Në pjesën teorike nuk do të thellohemi në historinë e krijimit komunikimi celular, për themeluesit e saj, kronologjinë e standardeve etj. Për kë është interesante - ka shumë materiale si në botimet e shtypura ashtu edhe në internet.

Konsideroni se çfarë është një telefon celular (celular).

Figura tregon parimin e funksionimit në një mënyrë shumë të thjeshtuar:

Fig.1 Parimi i funksionimit të një telefoni celular

Një telefon celular është një marrës që funksionon në një nga frekuencat në intervalin 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz. Për më tepër, marrja dhe transmetimi janë të ndara sipas frekuencave.

Sistemi GSM përbëhet nga 3 komponentë kryesorë si:

Nënsistemi i stacionit bazë (BSS - Base Station Subsystem);

Nënsistemi komutues/switching (NSS – NetworkSwitchingSubsystem);

Qendra e operimit dhe mirëmbajtjes (OMC)

Me pak fjalë, funksionon kështu:

Telefoni celular (celular) ndërvepron me një rrjet stacionesh bazë (BS). Kullat BS zakonisht instalohen ose në shtyllat e tyre tokësore, ose në çatitë e shtëpive ose strukturave të tjera, ose në kullat ekzistuese të marra me qira të të gjitha llojeve të përsëritësve radio / TV, etj., si dhe në tubacionet e larta të shtëpive të kaldajave dhe struktura të tjera industriale.

Telefoni, pasi ndizet dhe pjesën tjetër të kohës, monitoron (dëgjon, skanon) ajrin për praninë e një sinjali GSM nga stacioni i tij bazë. Telefoni përcakton sinjalin e rrjetit të tij me një identifikues të veçantë. Nëse ka një të tillë (telefoni është në zonën e mbulimit të rrjetit), atëherë telefoni zgjedh frekuencën që është më e mira për sa i përket fuqisë së sinjalit dhe i dërgon një kërkesë BS që të regjistrohet në rrjet në këtë frekuencë.

Procesi i regjistrimit është në thelb një proces vërtetimi (autorizimi). Thelbi i saj qëndron në faktin se çdo kartë SIM e futur në telefon ka identifikuesit e saj unik IMSI (Identiteti Ndërkombëtar i Abonentit Mobile) dhe Ki (Çelësi për Identifikimin). Të njëjtat IMSI dhe Ki futen në bazën e të dhënave të Qendrës së Autentifikimit (AuC) pas marrjes së kartave SIM të prodhuara nga operatori i telekomit. Kur regjistroni një telefon në rrjet, identifikuesit transmetohen nga BS, përkatësisht AuC. Më pas AuC (Qendra e Identifikimit) dërgon një numër të rastësishëm në telefon, i cili është çelësi për të kryer llogaritjet duke përdorur një algoritëm të veçantë. Kjo llogaritje bëhet njëkohësisht në celular dhe AuC, pas së cilës krahasohen të dy rezultatet. Nëse përputhen, atëherë karta SIM njihet si origjinale dhe telefoni regjistrohet në rrjet.

Për një telefon, identifikuesi në rrjet është numri i tij unik IMEI (International Mobile Equipment Identity). Ky numër zakonisht përbëhet nga 15 shifra në shënimin dhjetor. Për shembull 35366300/758647/0. Tetë shifrat e para përshkruajnë modelin e telefonit dhe origjinën e tij. E mbetur - numër serik numrin e telefonit dhe kontrollit.

Ky numër ruhet në memorien e paqëndrueshme të telefonit. Në modelet më të vjetra, ky numër mund të ndryshohet duke përdorur një speciale software(software) dhe programuesin përkatës (nganjëherë një kabllo të dhënash), dhe në telefonat modernë është i dyfishuar. Një kopje e numrit ruhet në zonën e memories që mund të programohet, dhe kopja ruhet në zonën e memories OTP (One Time Programming), e cila programohet nga prodhuesi një herë dhe nuk mund të riprogramohet.

Pra, edhe nëse ndryshoni numrin në zonën e parë të memories, atëherë telefoni, kur ndizet, krahason të dhënat e të dy zonave të kujtesës dhe nëse gjenden numra të ndryshëm IMEI, telefoni bllokohet. Pse ta ndryshoni gjithë këtë, ju pyesni? Në fakt, ligjet e shumicës së vendeve e ndalojnë këtë. Telefoni sipas numrit IMEI gjurmohet në rrjet. Prandaj, nëse telefoni vidhet, ai mund të gjurmohet dhe sekuestrohet. Dhe nëse keni kohë ta ndryshoni këtë numër në ndonjë numër tjetër (pune), atëherë shanset për të gjetur një telefon reduktohen në zero. Këto çështje trajtohen nga shërbimet speciale me ndihmën e duhur të operatorit të rrjetit, etj. Prandaj, nuk do të thellohem në këtë temë. Ne jemi të interesuar për momentin thjesht teknik të ndryshimit të numrit IMEI.

