Αρχή λειτουργίας κυψελοειδούς επικοινωνίας

Οι βασικές αρχές της κινητής τηλεφωνίας είναι αρκετά απλές. Η Ομοσπονδιακή Επιτροπή Επικοινωνιών δημιούργησε αρχικά περιοχές γεωγραφικής κάλυψης για κυψελωτά ραδιοσυστήματα με βάση τα τροποποιημένα δεδομένα της Απογραφής του 1980. Η ιδέα πίσω από τις κυψελωτές επικοινωνίες είναι ότι κάθε περιοχή υποδιαιρείται σε κελιά εξαγωνικού σχήματος που ταιριάζουν μεταξύ τους για να σχηματίσουν μια δομή που μοιάζει με κηρήθρα, όπως φαίνεται στο το σχήμα 6.1, α. Το εξαγωνικό σχήμα επιλέχθηκε επειδή παρέχει την πιο αποτελεσματική μετάδοση, ταιριάζοντας κατά προσέγγιση με το κυκλικό μοτίβο ακτινοβολίας, ενώ εξαλείφονται τα κενά που εμφανίζονται πάντα μεταξύ γειτονικών κύκλων.

Ένα κελί ορίζεται από το φυσικό του μέγεθος, τον πληθυσμό και τα μοτίβα κυκλοφορίας του. Η Ομοσπονδιακή Επιτροπή Επικοινωνιών δεν ρυθμίζει τον αριθμό των κυψελών σε ένα σύστημα ή το μέγεθός τους, αφήνοντας τους χειριστές να ορίζουν αυτές τις παραμέτρους σύμφωνα με τα αναμενόμενα πρότυπα κυκλοφορίας. Σε κάθε γεωγραφική περιοχή εκχωρείται ένας σταθερός αριθμός κυψελοειδών καναλιών φωνής. Φυσικές ΔιαστάσειςΟι κυψέλες εξαρτώνται από την πυκνότητα των συνδρομητών και τη δομή των κλήσεων. Για παράδειγμα, οι μεγάλες κυψέλες (macrocells) έχουν τυπικά ακτίνα 1,6 έως 24 km με ισχύ πομπού σταθμού βάσης 1 W έως 6 W. Οι μικρότερες κυψέλες (μικροκυψέλες) έχουν συνήθως ακτίνα 460 m ή μικρότερη με ισχύ πομπού σταθμού βάσης 0,1 W έως 1 W. Το Σχήμα 6.1β δείχνει μια κυτταρική διαμόρφωση με δύο μεγέθη κελιών.

Εικόνα 6.1. – Κυψελοειδής δομή κυψελών α) κυψελοειδής δομή με κηρήθρες δύο μεγεθών β) ταξινόμηση κυψελών γ)

Τα μικροκύτταρα χρησιμοποιούνται συχνότερα σε περιοχές με υψηλής πυκνότηταςπληθυσμός. Λόγω της μικρής τους εμβέλειας, τα μικροκυψέλες είναι λιγότερο επιρρεπή σε παρεμβολές που υποβαθμίζουν την ποιότητα μετάδοσης, όπως αντανακλάσεις και καθυστερήσεις σήματος.

Ένα κελί μακροεντολής μπορεί να τοποθετηθεί σε μια ομάδα μικροκυψελών, με τα μικροκελιά να εξυπηρετούν κινητές συσκευές αργής κίνησης και το κελί μακροεντολής να εξυπηρετούν κινητές συσκευές με ταχύτητα. Η κινητή συσκευή είναι σε θέση να προσδιορίσει την ταχύτητα της κίνησής της ως γρήγορη ή αργή. Αυτό σας επιτρέπει να μειώσετε τον αριθμό των μεταβάσεων από το ένα κελί στο άλλο και τη διόρθωση των δεδομένων τοποθεσίας.

Ο αλγόριθμος για τη μετακίνηση από τη μια κυψέλη στην άλλη μπορεί να αλλάξει σε μικρές αποστάσεις μεταξύ της κινητής συσκευής και του σταθμού βάσης μικροκυψελών.

Μερικές φορές τα ραδιοσήματα σε μια κυψέλη είναι πολύ αδύναμα για να παρέχουν αξιόπιστες επικοινωνίες σε εσωτερικούς χώρους. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για καλά θωρακισμένες περιοχές και περιοχές με υψηλά επίπεδα παρεμβολής. Σε τέτοιες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται πολύ μικρά κύτταρα - picocells. Τα εσωτερικά picocells μπορούν να χρησιμοποιούν τις ίδιες συχνότητες με τα κανονικά κύτταρα αυτής της περιοχής, ειδικά σε ευνοϊκά περιβάλλοντα, όπως υπόγειες σήραγγες.

Κατά τον σχεδιασμό συστημάτων που χρησιμοποιούν κελιά εξαγωνικού σχήματος, οι πομποί σταθμών βάσης μπορούν να βρίσκονται στο κέντρο της κυψέλης, στην άκρη της κυψέλης ή στην κορυφή της κυψέλης (Εικόνα 6.2 a, b, c, αντίστοιχα). Οι κυψέλες με έναν πομπό στο κέντρο χρησιμοποιούν συνήθως πανκατευθυντικές κεραίες, ενώ οι κυψέλες με πομπούς σε μια άκρη ή κορυφή χρησιμοποιούν συνήθως τομεακές κατευθυντικές κεραίες.

Οι πανκατευθυντικές κεραίες εκπέμπουν και λαμβάνουν σήματα εξίσου προς όλες τις κατευθύνσεις.

Εικόνα 6.2 – Τοποθέτηση πομπών σε κελιά: στο κέντρο a); στην άκρη β); στην κορυφή γ)

Σε ένα σύστημα κυψελοειδούς επικοινωνίας, ένας ισχυρός σταθερός σταθμός βάσης που βρίσκεται ψηλά πάνω από το κέντρο της πόλης μπορεί να αντικατασταθεί από πολυάριθμους πανομοιότυπους σταθμούς χαμηλής κατανάλωσης που είναι εγκατεστημένοι στην περιοχή κάλυψης σε τοποθεσίες που βρίσκονται πιο κοντά στο έδαφος.

Οι κυψέλες που χρησιμοποιούν την ίδια ομάδα ραδιοφωνικών καναλιών μπορούν να αποφύγουν τις παρεμβολές εάν είναι τοποθετημένες σωστά. Σε αυτή την περίπτωση, παρατηρείται επαναχρησιμοποίηση συχνότητας. Η επαναχρησιμοποίηση συχνότητας είναι η κατανομή της ίδιας ομάδας συχνοτήτων (καναλιών) σε πολλά κελιά, με την προϋπόθεση ότι αυτά τα κελιά διαχωρίζονται από σημαντικές αποστάσεις. Η επαναχρησιμοποίηση της συχνότητας διευκολύνεται με τη μείωση της περιοχής κάλυψης κάθε κυψέλης. Στον σταθμό βάσης κάθε κυψέλης εκχωρείται μια ομάδα λειτουργικών συχνοτήτων που διαφέρουν από τις συχνότητες των γειτονικών κυψελών και οι κεραίες του σταθμού βάσης επιλέγονται με τέτοιο τρόπο ώστε να καλύπτουν την επιθυμητή περιοχή εξυπηρέτησης εντός της κυψέλης της. Δεδομένου ότι η περιοχή εξυπηρέτησης περιορίζεται στα όρια μιας μεμονωμένης κυψέλης, διαφορετικές κυψέλες μπορούν να χρησιμοποιούν την ίδια ομάδα λειτουργικών συχνοτήτων χωρίς παρεμβολές, υπό την προϋπόθεση ότι δύο τέτοιες κυψέλες βρίσκονται σε επαρκή απόσταση μεταξύ τους.

Γεωγραφική περιοχή εξυπηρέτησης κυτταρικό σύστημα, που περιέχει πολλές ομάδες κυττάρων χωρίζεται σε συστάδες (Εικόνα 6.3). Κάθε σύμπλεγμα αποτελείται από επτά κελιά, στα οποία εκχωρείται ο ίδιος αριθμός καναλιών επικοινωνίας πλήρους αμφίδρομης λειτουργίας. Τα κελιά με τους ίδιους χαρακτηρισμούς γραμμάτων χρησιμοποιούν την ίδια ομάδα λειτουργικών συχνοτήτων. Όπως φαίνεται από το σχήμα, οι ίδιες ομάδες συχνοτήτων χρησιμοποιούνται και στις τρεις συστάδες, γεγονός που καθιστά δυνατό τον τριπλασιασμό του αριθμού διαθέσιμα κανάλιακινητές επικοινωνίες. Γράμματα ΕΝΑ, σι, ντο, ρε, μι, φάΚαι σολαντιπροσωπεύουν επτά ομάδες συχνοτήτων.

Εικόνα 6.3 – Αρχή επαναχρησιμοποίησης συχνότητας σε κυψελοειδείς επικοινωνίες

Σκεφτείτε ένα σύστημα με σταθερό αριθμό καναλιών full-duplex διαθέσιμα σε κάποια περιοχή. Κάθε περιοχή εξυπηρέτησης χωρίζεται σε συμπλέγματα και λαμβάνει μια ομάδα καναλιών που κατανέμονται μεταξύ τους Νκηρήθρες του συμπλέγματος, που ομαδοποιούνται σε μη επαναλαμβανόμενους συνδυασμούς. Όλα τα κελιά έχουν τον ίδιο αριθμό καναλιών, αλλά μπορούν να εξυπηρετήσουν περιοχές ενός μεγέθους.

Έτσι, ο συνολικός αριθμός των διαθέσιμων κυψελοειδών καναλιών στο σύμπλεγμα μπορεί να αναπαρασταθεί από την έκφραση:

F=GN (6.1)

Οπου φά– τον ​​αριθμό των κυψελοειδών καναλιών επικοινωνίας full-duplex που είναι διαθέσιμα στο σύμπλεγμα·

σολ– αριθμός καναλιών σε ένα κελί.

Ν– αριθμός κελιών στο σύμπλεγμα.

Εάν το σύμπλεγμα "αντιγραφεί" σε μια δεδομένη περιοχή εξυπηρέτησης Μφορές, τότε ο συνολικός αριθμός των καναλιών full duplex θα είναι:

C = mGN = mF (6.2)

Οπου ΜΕ– συνολικός αριθμός καναλιών σε μια δεδομένη ζώνη.

Μ– αριθμός συστάδων σε μια δεδομένη ζώνη.

Από τις εκφράσεις (6.1) και (6.2) είναι σαφές ότι ο συνολικός αριθμός καναλιών σε ένα σύστημα κινητής τηλεφωνίας είναι ευθέως ανάλογος με τον αριθμό των "επαναλήψεων" ενός συμπλέγματος σε μια δεδομένη περιοχή εξυπηρέτησης. Εάν το μέγεθος του συμπλέγματος μειωθεί ενώ το μέγεθος του κελιού παραμένει το ίδιο, θα χρειαστούν περισσότερα συμπλέγματα για την κάλυψη μιας δεδομένης περιοχής εξυπηρέτησης και ο συνολικός αριθμός καναλιών στο σύστημα θα αυξηθεί.

Ο αριθμός των συνδρομητών που μπορούν να χρησιμοποιούν ταυτόχρονα την ίδια ομάδα συχνοτήτων (κανάλια), ενώ δεν βρίσκονται σε γειτονικά κελιά μιας μικρής περιοχής εξυπηρέτησης (για παράδειγμα, εντός μιας πόλης), εξαρτάται από τον συνολικό αριθμό κυψελών σε μια δεδομένη περιοχή. Συνήθως ο αριθμός τέτοιων συνδρομητών είναι τέσσερις, αλλά σε πυκνοκατοικημένες περιοχές μπορεί να είναι πολύ μεγαλύτερος. Αυτός ο αριθμός ονομάζεται συντελεστής επαναχρησιμοποίησης συχνότητας ή FRF – Συντελεστής επαναχρησιμοποίησης συχνότητας. Μαθηματικά μπορεί να εκφραστεί με τη σχέση:

(6.3)

Οπου Ν– ο συνολικός αριθμός των καναλιών full-duplex στην περιοχή εξυπηρέτησης.

ΜΕ– ο συνολικός αριθμός των καναλιών full-duplex στο κελί.

Με την προβλεπόμενη αύξηση της κίνησης κινητής τηλεφωνίας, η αυξημένη ζήτηση για υπηρεσία καλύπτεται με τη μείωση του μεγέθους της κυψέλης, διαιρώντας την σε πολλές κυψέλες, καθεμία με το δικό της σταθμό βάσης. Ο αποτελεσματικός διαχωρισμός κυψελών επιτρέπει στο σύστημα να χειρίζεται περισσότερες κλήσεις, εφόσον τα κελιά δεν είναι πολύ μικρά. Εάν η διάμετρος της κυψέλης γίνει μικρότερη από 460 m, τότε οι σταθμοί βάσης των γειτονικών κυψελών θα επηρεάσουν ο ένας τον άλλο. Η σχέση μεταξύ επαναχρησιμοποίησης συχνότητας και μεγέθους συμπλέγματος καθορίζει τον τρόπο κλίμακα κυψελοειδές σύστημα σε περίπτωση αύξησης της πυκνότητας συνδρομητών. Όσο λιγότερα κελιά σε ένα σύμπλεγμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα αμοιβαίας επιρροής μεταξύ των καναλιών.

Επειδή τα κελιά έχουν εξαγωνικό σχήμα, κάθε κελί έχει πάντα έξι γειτονικά κελιά σε ίση απόσταση και οι γωνίες μεταξύ των γραμμών που συνδέουν το κέντρο οποιουδήποτε κελιού με τα κέντρα γειτονικών κελιών είναι πολλαπλάσια των 60°. Επομένως, ο αριθμός των πιθανών μεγεθών συμπλέγματος και διατάξεων κελιών είναι περιορισμένος. Για να συνδέσετε κελιά μεταξύ τους χωρίς κενά (με μωσαϊκό), οι γεωμετρικές διαστάσεις του εξαγώνου πρέπει να είναι τέτοιες ώστε ο αριθμός των κελιών στο σύμπλεγμα να ικανοποιεί την προϋπόθεση:

(6.4)

Οπου Ν– αριθμός κελιών στο σύμπλεγμα. ΕγώΚαι ι– μη αρνητικοί ακέραιοι αριθμοί.

