Milioni ljudi širom svijeta koriste mobilne telefone jer su mobilni telefoni znatno olakšali komunikaciju s ljudima širom svijeta.

Mobilni telefoni ovih dana imaju niz funkcija, a svakim danom sve više postaje dostupno. Ovisno o modelu vašeg mobilnog telefona, možete učiniti sljedeće:

Sačuvajte važne informacije
Vodite bilješke ili napravite listu obaveza
Snimite važne sastanke i uključite alarme za podsjetnike
koristite kalkulator za proračune
slati ili primati poštu
tražiti informacije (vijesti, izjave, vicevi i još mnogo toga) na internetu
igrati igre
gledaj televiziju
slati poruke
Koristite druge uređaje kao što su MP3 plejeri, PDA uređaji i GPS navigacioni sistemi.

Ali zar se niste ikada zapitali kako funkcioniše mobilni telefon? I po čemu se razlikuje od običnog fiksnog telefona? Šta znače svi ovi pojmovi PCS, GSM, CDMA i TDMA? Ovaj članak će govoriti o novim karakteristikama mobilnih telefona.

Počnimo s činjenicom da je mobilni telefon u suštini radio - napredniji tip, ali ipak radio. Sam telefon kreirao je Alexander Graham Bell 1876. godine, a bežičnu komunikaciju nešto kasnije Nikolaj Tesla 1880-ih (Talijan Guglielmo Marconi prvi je počeo govoriti o bežičnoj komunikaciji 1894. godine). Bilo je predodređeno da se ove dvije velike tehnologije spoje.

U davna vremena, kada nije bilo mobilnih telefona, ljudi su u svoje automobile ugrađivali radio telefone za komunikaciju. Ovaj radiotelefonski sistem je radio pomoću jedne glavne antene postavljene na tornju van grada i podržavao je oko 25 kanala. Da bi se spojio na glavnu antenu, telefon je morao imati snažan predajnik - radijusa od oko 70 km.

Ali malo tko bi mogao koristiti takve radio telefone zbog ograničenog broja kanala.

Genijalnost mobilnog sistema leži u podeli grada na nekoliko elemenata („ćelija“). Ovo promovira ponovnu upotrebu frekvencija u cijelom gradu, tako da milioni ljudi mogu koristiti mobilne telefone u isto vrijeme. „Saće“ nije slučajno odabrano, jer upravo saće (šestougaonog oblika) može najoptimalnije pokriti površinu.

Da bismo bolje razumjeli rad mobilnog telefona, potrebno je uporediti CB radio (tj. obični radio) i bežični telefon.

Prenosivi uređaj sa punim dupleksom u odnosu na poludupleks – radiotelefoni, kao i jednostavni radio uređaji, su poludupleks uređaji. To znači da dvije osobe koriste istu frekvenciju, tako da mogu govoriti samo naizmjenično. Mobilni telefon je full-duplex uređaj, što znači da osoba koristi dvije frekvencije: jedna frekvencija služi za slušanje osobe s druge strane, a druga za govor. Dakle, istovremeno možete razgovarati i mobilnim telefonom.

Kanali - radiotelefon koristi samo jedan kanal, radio ima oko 40 kanala. Jednostavan mobilni telefon može imati 1.664 kanala ili više.

U poludupleks uređajima, oba radio predajnika koriste istu frekvenciju, tako da samo jedna osoba može razgovarati. U full duplex uređajima, 2 predajnika koriste različite frekvencije tako da ljudi mogu razgovarati u isto vrijeme. Mobilni telefoni su full duplex uređaji.

U tipičnom američkom sistemu mobilne telefonije, korisnik mobilnog telefona koristi oko 800 frekvencija za razgovor po gradu. Mobilni telefon dijeli grad na nekoliko stotina. Svaka ćelija ima određenu veličinu i pokriva površinu od 26 km2. Saće izgledaju kao šestouglovi zatvoreni u rešetku.

Budući da mobilni telefoni i stanice koriste predajnike male snage, ćelije koje nisu susjedne mogu koristiti iste frekvencije. Dvije ćelije mogu koristiti iste frekvencije. Ćelijska mreža se sastoji od moćnih računara velike brzine, baznih stanica (višefrekventni VHF primopredajnici) raspoređenih po cijelom radnom području ćelijske mreže, mobilnih telefona i druge opreme visoke tehnologije. Dalje ćemo govoriti o baznim stanicama, ali sada pogledajmo „ćelije“ koje čine ćelijski sistem.

Jedna ćelija u analognom ćelijskom sistemu koristi 1/7 dostupnih dvosmjernih komunikacijskih kanala. To znači da svaka ćelija (od 7 ćelija u mreži) koristi 1/7 dostupnih kanala, koji imaju svoj skup frekvencija i stoga se ne preklapaju:

Korisnik mobilnog telefona obično prima 832 radio frekvencije za razgovor po gradu.
Svaki mobilni telefon koristi 2 frekvencije po pozivu - tzv. dvosmjerni kanal - dakle, za svakog korisnika mobilnog telefona postoji 395 komunikacijskih kanala (preostale 42 frekvencije koristi glavni kanal - o tome ćemo kasnije).

Dakle, svaka ćelija ima do 56 dostupnih komunikacijskih kanala. To znači da će 56 osoba moći istovremeno razgovarati mobilnim telefonima. Prva mobilna tehnologija, 1G, smatra se analogom mobilne mreže. Od kada je počeo da se koristi digitalni prenos informacija (2G), broj kanala se značajno povećao.

Mobilni telefoni imaju ugrađene predajnike male snage, tako da rade na 2 nivoa signala: 0,6 W i 3 W (za poređenje, evo jednostavnog radija koji radi na 4 W). Bazne stanice također koriste predajnike male snage, ali oni imaju svoje prednosti:

Prijenos signala bazne stanice i mobilnog telefona unutar svake ćelije ne dozvoljava vam da se udaljite od ćelije. Na ovaj način, obje ćelije mogu ponovo koristiti istih 56 frekvencija. Iste frekvencije se mogu koristiti u cijelom gradu.
Potrošnja punjenja mobilnog telefona, koji obično radi na bateriju, nije značajno visoka. Predajnici male snage znače male baterije, što mobilne telefone čini kompaktnijima.

Za celularnu mrežu potrebno je više baznih stanica, bez obzira na veličinu grada. Mali grad bi trebao imati nekoliko stotina kula. Svim korisnicima mobilnih telefona u bilo kom gradu upravlja jedna glavna kancelarija, koja se zove Centar za prebacivanje mobilnih telefona. Ovaj centar kontroliše sve telefonske pozive i bazne stanice u datom području.

Kodovi mobilnih telefona

Elektronski redni broj (ESN) je jedinstveni 32-bitni broj koji je proizvođač programirao u mobilni telefon.
Mobilni identifikacioni broj (MIN) je 10-cifreni kod izveden iz broja mobilnog telefona.
Sistemski identifikacioni kod (SID) je jedinstveni 5-cifreni kod koji se dodjeljuje svakoj FCC kompaniji. Posljednja dva koda, MIN i SID, programiraju se u mobilni telefon kada kupite karticu i uključite telefon.