Fakti është se në rrethana të caktuara ky numër mund të dëmtohet si rezultat i një dështimi të softuerit ose përditësimit të gabuar, dhe më pas telefoni është absolutisht i papërdorshëm. Këtu vijnë në ndihmë të gjitha mjetet për të rikthyer IMEI dhe performancën e pajisjes. Kjo pikë do të diskutohet më në detaje në seksionin e riparimit të softuerit të telefonit.

Tani shkurtimisht në lidhje me transmetimin e zërit nga pajtimtari në parapagues në standardin GSM. Në fakt, ky është një proces teknikisht shumë kompleks, i cili është krejtësisht i ndryshëm nga transmetimi i zakonshëm i zërit përmes rrjeteve analoge, si p.sh. një telefon me tel / radio në shtëpi. Radiotelefonat dixhitalë DECT janë disi të ngjashëm, por zbatimi është ende i ndryshëm.

Fakti është se zëri i abonentit, para se të transmetohet, pëson shumë transformime. sinjal analog ndahet në segmente me kohëzgjatje prej 20ms, pas së cilës shndërrohet në dixhital, pas së cilës kodohet duke përdorur algoritme të enkriptimit me të ashtuquajturat. çelësi publik - sistemi EFR (Rritja e plotë e zgjeruar - një sistem i avancuar i kodimit të të folurit i zhvilluar nga kompania finlandeze Nokia).

Të gjitha sinjalet e kodekëve përpunohen nga një algoritëm shumë i dobishëm bazuar në parimin e DTX (Transmetim i ndërprerë) - transmetim i ndërprerë i të folurit. Dobia e tij qëndron në faktin se ai kontrollon transmetuesin e telefonit, duke e ndezur atë vetëm në momentin kur fillon të folurit dhe duke e fikur në pauzat midis bisedave. E gjithë kjo arrihet me ndihmën e VAD (Voice Activated Detector) të përfshirë në kodek - një detektor i aktivitetit të të folurit.

Në pajtimtarin e marrë, të gjitha transformimet ndodhin në rend të kundërt.

17 gusht 2010

A e dini se çfarë ndodh pasi thirrni numrin e një shoku në celularin tuaj? Si rrjeti celular e gjen në malet e Andaluzisë apo në brigjet e ishullit të largët të Pashkëve? Pse ndonjëherë biseda ndalet papritur? Javën e kaluar vizitova Beeline dhe u përpoqa të kuptoja se si funksionon komunikimi celular...

Një sipërfaqe e madhe e pjesës së populluar të vendit tonë mbulohet nga Stacionet Bazë (BS). Në fushë duken si kulla bardh e kuq dhe në qytet janë të fshehura në çatitë e ndërtesave jo banesore. Çdo stacion merr një sinjal nga telefonat celularë në një distancë deri në 35 kilometra dhe komunikon me një celular nëpërmjet shërbimit ose kanaleve zanore.

Pasi të keni thirrur numrin e një miku, telefoni juaj kontakton stacionin bazë më të afërt (BS) nëpërmjet një kanali shërbimi dhe ju kërkon të ndani një kanal zanor. Stacioni bazë ia dërgon kërkesën kontrolluesit (BSC), i cili e përcjell atë te çelësi (MSC). Nëse shoku juaj është në të njëjtin rrjet celular, Switch do të kontrollojë Regjistrin e Vendndodhjes së Shtëpisë (HLR) për të gjetur se ku ndodhet ky moment abonenti i thirrur ndodhet (në shtëpi, në Turqi ose në Alaskë) dhe do ta transferojë thirrjen në centralin përkatës, nga ku do ta përcjellë te kontrollori dhe më pas në stacionin bazë. Stacioni bazë do të kontaktojë telefonin celular dhe do t'ju lidhë me një mik. Nëse shoku juaj është abonent i një rrjeti tjetër ose ju telefononi një telefon fiks, atëherë çelësi juaj do të kontaktojë çelësin përkatës të një rrjeti tjetër.

E veshtire? Le të hedhim një vështrim më të afërt.

Stacioni bazë është një palë kabinete hekuri të mbyllura në një dhomë me ajër të kondicionuar mirë. Duke qenë se në Moskë ishte +40 në rrugë, doja të jetoja në këtë dhomë për një kohë. Zakonisht, Stacioni Bazë ndodhet ose në papafingo të ndërtesës ose në një enë në çati:

Antena e Stacionit Bazë është e ndarë në disa sektorë, secili prej të cilëve "shkëlqen" në drejtimin e vet. Antenë vertikale komunikon me telefona, ai i rrumbullakët lidh Stacionin Bazë me kontrolluesin:

Çdo sektor mund të shërbejë deri në 72 telefonata në të njëjtën kohë, në varësi të konfigurimit dhe konfigurimit. Një stacion bazë mund të përbëhet nga 6 sektorë, kështu që një stacion bazë mund të shërbejë deri në 432 thirrje, megjithatë, zakonisht ka më pak transmetues dhe sektorë të instaluar në stacion. Operatorët celularë preferojnë të instalojnë më shumë BS për të përmirësuar cilësinë e komunikimit.