Η εύρεση μιας διαδρομής προς τα πλησιέστερα κελιά με κοινό κανάλι (τα λεγόμενα κελιά πρώτου επιπέδου) γίνεται ως εξής:

Μετακομίζω κάπου Εγώκύτταρα (μέσω των κέντρων γειτονικών κυττάρων):

Μετακομίζω κάπου ικύτταρα προς τα εμπρός (μέσω των κέντρων γειτονικών κυττάρων).

Για παράδειγμα, ο αριθμός των κελιών στο σύμπλεγμα και η θέση των κελιών πρώτης βαθμίδας για τις ακόλουθες τιμές: j = 2. i = 3 θα καθοριστεί από την έκφραση 6.4 (Εικόνα 6.4) N = 3 2 + 3 2 + 2 2 = 19.

Το σχήμα 6.5 δείχνει τα έξι πλησιέστερα κελιά που χρησιμοποιούν τα ίδια κανάλια με το κελί ΕΝΑ.

Η διαδικασία παράδοσης από το ένα κύτταρο στο άλλο, δηλ. όταν μια κινητή συσκευή μετακινείται από το σταθμό βάσης 1 στον σταθμό βάσης 2 (Εικόνα 6.6) περιλαμβάνει τέσσερα κύρια στάδια:

1) εκκίνηση - η κινητή συσκευή ή το δίκτυο εντοπίζει την ανάγκη παράδοσης και εκκινεί τις απαραίτητες διαδικασίες δικτύου.

2) δέσμευση πόρων - χρησιμοποιώντας κατάλληλες διαδικασίες δικτύου, δεσμεύονται πόροι δικτύου που είναι απαραίτητοι για τη μεταφορά υπηρεσίας (κανάλι φωνής και κανάλι ελέγχου).

3) εκτέλεση – άμεση μεταφορά του ελέγχου από έναν σταθμό βάσης σε έναν άλλο.

4) τερματισμός - οι υπερβολικοί πόροι δικτύου απελευθερώνονται και γίνονται διαθέσιμοι σε άλλες κινητές συσκευές.

Εικόνα 6.6 – Παράδοση

Σχεδόν όλοι χρησιμοποιούσαν κινητό τηλέφωνο, αλλά λίγοι άνθρωποι σκέφτηκαν πώς λειτουργεί όλο αυτό; Σε αυτό το λογοτεχνικό έργο θα προσπαθήσουμε να εξετάσουμε πώς γίνεται η επικοινωνία από τη σκοπιά του τηλεπικοινωνιακού σας φορέα.

Όταν καλείτε έναν αριθμό και αρχίζετε να καλείτε, ή κάποιος σας καλεί, η συσκευή σας επικοινωνεί μέσω ραδιοφωνικού καναλιού με μία από τις κεραίες του πλησιέστερου σταθμού βάσης.

Καθένα από σταθμούς βάσηςπεριέχει από μία έως δώδεκα κεραίες πομποδέκτη που κατευθύνονται σε διαφορετικές κατευθύνσεις για να παρέχουν επικοινωνία σε συνδρομητές από όλες τις κατευθύνσεις. Στην επαγγελματική ορολογία, οι κεραίες ονομάζονται επίσης "τομείς". Εσείς οι ίδιοι πιθανότατα τα έχετε δει πολλές φορές - μεγάλα γκρίζα ορθογώνια μπλοκ.

Από την κεραία, το σήμα μεταδίδεται μέσω καλωδίου απευθείας στη μονάδα ελέγχου του σταθμού βάσης. Το σύνολο των τομέων και ενός μπλοκ ελέγχου συνήθως ονομάζεται - BS, σταθμός βάσης, σταθμός βάσης. Αρκετοί σταθμοί βάσης, των οποίων οι κεραίες εξυπηρετούν μια συγκεκριμένη περιοχή ή περιοχή της πόλης, συνδέονται με μια ειδική μονάδα - το λεγόμενο LAC, Ελεγκτής Τοπικής Περιοχής, που συχνά αποκαλείται απλά ελεγκτής. Σε έναν ελεγκτή συνήθως συνδέονται έως και 15 σταθμοί βάσης.

Με τη σειρά τους, οι ελεγκτές, από τους οποίους μπορεί επίσης να υπάρχουν αρκετοί, συνδέονται με την πολύ κεντρική μονάδα "εγκεφάλου" - MSC, Κέντρο μεταγωγής υπηρεσιών κινητής τηλεφωνίας, Κέντρο ελέγχου Υπηρεσίες κινητής τηλεφωνίας , ευρέως γνωστό ως διακόπτης. Ο διακόπτης παρέχει έξοδο (και είσοδο) στην πόλη τηλεφωνικές γραμμές, σε άλλους φορείς εκμετάλλευσης κινητής τηλεφωνίας και ούτω καθεξής.

Δηλαδή, στο τέλος ολόκληρο το σχήμα μοιάζει κάπως έτσι:

Τα μικρά δίκτυα GSM χρησιμοποιούν μόνο έναν μεταγωγέα· τα μεγαλύτερα, που εξυπηρετούν περισσότερους από ένα εκατομμύριο συνδρομητές, μπορούν να χρησιμοποιούν δύο, τρεις ή περισσότερους M.S.C., ενωμένοι μεταξύ τους.

Γιατί τέτοια πολυπλοκότητα; Φαίνεται ότι θα μπορούσατε απλά να συνδέσετε τις κεραίες στον διακόπτη - και αυτό είναι, δεν θα υπήρχαν προβλήματα... Αλλά δεν είναι τόσο απλό. Είναι όλα για μια απλή αγγλική λέξη - παράδοση. Αυτός ο όρος αναφέρεται στην παράδοση σε δίκτυα κινητής τηλεφωνίας. Δηλαδή όταν περπατάτε στο δρόμο ή οδηγείτε αυτοκίνητο (τρένο, ποδήλατο, πατίνια, ασφαλτοστρώσεις...) και ταυτόχρονα μιλάτε στο τηλέφωνο, τότε για να μην διακοπεί η σύνδεση (και δεν διακόπτεται), πρέπει να αλλάξετε έγκαιρα το τηλέφωνό σας από τον ένα τομέα στον άλλο, από το ένα BS στο άλλο, από τη μια Τοπική Περιοχή σε μια άλλη κ.λπ. Αντίστοιχα, εάν οι τομείς ήταν απευθείας συνδεδεμένοι με τον διακόπτη, τότε όλες αυτές οι μεταγωγές θα έπρεπε να διαχειρίζονται από τον διακόπτη, ο οποίος έχει ήδη κάτι να κάνει. Ένας σχεδιασμός δικτύου πολλαπλών επιπέδων καθιστά δυνατή την ομοιόμορφη κατανομή του φορτίου, γεγονός που μειώνει την πιθανότητα αστοχίας του εξοπλισμού και, ως εκ τούτου, απώλειας επικοινωνίας.

Παράδειγμα - εάν εσείς και το τηλέφωνό σας μετακινηθείτε από την περιοχή κάλυψης ενός τομέα στην περιοχή κάλυψης ενός άλλου, τότε η μονάδα ελέγχου BS χειρίζεται τη μεταφορά του τηλεφώνου, χωρίς να επηρεάζει τις "ανώτερες" συσκευές - ΛΑΚΚΑ.Και M.S.C.. Αντίστοιχα, εάν η μετάβαση συμβεί μεταξύ διαφορετικών B.S., τότε ελέγχεται ΛΑΚΚΑ.και ούτω καθεξής.

Η λειτουργία του διακόπτη θα πρέπει να εξεταστεί με λίγο περισσότερες λεπτομέρειες. Ένας μεταγωγέας σε ένα κυψελοειδές δίκτυο εκτελεί σχεδόν τις ίδιες λειτουργίες με ένα PBX σε ενσύρματα τηλεφωνικά δίκτυα. Είναι αυτός που καθορίζει πού καλείτε, που σας καλεί και είναι υπεύθυνος για τη δουλειά επιπρόσθετες υπηρεσίες, και, στο τέλος, καθορίζει γενικά αν είναι δυνατή η κλήση ή όχι.

Ας σταματήσουμε στο τελευταίο σημείο - τι συμβαίνει όταν ενεργοποιείτε το τηλέφωνό σας;

Εδώ, ενεργοποιείτε το τηλέφωνό σας. Η κάρτα SIM σας έχει ειδικός αριθμός, λεγόμενο IMSI – Διεθνής Αριθμός Αναγνώρισης Συνδρομητή. Αυτός ο αριθμός είναι μοναδικός για κάθε κάρτα SIM στον κόσμο, και με αυτόν ακριβώς τον αριθμό οι πάροχοι διακρίνουν έναν συνδρομητή από τον άλλο. Όταν ενεργοποιείτε το τηλέφωνο, στέλνει αυτόν τον κωδικό, τον μεταδίδει ο σταθμός βάσης LAC, LAC– στον διακόπτη, με τη σειρά του. Δύο πράγματα μπαίνουν στο παιχνίδι εδώ πρόσθετες ενότητεςσχετίζεται με το διακόπτη - HLR, Εγγραφή τοποθεσίας οικίαςΚαι VLR, Εγγραφή τοποθεσίας επισκεπτών. Αντίστοιχα, Μητρώο Οικιακών ΣυνδρομητώνΚαι Μητρώο Προσκεκλημένων Συνδρομητών. ΣΕ HLRαποθηκεύονται IMSIόλους τους συνδρομητές που είναι συνδεδεμένοι με αυτόν τον πάροχο. ΣΕ VLRμε τη σειρά του, περιέχει δεδομένα για όλους τους συνδρομητές που είναι μέσα αυτή τη στιγμήχρησιμοποιήστε το δίκτυο αυτού του χειριστή. IMSIμεταφέρθηκε σε HLR(φυσικά, σε μια εξαιρετικά κρυπτογραφημένη μορφή, δεν θα αναφερθούμε σε λεπτομέρειες σχετικά με τα χαρακτηριστικά της κρυπτογράφησης, θα πούμε μόνο ότι ένα άλλο μπλοκ είναι υπεύθυνο για αυτήν τη διαδικασία - AuC, Κέντρο ελέγχου ταυτότητας), HLR, με τη σειρά του, ελέγχει εάν έχει έναν τέτοιο συνδρομητή και, εάν ναι, εάν έχει αποκλειστεί, για παράδειγμα, για μη πληρωμή. Εάν όλα είναι εντάξει, τότε αυτός ο συνδρομητής είναι εγγεγραμμένος VLRκαι από εδώ και πέρα ​​μπορεί να πραγματοποιεί κλήσεις. U μεγάλες επιχειρήσειςμπορεί να μην υπάρχει ένα, αλλά πολλά που λειτουργούν παράλληλα HLRΚαι VLR. Τώρα ας προσπαθήσουμε να εμφανίσουμε όλα τα παραπάνω στο σχήμα:

Εδώ εξετάσαμε εν συντομία πώς λειτουργεί κυψελοειδές δίκτυο. Στην πραγματικότητα, όλα εκεί είναι πολύ πιο περίπλοκα, αλλά αν τα περιγράψουμε όλα όπως είναι λεπτομερώς, τότε αυτή η παρουσίαση μπορεί να ξεπεράσει σε όγκο το «Πόλεμος και Ειρήνη».

Στη συνέχεια, θα δούμε πώς (και το πιο σημαντικό, γιατί!) ο πάροχος χρεώνει χρήματα από τον λογαριασμό μας. Όπως πιθανότατα έχετε ήδη ακούσει, τιμολογιακά σχέδιαυπάρχουν τρία ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ– τα λεγόμενα “credit”, “advance” και “prepaid”, από τα αγγλικά Προπληρωμένος, δηλαδή προπληρωμένο. Ποιά είναι η διαφορά? Ας δούμε πώς μπορούν να διαγραφούν χρήματα κατά τη διάρκεια μιας συνομιλίας:

Ας πούμε ότι τηλεφώνησες κάπου. Καταγράφηκε στον πίνακα ότι ο συνδρομητής τηλεφώνησε εκεί και μίλησε, ας πούμε, για σαράντα πέντε δευτερόλεπτα.

Η πρώτη περίπτωση είναι ότι έχετε σύστημα πίστωσης ή προκαταβολής. Σε αυτήν την περίπτωση, συμβαίνει το εξής: δεδομένα για τις δικές σας και όχι μόνο τις κλήσεις σας συγκεντρώνονται στον διακόπτη και στη συνέχεια, με τη σειρά της γενικής ουράς, μεταφέρονται σε ένα ειδικό μπλοκ που ονομάζεται Χρέωση, από τα αγγλικά σε bill - to pay bills. Χρέωσηείναι υπεύθυνος για όλα τα ζητήματα που σχετίζονται με τα χρήματα των συνδρομητών - υπολογίζει το κόστος των κλήσεων, διαγράφει τέλη συνδρομής, διαγράφει χρήματα για υπηρεσίες κ.λπ.