Svaki mobilni telefon ima svoj kod. Šifre su potrebne za prepoznavanje telefona, vlasnika mobilnih telefona i mobilnih operatera. Na primjer, imate mobilni telefon, uključite ga i pokušate da pozovete. Evo šta se dešava za to vrijeme:

Kada prvi put uključite telefon, on traži identifikacioni kod na glavnom kontrolnom kanalu. Kanal je posebna frekvencija koju mobilni telefoni i bazna stanica koriste za prijenos signala. Ako telefon ne može pronaći kontrolni kanal, on je van dosega i na ekranu se prikazuje poruka “nema mreže”.
Kada telefon primi identifikacioni kod, provjerava ga u odnosu na vlastiti kod. Ako postoji podudaranje, mobilnom telefonu je dozvoljeno da se poveže na mrežu.
Uz kod, telefon traži pristup mreži, a Mobile Switching Center bilježi poziciju telefona u bazi podataka, tako da Komutacijski centar zna koji telefon koristite kada želi da vam pošalje servisnu poruku.
Centrala prima pozive i može izračunati vaš broj. U svakom trenutku može potražiti vaš broj telefona u svojoj bazi podataka.
Centar za prebacivanje kontaktira vaš mobilni telefon da vam kaže koju frekvenciju da koristite i nakon što mobilni telefon komunicira sa antenom, telefon dobija pristup mreži.

Mobilni telefon i bazna stanica održavaju stalan radio kontakt. Mobilni telefon povremeno prelazi s jedne bazne stanice na drugu, što emituje jači signal. Ako se mobilni telefon pomakne iz polja bazne stanice, on uspostavlja vezu sa drugom, obližnjom baznom stanicom, čak i tokom razgovora. Dvije bazne stanice "komuniciraju" preko Switching Centra, koji prenosi signal na vaš mobilni telefon za promjenu frekvencije.

Postoje slučajevi kada se, prilikom kretanja, signal kreće iz jedne ćelije u drugu, koja pripada drugom mobilnom operateru. U tom slučaju signal ne nestaje, već se prenosi na drugog mobilnog operatera.

Većina modernih mobilnih telefona može raditi u nekoliko standarda, što vam omogućava korištenje usluga rominga u različitim mobilnim mrežama. Komutacijski centar čije ćelije sada koristite povezuje se s vašim komutacijskim centrom i traži potvrdu koda. Vaš sistem prenosi sve podatke o vašem telefonu na drugi sistem, a Switching Center vas povezuje sa ćelijama novog mobilnog operatera. A ono što je najnevjerovatnije je da se sve ovo radi u roku od nekoliko sekundi.

Ono što najviše smeta u svemu ovome je to što možete platiti prilično peni za pozive u romingu. Na većini telefona, kada prvi put pređete granicu, prikazuje se usluga rominga. U suprotnom, bolje provjerite svoju mapu pokrivenosti mobilnom mrežom kako kasnije ne biste morali plaćati "naduvane" tarife. Stoga odmah provjerite cijenu ove usluge.

Imajte na umu da telefon mora raditi u više od jednog opsega ako želite da koristite uslugu rominga, jer različite zemlje koriste različite opsege.

Godine 1983. razvijen je prvi standard analognog mobilnog telefona, AMPS (Advanced Mobile Telephone Service). Ovaj standard analogne mobilne komunikacije radi u frekvencijskom opsegu od 825 do 890 MHz. Kako bi održala konkurenciju i zadržala cijene na tržištu, američka savezna vlada zahtijevala je da na tržištu postoje najmanje dvije kompanije koje se bave istim poslom. Jedna takva kompanija u Sjedinjenim Državama bila je Lokalna telefonska kompanija (LEC).

Svaka kompanija je imala svoje 832 frekvencije: 790 za pozive i 42 za podatke. Za kreiranje jednog kanala korištene su dvije frekvencije odjednom. Frekvencijski opseg za analogni kanal je tipično bio 30 kHz. Domet prijenosa i prijema govornog kanala je razdvojen sa 45 MHz, tako da se jedan kanal ne preklapa sa drugim.

Verzija AMPS standarda pod nazivom NAMPS (Narrowband Advanced Communications System) koristi nove digitalne tehnologije kako bi omogućila sistemu da utrostruči svoje mogućnosti. Ali iako koristi nove digitalne tehnologije, ova verzija ostaje samo analogna. Analogni standardi AMPS i NAMPS rade samo na 800 MHz i još uvijek ne mogu ponuditi široku lepezu funkcija, kao što su internet konekcija i pošta.

Digitalni mobilni telefoni pripadaju drugoj generaciji (2G) mobilne tehnologije. Koriste istu radio tehnologiju kao i analogni telefoni, ali na malo drugačiji način. Analogni sistemi ne koriste u potpunosti signal između telefona i mobilne mreže – analogni signali se ne mogu ometati ili manipulisati tako lako kao digitalni signali. Ovo je jedan od razloga zašto mnoge kablovske kompanije prelaze na digitalno – kako bi mogle da koriste više kanala u datom opsegu. Nevjerovatno je koliko digitalni sistem može biti efikasan.

Mnogi digitalni mobilni sistemi koriste frekvencijsku modulaciju (FSK) za prijenos i primanje podataka preko analognog AMPS portala. Frekvencijska modulacija koristi 2 frekvencije, jednu za logičku jednu, drugu za logičku nulu, birajući između dvije, prilikom prijenosa digitalnih informacija između tornja i mobilnog telefona. Da bi se analogne informacije pretvorile u digitalne i obrnuto, potrebna je modulacija i shema kodiranja. Ovo sugerira da digitalni mobilni telefoni moraju biti u mogućnosti da brzo obrađuju podatke.

U smislu složenosti po kubnom inču, mobilni telefoni spadaju među najsloženije moderne uređaje. Digitalni mobilni telefoni mogu izvršiti milione kalkulacija u sekundi kako bi kodirali ili dekodirali glasovni tok.

Svaki običan telefon se sastoji od nekoliko dijelova:

Čip (ploča) koji je mozak za telefon
Antena
Displej sa tečnim kristalima (LCD)
Tastatura
Mikrofon
Zvučnik
Baterija

Mikrokolo je centar čitavog sistema. Zatim ćemo pogledati koje vrste čipova postoje i kako svaki od njih radi. Čip za analogno-digitalni i povratno-digitalni konverzijski čip kodira izlazni audio signal iz analognog sistema u digitalni i dolazni signal iz digitalnog sistema u analogni.

Mikroprocesor je centralni procesni uređaj odgovoran za obavljanje najvećeg dela obrade informacija. Kontroliše tastaturu i ekran, i mnoge druge procese.

ROM čipovi i čip memorijske kartice vam omogućavaju da pohranite podatke operativnog sistema mobilnog telefona i druge korisničke podatke, kao što su podaci telefonskog imenika. Radio frekvencija kontroliše napajanje i punjenje i upravlja stotinama FM talasa. Pojačalo visoke frekvencije kontroliše signale koje antena prima ili reflektuje. Veličina ekrana se značajno povećala otkako su mobilni telefoni postali funkcionalniji. Mnogi telefoni imaju notebook računare, kalkulatore i igrice. A sada je mnogo više telefona povezano na PDA ili Web pretraživač.