Stacioni bazë mund të funksionojë në tre breza:

900 MHz - sinjali në këtë frekuencë përhapet më tej dhe depërton më mirë brenda ndërtesave
1800 MHz - sinjali shtrihet në distanca më të shkurtra, por ju lejon të instaloni më shumë transmetues në 1 sektor
2100 MHz - Rrjeti 3G

Ja si duket një kabinet me pajisje 3G:

Transmetuesit 900 MHz janë instaluar në stacionet bazë në fusha dhe fshatra, dhe në qytet, ku stacionet bazë janë të mbërthyer si gjilpëra në një iriq, komunikimi kryhet kryesisht në një frekuencë prej 1800 MHz, megjithëse transmetuesit e të tre brezave mund të jenë të pranishëm. në çdo stacion bazë në të njëjtën kohë.

Një sinjal 900 MHz mund të arrijë deri në 35 kilometra, megjithëse "gama" e disa Stacioneve Bazë përgjatë rrugëve mund të arrijë deri në 70 kilometra, duke ulur përgjysmë numrin e abonentëve të shërbyer njëkohësisht në stacion. Prandaj, telefoni ynë, me antenën e tij të vogël të integruar, gjithashtu mund të transmetojë një sinjal deri në 70 kilometra ...

Të gjithë stacionet bazë janë projektuar për të siguruar mbulim optimal radio në nivelin e tokës. Prandaj, megjithë rrezen prej 35 kilometrash, sinjali i radios thjesht nuk dërgohet në lartësinë e avionit. Megjithatë, disa linja ajrore kanë filluar tashmë instalimin e stacioneve bazë me fuqi të ulët në avionët e tyre që ofrojnë mbulim brenda avionit. Një BS e tillë lidhet me rrjetin celular tokësor duke përdorur kanal satelitor. Sistemi plotësohet nga një panel kontrolli që lejon ekuipazhin të ndezë dhe fikë sistemin, si dhe disa lloje shërbimesh, si fikja e zërit në fluturimet e natës.

Telefoni mund të matë fuqinë e sinjalit nga 32 stacione bazë njëkohësisht. Ai dërgon informacion për 6 më të mirat (sipas nivelit të sinjalit) nëpërmjet kanalit të shërbimit dhe kontrolluesi (BSC) vendos se cili BS do të transmetojë thirrjen aktuale (Dorëzim) nëse jeni në lëvizje. Ndonjëherë telefoni mund të bëjë një gabim dhe t'ju transferojë në BS me sinjali më i keq, në këtë rast biseda mund të ndërpritet. Mund të rezultojë gjithashtu se në stacionin bazë që telefoni juaj ka zgjedhur, të gjitha linjat zanore janë të zëna. Në këtë rast, edhe biseda do të ndërpritet.

Më thanë edhe për të ashtuquajturin “problem i katit të fundit”. Nëse jetoni në një apartament nën çati, atëherë ndonjëherë, kur lëvizni nga një dhomë në tjetrën, biseda mund të ndërpritet. Kjo për shkak se në një dhomë telefoni mund të "shohë" një BS, dhe në të dytën - një tjetër, nëse shkon në anën tjetër të shtëpisë dhe, në të njëjtën kohë, këto 2 stacione bazë janë të vendosura në shumë larg nga njëri-tjetri dhe nuk janë të regjistruar si "fqinj" operatori celular. Në këtë rast, transferimi i një thirrjeje nga një BS në tjetrin nuk do të ndodhë:

Komunikimi në metro sigurohet në të njëjtën mënyrë si në rrugë: Stacioni bazë - kontrollues - ndërprerës, me ndryshimin e vetëm që aty përdoren Stacione të vogla bazë, dhe në tunel mbulimi sigurohet jo nga një antenë e zakonshme, por nga një kabllo speciale rrezatuese.

Siç shkrova më lart, një BS mund të bëjë deri në 432 telefonata në të njëjtën kohë. Zakonisht kjo fuqi mjafton për sytë, por, për shembull, gjatë disa festave, BS mund të mos jetë në gjendje të përballojë numrin e njerëzve që duan të telefonojnë. Kjo zakonisht ndodh në Viti i Ri kur të gjithë fillojnë të urojnë njëri-tjetrin.

SMS transmetohen përmes kanaleve të shërbimit. Më 8 Mars dhe 23 Shkurt, njerëzit preferojnë të urojnë njëri-tjetrin me SMS, duke dërguar vjersha qesharake dhe telefonat shpesh nuk mund të pajtohen me BS për ndarjen e një kanali zanor.

Më treguan një histori interesante. Nga një rreth i Moskës, filluan të vinin ankesa nga pajtimtarët që nuk mund t'i kalonin askund. Teknikët filluan të kuptonin. Shumica e kanaleve zanore ishin falas dhe të gjitha kanalet e shërbimit ishin të zënë. Doli se pranë këtij BS kishte një institut ku zhvilloheshin provimet dhe studentët shkëmbenin vazhdimisht mesazhe.

