt gedefinieerd als downlink.
Hoe worden gegevens verzonden?
Radiokanalen gebruiken het transmissiemedium efficiënt door het gebruik van de volgende meervoudige toegangs- en multiplexschema's:
- frequentieverdeling (FDMA);
- time division division (TDMA);
- Code Division Division (CDMA);
- Space Divisional (SDMA).
Kleine cellen, die een kleiner dekkingsgebied hebben dan basisstations, worden als volgt geclassificeerd:
- Microcell - minder dan 2 kilometer.
- Picocell - minder dan 200 meter.
- Femtocell - ongeveer 10 meter.
Wat is mobiele communicatie voor kinderen? Deze term wordt meestal opgevat als speciale "kindertarieven" met speciale servicepakketten.
Mobiele transmissie in netwerkenmobiele communicatie
Wanneer de telefoongebruiker tijdens een gesprek van het ene celgebied naar het andere gaat, zoekt het mobiele station naar een nieuw kanaal om verbinding te maken om het gesprek niet te onderbreken. Zodra het is gevonden, geeft het netwerk het mobiele apparaat de opdracht om over te schakelen naar het nieuwe kanaal en tegelijkertijd de oproep ernaartoe te schakelen.
Met CDMA-formaat delen meerdere telefoons een specifiek radiokanaal. De signalen worden gescheiden met behulp van een pseudo-ruiscode (PN-code) die specifiek is voor elk apparaat. Wanneer een gebruiker van de ene cel naar de andere gaat, brengt de telefoon tegelijkertijd een radioverbinding tot stand met meerdere locaties (of sectoren van dezelfde locatie). Dit staat bekend als "zachte overdracht", omdat er, in tegenstelling tot traditionele mobiele technologieën, geen enkel bepaald punt is waarop de telefoon overschakelt naar een nieuwe cel. Daarom worden bij het toepassen van deze standaard mobiele en internetversterkers gebruikt.
In IS-95 interfrequentie-overdrachten en oudere analoge systemen zoals NMT, is het meestal niet mogelijk om het doelkanaal tijdens de communicatie direct te controleren. In dit geval moeten andere methoden worden gebruikt, zoals controlebakens in IS-95. Dit betekent dat er bij het zoeken naar een nieuwe zender bijna altijd een korte onderbreking in de communicatie is, met het risico van een onverwachte terugkeer naar de oude.
Als er geen permanente verbinding is, of als deze wordt onderbroken, kan het mobiele apparaat spontaan van de ene cel naar de andere gaan en vervolgens het basisstation op de hoogte stellen met het sterkste signaal.
Keuzemobiele frequenties in mobiele netwerken
Het effect van frequentie op celdekking betekent dat verschillende frequenties beter geschikt zijn voor verschillende doeleinden. Lage frequenties zoals 450 MHz NMT zijn zeer geschikt voor landelijke dekking. GSM 900 (900 MHz) is een geschikte oplossing voor kleine stedelijke dekking.
GSM 1800 (1,8 GHz) begint te worden beperkt tot structurele muren. UMTS op 2,1 GHz lijkt qua dekking sterk op GSM 1800. Afhankelijk van de kenmerken van de regio stellen mobiele operators verschillende dekkingsgebieden en frequenties in.
Hogere frequenties zijn een nadeel als het gaat om dekking, maar een beslissend voordeel als het gaat om bandbreedte. Kleine cellen die bijvoorbeeld één verdieping van een gebouw beslaan, worden mogelijk en dezelfde frequentie kan worden gebruikt voor cellen die praktisch buren zijn.
Dekkings- en servicegebieden
Het servicegebied van een cel kan ook veranderen als gevolg van interferentie van zendsystemen zowel daarbinnen als eromheen. Dit geldt met name voor op CDMA gebaseerde systemen. De ontvanger heeft een bepaalde signaal-ruisverhouding nodig en de zender mag niet met een te hoog vermogen zenden om andere zenders niet te storen.
Naarmate de interferentie (ruis) toeneemt als gevolg van de toename van het ontvangen vermogen van de zender, raakt het signaal beschadigd en wordt het uiteindelijk onbruikbaar. In op CDMA gebaseerde systemen is de impact van interferentie van andere mobiele zenders in dezelfde cel op het dekkingsgebied zeer merkbaar.
Coating-voorbeeldenmobiele dekking kan worden bekeken door enkele van de dekkingskaarten te bekijken die door echte providers op hun websites worden aangeboden, of door te kijken naar onafhankelijke crowdsourced-kaarten zoals OpenSignal. Ze laten zien welke mobiele operator in een bepaald gebied actief is. In sommige gevallen kunnen ze de locatie van de zender markeren, in andere gevallen kan deze worden berekend door het punt van de grootste dekking te bepalen.
Mobiele repeater wordt gebruikt om het dekkingsgebied van een cel over een groot gebied uit te breiden. Ze variëren van breedbandrepeaters voor thuis en op kantoor tot slimme of digitale repeaters voor industrieel gebruik.
Elke mobiele provider heeft zijn eigen reeks nummers, die meestal per code verschillen. Het kan worden gebruikt om te bepalen welke regio en mobiele provider de beller heeft.