Ταχύτητα μεταφοράς πληροφοριών από M.S.C. V Χρέωσηεξαρτάται από το πόση υπολογιστική ισχύ έχετε τιμολόγηση, ή, με άλλα λόγια, πόσο γρήγορα καταφέρνει να μετατρέψει τεχνικά δεδομένα σχετικά με κλήσεις που πραγματοποιούνται σε άμεσα χρήματα. Κατά συνέπεια, όσο περισσότεροι συνδρομητές μιλούν ή όσο πιο «αργή» η χρέωση, τόσο πιο αργά θα κινείται η ουρά και, κατά συνέπεια, τόσο μεγαλύτερη είναι η καθυστέρηση μεταξύ της ίδιας της συνομιλίας και της πραγματικής χρέωσης των χρημάτων για αυτήν τη συνομιλία. Το γεγονός αυτό συνδέεται με τη δυσαρέσκεια που συχνά εκφράζουν ορισμένοι συνδρομητές - «Λένε ότι κλέβουν χρήματα! Δεν μίλησα για δύο ημέρες - ένα συγκεκριμένο ποσό διαγράφηκε...» Αλλά δεν λαμβάνεται καθόλου υπόψη ότι για κουβέντες που έγιναν, για παράδειγμα, πριν από τρεις μέρες, τα χρήματα δεν διαγράφηκαν αμέσως... Ο κόσμος προσπαθεί να μην προσέχει καλά πράγματα... Και αυτές τις μέρες π.χ. Η τιμολόγηση θα μπορούσε απλώς να μην λειτουργήσει - λόγω ατυχήματος ή επειδή είχε εκσυγχρονιστεί κατά κάποιο τρόπο.

Στην αντίθετη κατεύθυνση - από τη χρέωση έως M.S.C.- υπάρχει μια άλλη ουρά στην οποία τιμολόγησηενημερώνει τον πίνακα διανομής για την κατάσταση των λογαριασμών των συνδρομητών. Και πάλι, μια αρκετά συνηθισμένη περίπτωση - το χρέος στον λογαριασμό μπορεί να φτάσει αρκετές δεκάδες δολάρια, αλλά μπορείτε ακόμα να κάνετε τηλεφωνικές κλήσεις - αυτό ακριβώς συμβαίνει επειδή η "αντίστροφη" ουρά δεν έχει φτάσει ακόμη και ο πίνακας διανομής δεν γνωρίζει ακόμη ότι είστε ένας κακόβουλος κακοπληρωτής και θα έπρεπε να είχατε αποκλειστεί εδώ και πολύ καιρό.

Τα προκαταβολικά τιμολόγια διαφέρουν από τα πιστωτικά τιμολόγια μόνο στη μέθοδο διακανονισμού με τον συνδρομητή - στην πρώτη περίπτωση, ένα άτομο καταθέτει κάποιο ποσό στον λογαριασμό και τα χρήματα για κλήσεις αφαιρούνται σταδιακά από αυτό το ποσό. Αυτή η μέθοδος είναι βολική γιατί σας επιτρέπει να προγραμματίσετε και να περιορίσετε το κόστος επικοινωνίας σας σε κάποιο βαθμό. Η δεύτερη επιλογή είναι η πίστωση, στην οποία το συνολικό κόστος όλων των κλήσεων για οποιαδήποτε περίοδο (“ κύκλος χρέωσης"), συνήθως ανά μήνα, εκδίδεται με τη μορφή τιμολογίου που πρέπει να πληρώσει ο συνδρομητής. Το πιστωτικό σύστημα είναι βολικό γιατί σας ασφαλίζει για τις περιπτώσεις που χρειάζεστε επειγόντως να κάνετε μια κλήση, αλλά τα χρήματα στον λογαριασμό σας ξαφνικά εξαντλούνται και το τηλέφωνό σας μπλοκάρεται.

Τα καρτοκινητά έχουν σχεδιαστεί εντελώς διαφορετικά:

Στο προπληρωμένο τιμολόγησηως τέτοιο συνήθως ονομάζεται " Πλατφόρμα Pripad».

Αμέσως τη στιγμή που ξεκινά η τηλεφωνική σύνδεση, δημιουργείται απευθείας σύνδεση μεταξύ διακόπτηςΚαι προπληρωμένη πλατφόρμα. Χωρίς ουρές, τα δεδομένα μεταδίδονται και προς τις δύο κατευθύνσεις απευθείας κατά τη διάρκεια της συνομιλίας, σε πραγματικό χρόνο. Σε σχέση με αυτό, τα καρτοκινητά έχουν τα ακόλουθα χαρακτηριστικά γνωρίσματα: την απουσία ποσό συνδρομής(αφού δεν υπάρχει κάτι τέτοιο περίοδος χρέωσης), μια περιορισμένη γκάμα πρόσθετων υπηρεσιών (τεχνικά είναι δύσκολο να χρεωθούν σε "πραγματικό χρόνο"), την αδυναμία "να μπουν στο κόκκινο" - η συνομιλία απλά θα διακοπεί μόλις εξαντληθούν τα χρήματα στον λογαριασμό. Ξεκάθαρη αξιοπρέπεια πρηπιπέδεςείναι η δυνατότητα να ελέγχετε με ακρίβεια το χρηματικό ποσό στον λογαριασμό και, ως εκ τούτου, τα έξοδά σας.

ΣΕ πρηπιπέδεςμερικές φορές παρατηρείται ένα αστείο φαινόμενο -αν προπληρωμένη πλατφόρμαγια κάποιο λόγο αρνείται να εργαστεί, για παράδειγμα, λόγω υπερφόρτωσης, στη συνέχεια, κατά συνέπεια, για τους συνδρομητές προπληρωμένα τιμολόγιααυτή τη στιγμή όλες οι κλήσεις γίνονται εντελώς δωρεάν. Κάτι που στην πραγματικότητα τους κάνει –τους συνδρομητές– χαρούμενους.

Αλλά πώς υπολογίζονται τα χρήματά μας όταν μιλάμε ενώ είμαστε μέσα περιαγωγή? Και γενικά πώς λειτουργεί το τηλέφωνο σε περιαγωγή; Λοιπόν, ας προσπαθήσουμε να απαντήσουμε σε αυτές τις ερωτήσεις:

Αριθμός IMSIαποτελείται από 15 ψηφία, και τα πρώτα 5 ψηφία, τα λεγόμενα СС – Κωδικός χώρας(3 ψηφία) και NC – Κωδικός δικτύου(5 ψηφία) – χαρακτηρίστε ξεκάθαρα τον χειριστή στον οποίο είστε συνδεδεμένοι αυτόν τον συνδρομητή. Σύμφωνα με αυτούς τους πέντε αριθμούς VLRβρίσκει τον επισκέπτη χειριστή HLRοικιακός πάροχος και κοιτάζει - αλλά, στην πραγματικότητα, μπορεί αυτός ο συνδρομητής να χρησιμοποιήσει περιαγωγή με αυτόν τον πάροχο; Αν ναι, τότε IMSIείναι εγγεγραμμένος με VLRφιλοξενούμενος χειριστής και μέσα HLRσπίτι - σύνδεσμος προς τον ίδιο επισκέπτη VLRγια να ξέρετε πού να αναζητήσετε τον συνδρομητή.

Η κατάσταση με τη διαγραφή χρημάτων στη τιμολόγηση δεν είναι επίσης πολύ απλή. Λόγω του γεγονότος ότι οι κλήσεις επεξεργάζονται από τον διακόπτη επισκέπτη, αλλά ο διακόπτης "home" μετρά τα χρήματα τιμολόγηση, μεγάλες καθυστερήσεις στη χρέωση κεφαλαίων είναι αρκετά πιθανές - έως και ένα μήνα. Αν και υπάρχουν συστήματα, για παράδειγμα, " Καμήλα2”, που ακόμη και στην περιαγωγή λειτουργούν με την αρχή της καρτοκινητής, δηλαδή διαγράφουν χρήματα σε πραγματικό χρόνο.

Εδώ τίθεται ένα άλλο ερώτημα - σε τι διαγράφονται τα χρήματα; περιαγωγή? Εάν "στο σπίτι" όλα είναι ξεκάθαρα - υπάρχουν σαφώς καθορισμένα προγράμματα τιμών, τότε με την περιαγωγή η κατάσταση είναι διαφορετική - πολλά χρήματα διαγράφονται και δεν είναι σαφές γιατί. Λοιπόν, ας προσπαθήσουμε να το καταλάβουμε:

Ολα τηλεφωνικές κλήσειςστην περιαγωγή χωρίζονται σε 3 κύριες κατηγορίες:

Εισερχόμενες κλήσεις – σε αυτήν την περίπτωση, το κόστος της κλήσης αποτελείται από:

Δικαστικά έξοδα διεθνής κλήσηαπό το σπίτι στην περιοχή των φιλοξενούμενων
+
Κόστος εισερχόμενης κλήσης από φιλοξενούμενο τηλεφωνητή
+
Κάποια επιπλέον χρέωση ανάλογα με τον συγκεκριμένο επισκέπτη

Εξερχόμενη κλήση στο σπίτι:

Κόστος διεθνούς κλήσης από την περιοχή του επισκέπτη στο σπίτι
+
Κόστος εξερχόμενης κλήσης από φιλοξενούμενο τηλεφωνητή

Εξερχόμενη κλήση προς την περιοχή επισκέπτη:

Κόστος εξερχόμενης κλήσης από φιλοξενούμενο τηλεφωνητή
+
Κάποια επιβάρυνση ανάλογα με τον συγκεκριμένο χειριστή

Όπως μπορείτε να δείτε, το κόστος των κλήσεων στην περιαγωγή εξαρτάται μόνο από δύο πράγματα - από ποιον πάροχο είναι συνδεδεμένος ο συνδρομητής στο σπίτι και ποιον πάροχο χρησιμοποιεί ο συνδρομητής όταν είναι μακριά. Αυτό αποκαλύπτει ένα πολύ σημαντικό πράγμα - το κόστος ενός λεπτού στην περιαγωγή δεν εξαρτάται απολύτως από το πρόγραμμα χρέωσης που επιλέγει ο συνδρομητής.

Θα ήθελα να προσθέσω μια ακόμη παρατήρηση - εάν δύο τηλέφωνα ενός παρόχου βρίσκονται σε περιαγωγή μαζί με έναν άλλο χειριστή (καλά, για παράδειγμα, δύο φίλοι πήγαν διακοπές), τότε θα είναι πολύ ακριβό για αυτούς να μιλήσουν μεταξύ τους - ο καλών πληρώνει όπως για το εξερχόμενο σπίτι και ο παραλήπτης πληρώνει την κλήση είναι σαν κάποιος που έρχεται από το σπίτι. Αυτό είναι ένα από τα μειονεκτήματα του προτύπου GSM - ότι η επικοινωνία σε αυτήν την περίπτωση περνά μέσα από το σπίτι. Αν και τεχνικά είναι πολύ πιθανό να κανονίσετε μια σύνδεση «απευθείας», ποιος χειριστής θα το κάνει εάν μπορείτε να αφήσετε τα πάντα ως έχουν και να κερδίσετε χρήματα;

Μια ακόμη ερώτηση, στο Πρόσφατασυχνά ενδιαφέρουν τους ιδιοκτήτες περισσότερων του ενός κινητό τηλέφωνο– πόσο θα κοστίσει μια προωθημένη κλήση από το ένα τηλέφωνο στο άλλο; Και είναι πολύ πιθανό να απαντηθεί αυτή η ερώτηση:

Ας υποθέσουμε ότι η προώθηση κλήσεων έχει ρυθμιστεί από το τηλέφωνο Β στο τηλέφωνο Γ. Γίνεται κλήση από το τηλέφωνο Α στο τηλέφωνο Β - κατά συνέπεια, η κλήση προωθείται στο τηλέφωνο Γ. Σε αυτήν την περίπτωση, πληρώνουν:

Τηλέφωνο Α – όπως για την εξερχόμενη στο τηλέφωνο Β
(στην πραγματικότητα, αυτό είναι λογικό - τελικά, αυτό αποκαλεί)
Τηλέφωνο Β – πληρώνει την τιμή αποστολής
(συνήθως μερικά λεπτά το λεπτό)
+
το κόστος μιας διεθνούς κλήσης από την περιοχή όπου είναι εγγεγραμμένος ο Β στην περιοχή όπου είναι εγγεγραμμένος ο Γ
(αν τα τηλέφωνα είναι από την ίδια περιοχή, τότε αυτό το στοιχείο είναι μηδέν).
Τηλέφωνο C – πληρώνει για εισερχόμενες κλήσεις από το τηλέφωνο Α

Εν κατακλείδι, θα ήθελα να αναφέρω ένα ακόμη λεπτό σημείο - πόσο θα κοστίσει η προώθηση στην περιαγωγή; Και εδώ αρχίζει η διασκέδαση:

Για παράδειγμα, το τηλέφωνό σας έχει μια προώθηση κλήσεων στον αριθμό του σπιτιού σας λόγω συνθηκών απασχολημένου. Στη συνέχεια στο εισερχόμενη κλήσητο λεγομενο " βρόχος περιαγωγής" - η κλήση θα πάει στο το τηλέφωνο του σπιτιούμέσω επισκέπτη διακόπτης, κατά συνέπεια, το κόστος μιας τέτοιας προωθημένης κλήσης πλάνηςθα είναι ίσο με το άθροισμα του κόστους των εισερχόμενων και εξερχόμενων κλήσεων προς το σπίτι συν το κόστος της ίδιας της προώθησης. Και αυτό που είναι αστείο σε αυτό είναι ότι ο περιηγητής μπορεί να μην γνωρίζει καν ότι έγινε μια τέτοια κλήση και στη συνέχεια να εκπλαγεί όταν δει τον λογαριασμό για επικοινωνία.