E gjatë Telefon SMS ndahet në disa të shkurtra dhe e dërgon secilën veç e veç. Punonjësit shërbim teknik Këshillohet që të dërgoni urime të tilla përmes MMS. Do të jetë më e shpejtë dhe më e lirë.

Nga Stacioni Bazë, thirrja shkon te kontrollori. Duket po aq e mërzitshme sa vetë BS - është vetëm një grup dollapësh:

Në varësi të pajisjes, kontrolluesi mund të shërbejë deri në 60 stacione bazë. Komunikimi midis BS dhe kontrolluesit (BSC) mund të kryhet nëpërmjet një kanali radiorele ose nëpërmjet optikës. Kontrolluesi kontrollon funksionimin e kanaleve të radios, përfshirë. kontrollon lëvizjen e pajtimtarit, transmetimin e sinjalit nga një BS në tjetrin.

Ndërprerësi duket shumë më interesant:

Çdo ndërprerës shërben nga 2 deri në 30 kontrollues. Ajo tashmë zë një sallë të madhe të mbushur me kabinete të ndryshme me pajisje:

10.

11.

12.

Çelësi kryen kontrollin e trafikut. I mbani mend filmat e vjetër ku njerëzit fillimisht e quanin "vajzën" dhe më pas ajo i lidhte me një pajtimtar tjetër, duke rilidhur telat? Çelësat modernë bëjnë të njëjtën gjë:

13.

Për të kontrolluar rrjetin, Beeline ka disa makina, të cilat ata i quajnë me dashuri "iriq". Ata lëvizin nëpër qytet dhe matin fuqinë e sinjalit rrjetin e vet, si dhe niveli i rrjetit të kolegëve nga "Treja e Mëdhenj":

14.

E gjithë çatia e një makine të tillë është e mbushur me antena:

15.

Brenda ka pajisje që kryen qindra telefonata dhe kap informacione:

16.

Kontrolli gjatë gjithë orarit mbi çelsat dhe kontrollorët kryhet nga Qendra e Kontrollit të Misionit të Qendrës së Kontrollit të Rrjetit (NCC):

17.

Ekzistojnë 3 fusha kryesore për monitorimin e rrjetit celular: shkalla e aksidenteve, statistikat dhe Feedback nga abonentët.

Ashtu si në aeroplanë, të gjitha pajisjet e rrjetit celular kanë sensorë që dërgojnë një sinjal në MCC dhe japin informacion në kompjuterët e dispeçerëve. Nëse ndonjë pajisje është jashtë funksionit, atëherë drita në monitor do të fillojë të "pulsojë".

MSC gjithashtu mban gjurmët e statistikave për të gjithë çelësat dhe kontrollorët. Ai e analizon duke e krahasuar me periudhat e mëparshme (orë, ditë, javë etj.). Nëse statistikat e disa prej nyjeve filluan të ndryshojnë ndjeshëm nga treguesit e mëparshëm, atëherë drita në monitor do të fillojë të "pulsojë" përsëri.

Reagimet merren nga operatorët e shërbimeve të pajtimtarëve. Nëse ata nuk mund ta zgjidhin problemin, atëherë thirrja i transferohet një specialisti teknik. Nëse edhe ai rezulton i pafuqishëm, atëherë në kompani krijohet një "incident", i cili zgjidhet nga inxhinierët e përfshirë në funksionimin e pajisjeve përkatëse.

Çelësat monitorohen gjatë gjithë orës nga 2 inxhinierë:

18.

Grafiku tregon aktivitetin e çelsave të Moskës. Shihet qartë se pothuajse askush nuk telefonon natën:

19.

Kontrolli mbi kontrollorët (më falni për tautologjinë) kryhet nga kati i dytë i Qendrës së Kontrollit të Rrjetit:

22.

21.

E kuptoj që keni ende shumë pyetje se si funksionon rrjeti celular. Tema është komplekse dhe i kërkova një specialisti nga Beeline të më ndihmonte t'i përgjigjem komenteve tuaja. Kërkesa e vetme është të qëndrojmë në temë. Dhe pyetje si "Rrepka Beeline. Ata vodhën 3 rubla nga llogaria ime" - adresoni shërbimin e pajtimtarit 0611.

Nesër do të ketë një postim se si një balenë u hodh para meje dhe nuk pata kohë ta fotografoja. Stay Tuned!

Komunikimi i celularëve, ose siç quhen edhe celularët, kryhet jo me ndihmën e telave, si në një sistem telefonik konvencional, por nëpërmjet valëve të radios. Për të bërë një telefonatë në një telefon celular, duhet të telefononi numrin si zakonisht. Kështu, mesazhi i radios arrin në stacionin bazë të operuar nga kompania e telefonisë celulare.