Neki telefoni pohranjuju određene informacije, kao što su SID i MIN kodovi, u ugrađenu fleš memoriju, dok drugi koriste eksterne kartice kao što su SmartMedia kartice.

Mnogi telefoni imaju zvučnike i mikrofone toliko male da je teško zamisliti kako uopće proizvode zvuk. Kao što vidite, zvučnici su iste veličine kao sitni novčić, a mikrofon nije veći od baterije sata. Inače, takve baterije za satove se koriste u internom čipu mobilnog telefona za rad sata.

Najnevjerovatnije je da su prije 30 godina mnogi od ovih dijelova zauzimali cijeli sprat zgrade, ali sada sve to staje na dlan čovjeka.

Postoje tri najčešća načina na koji 2G mobilni telefoni koriste radio frekvencije za prijenos informacija:

FDMA (višestruki pristup s frekvencijskom podjelom) TDMA (višestruki pristup s vremenskim podjelom) CDMA (višestruki pristup s kodnom podjelom)

Iako nazivi ovih metoda izgledaju tako zbunjujuće, lako možete pogoditi kako funkcioniraju jednostavno rastavljanjem naziva na pojedinačne riječi.

Prva riječ, frekvencija, vrijeme, šifra označava način pristupa. Druga riječ, podjela, znači da razdvaja pozive na osnovu metode pristupa.

FDMA postavlja svaki telefonski poziv na posebnu frekvenciju. TDMA dodjeljuje svakom pozivu određeno vrijeme na dodijeljenoj frekvenciji, a zatim ga prenosi na slobodnu frekvenciju.

Posljednja riječ svake metode, višestruka, znači da svaki stoti dio može koristiti nekoliko ljudi.

FDMA

FDMA (Frequency Division Multiple Access) je metoda korištenja radio frekvencija gdje je samo jedan pretplatnik u istom frekvencijskom opsegu, a različiti pretplatnici koriste različite frekvencije unutar ćelije. Primena je frekventnog multipleksiranja (FDM) u radio komunikacijama. Da bismo bolje razumjeli kako FDMA funkcionira, moramo pogledati kako rade radija. Svaka radio stanica šalje svoj signal u slobodne frekventne opsege. FDMA metoda se prvenstveno koristi za prijenos analognih signala. I iako ova metoda nesumnjivo može prenijeti digitalne informacije, ona se ne koristi jer se smatra manje učinkovitom.

TDMA

TDMA (Time Division Multiple Access) je metoda korištenja radio frekvencija kada postoji više pretplatnika u istom frekvencijskom slotu, različiti pretplatnici koriste različite vremenske intervale (intervale) za prijenos. To je primjena vremenskog multipleksiranja (TDM) na radio komunikacije. Kada se koristi TDMA, uski frekvencijski pojas (30 kHz širok i 6,7 milisekundi dugačak) je podijeljen na tri vremenska slota.

Uski frekventni opseg se obično shvata kao "kanali". Glasovni podaci pretvoreni u digitalne informacije su komprimirani, zbog čega zauzimaju manje prostora. Stoga, TDMA radi tri puta brže od analognog sistema koji koristi isti broj kanala. TDMA sistemi rade na frekvencijskom opsegu od 800 MHz (IS-54) ili 1900 MHz (IS-136).

GSM

TDMA je trenutno dominantna tehnologija za mobilne celularne mreže i koristi se u GSM (Global System for Mobile Communications) standardu (ruski SPS-900) - globalnom digitalnom standardu za mobilne mobilne komunikacije, sa dijeljenjem kanala zasnovanim na TDMA principu i visok stepen sigurnosti zahvaljujući šifrovanju javnog ključa. Međutim, GSM različito koristi TDMA i IS-136 pristup. Zamislimo da su GSM i IS-136 različiti operativni sistemi koji rade na istom procesoru, na primjer, i Windows i Linux operativni sistemi rade na Intel Pentium III. GSM sistemi koriste metodu kodiranja za osiguranje telefonskih poziva s mobilnih telefona. GSM mreža u Evropi i Aziji radi na frekvenciji od 900 MHz i 1800 MHz, au SAD na frekvenciji od 850 MHz i 1900 MHz i koristi se u mobilnim komunikacijama.

Blokiranje vašeg GSM telefona

GSM je međunarodni standard u Evropi, Australiji, većini Azije i Afrike. Korisnici mobilnih telefona mogu kupiti jedan telefon koji će raditi svuda gdje je podržan standard. Kako bi se povezali sa određenim mobilnim operaterom u različitim zemljama, korisnici GSM-a jednostavno mijenjaju SIM karticu. SIM kartice čuvaju sve informacije i identifikacione brojeve koji su potrebni za povezivanje sa mobilnim operaterom.

Nažalost, 850MHz/1900MHz GSM frekvencije koje se koriste u SAD-u nisu iste kao u međunarodnom sistemu. Dakle, ako živite u SAD-u, ali vam je zaista potreban mobilni telefon u inostranstvu, možete kupiti tropojasni GSM telefon i koristiti ga u svojoj zemlji i inostranstvu, ili jednostavno kupiti GSM mobilni telefon od 900MHz/1800MHz za putovanje u inostranstvo.

CDMA

CDMA (višestruki pristup s podjelom koda). Saobraćajni kanali sa ovom metodom podjele medija kreiraju se tako što se svakom korisniku dodjeljuje poseban numerički kod, koji se distribuira na cijelom propusnom opsegu. Nema vremenske podjele, svi pretplatnici stalno koriste cijelu širinu kanala. Frekvencijski opseg jednog kanala je veoma širok, emitovanja pretplatnika se međusobno preklapaju, ali pošto su njihovi kodovi različiti, mogu se razlikovati. CDMA je osnova za IS-95 i radi na frekvencijskim opsezima od 800 MHz i 1900 MHz.

Dual band i dual standard mobilni telefon

Kada idete na putovanje, nesumnjivo želite da pronađete telefon koji će raditi na nekoliko opsega, u nekoliko standarda, ili će kombinovati oba. Pogledajmo pobliže svaku od ovih mogućnosti:

Višepojasni telefon može se prebacivati ​​s jedne frekvencije na drugu. Na primjer, dvopojasni TDMA telefon može koristiti TDMA usluge na sistemu od 800 MHz ili 1900 MHz. Dvopojasni GSM telefon može koristiti GSM uslugu u tri opsega - 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz ili 1900 MHz.
Multistandardni telefon. “Standard” u mobilnim telefonima označava vrstu prijenosa signala. Stoga, telefon sa AMPS i TDMA standardima može preći sa jednog standarda na drugi ako je potrebno. Na primjer, AMPS standard vam omogućava korištenje analogne mreže u područjima koja ne podržavaju digitalnu mrežu.
Višepojasni/višestandardni telefon vam omogućava da promijenite frekvencijski opseg i standard prijenosa.

Telefoni koji podržavaju ovu funkciju automatski mijenjaju opsege ili standarde. Na primjer, ako telefon podržava dva opsega, onda se povezuje na mrežu od 800 MHz ako se ne može povezati na opseg od 1900 MHz. Kada telefon ima više standarda, prvo koristi digitalni standard, a ako ovaj nije dostupan, prelazi na analogni.