αυτό υπονοεί πρακτικές συμβουλές– όταν ταξιδεύετε, συνιστάται να απενεργοποιείτε όλους τους τύπους προώθησης (μπορείτε να αφήσετε μόνο άνευ όρων - σε αυτήν την περίπτωση, ο "βρόχος περιαγωγής" δεν λειτουργεί), ειδικά η προώθηση σε τηλεφωνητή- διαφορετικά, αργότερα μπορείς να αναρωτιέσαι για πολύ καιρό - "Πού πήγαν αυτά τα χρήματα, ε;"

Λίστα όρων που χρησιμοποιούνται στο κείμενο:

AuC– Κέντρο ελέγχου ταυτότητας, Κέντρο ελέγχου ταυτότητας, είναι υπεύθυνο για την κωδικοποίηση πληροφοριών όταν μεταδίδονται μέσω του δικτύου και λαμβάνονται από το δίκτυο
Χρέωση– Τιμολόγηση, λογιστικό σύστημα Χρήματααπό τον χειριστή
B.S.– Σταθμός βάσης, σταθμός βάσης, πολλές κεραίες πομποδέκτη που ανήκουν σε μία συσκευή ελέγχου.
Καμήλα2– ένα από τα Προπληρωμένα συστήματα, που εφαρμόζει άμεση χρέωση κεφαλαίων σε περιαγωγή
CC– Κωδικός χώρας, κωδικός χώρας στο πρότυπο GSM (για Ρωσία – 250)
GSM– Global System for Mobile Communications, το πιο διαδεδομένο πρότυπο κυψελοειδούς επικοινωνίας στον κόσμο
Handover – μεταφορά του ελέγχου του ακουστικού από μια κεραία/σταθμό βάσης/LAC σε μια άλλη
HLR– Το Μητρώο Τοποθεσίας Κατοικίας, ένα μητρώο οικιακών συνδρομητών, περιέχει λεπτομερείς πληροφορίεςσχετικά με όλους τους συνδρομητές που είναι συνδεδεμένοι σε αυτόν τον πάροχο.
IMEI– International Mobile Equipment Identification, διεθνής σειριακός αριθμόςεξοπλισμό στο πρότυπο GSM, μοναδικό για κάθε συσκευή
IMSI– International Mobile Subscriber Identification, ο διεθνής σειριακός αριθμός συνδρομητή για τυπικές υπηρεσίες GSM, είναι μοναδικός για κάθε συνδρομητή
ΛΑΚΚΑ.– Ελεγκτής τοπικής περιοχής, ελεγκτής τοπικής ζώνης, συσκευές, διευθυντής εργασίαςορισμένο αριθμό σταθμών βάσης των οποίων οι κεραίες εξυπηρετούν μια συγκεκριμένη περιοχή.
Τοπική περιοχή– Τοπική ζώνη, περιοχή που εξυπηρετείται από BS που ανήκουν στην ίδια LAC
M.S.C.- Mobile Services Switching Center, Mobile Services Control Center, switch είναι ο κεντρικός σύνδεσμος του δικτύου GSM.
NC– Κωδικός Δικτύου, Κωδικός Δικτύου, ο κωδικός συγκεκριμένου χειριστή σε μια δεδομένη χώρα στο πρότυπο GSM (για MTS – 01, BeeLine – 99).
Προπληρωμένος– Προπληρωμένη, προπληρωμή – ένα σύστημα τιμολόγησης που βασίζεται στην άμεση χρέωση κεφαλαίων.
Περιαγωγή– Περιαγωγή, με χρήση δικτύου άλλου, «επισκέπτη» χειριστή.
SIM– Μονάδα αναγνώρισης συνδρομητή, μονάδα αναγνώρισης συνδρομητή, κάρτα SIM – την ηλεκτρονική μονάδα, εισάγεται στο τηλέφωνο στο οποίο έχει εγγραφεί το IMSI του συνδρομητή.
VLR– Μητρώο τοποθεσίας επισκεπτών, μητρώο ενεργών συνδρομητών – περιέχει πληροφορίες για όλους τους συνδρομητές που χρησιμοποιούν αυτήν τη στιγμή τις υπηρεσίες αυτού του παρόχου.

Η τηλεφωνική επικοινωνία είναι η μετάδοση φωνητικών πληροφοριών σε μεγάλες αποστάσεις. Με τη βοήθεια της τηλεφωνίας, οι άνθρωποι έχουν την ευκαιρία να επικοινωνούν σε πραγματικό χρόνο.

Εάν κατά τη στιγμή της εμφάνισης της τεχνολογίας υπήρχε μόνο μία μέθοδος μετάδοσης δεδομένων - αναλογική, τότε αυτή τη στιγμή χρησιμοποιούνται με επιτυχία μια ποικιλία συστημάτων επικοινωνίας. Τηλέφωνο, δορυφορική και σύνδεση κινητής τηλεφωνίας, καθώς και η τηλεφωνία IP παρέχουν αξιόπιστη επαφή μεταξύ των συνδρομητών, ακόμα κι αν βρίσκονται σε διάφορα μέρη του κόσμου. Πώς λειτουργεί τηλεφωνικές επικοινωνίεςόταν χρησιμοποιείτε κάθε μέθοδο;

Παλιά καλή ενσύρματη (αναλογική) τηλεφωνία

Ο όρος «τηλεφωνική» επικοινωνία αναφέρεται συχνότερα στην αναλογική επικοινωνία, μια μέθοδο μετάδοσης δεδομένων που έχει γίνει συνηθισμένη εδώ και σχεδόν ενάμιση αιώνα. Όταν χρησιμοποιείται αυτό, οι πληροφορίες μεταδίδονται συνεχώς, χωρίς ενδιάμεση κωδικοποίηση.

Η σύνδεση μεταξύ δύο συνδρομητών ρυθμίζεται με την κλήση ενός αριθμού και στη συνέχεια η επικοινωνία πραγματοποιείται με τη μετάδοση ενός σήματος από άτομο σε άτομο μέσω καλωδίων με την κυριολεκτική έννοια της λέξης. Οι συνδρομητές δεν συνδέονται πλέον με τηλεφωνητές, αλλά με ρομπότ, γεγονός που έχει απλοποιήσει και μειώσει σημαντικά το κόστος της διαδικασίας, αλλά η αρχή λειτουργίας των αναλογικών δικτύων επικοινωνίας παραμένει η ίδια.

Κινητές (κινητές) επικοινωνίες

Οι συνδρομητές φορέων κινητής τηλεφωνίας πιστεύουν λανθασμένα ότι «έκοψαν το καλώδιο» συνδέοντάς τους με τηλεφωνικά κέντρα. Στην εμφάνιση, όλα είναι έτσι - ένα άτομο μπορεί να μετακινηθεί οπουδήποτε (εντός της κάλυψης σήματος) χωρίς να διακόψει τη συνομιλία και χωρίς να χάσει την επαφή με τον συνομιλητή, και<подключить телефонную связь стало легче и проще.

Ωστόσο, εάν κατανοήσουμε πώς λειτουργούν οι κινητές επικοινωνίες, δεν θα βρούμε πολλές διαφορές από τη λειτουργία των αναλογικών δικτύων. Το σήμα στην πραγματικότητα «επιπλέει στον αέρα», μόνο από το τηλέφωνο του καλούντος πηγαίνει στον πομποδέκτη, ο οποίος, με τη σειρά του, επικοινωνεί με παρόμοιο εξοπλισμό που βρίσκεται πιο κοντά στον καλούμενο συνδρομητή... μέσω δικτύων οπτικών ινών.

Το στάδιο μετάδοσης δεδομένων ραδιοφώνου καλύπτει μόνο τη διαδρομή του σήματος από το τηλέφωνο στον πλησιέστερο σταθμό βάσης, ο οποίος συνδέεται με άλλα δίκτυα επικοινωνίας με έναν εντελώς παραδοσιακό τρόπο. Είναι ξεκάθαρο πώς λειτουργούν οι κυψελοειδείς επικοινωνίες. Ποια είναι τα υπέρ και τα κατά του;

Η τεχνολογία παρέχει μεγαλύτερη κινητικότητα σε σύγκριση με την αναλογική μετάδοση δεδομένων, αλλά ενέχει τους ίδιους κινδύνους ανεπιθύμητων παρεμβολών και τη δυνατότητα υποκλοπής.

Διαδρομή σήματος κυψέλης

Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο πώς ακριβώς φτάνει το σήμα στον καλούμενο συνδρομητή.

1. Ο χρήστης καλεί έναν αριθμό.
2. Το τηλέφωνό του δημιουργεί ραδιοφωνική επαφή με έναν κοντινό σταθμό βάσης. Βρίσκονται σε πολυώροφα κτίρια, βιομηχανικά κτίρια και πύργους. Κάθε σταθμός αποτελείται από κεραίες πομποδέκτη (από 1 έως 12) και μονάδα ελέγχου. Οι σταθμοί βάσης που εξυπηρετούν μία περιοχή συνδέονται με τον ελεγκτή.
3. Από τη μονάδα ελέγχου του σταθμού βάσης, το σήμα μεταδίδεται μέσω καλωδίου στον ελεγκτή και από εκεί, επίσης μέσω καλωδίου, στον διακόπτη. Αυτή η συσκευή παρέχει είσοδο και έξοδο σήματος σε διάφορες γραμμές επικοινωνίας: υπεραστικές, πόλεις, διεθνείς και άλλες εταιρείες κινητής τηλεφωνίας. Ανάλογα με το μέγεθος του δικτύου, μπορεί να περιλαμβάνει έναν ή περισσότερους διακόπτες που συνδέονται μεταξύ τους χρησιμοποιώντας καλώδια.
4. Από τον διακόπτη "σας", το σήμα μεταδίδεται μέσω καλωδίων υψηλής ταχύτητας στον διακόπτη άλλου χειριστή και ο τελευταίος καθορίζει εύκολα στην περιοχή κάλυψης ποιου ελεγκτή βρίσκεται ο συνδρομητής στον οποίο απευθύνεται η κλήση.
5. Ο διακόπτης καλεί τον επιθυμητό ελεγκτή, ο οποίος στέλνει το σήμα στον σταθμό βάσης, ο οποίος «ανακρίνει» το κινητό τηλέφωνο.
6. Ο καλούμενος λαμβάνει μια εισερχόμενη κλήση.

Αυτή η δομή δικτύου πολλαπλών επιπέδων επιτρέπει στο φορτίο να κατανέμεται ομοιόμορφα μεταξύ όλων των κόμβων του. Αυτό μειώνει την πιθανότητα βλάβης του εξοπλισμού και εξασφαλίζει αδιάλειπτη επικοινωνία.

Είναι ξεκάθαρο πώς λειτουργούν οι κυψελοειδείς επικοινωνίες. Ποια είναι τα υπέρ και τα κατά του; Η τεχνολογία παρέχει μεγαλύτερη κινητικότητα σε σύγκριση με την αναλογική μετάδοση δεδομένων, αλλά ενέχει τους ίδιους κινδύνους ανεπιθύμητων παρεμβολών και τη δυνατότητα υποκλοπής.

Δορυφορική σύνδεση

Ας δούμε πώς λειτουργούν οι δορυφορικές επικοινωνίες, το υψηλότερο επίπεδο ανάπτυξης των ραδιοφωνικών επικοινωνιών αναμετάδοσης σήμερα. Ένας επαναλήπτης τοποθετημένος σε τροχιά είναι ικανός να καλύψει από μόνος του μια τεράστια περιοχή της επιφάνειας του πλανήτη. Ένα δίκτυο σταθμών βάσης, όπως συμβαίνει με τις κυψελωτές επικοινωνίες, δεν χρειάζεται πλέον.

Ένας μεμονωμένος συνδρομητής έχει την ευκαιρία να ταξιδέψει χωρίς ουσιαστικά περιορισμούς, παραμένοντας συνδεδεμένος ακόμα και στην τάιγκα ή στη ζούγκλα. Ένας συνδρομητής που είναι νομικό πρόσωπο μπορεί να συνδέσει ένα ολόκληρο mini-PBX σε μια κεραία επαναλήπτη (αυτό είναι το γνωστό πλέον "πιάτο"), αλλά πρέπει να λαμβάνει υπόψη τον όγκο των εισερχόμενων και εξερχόμενων μηνυμάτων, καθώς και το μέγεθος του αρχεία που πρέπει να σταλούν.

Μειονεκτήματα της τεχνολογίας:

• σοβαρή καιρική εξάρτηση. Μια μαγνητική καταιγίδα ή άλλος κατακλυσμός μπορεί να αφήσει έναν συνδρομητή χωρίς επικοινωνία για μεγάλο χρονικό διάστημα.
• Εάν κάτι χαλάσει φυσικά σε έναν δορυφορικό επαναλήπτη, ο χρόνος που χρειάζεται για να αποκατασταθεί πλήρως η λειτουργικότητα θα διαρκέσει πολύ.
• το κόστος των υπηρεσιών επικοινωνίας χωρίς σύνορα συχνά υπερβαίνει τους περισσότερους συμβατικούς λογαριασμούς. Όταν επιλέγετε μια μέθοδο επικοινωνίας, είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη πόσο χρειάζεστε μια τέτοια λειτουργική σύνδεση.

Δορυφορικές επικοινωνίες: πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Το κύριο χαρακτηριστικό του «δορυφόρου» είναι ότι παρέχει στους συνδρομητές ανεξαρτησία από τις επίγειες γραμμές επικοινωνίας. Τα πλεονεκτήματα αυτής της προσέγγισης είναι προφανή. Αυτά περιλαμβάνουν:

• κινητικότητα εξοπλισμού. Μπορεί να αναπτυχθεί σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα.
• τη δυνατότητα γρήγορης δημιουργίας εκτεταμένων δικτύων που καλύπτουν μεγάλες περιοχές·
• επικοινωνία με δυσπρόσιτες και απομακρυσμένες περιοχές·
• κράτηση καναλιών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε περίπτωση βλάβης των επίγειων επικοινωνιών·
• ευελιξία των τεχνικών χαρακτηριστικών του δικτύου, επιτρέποντάς του να προσαρμόζεται σε όλες σχεδόν τις απαιτήσεις.

Μειονεκτήματα της τεχνολογίας:

• σοβαρή καιρική εξάρτηση. Μια μαγνητική καταιγίδα ή άλλος κατακλυσμός μπορεί να αφήσει έναν συνδρομητή χωρίς επικοινωνία για μεγάλο χρονικό διάστημα.
• Εάν κάτι αποτύχει φυσικά στον δορυφορικό επαναλήπτη, η περίοδος έως ότου αποκατασταθεί πλήρως η λειτουργία του συστήματος θα διαρκέσει πολύ.
• το κόστος των υπηρεσιών επικοινωνίας χωρίς σύνορα συχνά υπερβαίνει τους περισσότερους συμβατικούς λογαριασμούς.