Në stacionin që trajton të gjitha thirrjet brenda një rrezeje ose zone të caktuar, pajisja kontrolluese përcakton thirrjen drejt një kanali radio të lirë. Përveç kësaj, ai dërgon një sinjal në shkëmbimin telefonik automatik të komunikimit celular. Duke lexuar kodet speciale të transmetuara nga telefoni,

ATS monitoron lëvizjen e makinës në zonën e stacionit të parë. Nëse gjatë një telefonate pajisja anashkalon zonën dhe hyn në zonën tjetër, telefonata transferohet automatikisht në stacionin bazë që funksionon në atë zonë. Kur telefononi nga një telefon celular, telefonuesi lidhet me një central telefonik automatik për komunikim celular, i cili përcakton vendndodhjen celular, kërkon një kanal radio falas nga kontrolluesi i qarkut dhe komunikon - përmes stacionit bazë - me numrin e dëshiruar. Pastaj bie zilja e celularit. Kur shoferi merr telefonin, qarku përfundon.

Funksionimi i stacionit bazë

Çdo stacion bazë merr sinjale të emetuara brenda një rrezeje prej tre deri në gjashtë milje. Për të shmangur zhurmën, stacionet bazë me kufij që përputhen duhet të funksionojnë në të ndryshme kanalet e frekuencës. Por edhe brenda të njëjtit qytet, stacionet mjaft të largëta nga njëri-tjetri mund të funksionojnë lehtësisht në të njëjtin kanal.

Sistemi telefonik lokal, i cili shërben si për shtëpitë ashtu edhe për zyrat, bazohet në tela që kalojnë mbi dhe nën tokë dhe janë të lidhur me një central automatik.

Vendndodhja dhe kanali

PBX përcakton vendndodhjen e mjetit në lëvizje ndërsa kontrolluesi i qarkut drejton thirrjen në kanalin e komunikimit.

Zona e thirrjeve

Kur makina largohet nga zona e stacionit bazë më të largët, shoferi nuk mund të përdorë më komunikimin celular. Nëse bëhet një telefonatë në rrugën drejt skajit të zonës, sinjali bëhet gjithnjë e më i dobët dhe përfundimisht zhduket fare.

Rrugës nga stacioni në stacion

Kudo thirrje celulare Një central telefonik automatik për komunikimet celulare rregullon vendndodhjen e një makine në lëvizje me fuqinë e sinjaleve radio që dalin prej saj. Kur sinjali bëhet shumë i dobët, centrali automatik i telefonit sinjalizon stacionin bazë, i cili nga ana e tij e transferon thirrjen në shërbimin e centralit fqinj.

Sot vështirë se është e mundur të gjesh një person që nuk do të përdorte kurrë një celular. Por a e kuptojnë të gjithë se si funksionon komunikimi celular? Si është rregulluar dhe si funksionon ajo që të gjithë jemi mësuar prej kohësh? A transmetohen sinjalet nga stacionet bazë përmes telave, apo të gjitha funksionojnë në ndonjë mënyrë tjetër? Apo ndoshta i gjithë komunikimi celular funksionon vetëm për shkak të valëve të radios? Ne do të përpiqemi t'u përgjigjemi këtyre dhe pyetjeve të tjera në artikullin tonë, duke e lënë përshkrimin e standardit GSM përtej qëllimit të tij.

Në momentin kur një person tenton të bëjë një telefonatë nga celulari i tij, ose kur fillojnë ta telefonojnë, telefoni lidhet nëpërmjet valëve të radios me një nga stacionet bazë (më të aksesueshmet), me një nga antenat e tij. Stacionet bazë mund të vërehen aty-këtu, duke parë shtëpitë e qyteteve tona, çatitë dhe fasadat e ndërtesave industriale, rrokaqiejt dhe së fundi në direkët bardhë e kuq të ngritur posaçërisht për stacione (sidomos përgjatë autostradave).

Këto stacione duken si kuti gri drejtkëndëshe, nga të cilat dalin antena të ndryshme në drejtime të ndryshme (zakonisht deri në 12 antena). Antenat këtu punojnë si për pranim ashtu edhe për transmetim dhe i përkasin operatorit celular. Antenat e stacionit bazë drejtohen në të gjitha drejtimet (sektorët) e mundshëm për të siguruar "mbulim rrjeti" për pajtimtarët nga të gjitha anët në një distancë deri në 35 kilometra.

Një antenë e një sektori është në gjendje të shërbejë deri në 72 thirrje në të njëjtën kohë, dhe nëse ka 12 antena, atëherë imagjinoni: 864 thirrje, në parim, mund të shërbehen nga një stacion i madh bazë në të njëjtën kohë! Edhe pse zakonisht kufizohet në 432 kanale (72 * 6). Çdo antenë lidhet me kabllo me njësinë e kontrollit të stacionit bazë. Dhe tashmë blloqet e disa stacioneve bazë (secili stacion i shërben pjesës së tij të territorit) janë bashkangjitur me kontrolluesin. Deri në 15 stacione bazë mund të lidhen me një kontrollues.

Stacioni bazë, në parim, është i aftë të funksionojë në tre breza: sinjali 900 MHz depërton më mirë brenda ndërtesave dhe strukturave, përhapet më tej, kështu që ky brez i veçantë përdoret shpesh në fshatra dhe fusha; sinjali në një frekuencë prej 1800 MHz nuk përhapet deri më tani, por më shumë transmetues janë instaluar në një sektor, kështu që stacione të tilla instalohen më shpesh në qytete; më në fund 2100 MHz është një rrjet 3G.