Mobilni telefoni dolaze u dvopojasnim i tropojasnim načinima rada. Međutim, riječ "tri traka" može zavarati. To može značiti da telefon podržava CDMA i TDMA standarde i analogni standard. A u isto vrijeme, to može značiti da telefon podržava jedan digitalni standard u dva opsega i analogni standard. Za one koji putuju u inostranstvo, bolje je kupiti telefon koji radi na GSM opsegu 900 MHz za Evropu i Aziju i 1900 MHz za SAD, a podržava i analogni standard. U suštini, ovo je dual-band telefon u kojem jedan od ovih načina rada (GSM) podržava 2 opsega.

Usluge mobilnih i ličnih komunikacija

Personal Communications Service (PCS) je u suštini usluga mobilnih telefona koja naglašava ličnu komunikaciju i mobilnost. Osnovna karakteristika PCS-a je da telefonski broj korisnika postaje njegov lični komunikacioni broj (PCN), koji je „vezan“ za samog korisnika, a ne za njegov telefon ili radio modem. Globalni putnik koji koristi PCS može slobodno primati telefonske pozive i e-poštu na svom PCN-u.

Ćelijska komunikacija je prvobitno stvorena za upotrebu u automobilima, dok je osobna komunikacija značila veće mogućnosti. U poređenju sa tradicionalnim mobilnim komunikacijama, PCS ima nekoliko prednosti. Prvo, potpuno je digitalan, što omogućava veće brzine prijenosa podataka i olakšava korištenje tehnologija kompresije podataka. Drugo, frekvencijski opseg koji se koristi za PCS (1850-2200 MHz) omogućava smanjenje troškova komunikacione infrastrukture. (Pošto su ukupne dimenzije antena PCS baznih stanica manje od ukupnih dimenzija antena baznih stanica ćelijske mreže, njihova proizvodnja i instalacija su jeftiniji).

U teoriji, mobilni sistem u SAD radi na dva frekventna opsega - 824 i 894 MHz; PCS radi na 1850 i 1990 MHz. A pošto je ova usluga zasnovana na TDMA standardu, PCS ima 8 vremenskih slotova i razmak kanala je 200 KHz, za razliku od uobičajena tri vremenska slota i 30 KHz između kanala.

3G je najnovija tehnologija mobilnih komunikacija. 3G znači da telefon pripada trećoj generaciji - prva generacija su analogni mobilni telefoni, druga je digitalna. 3G tehnologija se koristi u multimedijalnim mobilnim telefonima, koji se obično nazivaju pametnim telefonima. Takvi telefoni imaju više opsega i brzi prijenos podataka.

3G koristi nekoliko mobilnih standarda. Tri najčešća su:

CDMA2000 je dalji razvoj 2. generacije CDMA One standarda.
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - širokopojasni CDMA) je tehnologija radio interfejsa koju je odabrala većina mobilnih operatera za pružanje širokopojasnog radio pristupa za podršku 3G usluga.
TD-SCDMA (English Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access) je kineski standard za treće generacije mobilnih mreža.

3G mreža može prenositi podatke brzinom do 3 Mbps (tako da je potrebno samo oko 15 sekundi za preuzimanje MP3 pjesme u trajanju od 3 minute). Za poređenje, pogledajmo drugu generaciju mobilnih telefona – najbrži 2G telefon može postići brzinu prijenosa podataka do 144 Kbps (potrebno je oko 8 sati za preuzimanje pjesme od 3 minute). Brzi 3G prijenos podataka jednostavno je idealan za preuzimanje informacija s Interneta, slanje i primanje velikih multimedijalnih datoteka. 3G telefoni su vrsta mini-laptop-a koji može da rukuje velikim aplikacijama, kao što su strimovanje video zapisa sa Interneta, slanje i primanje faksova i preuzimanje e-mail poruka sa aplikacijama.

Naravno, za ovo su potrebne bazne stanice koje prenose radio signale sa telefona na telefon.

Bazne stanice za mobilne telefone su livene metalne ili rešetkaste strukture koje se uzdižu stotinama stopa u zrak. Ova slika prikazuje moderan toranj koji "opslužuje" 3 različita mobilna operatera. Ako pogledate bazu baznih stanica, možete vidjeti da je svaki mobilni operater instalirao svoju opremu, koja danas zauzima vrlo malo prostora (u podnožju starijih tornjeva izgrađene su male prostorije za takvu opremu).

Bazna stanica. fotografija sa http://www.prattfamily.demon.co.uk

Unutar takvog bloka postavljeni su radio predajnik i prijemnik, zahvaljujući kojima toranj komunicira s mobilnim telefonima. Radio aparati su povezani sa antenom na tornju sa nekoliko debelih kablova. Ako bolje pogledate, primijetit ćete da su sam toranj, svi kablovi i oprema kompanija u bazi baznih stanica dobro uzemljeni. Na primjer, ploča sa zelenim žicama pričvršćenim na nju je bakrena uzemljena ploča.

Mobilni telefon, kao i svaki drugi elektronski uređaj, može imati probleme:

Najčešće to uključuje koroziju dijelova uzrokovanu prodiranjem vlage u uređaj. Ako vlaga uđe u vaš telefon, morate se uvjeriti da je telefon potpuno suh prije nego što ga uključite.
Previsoke temperature (na primjer, u automobilu) mogu oštetiti bateriju ili elektronsku ploču telefona. Ako je temperatura preniska, ekran se može isključiti.
Analogni mobilni telefoni se često suočavaju s problemom "kloniranja". Telefon se smatra "kloniranim" kada neko presretne njegov identifikacioni broj i može besplatno da zove druge brojeve.

Evo kako funkcionira "kloniranje": prije nego što nekoga pozovete, vaš telefon šalje svoje ESN i MIN kodove na mrežu. Ovi kodovi su jedinstveni i zahvaljujući njima kompanija zna kome poslati račun za pozive. Kada vaš telefon prenosi MIN/ESN kodove, neko ih može čuti (koristeći poseban uređaj) i presresti ih. Ako se ovi kodovi koriste u nekom drugom mobilnom telefonu, onda sa njega možete telefonirati potpuno besplatno, jer će vlasnik ovih kodova platiti račun.

Svi koristimo mobilne telefone, ali rijetko ko razmišlja o tome kako oni funkcioniraju? U ovom članku pokušat ćemo razumjeti kako zapravo funkcionira komunikacija s vašim mobilnim operaterom.

Kada uputite poziv svom sagovorniku, ili vas neko pozove, vaš telefon je povezan preko radio kanala na jednu od antena susjedne bazna stanica (BS, BS, bazna stanica).Svaka ćelijska bazna stanica (u običnom govoru - ćelijski tornjevi) uključuje od jednog do dvanaest primopredajnika antene, koji ima smjernice u različitim smjerovima kako bi se omogućila kvalitetna komunikacija pretplatnicima u njihovom dometu. Stručnjaci u svom žargonu nazivaju takve antene "sektori", koje su sive pravougaone strukture koje možete vidjeti gotovo svakodnevno na krovovima zgrada ili specijalnim jarbolima.