Όταν επιλέγετε μια μέθοδο επικοινωνίας, είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη πόσο χρειάζεστε μια τέτοια λειτουργική σύνδεση.

Εκατομμύρια άνθρωποι σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιούν κινητά τηλέφωνα επειδή τα κινητά τηλέφωνα έχουν κάνει πολύ πιο εύκολη την επικοινωνία με ανθρώπους σε όλο τον κόσμο.

Τα κινητά τηλέφωνα αυτές τις μέρες διαθέτουν μια σειρά από λειτουργίες και όλο και περισσότερα γίνονται διαθέσιμα καθημερινά. Ανάλογα με το μοντέλο του κινητού σας τηλεφώνου, μπορείτε να κάνετε τα εξής:

Αποθηκεύστε σημαντικές πληροφορίες
Κρατήστε σημειώσεις ή κάντε μια λίστα υποχρεώσεων
Καταγράψτε σημαντικές συναντήσεις και ενεργοποιήστε τα ξυπνητήρια για υπενθυμίσεις
χρησιμοποιήστε μια αριθμομηχανή για υπολογισμούς
αποστολή ή λήψη αλληλογραφίας
αναζήτηση πληροφοριών (ειδήσεις, δηλώσεις, ανέκδοτα και πολλά άλλα) στο Διαδίκτυο
παίξε παιχνίδια
βλέπω τηλεόραση
Στείλε μηνύματα
Χρησιμοποιήστε άλλες συσκευές όπως συσκευές αναπαραγωγής MP3, PDA και συστήματα πλοήγησης GPS.

Δεν αναρωτηθήκατε όμως ποτέ πώς λειτουργεί ένα κινητό τηλέφωνο; Και τι το κάνει διαφορετικό από ένα απλό σταθερό τηλέφωνο; Τι σημαίνουν όλοι αυτοί οι όροι PCS, GSM, CDMA και TDMA; Αυτό το άρθρο θα μιλήσει για τις νέες δυνατότητες των κινητών τηλεφώνων.

Ας ξεκινήσουμε με το γεγονός ότι ένα κινητό τηλέφωνο είναι ουσιαστικά ραδιόφωνο - πιο προηγμένος τύπος, αλλά παρόλα αυτά ραδιόφωνο. Το ίδιο το τηλέφωνο δημιουργήθηκε από τον Alexander Graham Bell το 1876 και η ασύρματη επικοινωνία λίγο αργότερα από τον Nikolai Tesla τη δεκαετία του 1880 (ο Ιταλός Guglielmo Marconi άρχισε να μιλάει για ασύρματη επικοινωνία το 1894). Ήταν προορισμένο για αυτές τις δύο μεγάλες τεχνολογίες να ενωθούν.

Στην αρχαιότητα, όταν δεν υπήρχαν κινητά τηλέφωνα, οι άνθρωποι εγκαθιστούσαν ραδιοτηλέφωνα στα αυτοκίνητά τους για να επικοινωνούν. Αυτό το ραδιοτηλεφωνικό σύστημα λειτουργούσε χρησιμοποιώντας μια κύρια κεραία εγκατεστημένη σε έναν πύργο έξω από την πόλη και υποστήριζε περίπου 25 κανάλια. Για να συνδεθεί με την κύρια κεραία, το τηλέφωνο έπρεπε να έχει έναν ισχυρό πομπό - με ακτίνα περίπου 70 km.

Αλλά πολλοί δεν μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν τέτοια ραδιοφωνικά τηλέφωνα λόγω του περιορισμένου αριθμού καναλιών.

Η ιδιοφυΐα του κινητού συστήματος έγκειται στη διαίρεση της πόλης σε πολλά στοιχεία («κελιά»). Αυτό προωθεί την επαναχρησιμοποίηση συχνοτήτων σε όλη την πόλη, έτσι ώστε εκατομμύρια άνθρωποι να μπορούν να χρησιμοποιούν κινητά τηλέφωνα ταυτόχρονα. Το «Honeycomb» δεν επιλέχθηκε τυχαία, αφού είναι η κηρήθρα (σε σχήμα εξάγωνου) που μπορεί να καλύψει καλύτερα την περιοχή.

Για να κατανοήσετε καλύτερα τη λειτουργία ενός κινητού τηλεφώνου, είναι απαραίτητο να συγκρίνετε το ραδιόφωνο CB (δηλαδή το κανονικό ραδιόφωνο) και το ασύρματο τηλέφωνο.

Φορητή συσκευή full-duplex έναντι half-duplex - τα ραδιοτηλέφωνα, όπως τα απλά ραδιόφωνα, είναι συσκευές μισής διπλής όψης. Αυτό σημαίνει ότι δύο άτομα χρησιμοποιούν την ίδια συχνότητα, επομένως μπορούν να μιλήσουν μόνο εναλλάξ. Ένα κινητό τηλέφωνο είναι μια συσκευή full-duplex, που σημαίνει ότι ένα άτομο χρησιμοποιεί δύο συχνότητες: η μία συχνότητα είναι για να ακούει το άτομο από την άλλη πλευρά, η άλλη για να μιλάει. Επομένως, μπορείτε να μιλάτε ταυτόχρονα σε κινητά τηλέφωνα.

Κανάλια - ένα ραδιοτηλέφωνο χρησιμοποιεί μόνο ένα κανάλι, ένα ραδιόφωνο έχει περίπου 40 κανάλια. Ένα απλό κινητό τηλέφωνο μπορεί να έχει 1.664 κανάλια ή περισσότερα.

Σε συσκευές ημι-αμφίδρομης λειτουργίας, και οι δύο ραδιοπομποί χρησιμοποιούν την ίδια συχνότητα, επομένως μόνο ένα άτομο μπορεί να μιλήσει. Σε συσκευές full duplex, οι 2 πομποί χρησιμοποιούν διαφορετικές συχνότητες, ώστε οι άνθρωποι να μπορούν να μιλάνε ταυτόχρονα. Τα κινητά τηλέφωνα είναι συσκευές full duplex.

Σε ένα τυπικό σύστημα κινητής τηλεφωνίας των ΗΠΑ, ένας χρήστης κινητού τηλεφώνου χρησιμοποιεί περίπου 800 συχνότητες για να μιλήσει στην πόλη. Ένα κινητό τηλέφωνο χωρίζει μια πόλη σε αρκετές εκατοντάδες. Κάθε κελί έχει συγκεκριμένο μέγεθος και καλύπτει έκταση 26 km2. Οι κηρήθρες είναι σαν εξάγωνα κλεισμένα σε ένα πλέγμα.

Επειδή τα κινητά τηλέφωνα και οι σταθμοί χρησιμοποιούν πομπούς χαμηλής ισχύος, οι μη γειτονικές κυψέλες ενδέχεται να χρησιμοποιούν τις ίδιες συχνότητες. Τα δύο κελιά μπορεί να χρησιμοποιούν τις ίδιες συχνότητες. Το κυψελοειδές δίκτυο αποτελείται από ισχυρούς υπολογιστές υψηλής ταχύτητας, σταθμούς βάσης (πομποδέκτες VHF πολλαπλών συχνοτήτων) που διανέμονται σε ολόκληρη την περιοχή εργασίας του κυψελοειδούς δικτύου, κινητά τηλέφωνα και άλλο εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας. Θα μιλήσουμε για τους σταθμούς βάσης περαιτέρω, αλλά τώρα ας δούμε τα «κελιά» που συνθέτουν ένα κυψελοειδές σύστημα.

Μία κυψέλη σε ένα αναλογικό κυψελοειδές σύστημα χρησιμοποιεί το 1/7 των διαθέσιμων καναλιών αμφίδρομης επικοινωνίας. Αυτό σημαίνει ότι κάθε κελί (από τα 7 κελιά του πλέγματος) χρησιμοποιεί το 1/7 των διαθέσιμων καναλιών, τα οποία έχουν το δικό τους σύνολο συχνοτήτων και επομένως δεν επικαλύπτονται μεταξύ τους:

Ένας χρήστης κινητού τηλεφώνου λαμβάνει συνήθως 832 ραδιοσυχνότητες για να μιλήσει στην πόλη.
Κάθε κινητό τηλέφωνο χρησιμοποιεί 2 συχνότητες ανά κλήση - το λεγόμενο. αμφίδρομο κανάλι - επομένως, για κάθε χρήστη κινητού τηλεφώνου υπάρχουν 395 κανάλια επικοινωνίας (οι υπόλοιπες 42 συχνότητες χρησιμοποιούνται από το κύριο κανάλι - θα μιλήσουμε για αυτό αργότερα).

Έτσι, κάθε κυψέλη έχει έως και 56 διαθέσιμα κανάλια επικοινωνίας. Αυτό σημαίνει ότι 56 άτομα θα μπορούν να μιλούν ταυτόχρονα σε κινητά τηλέφωνα. Η πρώτη τεχνολογία κινητής τηλεφωνίας, το 1G, θεωρείται ανάλογο του κυψελοειδούς δικτύου. Από τότε που άρχισε να χρησιμοποιείται η ψηφιακή μετάδοση πληροφοριών (2G), ο αριθμός των καναλιών έχει αυξηθεί σημαντικά.

Τα κινητά τηλέφωνα έχουν ενσωματωμένους πομπούς χαμηλής ισχύος, επομένως λειτουργούν σε 2 επίπεδα σήματος: 0,6 Watt και 3 Watt (για σύγκριση, εδώ είναι ένα απλό ραδιόφωνο που λειτουργεί στα 4 Watt). Οι σταθμοί βάσης χρησιμοποιούν επίσης πομπούς χαμηλής ισχύος, αλλά έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα:

Η μετάδοση του σήματος του σταθμού βάσης και του κινητού τηλεφώνου μέσα σε κάθε κυψέλη δεν σας επιτρέπει να μετακινηθείτε μακριά από την κυψέλη. Με αυτόν τον τρόπο, και τα δύο κύτταρα μπορούν να επαναχρησιμοποιήσουν τις ίδιες 56 συχνότητες. Οι ίδιες συχνότητες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε όλη την πόλη.
Η κατανάλωση φόρτισης ενός κινητού τηλεφώνου, που συνήθως λειτουργεί με μπαταρία, δεν είναι σημαντικά υψηλή. Οι πομποί χαμηλής κατανάλωσης σημαίνουν μικρές μπαταρίες, γεγονός που κάνει τα κινητά τηλέφωνα πιο συμπαγή.

Ένα κυψελοειδές δίκτυο χρειάζεται έναν αριθμό σταθμών βάσης, ανεξάρτητα από το μέγεθος της πόλης. Μια μικρή πόλη πρέπει να έχει αρκετές εκατοντάδες πύργους. Όλοι οι χρήστες κινητών τηλεφώνων σε οποιαδήποτε πόλη διοικούνται από ένα κεντρικό γραφείο, το οποίο ονομάζεται Κέντρο Εναλλαγής κινητών τηλεφώνων. Αυτό το κέντρο ελέγχει όλες τις τηλεφωνικές κλήσεις και τους σταθμούς βάσης σε μια δεδομένη περιοχή.

Κωδικοί κινητών τηλεφώνων

Ο Electronic Sequence Number (ESN) είναι ένας μοναδικός αριθμός 32-bit που έχει προγραμματιστεί στο κινητό τηλέφωνο από τον κατασκευαστή.
Ο αριθμός αναγνώρισης κινητού τηλεφώνου (MIN) είναι ένας 10ψήφιος κωδικός που προέρχεται από έναν αριθμό κινητού τηλεφώνου.
Ο κωδικός αναγνώρισης συστήματος (SID) είναι ένας μοναδικός 5ψήφιος κωδικός που εκχωρείται σε κάθε εταιρεία FCC. Οι δύο τελευταίοι κωδικοί, MIN και SID, προγραμματίζονται στο κινητό τηλέφωνο όταν αγοράζετε την κάρτα και ενεργοποιείτε το τηλέφωνο.

Κάθε κινητό τηλέφωνο έχει τον δικό του κωδικό. Απαιτούνται κωδικοί για την αναγνώριση τηλεφώνων, κατόχων κινητών τηλεφώνων και παρόχων κινητής τηλεφωνίας. Για παράδειγμα, έχεις ένα κινητό τηλέφωνο, το ανοίγεις και προσπαθείς να κάνεις μια κλήση. Δείτε τι συμβαίνει αυτό το διάστημα:

Όταν ενεργοποιείτε για πρώτη φορά το τηλέφωνο, αναζητά έναν κωδικό αναγνώρισης στο κύριο κανάλι ελέγχου. Ένα κανάλι είναι μια ειδική συχνότητα που χρησιμοποιούν τα κινητά τηλέφωνα και ο σταθμός βάσης για τη μετάδοση σημάτων. Εάν το τηλέφωνο δεν μπορεί να βρει το κανάλι ελέγχου, τότε δεν είναι προσβάσιμο και στην οθόνη εμφανίζεται το μήνυμα "χωρίς δίκτυο".
Όταν το τηλέφωνο λαμβάνει έναν κωδικό αναγνώρισης, τον ελέγχει με τον δικό του κωδικό. Εάν υπάρχει αντιστοιχία, επιτρέπεται στο κινητό τηλέφωνο να συνδεθεί στο δίκτυο.
Μαζί με τον κωδικό, το τηλέφωνο ζητά πρόσβαση στο δίκτυο και το Mobile Switching Center καταγράφει τη θέση του τηλεφώνου στη βάση δεδομένων, έτσι ώστε το Switching Center να γνωρίζει ποιο τηλέφωνο χρησιμοποιείτε όταν θέλει να σας στείλει ένα μήνυμα υπηρεσίας.
Το κέντρο μεταγωγής λαμβάνει κλήσεις και μπορεί να υπολογίσει τον αριθμό σας. Ανά πάσα στιγμή, μπορεί να αναζητήσει τον αριθμό τηλεφώνου σας στη βάση δεδομένων του.
Το κέντρο μεταγωγής επικοινωνεί με το κινητό σας τηλέφωνο για να σας πει ποια συχνότητα να χρησιμοποιήσετε και αφού το κινητό τηλέφωνο επικοινωνήσει με την κεραία, το τηλέφωνο αποκτά πρόσβαση στο δίκτυο.