Kontrollorët, natyrisht, në lokaliteti ose qarku, mund të ketë disa, kështu që kontrollorët, nga ana tjetër, janë të lidhur me kabllo me çelësin. Detyra e switch-it është të lidhë rrjetet e operatorëve celularë me njëri-tjetrin dhe me linjat e zakonshme të qytetit komunikimi telefonik, komunikimi në distanca të gjata dhe komunikimi ndërkombëtar. Nëse rrjeti është i vogël, atëherë mjafton një ndërprerës; nëse është i madh, përdoren dy ose më shumë ndërprerës. Çelësat janë të ndërlidhura me tela.

Në procesin e lëvizjes së një personi që flet në një celular përgjatë rrugës, për shembull: ai ecën, udhëton në transportin publik ose lëviz në një makinë personale, telefoni i tij nuk duhet të humbasë rrjetin për asnjë moment, nuk mund të shkëputni bisedë.

Vazhdimësia e komunikimit është marrë për shkak të aftësisë së rrjetit të stacionit bazë për të kaluar shumë shpejt pajtimtarin nga një antenë në tjetrën në procesin e lëvizjes nga zona e mbulimit të një antene në zonën e mbulimit të tjetrës (nga qeliza në qelizë). Vetë pajtimtari nuk e vëren se si pushon së lidhuri me një stacion bazë, dhe tashmë është i lidhur me një tjetër, si kalon nga antena në antenë, nga stacioni në stacion, nga kontrolluesi në kontrollues ...

Në të njëjtën kohë, ndërprerësi siguron shpërndarje optimale të ngarkesës në një skemë rrjeti me shumë shtresa në mënyrë që të zvogëlojë gjasat e dështimit të pajisjeve. Një rrjet me shumë nivele është ndërtuar si kjo: telefon celular- stacioni bazë - kontrolluesi - çelësi.

Le të themi se bëjmë një telefonatë, dhe tani sinjali ka arritur tashmë në çelës. Çelësi transferon thirrjen tonë drejt pajtimtarit të destinacionit - në rrjetin e qytetit, në rrjetin e komunikimit ndërkombëtar ose në distanca të gjata, ose në rrjetin e një tjetri. operatori celular. E gjithë kjo ndodh shumë shpejt duke përdorur kanale kabllore me fibra optike me shpejtësi të lartë.

Më tej, thirrja jonë arrin në centralin, i cili ndodhet në anën e pajtimtarit marrës (të thirrur nga ne). Ndërprerësi "marrës" tashmë ka të dhëna se ku ndodhet pajtimtari i thirrur, në cilën zonë të mbulimit të rrjetit: cilin kontrollues, cilin stacion bazë. Dhe kështu, sondazhi i rrjetit fillon nga stacioni bazë, adresuesi gjendet dhe një telefonatë "merr" në telefonin e tij.

I gjithë zinxhiri i ngjarjeve të përshkruara, nga momenti i formimit të numrit deri në momentin kur dëgjohet thirrja në anën marrëse, zakonisht zgjat jo më shumë se 3 sekonda. Pra, tani mund të telefonojmë kudo në botë.

Andrey Povny

Parimi i funksionimit të komunikimit celular

Parimet bazë të telefonisë celulare janë mjaft të thjeshta. Fillimisht, FCC krijoi zona të mbulimit gjeografik për sistemet radio celulare bazuar në të dhënat e rishikuara të Censusit të vitit 1980. Ideja prapa komunikimeve celulare është që secila zonë të ndahet në qeliza gjashtëkëndore që, kur kombinohen, formojnë një strukturë të ngjashme me huall mjalti, siç tregohet në figurë. 6.1, a. Forma gjashtëkëndore u zgjodh sepse siguron transmetimin më efikas duke përputhur përafërsisht modelin rrethor të rrezatimit duke eliminuar boshllëqet që ndodhin gjithmonë midis rrathëve ngjitur.

Një qelizë përcaktohet nga madhësia e saj fizike, popullsia dhe modeli i trafikut. FCC nuk rregullon numrin e qelizave në sistem dhe madhësinë e tyre, duke i lënë operatorët të vendosin këto parametra në përputhje me modelin e pritur të trafikut. Çdo zonë gjeografike i është caktuar një numër fiks i kanaleve celulare të zërit. Dimensionet fizike të një qelize varen nga dendësia e pajtimtarit dhe struktura e thirrjes. Për shembull, qelizat e mëdha (qelizat makro) zakonisht kanë një rreze prej 1.6 deri në 24 km me një fuqi transmetuesi të stacionit bazë prej 1 W deri në 6 W. Qelizat më të vogla (mikroqelizat) zakonisht kanë një rreze prej 460 m ose më pak me një fuqi transmetuesi të stacionit bazë prej 0,1 W deri në 1 W. Figura 6.1b tregon një konfigurim huall mjalti me dy madhësi qelizash.