Signal sa takve antene se putem kabla dovodi direktno do kontrolne jedinice bazne stanice. Bazna stanica je skup sektora i kontrolne jedinice. U ovom slučaju, određeni dio naselja ili teritorije opslužuje više baznih stanica povezanih sa posebnom jedinicom - lokalni zonski kontroler(skraćeno LAC, lokalni kontrolor ili jednostavno "kontrolor"). Po pravilu, jedan kontroler objedinjuje do 15 baznih stanica na određenom području.

Sa svoje strane, kontroleri (može ih biti i nekoliko) spojeni su na glavni blok - Centar za prebacivanje mobilnih usluga (MSC), koji se, da bi se pojednostavila percepcija, obično naziva jednostavno "prebaciti". Prekidač, zauzvrat, pruža ulaz i izlaz na sve komunikacijske linije - i mobilne i žičane.

Ako ono što je napisano prikažete u obliku dijagrama, dobijate sledeće:
GSM mreže manjeg obima (obično regionalne) mogu koristiti samo jedan prekidač. Veliki, poput naših „Velika tri” operatera MTS, Beeline ili MegaFon, koji istovremeno opslužuju milione pretplatnika, koriste nekoliko MSC uređaja međusobno povezanih.

Hajde da shvatimo zašto je potreban tako složen sistem i zašto je nemoguće direktno povezati antene bazne stanice na prekidač? Da biste to učinili, trebate razgovarati o drugom terminu koji se zove tehnički jezik predati. Karakterizira primopredaju usluga u mobilnim mrežama korištenjem principa štafetne utrke. Drugim riječima, kada se krećete ulicom pješice ili u vozilu i razgovarate telefonom, kako vaš razgovor ne bi bio prekinut, treba što prije prebaciti svoj uređaj iz jednog BS sektora u drugi, iz područja pokrivenosti ​​jedna bazna stanica ili lokalna zona kontrolera u drugu, itd. Shodno tome, kada bi sektori bazne stanice bili povezani direktno na komutator, on bi ovu proceduru primopredaje svih svojih pretplatnika morao izvršiti sam, a komutator već ima dovoljno zadataka. Stoga, kako bi se smanjila vjerojatnost kvarova opreme povezanih s njenim preopterećenjima, dizajn GSM mobilnih mreža se provodi prema principu više nivoa.

Kao rezultat toga, ako se vi i vaš telefon pomaknete iz područja usluge jednog BS sektora u područje pokrivenosti drugog, tada ovo kretanje vrši kontrolna jedinica ove bazne stanice, bez dodirivanja više „visokih- uređaji za rangiranje - LAC i MSC. Ako dođe do primopredaje između različitih BS, tada LAC preuzima, itd.

Prekidač nije ništa drugo do glavni "mozak" GSM mreža, tako da njegov rad treba razmotriti detaljnije. Prekidač za celularnu mrežu preuzima približno iste zadatke kao i PBX u mrežama žičanih operatera. On je taj koji razumije gdje zovete ili ko vas zove, regulira rad dodatnih usluga i zapravo odlučuje možete li trenutno telefonirati ili ne.

Hajde sada da shvatimo šta se dešava kada uključite telefon ili pametni telefon?

Dakle, pritisnuli ste “magično dugme” i vaš telefon se uključio. Na SIM kartici vašeg mobilnog operatera postoji poseban broj koji se zove IMSI - Međunarodni identifikacioni broj pretplatnika. To je jedinstveni broj za svaku SIM karticu ne samo za vašeg operatera MTS, Beeline, MegaFon itd., već jedinstveni broj za sve mobilne mreže na svijetu! Ovo je način na koji operateri razlikuju pretplatnike jedni od drugih.

U trenutku kada uključite telefon, vaš uređaj šalje ovaj IMSI kod baznoj stanici, koja ga dalje prenosi do LAC-a, koji ga, zauzvrat, šalje komutatoru. Istovremeno, dva dodatna uređaja povezana direktno na prekidač dolaze u igru ​​- HLR (Registar kućne lokacije) I VLR (Registar lokacija posjetitelja). Prevedeno na ruski ovo je, shodno tome, Registar kućnih pretplatnika I Registar pretplatnika gostiju. HLR pohranjuje IMSI svih pretplatnika na svojoj mreži. VLR sadrži informacije o onim pretplatnicima koji trenutno koriste mrežu ovog operatera.

IMSI broj se prenosi na HLR pomoću sistema šifriranja (drugi uređaj je odgovoran za ovaj proces AuC - centar za autentifikaciju). Istovremeno, HLR proverava da li pretplatnik sa datim brojem postoji u njegovoj bazi podataka, a ako se potvrdi činjenica njegovog postojanja, sistem gleda da li trenutno može da koristi komunikacione usluge ili, recimo, ima finansijsku blokadu. Ako je sve normalno, onda se ovaj pretplatnik šalje na VLR i nakon toga dobiva mogućnost da poziva i koristi druge komunikacijske usluge.

Radi jasnoće, ovu proceduru prikazujemo pomoću dijagrama:

Dakle, ukratko smo opisali princip rada GSM mobilnih mreža. Zapravo, ovaj opis je prilično površan, jer... Ako se detaljnije zadubimo u tehničke detalje, materijal bi se pokazao višestruko obimnijim i mnogo manje razumljivim za većinu čitatelja.

U drugom dijelu ćemo nastaviti upoznavanje sa radom GSM mreža i razmotriti kako i za šta operater tereti sredstva sa našeg računa.

mobilnu vezu- ovo je radio komunikacija između pretplatnika čija se lokacija jednog ili više njih mijenja. Jedna vrsta mobilne komunikacije je mobilna komunikacija.

ćelijski- jedna od vrsta radio komunikacija, koja se zasniva na celularnoj mreži. Ključna karakteristika: Ukupna pokrivenost je podijeljena na ćelije određene prema područjima pokrivenosti bazne stanice. Ćelije se preklapaju i zajedno čine mrežu. Na idealnoj površini, područje pokrivenosti jedne bazne stanice je krug, tako da mreža sastavljena od njih izgleda kao ćelije sa heksagonalne ćelije.

Princip rada celularne komunikacije

Dakle, prvo, pogledajmo kako se obavlja poziv na mobilnom telefonu. Čim korisnik pozove broj, slušalica (HS - Hand Set) počinje da traži najbližu baznu stanicu (BS - Base Station) - primopredajnik, kontrolnu i komunikacionu opremu koja čini mrežu. Sastoji se od kontrolera bazne stanice (BSC - Base Station Controller) i nekoliko repetitora (BTS - Base Transceiver Station). Baznim stanicama upravlja mobilni komutacijski centar (MSC - Mobile Service Center). Zahvaljujući ćelijskoj strukturi, repetitori pokrivaju područje sa pouzdanim prijemnim područjem u jednom ili više radio kanala sa dodatnim servisnim kanalom preko kojeg se vrši sinhronizacija. Tačnije, protokol razmjene između uređaja i bazne stanice dogovara se po analogiji sa procedurom sinhronizacije modema (handsshacking), tokom koje se uređaji dogovaraju o brzini prijenosa, kanalu itd. Kada mobilni uređaj pronađe baznu stanicu i dođe do sinhronizacije, kontroler bazne stanice formira full-duplex vezu do mobilnog komutacionog centra preko fiksne mreže. Centar prenosi informacije o mobilnom terminalu u četiri registra: Visitor Layer Register (VLR), Home Register Layer (HRL) i Registar pretplatnika ili Authentication Register (AUC i registar identifikacije opreme) (EIR - Equipment Identification Register). Ove informacije su jedinstvene i nalaze se u plastičnoj kutiji za pretplatu. mikroelektronska telekartica ili modul (SIM - Subscriber Identity Module), koji se koristi za provjeru podobnosti i tarifiranja pretplatnika. Za razliku od fiksnih telefona čije se korištenje naplaćuje ovisno o opterećenju (broju zauzetih kanala) koji dolaze preko fiksne pretplatničke linije, naknada za korištenje mobilnih komunikacija se ne naplaćuje sa telefona koji koristite, već sa SIM kartice. , koji se može umetnuti u bilo koji aparat.