Το κινητό τηλέφωνο και ο σταθμός βάσης διατηρούν σταθερή ραδιοεπικοινωνία. Ένα κινητό τηλέφωνο αλλάζει περιοδικά από έναν σταθμό βάσης σε έναν άλλο, το οποίο εκπέμπει ένα ισχυρότερο σήμα. Εάν ένα κινητό τηλέφωνο μετακινηθεί έξω από το πεδίο ενός σταθμού βάσης, δημιουργεί μια σύνδεση με έναν άλλο, κοντινό σταθμό βάσης, ακόμη και κατά τη διάρκεια μιας συνομιλίας. Οι δύο σταθμοί βάσης «επικοινωνούν» μέσω του Switching Center, το οποίο εκπέμπει σήμα στο κινητό σας τηλέφωνο για αλλαγή συχνότητας.

Υπάρχουν περιπτώσεις που, κατά τη μετακίνηση, το σήμα μετακινείται από τη μια κυψέλη στην άλλη, που ανήκει σε άλλη εταιρεία κινητής τηλεφωνίας. Σε αυτή την περίπτωση, το σήμα δεν εξαφανίζεται, αλλά μεταφέρεται σε άλλο πάροχο κινητής τηλεφωνίας.

Τα περισσότερα σύγχρονα κινητά τηλέφωνα μπορούν να λειτουργούν σε διάφορα πρότυπα, γεγονός που σας επιτρέπει να χρησιμοποιείτε υπηρεσίες περιαγωγής σε διαφορετικά κυψελωτά δίκτυα. Το κέντρο μεταγωγής του οποίου τα κελιά χρησιμοποιείτε τώρα επικοινωνεί με το κέντρο μεταγωγής και ζητά επιβεβαίωση κωδικού. Το σύστημά σας μεταφέρει όλα τα δεδομένα σχετικά με το τηλέφωνό σας σε άλλο σύστημα και το Κέντρο μεταγωγής σας συνδέει με τις κυψέλες της νέας εταιρείας κινητής τηλεφωνίας. Και το πιο εκπληκτικό είναι ότι όλα αυτά γίνονται μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα.

Το πιο ενοχλητικό σε όλα αυτά είναι ότι μπορείτε να πληρώσετε μια όμορφη δεκάρα για κλήσεις περιαγωγής. Στα περισσότερα τηλέφωνα, όταν περνάτε για πρώτη φορά τα σύνορα, εμφανίζεται η υπηρεσία περιαγωγής. Διαφορετικά, καλύτερα να ελέγξετε τον χάρτη κάλυψης του κινητού σας, ώστε να μην χρειάζεται να πληρώνετε «φουσκωμένα» τιμολόγια αργότερα. Επομένως, ελέγξτε αμέσως το κόστος αυτής της υπηρεσίας.

Λάβετε υπόψη ότι το τηλέφωνο πρέπει να λειτουργεί σε περισσότερες από μία μπάντες εάν θέλετε να χρησιμοποιήσετε την υπηρεσία περιαγωγής, επειδή διαφορετικές χώρες χρησιμοποιούν διαφορετικές ζώνες.

Το 1983 αναπτύχθηκε το πρώτο αναλογικό πρότυπο κινητής τηλεφωνίας, το AMPS (Advanced Mobile Telephone Service). Αυτό το αναλογικό πρότυπο κινητής επικοινωνίας λειτουργεί στην περιοχή συχνοτήτων από 825 έως 890 MHz. Προκειμένου να διατηρηθεί ο ανταγωνισμός και να διατηρηθούν οι τιμές στην αγορά, η ομοσπονδιακή κυβέρνηση των ΗΠΑ απαίτησε να υπάρχουν τουλάχιστον δύο εταιρείες που ασκούν την ίδια δραστηριότητα στην αγορά. Μια τέτοια εταιρεία στις Ηνωμένες Πολιτείες ήταν η Local Telephone Company (LEC).

Κάθε εταιρεία είχε τις δικές της 832 συχνότητες: 790 για κλήσεις και 42 για δεδομένα. Για τη δημιουργία ενός καναλιού, χρησιμοποιήθηκαν δύο συχνότητες ταυτόχρονα. Το εύρος συχνοτήτων για το αναλογικό κανάλι ήταν συνήθως 30 kHz. Το εύρος εκπομπής και λήψης του καναλιού φωνής χωρίζεται κατά 45 MHz, έτσι ώστε το ένα κανάλι να μην επικαλύπτει το άλλο.

Μια έκδοση του προτύπου AMPS που ονομάζεται NAMPS (Σύστημα προηγμένων επικοινωνιών στενής ζώνης) χρησιμοποιεί νέες ψηφιακές τεχνολογίες για να επιτρέψει στο σύστημα να τριπλασιάσει τις δυνατότητές του. Όμως, παρόλο που χρησιμοποιεί νέες ψηφιακές τεχνολογίες, αυτή η έκδοση παραμένει απλώς αναλογική. Τα αναλογικά πρότυπα AMPS και NAMPS λειτουργούν μόνο στα 800 MHz και δεν μπορούν ακόμη να προσφέρουν μεγάλη ποικιλία λειτουργιών, όπως σύνδεση στο Διαδίκτυο και αλληλογραφία.

Τα ψηφιακά κινητά τηλέφωνα ανήκουν στη δεύτερη γενιά (2G) της κινητής τεχνολογίας. Χρησιμοποιούν την ίδια τεχνολογία ραδιοφώνου με τα αναλογικά τηλέφωνα, αλλά με λίγο διαφορετικό τρόπο. Τα αναλογικά συστήματα δεν χρησιμοποιούν πλήρως το σήμα μεταξύ του τηλεφώνου και του δικτύου κινητής τηλεφωνίας - τα αναλογικά σήματα δεν μπορούν να μπλοκάρουν ή να χειριστούν τόσο εύκολα όσο τα ψηφιακά σήματα. Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο πολλές εταιρείες καλωδίων στρέφονται στην ψηφιακή - ώστε να μπορούν να χρησιμοποιούν περισσότερα κανάλια σε μια δεδομένη περιοχή. Είναι εκπληκτικό πόσο αποτελεσματικό μπορεί να είναι ένα ψηφιακό σύστημα.

Πολλά ψηφιακά κινητά συστήματα χρησιμοποιούν διαμόρφωση συχνότητας (FSK) για τη μετάδοση και λήψη δεδομένων μέσω της αναλογικής πύλης AMPS. Η διαμόρφωση συχνότητας χρησιμοποιεί 2 συχνότητες, η μία για τη λογική μία, η άλλη για τη λογική μηδέν, επιλέγοντας μεταξύ των δύο, κατά τη μετάδοση ψηφιακών πληροφοριών μεταξύ του πύργου και του κινητού τηλεφώνου. Προκειμένου να μετατραπούν οι αναλογικές πληροφορίες σε ψηφιακές και αντίστροφα, απαιτείται διαμόρφωση και ένα σχήμα κωδικοποίησης. Αυτό υποδηλώνει ότι τα ψηφιακά κινητά τηλέφωνα πρέπει να είναι σε θέση να επεξεργάζονται δεδομένα γρήγορα.

Όσον αφορά την πολυπλοκότητα ανά κυβική ίντσα, τα κινητά τηλέφωνα είναι από τις πιο περίπλοκες σύγχρονες συσκευές. Τα ψηφιακά κινητά τηλέφωνα μπορούν να εκτελούν εκατομμύρια υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο προκειμένου να κωδικοποιήσουν ή να αποκωδικοποιήσουν μια ροή φωνής.

Κάθε κανονικό τηλέφωνο αποτελείται από πολλά μέρη:

Το τσιπ (σανίδα) που είναι ο εγκέφαλος για το τηλέφωνο
Κεραία
Οθόνη υγρών κρυστάλλων (LCD)
Πληκτρολόγιο
Μικρόφωνο
Ομιλητής
Μπαταρία

Το μικροκύκλωμα είναι το κέντρο ολόκληρου του συστήματος. Στη συνέχεια, θα δούμε ποιοι τύποι τσιπ υπάρχουν και πώς λειτουργεί το καθένα από αυτά. Το τσιπ μετατροπής αναλογικού σε ψηφιακό και από πίσω σε ψηφιακό κωδικοποιεί το εξερχόμενο σήμα ήχου από ένα αναλογικό σύστημα σε ένα ψηφιακό και το εισερχόμενο σήμα από ένα ψηφιακό σύστημα σε αναλογικό.

Ένας μικροεπεξεργαστής είναι μια κεντρική συσκευή επεξεργασίας που είναι υπεύθυνη για την εκτέλεση του μεγαλύτερου μέρους της εργασίας επεξεργασίας πληροφοριών. Ελέγχει το πληκτρολόγιο και την οθόνη και πολλές άλλες διαδικασίες.

Τα τσιπ ROM και το τσιπ κάρτας μνήμης σάς επιτρέπουν να αποθηκεύετε δεδομένα λειτουργικού συστήματος κινητού τηλεφώνου και άλλα δεδομένα χρήστη, όπως δεδομένα τηλεφωνικού καταλόγου. Η ραδιοσυχνότητα ελέγχει την ισχύ και τη φόρτιση και χειρίζεται εκατοντάδες κύματα FM. Ο ενισχυτής υψηλής συχνότητας ελέγχει τα σήματα που λαμβάνονται ή ανακλώνται από την κεραία. Το μέγεθος της οθόνης έχει αυξηθεί σημαντικά από τότε που τα κινητά τηλέφωνα έγιναν πιο λειτουργικά. Πολλά τηλέφωνα διαθέτουν σημειωματάρια, αριθμομηχανές και παιχνίδια. Και τώρα πολλά περισσότερα τηλέφωνα είναι συνδεδεμένα σε PDA ή πρόγραμμα περιήγησης στο Web.

Ορισμένα τηλέφωνα αποθηκεύουν ορισμένες πληροφορίες, όπως κωδικούς SID και MIN, σε ενσωματωμένη μνήμη flash, ενώ άλλα χρησιμοποιούν εξωτερικές κάρτες, όπως κάρτες SmartMedia.

Πολλά τηλέφωνα έχουν ηχεία και μικρόφωνα τόσο μικροσκοπικά που είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς βγάζουν ήχο. Όπως μπορείτε να δείτε, τα ηχεία έχουν το ίδιο μέγεθος με ένα μικρό νόμισμα και το μικρόφωνο δεν είναι μεγαλύτερο από μια μπαταρία ρολογιού. Παρεμπιπτόντως, τέτοιες μπαταρίες ρολογιών χρησιμοποιούνται στο εσωτερικό τσιπ ενός κινητού τηλεφώνου για τη λειτουργία του ρολογιού.

Το πιο εκπληκτικό είναι ότι πριν από 30 χρόνια πολλά από αυτά τα μέρη καταλάμβαναν έναν ολόκληρο όροφο του κτιρίου, αλλά τώρα όλα αυτά χωρούν στην παλάμη ενός ανθρώπου.

Υπάρχουν τρεις πιο συνηθισμένοι τρόποι με τους οποίους τα κινητά τηλέφωνα 2G χρησιμοποιούν ραδιοσυχνότητες για τη μετάδοση πληροφοριών:

FDMA (Πολλαπλή πρόσβαση διαίρεσης συχνότητας) TDMA (Πολλαπλή πρόσβαση διαίρεσης χρόνου) CDMA (πολλαπλή πρόσβαση διαίρεσης κώδικα)

Παρόλο που τα ονόματα αυτών των μεθόδων φαίνονται τόσο συγκεχυμένα, μπορείτε εύκολα να μαντέψετε πώς λειτουργούν απλώς αναλύοντας το όνομα σε μεμονωμένες λέξεις.

Η πρώτη λέξη, συχνότητα, χρόνος, κωδικός υποδεικνύει τη μέθοδο πρόσβασης. Η δεύτερη λέξη, διαίρεση, σημαίνει ότι διαχωρίζει τις κλήσεις με βάση τη μέθοδο πρόσβασης.

Το FDMA τοποθετεί κάθε τηλεφωνική κλήση σε ξεχωριστή συχνότητα. Το TDMA εκχωρεί σε κάθε κλήση έναν συγκεκριμένο χρόνο στην εκχωρημένη συχνότητά του. Το CDMA εκχωρεί έναν μοναδικό κωδικό σε κάθε κλήση και στη συνέχεια τη μεταδίδει σε μια ελεύθερη συχνότητα.

Η τελευταία λέξη κάθε μεθόδου, πολλαπλή, σημαίνει ότι κάθε εκατοστό μπορεί να χρησιμοποιηθεί από πολλά άτομα.

FDMA

Το FDMA (Frequency Division Multiple Access) είναι μια μέθοδος χρήσης ραδιοσυχνοτήτων όπου μόνο ένας συνδρομητής βρίσκεται στην ίδια ζώνη συχνοτήτων, διαφορετικοί συνδρομητές χρησιμοποιούν διαφορετικές συχνότητες μέσα σε μια κυψέλη. Είναι μια εφαρμογή της πολυπλεξίας διαίρεσης συχνότητας (FDM) στις ραδιοεπικοινωνίες. Για να κατανοήσουμε καλύτερα πώς λειτουργεί το FDMA, πρέπει να δούμε πώς λειτουργούν τα ραδιόφωνα. Κάθε ραδιοφωνικός σταθμός στέλνει το σήμα του στις ελεύθερες ζώνες συχνοτήτων. Η μέθοδος FDMA χρησιμοποιείται κυρίως για τη μετάδοση αναλογικών σημάτων. Και παρόλο που αυτή η μέθοδος μπορεί αναμφίβολα να μεταδώσει ψηφιακές πληροφορίες, δεν χρησιμοποιείται γιατί θεωρείται λιγότερο αποτελεσματική.