Figura 6.1. – Struktura huall mjalti e qelizave a); struktura huall mjalti me huall mjalti dy përmasash b) klasifikimi i hualleve c)

Mikroqelizat përdoren më së shpeshti në rajonet me densitet të lartë të popullsisë. Për shkak të rrezes së tyre të shkurtër, mikroqelizat janë më pak të ndjeshme ndaj efekteve të degradimit të transmetimit, siç janë reflektimet dhe vonesat e sinjalit.

Një qelizë makro mund të mbivendoset me një grup mikroqelizash, ku mikroqelizat shërbejnë pajisje celulare me lëvizje të ngadaltë dhe qeliza makro që shërben pajisje me lëvizje të shpejtë. Pajisja celulare është në gjendje të përcaktojë shpejtësinë e lëvizjes së saj sa të shpejtë apo të ngadaltë. Kjo bën të mundur reduktimin e numrit të kërcimeve nga një qelizë në tjetrën dhe korrigjimin e të dhënave të vendndodhjes.

Algoritmi i kalimit nga një qelizë në tjetrën mund të ndryshohet në distanca të vogla midis pajisjes celulare dhe stacionit bazë të mikrocelës.

Ndonjëherë sinjalet e radios në një qelizë janë shumë të dobëta për të siguruar komunikime të besueshme të brendshme. Kjo është veçanërisht e vërtetë për zonat e mbrojtura mirë dhe zonat me nivel të lartë ndërhyrje. Në raste të tilla përdoren qeliza shumë të vogla - qeliza pico. Qelizat pico të brendshme mund të përdorin të njëjtat frekuenca si qelizat e rregullta në një rajon të caktuar, veçanërisht në mjedise të favorshme si në tunele nëntokësore.

Kur planifikoni sisteme duke përdorur qeliza gjashtëkëndore, transmetuesit e stacionit bazë mund të vendosen në qendër të qelizës, në skajin e qelizës ose në krye të qelizës (Figura 6.2 a, b, c, përkatësisht). Në qelizat me një transmetues në qendër, zakonisht përdoren antena gjithëdrejtuese, dhe në qelizat me transmetues në skaj ose në krye, përdoren antena drejtimi sektoriale.

Antenat e gjithanshme rrezatojnë dhe marrin sinjale në mënyrë të barabartë në të gjitha drejtimet.

Figura 6.2 - Vendosja e transmetuesve në qeliza: në qendër a); në skajin b); në krye c)

Në një sistem komunikimi celular, një stacion bazë i fuqishëm fiks i vendosur lart mbi qendrën e qytetit mund të zëvendësohet nga stacione të shumta identike me energji të ulët që janë instaluar në zonën e mbulimit në vendet që ndodhen më afër tokës.

Qelizat që përdorin të njëjtin grup radio mund të shmangin ndërhyrjet nëse janë të ndara siç duhet. Në këtë rast, vërehet ripërdorimi i frekuencës. Ripërdorimi i frekuencës është shpërndarja e të njëjtit grup frekuencash (kanalesh) në disa qeliza, me kusht që këto qeliza të jenë të ndara nga distanca të konsiderueshme. Ripërdorimi i frekuencës lehtësohet duke reduktuar zonën e mbulimit të secilës qelizë. Stacionit bazë të çdo qelize i caktohet një grup frekuencash operuese që janë të ndryshme nga frekuencat e qelizave fqinje, dhe antenat e stacionit bazë janë zgjedhur në mënyrë që të mbulojnë zonën e dëshiruar të mbulimit brenda qelizës së tij. Meqenëse zona e shërbimit është e kufizuar në kufijtë e një qelize, qeliza të ndryshme mund të përdorin të njëjtin grup frekuencash funksionale pa ndërhyrje reciproke, me kusht që dy qeliza të tilla të jenë në një distancë të mjaftueshme nga njëra-tjetra.

Zona e shërbimit gjeografik sistemi qelizor, që përmban disa grupe qelizash ndahet në grupime (Figura 6.3). Çdo grup përbëhet nga shtatë qeliza të cilave u është caktuar i njëjti numër i kanaleve të komunikimit full-duplex. Qelizat me emërtime të njëjta shkronjash përdorin të njëjtin grup frekuencash operative. Siç shihet nga figura, në të tre grupet përdoren të njëjtat grupe frekuencash, gjë që bën të mundur trefishimin e numrit të kanaleve të komunikimit celular të disponueshëm. letra A, B, C, D, E, F dhe G përfaqësojnë shtatë grupe frekuencash.

Figura 6.3 – Parimi i ripërdorimit të frekuencës në komunikimet celulare

Konsideroni një sistem me një numër fiks kanalesh të plota dupleks të disponueshëm në disa zona. Çdo zonë shërbimi është e ndarë në grupe dhe merr një grup kanalesh, të cilat shpërndahen ndërmjet tyre N qelizat e grupit, duke u grupuar në kombinime që nuk përsëriten. Të gjitha qelizat kanë të njëjtin numër kanalesh, por ato mund të shërbejnë zona me madhësi të vetme.