Kartica nije ništa drugo do običan fleš čip, napravljen korišćenjem pametne tehnologije (SmartVoltage) i koji ima neophodno eksterno sučelje. Može se koristiti u bilo kojem uređaju, a glavna stvar je da se radni napon podudara: rane verzije su koristile interfejs od 5,5 V, dok moderne kartice obično imaju 3,3 V. Informacije se pohranjuju u standardu jedinstvenog međunarodnog identifikatora pretplatnika (IMSI - International Mobile Subscriber Identification), što eliminira mogućnost "udvostručavanja" - čak i ako je šifra kartice slučajno odabrana, sistem će automatski isključiti lažnu SIM karticu, a nećete morati naknadno plaćati tuđe pozive. Prilikom razvoja standarda protokola za celularnu komunikaciju, ova tačka je prvobitno uzeta u obzir, a sada svaki pretplatnik ima svoj jedinstveni i jedini identifikacioni broj na svetu, kodiran tokom prenosa 64-bitnim ključem. Osim toga, po analogiji sa skremblerima dizajniranim za šifriranje/dešifriranje razgovora u analognoj telefoniji, 56-bitno kodiranje se koristi u ćelijskoj komunikaciji.

Na osnovu ovih podataka formira se predstava sistema o mobilnom korisniku (njegova lokacija, status na mreži, itd.) i dolazi do povezivanja. Ako tokom razgovora mobilni korisnik pređe iz područja pokrivenosti jednog repetitora u područje pokrivenosti drugog, ili čak između područja pokrivenosti različitih kontrolera, veza se ne prekida niti pogoršava, jer sistem automatski bira bazna stanica sa kojom je veza bolja. U zavisnosti od broja kanala, telefon bira između 900 i 1800 MHz mreže, a prebacivanje je moguće čak i tokom razgovora, potpuno neprimetno od strane zvučnika.

Poziv iz redovne telefonske mreže mobilnom korisniku obavlja se obrnutim redoslijedom: prvo se utvrđuje lokacija i status pretplatnika na osnovu stalno ažuriranih podataka u registrima, a zatim se održava veza i komunikacija.

Mobilni radio komunikacioni sistemi su izgrađeni prema šemi tačka-više tačaka, budući da se pretplatnik može nalaziti u bilo kojoj tački ćelije koju kontroliše bazna stanica. U najjednostavnijem slučaju kružnog prijenosa, snaga radio signala u slobodnom prostoru teoretski se smanjuje obrnuto proporcionalno kvadratu udaljenosti. Međutim, u praksi se signal slabi mnogo brže - u najboljem slučaju proporcionalno kocki udaljenosti, budući da se energija signala može apsorbirati ili smanjiti raznim fizičkim preprekama, a priroda takvih procesa jako ovisi o frekvenciji prijenosa. . Kada se snaga smanji za red veličine, pokrivena površina ćelije smanjuje se za dva reda veličine.

"FIZIOLOGIJA"

Najvažniji razlozi za pojačano slabljenje signala su senke koje stvaraju zgrade ili prirodna uzvišenja u tom području. Studije uslova za korišćenje mobilnih radio komunikacija u gradovima su pokazale da čak i na veoma malim udaljenostima, zone senke obezbeđuju slabljenje do 20 dB. Drugi važan uzrok slabljenja je lišće drveća. Na primjer, na frekvenciji od 836 MHz ljeti, kada je drveće prekriveno lišćem, nivo primljenog signala je približno 10 dB niži nego na istom mjestu zimi, kada nema lišća. Blijeđenje signala iz zona sjenke ponekad se naziva sporim u smislu uslova njihovog prijema u pokretu pri prelasku takve zone.

Važan fenomen koji se mora uzeti u obzir pri kreiranju ćelijskih mobilnih radio komunikacionih sistema je refleksija radio talasa, i kao posledica toga, njihovo višeputno širenje. S jedne strane, ovaj fenomen je koristan, jer omogućava da se radio talasi savijaju oko prepreka i šire se iza zgrada, u podzemnim garažama i tunelima. Ali, s druge strane, višeputno širenje dovodi do tako teških problema za radio komunikacije kao što su produženo kašnjenje signala, Rayleighovo bledenje i pogoršanje Doplerovog efekta.

Rastezanje kašnjenja signala nastaje zbog činjenice da se signal koji prolazi duž nekoliko nezavisnih staza različitih dužina prima nekoliko puta. Stoga, ponovljeni impuls može ići izvan vremenskog intervala koji mu je dodijeljen i izobličiti sljedeći znak. Distorzija uzrokovana produženim kašnjenjem naziva se intersimbolna interferencija. Na kratkim udaljenostima, produženo kašnjenje nije opasno, ali ako je ćelija okružena planinama, kašnjenje se može produžiti za mnogo mikrosekundi (ponekad 50-100 μs).

Rayleighovo bledenje je uzrokovano nasumičnim fazama s kojima dolaze reflektirani signali. Ako se, na primjer, direktni i reflektirani signali primaju u antifazi (sa faznim pomakom od 180°), tada se ukupni signal može oslabiti gotovo na nulu. Rayleighovo feding za dati predajnik i datu frekvenciju je nešto poput amplitudnih „propadanja“ koji imaju različite dubine i raspoređeni su nasumično. U ovom slučaju, sa stacionarnim prijemnikom, bledenje se može izbeći jednostavnim pomeranjem antene. Kada se vozilo kreće, svake sekunde se dešavaju hiljade takvih „propadanja“, zbog čega se rezultirajuće bledenje naziva brzim.

Doplerov efekat se manifestuje kada se prijemnik pomera u odnosu na predajnik i sastoji se od promene frekvencije primljene oscilacije. Baš kao što se stacionarnom posmatraču čini da visina voza ili automobila u pokretu izgleda nešto veća dok se vozilo približava i nešto niže dok se udaljava, frekvencija radio prenosa se pomera kako se primopredajnik kreće. Štaviše, sa višeputnim širenjem signala, pojedinačni zraci mogu proizvesti pomak frekvencije u jednom ili drugom smjeru u isto vrijeme. Kao rezultat, zbog Doplerovog efekta, dobija se nasumična frekvencijska modulacija prenijetog signala, baš kao što se javlja nasumična amplitudna modulacija zbog Rayleighovog fadinga. Dakle, generalno gledano, višeputno širenje stvara velike poteškoće u organizaciji ćelijskih komunikacija, posebno kod mobilnih pretplatnika, što je povezano sa sporim i brzim slabljenjem amplitude signala u pokretnom prijemniku. Ove poteškoće su prevaziđene uz pomoć digitalne tehnologije, koja je omogućila stvaranje novih metoda kodiranja, modulacije i izjednačavanja karakteristika kanala.