TDMA

Το TDMA (Time Division Multiple Access) είναι μια μέθοδος χρήσης ραδιοσυχνοτήτων όταν υπάρχουν πολλοί συνδρομητές στην ίδια υποδοχή συχνότητας, διαφορετικοί συνδρομητές χρησιμοποιούν διαφορετικά χρονικά διαστήματα (διαστήματα) για μετάδοση. Είναι μια εφαρμογή του Time Division Multiplexing (TDM) σε ραδιοεπικοινωνίες. Όταν χρησιμοποιείτε το TDMA, μια στενή ζώνη συχνοτήτων (πλάτος 30 kHz και μήκος 6,7 χιλιοστών του δευτερολέπτου) χωρίζεται σε τρεις χρονικές υποδοχές.

Μια στενή ζώνη συχνοτήτων συνήθως κατανοείται ως "κανάλια". Τα φωνητικά δεδομένα που μετατρέπονται σε ψηφιακές πληροφορίες συμπιέζονται, με αποτέλεσμα να καταλαμβάνουν λιγότερο χώρο. Επομένως, το TDMA λειτουργεί τρεις φορές πιο γρήγορα από ένα αναλογικό σύστημα που χρησιμοποιεί τον ίδιο αριθμό καναλιών. Τα συστήματα TDMA λειτουργούν στην περιοχή συχνοτήτων 800 MHz (IS-54) ή 1900 MHz (IS-136).

GSM

Το TDMA είναι επί του παρόντος η κυρίαρχη τεχνολογία για δίκτυα κινητής τηλεφωνίας και χρησιμοποιείται στο πρότυπο GSM (Global System for Mobile Communications) (Ρωσικό SPS-900) - ένα παγκόσμιο ψηφιακό πρότυπο για κινητές κυψελοειδείς επικοινωνίες, με κοινή χρήση καναλιών που βασίζεται στην αρχή TDMA και υψηλός βαθμός ασφάλειας χάρη στην κρυπτογράφηση δημόσιου κλειδιού. Ωστόσο, το GSM χρησιμοποιεί διαφορετικά την πρόσβαση TDMA και IS-136. Ας φανταστούμε ότι το GSM και το IS-136 είναι διαφορετικά λειτουργικά συστήματα που τρέχουν στον ίδιο επεξεργαστή, για παράδειγμα, και τα δύο λειτουργικά συστήματα Windows και Linux τρέχουν σε έναν Intel Pentium III. Τα συστήματα GSM χρησιμοποιούν μια μέθοδο κωδικοποίησης για την ασφάλεια των τηλεφωνικών κλήσεων από κινητά τηλέφωνα. Το δίκτυο GSM στην Ευρώπη και την Ασία λειτουργεί σε συχνότητα 900 MHz και 1800 MHz και στις ΗΠΑ σε συχνότητα 850 MHz και 1900 MHz και χρησιμοποιείται σε κινητές επικοινωνίες.

Αποκλεισμός του τηλεφώνου σας GSM

Το GSM είναι το διεθνές πρότυπο στην Ευρώπη, την Αυστραλία, το μεγαλύτερο μέρος της Ασίας και της Αφρικής. Οι χρήστες κινητών τηλεφώνων μπορούν να αγοράσουν ένα τηλέφωνο που θα λειτουργεί οπουδήποτε υποστηρίζεται το πρότυπο. Προκειμένου να συνδεθούν με έναν συγκεκριμένο πάροχο κινητής τηλεφωνίας σε διάφορες χώρες, οι χρήστες GSM απλώς αλλάζουν την κάρτα SIM. Οι κάρτες SIM αποθηκεύουν όλες τις πληροφορίες και τους αριθμούς αναγνώρισης που απαιτούνται για τη σύνδεση με έναν πάροχο κινητής τηλεφωνίας.

Δυστυχώς, οι συχνότητες GSM 850MHz/1900MHz που χρησιμοποιούνται στις ΗΠΑ δεν είναι ίδιες με το διεθνές σύστημα. Έτσι, εάν ζείτε στις ΗΠΑ αλλά χρειάζεστε πραγματικά ένα κινητό τηλέφωνο στο εξωτερικό, μπορείτε να αγοράσετε ένα τηλέφωνο GSM τριών ή τεσσάρων ζωνών και να το χρησιμοποιήσετε στη χώρα σας και στο εξωτερικό ή απλώς να αγοράσετε ένα κινητό τηλέφωνο GSM 900MHz/1800MHz για ταξίδια στο εξωτερικό .

CDMA

CDMA (Πολλαπλή πρόσβαση Διαίρεσης Κώδικα). Τα κανάλια επισκεψιμότητας με αυτήν τη μέθοδο διαίρεσης του μέσου δημιουργούνται εκχωρώντας σε κάθε χρήστη έναν ξεχωριστό αριθμητικό κωδικό, ο οποίος διανέμεται σε ολόκληρο το εύρος ζώνης. Δεν υπάρχει διαίρεση χρόνου, όλοι οι συνδρομητές χρησιμοποιούν συνεχώς όλο το πλάτος του καναλιού. Η ζώνη συχνοτήτων ενός καναλιού είναι πολύ μεγάλη, οι εκπομπές των συνδρομητών αλληλοεπικαλύπτονται, αλλά επειδή οι κωδικοί τους είναι διαφορετικοί, μπορούν να διαφοροποιηθούν. Το CDMA είναι η βάση για το IS-95 και λειτουργεί στις ζώνες συχνοτήτων 800 MHz και 1900 MHz.

Διπλή ζώνη και διπλό πρότυπο κινητό τηλέφωνο

Όταν ταξιδεύετε, αναμφίβολα θέλετε να βρείτε ένα τηλέφωνο που θα λειτουργεί σε πολλές μπάντες, σε πολλά πρότυπα ή θα συνδυάζει και τα δύο. Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε καθεμία από αυτές τις δυνατότητες:

Ένα τηλέφωνο πολλαπλών ζωνών μπορεί να αλλάξει από τη μια συχνότητα στην άλλη. Για παράδειγμα, ένα τηλέφωνο TDMA διπλής ζώνης μπορεί να χρησιμοποιεί υπηρεσίες TDMA σε σύστημα 800 MHz ή 1900 MHz. Ένα τηλέφωνο GSM διπλής ζώνης μπορεί να χρησιμοποιήσει την υπηρεσία GSM σε τρεις ζώνες - 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz ή 1900 MHz.
Τηλέφωνο πολλαπλών προτύπων. «Τυπικό» στα κινητά τηλέφωνα σημαίνει τον τύπο μετάδοσης σήματος. Επομένως, ένα τηλέφωνο με πρότυπα AMPS και TDMA μπορεί να αλλάξει από το ένα πρότυπο στο άλλο εάν είναι απαραίτητο. Για παράδειγμα, το πρότυπο AMPS σάς επιτρέπει να χρησιμοποιείτε αναλογικό δίκτυο σε περιοχές που δεν υποστηρίζουν ψηφιακό δίκτυο.
Ένα τηλέφωνο πολλαπλών ζωνών/πολλών προτύπων σάς επιτρέπει να αλλάξετε τη ζώνη συχνοτήτων και το πρότυπο μετάδοσης.

Τα τηλέφωνα που υποστηρίζουν αυτήν τη δυνατότητα αλλάζουν αυτόματα μπάντες ή πρότυπα. Για παράδειγμα, εάν ένα τηλέφωνο υποστηρίζει δύο ζώνες, τότε συνδέεται στο δίκτυο των 800 MHz εάν δεν μπορεί να συνδεθεί στη ζώνη των 1900 MHz. Όταν ένα τηλέφωνο έχει πολλαπλά πρότυπα, χρησιμοποιεί πρώτα το ψηφιακό πρότυπο και αν αυτό δεν είναι διαθέσιμο, μεταβαίνει στο αναλογικό.

Τα κινητά τηλέφωνα διατίθενται σε λειτουργίες δύο και τριών ζωνών. Ωστόσο, η λέξη «τρεις λωρίδες» μπορεί να είναι απατηλή. Μπορεί να σημαίνει ότι το τηλέφωνο υποστηρίζει τα πρότυπα CDMA και TDMA και το αναλογικό πρότυπο. Και ταυτόχρονα, μπορεί να σημαίνει ότι το τηλέφωνο υποστηρίζει ένα ψηφιακό πρότυπο σε δύο ζώνες και ένα αναλογικό πρότυπο. Για όσους ταξιδεύουν στο εξωτερικό, είναι καλύτερο να αγοράσετε ένα τηλέφωνο που λειτουργεί στη ζώνη GSM 900 MHz για Ευρώπη και Ασία και 1900 MHz για τις ΗΠΑ, και υποστηρίζει επίσης το αναλογικό πρότυπο. Στην ουσία, πρόκειται για ένα τηλέφωνο διπλής ζώνης στο οποίο μία από αυτές τις λειτουργίες (GSM) υποστηρίζει 2 μπάντες.

Υπηρεσία κινητής και προσωπικής επικοινωνίας

Η Personal Communications Service (PCS) είναι ουσιαστικά μια υπηρεσία κινητής τηλεφωνίας που δίνει έμφαση στην προσωπική επικοινωνία και την κινητικότητα. Το κύριο χαρακτηριστικό του PCS είναι ότι ο αριθμός τηλεφώνου του χρήστη γίνεται ο προσωπικός του αριθμός επικοινωνίας (PCN), ο οποίος «δένεται» με τον ίδιο τον χρήστη και όχι με το μόντεμ του τηλεφώνου ή του ραδιοφώνου του. Ένας παγκόσμιος ταξιδιώτης που χρησιμοποιεί PCS μπορεί να λαμβάνει ελεύθερα τηλεφωνικές κλήσεις και email στο PCN του.

Οι κυψελοειδείς επικοινωνίες δημιουργήθηκαν αρχικά για χρήση σε αυτοκίνητα, ενώ οι προσωπικές επικοινωνίες σήμαιναν μεγαλύτερες δυνατότητες. Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές κυψελοειδείς επικοινωνίες, το PCS έχει πολλά πλεονεκτήματα. Πρώτον, είναι εντελώς ψηφιακό, γεγονός που παρέχει υψηλότερους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων και διευκολύνει τη χρήση τεχνολογιών συμπίεσης δεδομένων. Δεύτερον, το εύρος συχνοτήτων που χρησιμοποιείται για PCS (1850-2200 MHz) επιτρέπει τη μείωση του κόστους της υποδομής επικοινωνίας. (Δεδομένου ότι οι συνολικές διαστάσεις των κεραιών σταθμών βάσης PCS είναι μικρότερες από τις συνολικές διαστάσεις των κεραιών σταθμών βάσης κυψελοειδούς δικτύου, η παραγωγή και η εγκατάστασή τους είναι φθηνότερες).

Θεωρητικά, το κινητό σύστημα στις ΗΠΑ λειτουργεί σε δύο ζώνες συχνοτήτων - 824 και 894 MHz. Το PCS λειτουργεί στα 1850 και 1990 MHz. Και δεδομένου ότι αυτή η υπηρεσία βασίζεται στο πρότυπο TDMA, το PCS έχει 8 χρονοθυρίδες και η απόσταση καναλιών είναι 200 ​​KHz, σε αντίθεση με τις συνήθεις τρεις χρονικές υποδοχές και 30 KHz μεταξύ των καναλιών.

Το 3G είναι η πιο πρόσφατη τεχνολογία στις κινητές επικοινωνίες. Το 3G σημαίνει ότι το τηλέφωνο ανήκει στην τρίτη γενιά - η πρώτη γενιά είναι αναλογικά κινητά τηλέφωνα, η δεύτερη είναι ψηφιακή. Η τεχνολογία 3G χρησιμοποιείται σε κινητά τηλέφωνα πολυμέσων, τα οποία συνήθως ονομάζονται smartphone. Τέτοια τηλέφωνα έχουν πολλαπλές ζώνες και μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας.

Το 3G χρησιμοποιεί διάφορα πρότυπα κινητής τηλεφωνίας. Τα τρία πιο κοινά είναι:

Το CDMA2000 είναι μια περαιτέρω εξέλιξη του προτύπου CDMA One 2ης γενιάς.
Το WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - broadband CDMA) είναι η τεχνολογία ραδιοεπικοινωνίας που επιλέγεται από τους περισσότερους φορείς εκμετάλλευσης κινητής τηλεφωνίας για την παροχή ευρυζωνικής ραδιοφωνικής πρόσβασης για υποστήριξη υπηρεσιών 3G.
Το TD-SCDMA (English Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access) είναι ένα κινεζικό πρότυπο για δίκτυα κινητής τηλεφωνίας τρίτης γενιάς.

Το δίκτυο 3G μπορεί να μεταφέρει δεδομένα με ταχύτητες έως και 3 Mbps (άρα χρειάζονται μόνο περίπου 15 δευτερόλεπτα για τη λήψη ενός τραγουδιού MP3 διάρκειας 3 λεπτών). Για σύγκριση, ας δούμε τα κινητά τηλέφωνα δεύτερης γενιάς - το ταχύτερο τηλέφωνο 2G μπορεί να φτάσει ταχύτητες μεταφοράς δεδομένων έως και 144 Kb/s (χρειάζονται περίπου 8 ώρες για να κατεβάσετε ένα τραγούδι 3 λεπτών). Η μεταφορά δεδομένων υψηλής ταχύτητας 3G είναι απλά ιδανική για λήψη πληροφοριών από το Διαδίκτυο, αποστολή και λήψη μεγάλων αρχείων πολυμέσων. Τα τηλέφωνα 3G είναι ένα είδος μίνι φορητών υπολογιστών που μπορούν να χειριστούν μεγάλες εφαρμογές, όπως ροή βίντεο από το Διαδίκτυο, αποστολή και λήψη φαξ και λήψη μηνυμάτων ηλεκτρονικού ταχυδρομείου με εφαρμογές.