Kështu, numri i përgjithshëm i kanaleve të komunikimit celular të disponueshëm në grup mund të përfaqësohet nga shprehja:

F=GN (6.1)

ku F– numri i kanaleve të komunikimit celular dupleks të plotë të disponueshëm në grup;

G– numri i kanaleve në një qelizë;

Nështë numri i qelizave në grup.

Nëse grupi "kopjohet" brenda zonës së caktuar të shërbimit m herë, atëherë numri i përgjithshëm i kanaleve full-duplex do të jetë:

C=mGN=mF (6.2)

ku NGA– numri total i kanaleve në një zonë të caktuar;

mështë numri i grupimeve në një zonë të caktuar.

Mund të shihet nga shprehjet (6.1) dhe (6.2) se numri i përgjithshëm i kanaleve në një sistem telefonik celular është drejtpërdrejt proporcional me numrin e "përsëritjeve" të grupit në një zonë të caktuar shërbimi. Nëse madhësia e grupit zvogëlohet ndërsa madhësia e qelizave mbetet e njëjtë, atëherë do të nevojiten më shumë grupime për të mbuluar një zonë të caktuar shërbimi dhe numri total i kanaleve në sistem do të rritet.

Numri i abonentëve që mund të përdorin njëkohësisht të njëjtin grup frekuencash (kanalesh) ndërkohë që nuk janë në qelizat fqinje të një zone të vogël shërbimi (për shembull, brenda një qyteti) varet nga numri total i qelizave në këtë zonë. Në mënyrë tipike, numri i pajtimtarëve të tillë është katër, por në rajonet me popullsi të dendur mund të jetë shumë më i lartë. Ky numër quhet faktori i ripërdorimit të frekuencës ose FRF – faktori i ripërdorimit të frekuencës. Matematikisht, mund të shprehet si:

(6.3)

ku N– numri total i kanaleve full-duplex në zonën e shërbimit;

NGA– numri total i kanaleve të plota dupleks në qelizë.

Me rritjen e parashikuar të trafikut celular, kërkesa në rritje për shërbim plotësohet duke zvogëluar madhësinë e qelizës, duke e ndarë atë në disa qeliza, secila prej të cilave ka stacionin e vet bazë. Ndarja efikase e qelizave lejon sistemin të trajtojë më shumë telefonata për sa kohë që qelizat nuk janë shumë të vogla. Nëse diametri i qelizës bëhet më pak se 460 m, atëherë stacionet bazë të qelizave ngjitur do të ndikojnë njëri-tjetrin. Raporti ndërmjet ripërdorim frekuencat dhe madhësia e grupit përcakton se si mund të ndryshoni shkallë sistemi celular në rast të rritjes së densitetit të pajtimtarëve. Sa më pak qeliza në një grup, aq më e madhe është gjasat e ndërlidhjes midis kanaleve.

Për shkak se qelizat janë gjashtëkëndore, çdo qelizë ka gjithmonë gjashtë qeliza fqinje të barabarta, dhe këndet midis vijave që lidhin qendrën e çdo qelize me qendrat e qelizave fqinje janë shumëfisha të 60°. Prandaj, numri i madhësive të mundshme të grupimeve dhe paraqitjeve të qelizave është i kufizuar. Për të lidhur qelizat me njëra-tjetrën pa boshllëqe (në mënyrë mozaike), dimensionet gjeometrike të gjashtëkëndëshit duhet të jenë të tilla që numri i qelizave në grup të plotësojë kushtin:

(6.4)

ku N– numri i qelizave në grup; i dhe j janë numra të plotë jo negativë.

Gjetja e një rruge drejt qelizave më të afërta të bashkëkanalit (të ashtuquajturat qeliza të nivelit të parë) vazhdon si më poshtë:

Leviz i qelizat (përmes qendrave të qelizave fqinje):

Leviz j qelizat përpara (përmes qendrave të qelizave fqinje).

Për shembull, numri i qelizave në grup dhe vendndodhja e qelizave të nivelit të parë për vlerat e mëposhtme: j = 2. i = 3 do të përcaktohet nga shprehja 6.4 (Figura 6.4) N = 3 2 + 3 2 + 2 2 = 19.

Figura 6.5 tregon gjashtë qelizat më të afërta që përdorin të njëjtat kanale si qeliza POR.

Procesi i kalimit nga një qelizë në tjetrën, dmth. kur pajisja celulare largohet nga stacioni bazë 1 në stacionin bazë 2 (Figura 6.6) përfshin katër faza kryesore:

1) inicimi - pajisja celulare ose rrjeti zbulon nevojën për një dorëzim dhe fillon procedurat e nevojshme të rrjetit;

2) rezervimi i burimeve - me ndihmën e procedurave të duhura të rrjetit, rezervohen burimet e rrjetit të nevojshme për dorëzim (kanali zanor dhe kanali i kontrollit);

3) ekzekutimi - transferimi i drejtpërdrejtë i kontrollit nga një stacion bazë në tjetrin;

4) mbarimi - i tepërt burimet e rrjetit lëshuar, duke u bërë e disponueshme për pajisjet e tjera celulare.

Figura 6.6 – Dorëzimi