"ANATOMIJA"

Prijenos podataka se vrši preko radio kanala. GSM mreža radi u frekventnim opsezima od 900 ili 1800 MHz. Konkretnije, na primjer, u slučaju razmatranja opsega od 900 MHz, mobilna pretplatnička jedinica emituje na jednoj od frekvencija koja se nalazi u opsegu 890-915 MHz, a prima na frekvenciji koja leži u opsegu 935-960 MHz. Za ostale frekvencije princip je isti, samo se mijenjaju numeričke karakteristike.

Po analogiji sa satelitskim kanalima, smjer prijenosa od pretplatničkog uređaja do bazne stanice naziva se naviše (Rise), a smjer od bazne stanice do pretplatničkog uređaja naziva se prema dolje (Pad). U dupleks kanalu koji se sastoji od uzvodnog i nizvodnog smjera prijenosa, frekvencije koje se razlikuju za tačno 45 MHz koriste se za svaki od ovih pravaca. U svakom od navedenih frekvencijskih opsega kreirano je 124 radio kanala (124 za prijem i 124 za prenos podataka, raspoređenih na 45 MHz) širine od 200 kHz svaki. Ovim kanalima se dodjeljuju brojevi (N) od 0 do 123. Tada se frekvencije uzvodnog (F R) i nizvodnog (F F) smjera svakog kanala mogu izračunati pomoću formula: F R (N) = 890+0,2N (MHz) , F F (N) = F R (N) + 45 (MHz).

Svaka bazna stanica može imati od jedne do 16 frekvencija, a broj frekvencija i snaga prijenosa određuju se ovisno o lokalnim uvjetima i opterećenju.

U svakom od frekvencijskih kanala, kojem je dodijeljen broj (N) i koji zauzima opseg od 200 kHz, organizirano je osam kanala s vremenskom podjelom (vremenski kanali sa brojevima od 0 do 7), odnosno osam kanalnih intervala.

Sistem frekvencijske podjele (FDMA) omogućava vam da dobijete 8 kanala od 25 kHz, koji su, pak, podijeljeni prema principu sistema vremenske podjele (TDMA) na još 8 kanala. GSM koristi GMSK modulaciju i frekvencija nosioca se mijenja 217 puta u sekundi kako bi kompenzirala moguću degradaciju kvaliteta.

Kada pretplatnik primi kanal, dodjeljuje mu se ne samo frekventni kanal, već i jedan od specifičnih kanalnih slotova, i on mora emitovati u strogo dodijeljenom vremenskom intervalu, ne prelazeći ga - inače će se stvoriti smetnje na drugim kanalima. U skladu sa navedenim, predajnik radi u obliku pojedinačnih impulsa, koji se javljaju u strogo određenom intervalu kanala: trajanje intervala kanala je 577 μs, a trajanje cijelog ciklusa je 4616 μs. Dodjela pretplatniku samo jednog od osam intervala kanala omogućava da se proces prijenosa i prijema podijeli u vremenu pomjeranjem intervala kanala dodijeljenih predajnicima mobilnog uređaja i bazne stanice. Bazna stanica (BS) uvijek prenosi tri vremenska slota prije mobilne jedinice (HS).

Zahtjevi za karakteristike standardnog impulsa opisani su u obliku normativnog obrasca promjena snage zračenja tokom vremena. Procesi uključivanja i isključivanja impulsa, koji su praćeni promjenom snage za 70 dB, moraju se uklopiti u vremenski period od samo 28 μs, a radno vrijeme tokom kojeg se prenosi 147 binarnih bitova je 542,8 μs. Vrijednosti prijenosne snage ​​navedene u tabeli ranije odnose se posebno na snagu impulsa. Prosječna snaga predajnika je osam puta manja, jer predajnik ne zrači 7/8 vremena.

Razmotrimo format normalnog standardnog pulsa. Pokazuje da ne nose svi bitovi korisne informacije: ovdje u sredini impulsa postoji sekvenca za obuku od 26 binarnih bitova kako bi se signal zaštitio od višestrukih smetnji. Ovo je jedna od osam posebnih, lako prepoznatljivih sekvenci u kojima su primljeni bitovi ispravno pozicionirani u vremenu. Takav niz je ograđen jednobitnim pokazivačima (PB - Point Bit), a na obje strane ove trening sekvence nalaze se korisne kodirane informacije u obliku dva bloka od 57 binarnih bitova, ograđenih, zauzvrat, graničnim bitovima ( BB - Border Bit) - 3 bita sa svake strane. Dakle, impuls nosi 148 bita podataka, što zauzima vremenski interval od 546,12 µs. Ovom vremenu se dodaje period od 30,44 μs zaštitnog vremena (ST - Shield Time), tokom kojeg predajnik "nemi". U smislu trajanja, ovaj period odgovara vremenu prijenosa od 8,25 bita, ali u ovom trenutku nema prijenosa.

Niz impulsa formira fizički kanal za prenos, koji se karakteriše brojem frekvencije i brojem slota vremenskog kanala. Na osnovu ovog niza impulsa organizira se čitav niz logičkih kanala koji se razlikuju po svojim funkcijama. Pored kanala koji prenose korisne informacije, postoji i niz kanala koji prenose kontrolne signale. Implementacija ovakvih kanala i njihov rad zahtijevaju precizno upravljanje koje se implementira softverom.

Mobilni telefon je sastavni dio modernog, tehnološki naprednog društva. Uprkos zajedničkosti i prividnoj jednostavnosti ovog uređaja, vrlo malo ljudi zna kako mobilni telefon funkcionira.

Mobilni telefon

Moderne tehnologije i stalni napredak omogućavaju nam da kreiramo telefone sa ogromnim brojem funkcija i mogućnosti. Sa svakim novim modelom telefoni postaju tanji, ljepši i pristupačniji. Unatoč ogromnoj raznolikosti modela i proizvođača, svi ovi uređaji su dizajnirani po istom principu.

U suštini, mobilni telefon je uređaj za prijem i odašiljanje koji u svom telu ima prijemnik, predajnik i radio antenu. Prijemnik prima radio signal, pretvara ga u električne impulse i šalje ga na zvučnik vašeg telefona u obliku električnih valova. Zvučnik pretvara ove električne impulse u zvuk koji čujemo kada razgovaramo sa drugom osobom.

Mikrofon preuzima vaš govor, pretvara ga u električne signale i šalje ga na ugrađeni predajnik. Zadatak predajnika je pretvaranje električnih impulsa u radio valove i njihovo odašiljanje do najbliže stanice putem antene. Antena služi za poboljšanje prijema i prenosa radio talasa od telefona do najbliže ćelijske stanice.

Kako funkcioniše fiksni telefon?