Φυσικά, αυτό απαιτεί σταθμούς βάσης που μεταδίδουν ραδιοσήματα από τηλέφωνο σε τηλέφωνο.

Οι σταθμοί βάσης κινητών τηλεφώνων είναι χυτές μεταλλικές ή δικτυωμένες κατασκευές που υψώνονται εκατοντάδες πόδια στον αέρα. Αυτή η εικόνα δείχνει έναν σύγχρονο πύργο που «εξυπηρετεί» 3 διαφορετικούς παρόχους κινητής τηλεφωνίας. Αν κοιτάξετε τη βάση των σταθμών βάσης, μπορείτε να δείτε ότι κάθε πάροχος κινητής τηλεφωνίας έχει εγκαταστήσει τον δικό του εξοπλισμό, ο οποίος σήμερα καταλαμβάνει πολύ λίγο χώρο (στη βάση των παλαιότερων πύργων χτίστηκαν μικρά δωμάτια για τέτοιο εξοπλισμό).

Σταθμός βάσης. φωτογραφία από http://www.prattfamily.demon.co.uk

Ένας ραδιοπομπός και ένας δέκτης τοποθετούνται μέσα σε ένα τέτοιο μπλοκ, χάρη στο οποίο ο πύργος επικοινωνεί με κινητά τηλέφωνα. Τα ραδιόφωνα συνδέονται με την κεραία του πύργου με πολλά χοντρά καλώδια. Αν κοιτάξετε προσεκτικά, θα παρατηρήσετε ότι ο ίδιος ο πύργος, όλα τα καλώδια και ο εξοπλισμός των εταιρειών στη βάση των σταθμών βάσης είναι καλά γειωμένα. Για παράδειγμα, μια πλάκα με πράσινα καλώδια συνδεδεμένα σε αυτήν είναι ένα χάλκινο επίπεδο γείωσης.

Ένα κινητό τηλέφωνο, όπως και κάθε άλλη ηλεκτρονική συσκευή, μπορεί να αντιμετωπίσει προβλήματα:

Τις περισσότερες φορές, αυτές περιλαμβάνουν τη διάβρωση εξαρτημάτων που προκαλείται από την υγρασία που εισέρχεται στη συσκευή. Εάν εισέλθει υγρασία στο τηλέφωνό σας, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι το τηλέφωνο είναι εντελώς στεγνό πριν το ενεργοποιήσετε.
Οι υπερβολικές θερμοκρασίες (για παράδειγμα, σε ένα αυτοκίνητο) μπορεί να βλάψουν την μπαταρία ή την πλακέτα ηλεκτρονικού κυκλώματος του τηλεφώνου. Εάν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή, η οθόνη μπορεί να απενεργοποιηθεί.
Τα αναλογικά κινητά τηλέφωνα αντιμετωπίζουν συχνά το πρόβλημα της «κλωνοποίησης». Ένα τηλέφωνο θεωρείται «κλωνοποιημένο» όταν κάποιος υποκλέψει τον αριθμό αναγνώρισής του και μπορεί να καλέσει άλλους αριθμούς δωρεάν.

Δείτε πώς λειτουργεί η "κλωνοποίηση": Πριν καλέσετε κάποιον, το τηλέφωνό σας μεταδίδει τους κωδικούς ESN και MIN στο δίκτυο. Αυτοί οι κωδικοί είναι μοναδικοί και χάρη σε αυτούς η εταιρεία γνωρίζει σε ποιον να στείλει το τιμολόγιο για κλήσεις. Όταν το τηλέφωνό σας μεταδίδει κωδικούς MIN/ESN, κάποιος μπορεί να ακούσει (χρησιμοποιώντας μια ειδική συσκευή) και να τους υποκλέψει. Εάν αυτοί οι κωδικοί χρησιμοποιούνται σε άλλο κινητό τηλέφωνο, τότε μπορείτε να πραγματοποιείτε κλήσεις από αυτό εντελώς δωρεάν, αφού ο κάτοχος αυτών των κωδικών θα πληρώσει τον λογαριασμό.

Στο θεωρητικό μέρος, δεν θα εμβαθύνουμε στην ιστορία της δημιουργίας των κυψελοειδών επικοινωνιών, στους ιδρυτές της, στη χρονολογία των προτύπων κ.λπ. Για όσους ενδιαφέρονται, υπάρχει άφθονο υλικό τόσο σε έντυπες εκδόσεις όσο και στο Διαδίκτυο.

Ας δούμε τι είναι ένα κινητό (κινητό).

Το σχήμα δείχνει την αρχή λειτουργίας με πολύ απλοποιημένο τρόπο:

Εικ.1 Πώς λειτουργεί ένα κινητό τηλέφωνο

Ένα κινητό τηλέφωνο είναι ένας πομποδέκτης που λειτουργεί σε μία από τις συχνότητες στην περιοχή 850 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz. Επιπλέον, η λήψη και η μετάδοση διαχωρίζονται κατά συχνότητα.

Το σύστημα GSM αποτελείται από 3 κύρια στοιχεία όπως:

Υποσύστημα σταθμού βάσης (BSS – Base Station Subsystem);

Υποσύστημα Switching/switching (NSS – NetworkSwitchingSubsystem);

Κέντρο Λειτουργίας και Συντήρησης (OMC).

Με λίγα λόγια λειτουργεί ως εξής:

Ένα κινητό (κινητό) τηλέφωνο αλληλεπιδρά με ένα δίκτυο σταθμών βάσης (BS). Οι πύργοι BS εγκαθίστανται συνήθως είτε στους επίγειους ιστούς τους, είτε σε στέγες σπιτιών ή άλλων κατασκευών, είτε σε νοικιασμένους υπάρχοντες πύργους όλων των ειδών αναμεταδότες ραδιοφώνου/τηλεόρασης κ.λπ., καθώς και σε καμινάδες πολυώροφων λεβητοστασίων και άλλες βιομηχανικές δομές.

Μετά την ενεργοποίηση του τηλεφώνου και τον υπόλοιπο χρόνο, παρακολουθεί (ακούει, σαρώνει) τα ερτζιανά κύματα για την παρουσία σήματος GSM από το σταθμό βάσης του. Το τηλέφωνο αναγνωρίζει το σήμα δικτύου του χρησιμοποιώντας ένα ειδικό αναγνωριστικό. Εάν υπάρχει (το τηλέφωνο βρίσκεται στην περιοχή κάλυψης δικτύου), τότε το τηλέφωνο επιλέγει την καλύτερη συχνότητα όσον αφορά την ισχύ του σήματος και σε αυτή τη συχνότητα στέλνει αίτημα στο BS για εγγραφή στο δίκτυο.

Η διαδικασία εγγραφής είναι ουσιαστικά μια διαδικασία πιστοποίησης (εξουσιοδότησης). Η ουσία του έγκειται στο γεγονός ότι κάθε κάρτα SIM που εισάγεται στο τηλέφωνο έχει τα δικά της μοναδικά αναγνωριστικά IMSI (International Mobile Subscriber Identity) και Ki (Key for Identification). Αυτά τα ίδια IMSI και Ki εισάγονται στη βάση δεδομένων του κέντρου ελέγχου ταυτότητας (AuC) όταν παραλαμβάνονται οι κατασκευασμένες κάρτες SIM από τον τηλεπικοινωνιακό φορέα. Κατά την εγγραφή ενός τηλεφώνου στο δίκτυο, τα αναγνωριστικά μεταδίδονται στο BS, δηλαδή στο AuC. Στη συνέχεια, το AuC (κέντρο αναγνώρισης) μεταδίδει έναν τυχαίο αριθμό στο τηλέφωνο, ο οποίος είναι το κλειδί για την εκτέλεση υπολογισμών χρησιμοποιώντας έναν ειδικό αλγόριθμο. Αυτός ο υπολογισμός γίνεται ταυτόχρονα στο κινητό τηλέφωνο και στο AuC, μετά τον οποίο συγκρίνονται και τα δύο αποτελέσματα. Εάν ταιριάζουν, τότε η κάρτα SIM αναγνωρίζεται ως γνήσια και το τηλέφωνο είναι καταχωρημένο στο δίκτυο.

Για ένα τηλέφωνο, το αναγνωριστικό στο δίκτυο είναι ο μοναδικός αριθμός IMEI (Διεθνής Ταυτότητα Κινητού Εξοπλισμού). Αυτός ο αριθμός συνήθως αποτελείται από 15 ψηφία με δεκαδικό συμβολισμό. Για παράδειγμα 35366300/758647/0. Τα πρώτα οκτώ ψηφία περιγράφουν το μοντέλο του τηλεφώνου και την προέλευσή του. Τα υπόλοιπα είναι ο σειριακός αριθμός του τηλεφώνου και ο αριθμός ελέγχου.

Αυτός ο αριθμός αποθηκεύεται στη μη πτητική μνήμη του τηλεφώνου. Σε παλιά μοντέλα, αυτός ο αριθμός μπορεί να αλλάξει χρησιμοποιώντας ειδικό λογισμικό και κατάλληλο προγραμματιστή (μερικές φορές ένα καλώδιο δεδομένων) και στα σύγχρονα τηλέφωνα είναι διπλό. Ένα αντίγραφο του αριθμού αποθηκεύεται σε μια περιοχή μνήμης που μπορεί να προγραμματιστεί και ένα αντίγραφο αποθηκεύεται σε μια περιοχή μνήμης OTP (One Time Programming), η οποία προγραμματίζεται μία φορά από τον κατασκευαστή και δεν μπορεί να επαναπρογραμματιστεί.

Έτσι, ακόμα κι αν αλλάξετε τον αριθμό στην πρώτη περιοχή μνήμης, όταν το τηλέφωνο είναι ενεργοποιημένο, συγκρίνει τα δεδομένα και στις δύο περιοχές μνήμης και αν εντοπιστούν διαφορετικοί αριθμοί IMEI, το τηλέφωνο μπλοκάρεται. Γιατί να τα αλλάξεις όλα αυτά, ρωτάς; Στην πραγματικότητα, η νομοθεσία των περισσότερων χωρών το απαγορεύει. Ο αριθμός IMEI του τηλεφώνου παρακολουθείται στο διαδίκτυο. Αντίστοιχα, εάν ένα τηλέφωνο κλαπεί, μπορεί να εντοπιστεί και να κατασχεθεί. Και αν καταφέρετε να αλλάξετε αυτόν τον αριθμό σε οποιονδήποτε άλλο αριθμό (εργασίας), τότε οι πιθανότητες να βρείτε το τηλέφωνο μειώνονται στο μηδέν. Τα θέματα αυτά αντιμετωπίζονται από τις υπηρεσίες πληροφοριών με την κατάλληλη βοήθεια από τον διαχειριστή του δικτύου κ.λπ. Επομένως, δεν θα εμβαθύνω σε αυτό το θέμα. Μας ενδιαφέρει η καθαρά τεχνική πτυχή της αλλαγής του αριθμού IMEI.

Το γεγονός είναι ότι υπό ορισμένες συνθήκες αυτός ο αριθμός μπορεί να καταστραφεί ως αποτέλεσμα αποτυχίας λογισμικού ή λανθασμένης ενημέρωσης και, στη συνέχεια, το τηλέφωνο είναι απολύτως ακατάλληλο για χρήση. Εδώ έρχονται όλα τα μέσα στη διάσωση για την αποκατάσταση του IMEI και της λειτουργικότητας της συσκευής. Αυτό το σημείο θα συζητηθεί με περισσότερες λεπτομέρειες στην ενότητα επισκευής τηλεφώνου λογισμικού.

Τώρα, εν συντομία σχετικά με τη μετάδοση φωνής από συνδρομητή σε συνδρομητή στο πρότυπο GSM. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι μια τεχνικά πολύ περίπλοκη διαδικασία, η οποία είναι εντελώς διαφορετική από τη συνηθισμένη μετάδοση φωνής μέσω αναλογικών δικτύων, όπως, για παράδειγμα, ένα οικιακό ενσύρματο/ραδιοφωνικό τηλέφωνο. Τα ψηφιακά ραδιοτηλέφωνα DECT είναι κάπως παρόμοια, αλλά η υλοποίηση είναι ακόμα διαφορετική.

Γεγονός είναι ότι η φωνή του συνδρομητή υφίσταται πολλές μεταμορφώσεις πριν μεταδοθεί. Το αναλογικό σήμα χωρίζεται σε τμήματα διάρκειας 20 ms, μετά την οποία μετατρέπεται σε ψηφιακό, μετά την οποία κωδικοποιείται χρησιμοποιώντας αλγόριθμους κρυπτογράφησης με το λεγόμενο. δημόσιο κλειδί - σύστημα EFR (Enhanced Full Rate - ένα προηγμένο σύστημα κωδικοποίησης ομιλίας που αναπτύχθηκε από τη φινλανδική εταιρεία Nokia).

Όλα τα σήματα κωδικοποιητή επεξεργάζονται από έναν πολύ χρήσιμο αλγόριθμο που βασίζεται στην αρχή DTX (Discontinuous Transmission) - διακοπτόμενη μετάδοση ομιλίας. Η χρησιμότητά του έγκειται στο γεγονός ότι ελέγχει τον πομπό του τηλεφώνου, ενεργοποιώντας τον μόνο όταν ξεκινά η ομιλία και απενεργοποιώντας τον κατά τις παύσεις μεταξύ των συνομιλιών. Όλα αυτά επιτυγχάνονται χρησιμοποιώντας τον VAD (Voice Activated Detector) που περιλαμβάνεται στον κωδικοποιητή – έναν ανιχνευτή δραστηριότητας ομιλίας.

Για τον συνδρομητή λήψης, όλοι οι μετασχηματισμοί γίνονται με την αντίστροφη σειρά.