Dizajn fiksnog telefona se ne razlikuje mnogo od mobilnog telefona. U fiksnom telefonu nema potrebe za pretvaranjem električnih impulsa u radio talase, jer se kontakt sa pretplatnikom ostvaruje telefonskim kablom preko automatske telefonske centrale (ATS). Stanica ne mora da traži uređaj unutar svog područja pokrivanja, a kada birate broj, automatski vas povezuje sa telefonskim aparatom na koji je ovaj broj registrovan.

Kako funkcionira mobilna komunikacija?

Svako od nas ima priliku da vizuelno posmatra veliki broj radio tornjeva koji se nalaze u različitim delovima grada. Ovi tornjevi se u pravilu postavljaju na najvišim mogućim mjestima, na krovovima visokih zgrada, na objektima drugih komunikacija ili na vlastitim stacionarnim tornjevima. Ovi radio tornjevi se zovu bazne stanice (BS). Možda ćete primijetiti da se u gradovima takve stanice postavljaju mnogo češće nego u međugradskim područjima. To je zbog činjenice da u urbanim sredinama postoji mnogo prirodnih smetnji u vidu betonskih zgrada i raznih metalnih konstrukcija, koje značajno narušavaju kvalitet signala. Istovremeno, veći broj pretplatnika je koncentrisan u gradovima, što stvara veliko opterećenje na celularnoj mreži i da bi se održao dobar kvalitet komunikacije potrebna je povećana pokrivenost.

Vaš telefon ima svoju identifikaciju u obliku mobilnog broja vaše SIM kartice. Kada je uključen, mobilni telefon stalno skenira područje u potrazi za mrežom i automatski bira baznu stanicu koja pruža najbolji kvalitet signala. Istovremeno, obavještava stanicu o njenoj lokaciji i statusu, tako da centralni računar mobilnog operatera uvijek zna na kojoj baznoj stanici se telefon nalazi i da li je spreman za prijem signala za poziv. Čim druga osoba nazove vaš broj, računar otkriva vašu lokaciju i šalje signal zvona na vaš telefon. Ako je telefon isključen ili nije u dometu najbliže bazne stanice, računar će vam reći da je pretplatnik izvan dometa i da ne može primiti poziv.

Teško je danas naći osobu koja nikada nije koristila mobilni telefon. Ali da li svi razumiju kako funkcioniraju mobilne komunikacije? Kako radi i radi ono na šta smo svi navikli? Da li se signali sa baznih stanica prenose žicom ili sve funkcionira nekako drugačije? Ili možda sve mobilne komunikacije funkcioniraju samo putem radio valova? Pokušat ćemo odgovoriti na ova i druga pitanja u našem članku, ostavljajući opis GSM standarda izvan njegovog djelokruga.

U trenutku kada osoba pokuša da pozove sa svog mobilnog telefona, ili kada počnu da ga zovu, telefon se preko radio talasa povezuje na jednu od baznih stanica (najpristupačnije), na jednu od njenih antena. Tu i tamo se mogu vidjeti bazne stanice, gledajući kuće naših gradova, krovove i fasade industrijskih zgrada, nebodere i na kraju crveno-bijele jarbole posebno podignute za stanice (posebno uz autoputeve).

Ove stanice izgledaju kao pravokutne sive kutije, iz kojih vire razne antene u različitim smjerovima (obično do 12 antena). Antene ovdje rade i za prijem i za prijenos, a pripadaju mobilnom operateru. Antene baznih stanica su usmjerene u svim mogućim smjerovima (sektorima) kako bi osigurale „mrežnu pokrivenost“ pretplatnicima iz svih pravaca na udaljenosti do 35 kilometara.

Antena jednog sektora može istovremeno da servisira do 72 poziva, a ako ima 12 antena, zamislite: 864 poziva u principu može da servisira jedna velika bazna stanica u isto vreme! Iako su obično ograničeni na 432 kanala (72*6). Svaka antena je kablom povezana sa kontrolnom jedinicom bazne stanice. A blokovi od nekoliko baznih stanica (svaka stanica opslužuje svoj dio teritorije) su povezani na kontroler. Na jedan kontroler je povezano do 15 baznih stanica.

Bazna stanica je u principu sposobna da radi na tri opsega: signal od 900 MHz bolje prodire unutar zgrada i objekata i dalje se širi, pa se ovaj opseg često koristi u selima i poljima; signal na frekvenciji od 1800 MHz ne putuje toliko daleko, ali je u jednom sektoru instalirano više predajnika, pa se takve stanice češće postavljaju u gradovima; konačno 2100 MHz je 3G mreža.

Naravno, može postojati nekoliko kontrolera u naseljenom području ili regiji, pa su kontroleri, zauzvrat, povezani kablovima sa prekidačem. Svrha prekidača je povezivanje mreža mobilnih operatera međusobno i sa gradskim linijama redovne telefonske komunikacije, međugradske komunikacije i međunarodne komunikacije. Ako je mreža mala, onda je dovoljan jedan prekidač, ako je velika, koriste se dva ili više prekidača. Prekidači su međusobno povezani žicama.

U procesu kretanja osobe koja razgovara putem mobilnog telefona duž ulice, na primjer: hoda, vozi se gradskim prevozom ili vozi osobni automobil, njegov telefon ni na trenutak ne bi trebao izgubiti mrežu, a razgovor ne može biti prekinut.

Kontinuitet komunikacije postiže se zahvaljujući mogućnosti mreže baznih stanica da vrlo brzo prebaci pretplatnika s jedne antene na drugu dok se kreće iz područja pokrivenosti jedne antene u područje pokrivenosti druge (od ćelije do mreže). ćelija). Pretplatnik sam ne primjećuje kako je prestao biti povezan s jednom baznom stanicom i već je spojen na drugu, kako prelazi sa antene na antenu, sa stanice na stanicu, sa kontrolera na kontroler...

U isto vrijeme, prekidač osigurava optimalnu distribuciju opterećenja kroz dizajn mreže na više nivoa kako bi se smanjila vjerovatnoća kvara opreme. Mreža na više nivoa je izgrađena ovako: mobilni telefon - bazna stanica - kontroler - prekidač.

Recimo da smo obavili poziv, a signal je već stigao do centrale. Prekidač prenosi naš poziv do odredišnog pretplatnika - na gradsku mrežu, na međunarodnu ili međugradsku komunikacijsku mrežu, ili na mrežu drugog mobilnog operatera. Sve se to dešava vrlo brzo pomoću kablovskih kanala velike brzine sa optičkim vlaknima.

Zatim naš poziv ide na prekidač koji se nalazi na strani primaoca poziva (onog kojeg smo pozvali). Prekidač za prijem već ima podatke o tome gdje se pozvani pretplatnik nalazi, u kojoj zoni pokrivanja mreže: koji kontroler, koja bazna stanica. I tako, ispitivanje mreže počinje od bazne stanice, primalac se locira, a poziv se prima na njegov telefon.

Cijeli opisani lanac događaja, od trenutka biranja broja do trenutka kada se poziv čuje na prijemnoj strani, obično ne traje duže od 3 sekunde. Tako da danas možemo zvati bilo gdje u svijetu.

Andrey Povny