이동하는 세포의

세포의- 기반으로하는 모바일 무선 통신 유형 중 하나 셀룰러 네트워크 . 주요 특징이는 개별 기지국(BS)의 커버리지 영역에 따라 전체 커버리지 영역이 셀(cell)로 구분된다는 점이다. 세포는 부분적으로 겹쳐져 함께 네트워크를 형성합니다. 이상적인(평평하고 미개발된) 표면에서 하나의 BS의 커버리지 영역은 원이므로 이들로 구성된 네트워크는 육각형 셀(벌집)로 구성된 벌집처럼 보입니다.

영어 버전에서는 연결을 "셀룰러"또는 "셀룰러"(셀룰러)라고 부르는데, 이는 벌집의 육각형 특성을 고려하지 않은 것입니다.

네트워크는 동일한 공간에서 작동하는 공간적으로 분리된 트랜시버로 구성됩니다. 주파수 범위및 가입자가 한 트랜시버의 커버리지 영역에서 다른 트랜시버의 커버리지 영역으로 이동할 때 모바일 가입자의 현재 위치를 확인하고 통신의 연속성을 보장할 수 있는 스위칭 장비.

이야기

미국에서 휴대전화 라디오가 최초로 사용된 것은 1921년으로 거슬러 올라갑니다. 디트로이트 경찰은 중앙 송신기에서 차량 탑재 수신기로 정보를 전송하기 위해 2MHz 대역의 단방향 파견 통신을 사용했습니다. 1933년에 NYPD는 역시 2MHz 대역의 양방향 이동 전화 무선 시스템을 사용하기 시작했습니다. 1934년에 미국 연방통신위원회는 30~40MHz 범위의 전화 무선 통신을 위해 4개의 채널을 할당했으며, 1940년에는 약 10,000대의 경찰 차량이 이미 전화 무선 통신을 사용하고 있었습니다. 이들 시스템은 모두 진폭 변조를 사용했습니다. 주파수 변조는 1940년에 사용되기 시작했으며 1946년에는 진폭 변조를 완전히 대체했습니다. 최초의 공중 이동 무선전화는 1946년(미국 세인트루이스, 벨 전화 연구소)에 등장했으며 150MHz 대역을 사용했습니다. 1955년에는 150MHz 대역에서 11채널 시스템이 운용되기 시작했고, 1956년에는 450MHz 대역에서 12채널 시스템이 운용되기 시작했다. 이 두 시스템은 모두 단순하고 수동 전환을 사용했습니다. 자동 이중 시스템은 각각 1964년(150MHz)과 1969년(450MHz)에 작동을 시작했습니다.

소련에서는 1957년 모스크바 엔지니어 L.I. Kupriyanovich가 휴대용 자동 이중 이동 무선 전화 LK-1의 프로토타입과 이를 위한 기지국을 만들었습니다. 이동무선전화의 무게는 약 3kg이고, 이동거리는 20~30km였다. 1958년에 Kupriyanovich는 무게가 0.5kg이고 담배 상자 크기인 향상된 장치 모델을 만들었습니다. 60년대에 흐리스토 보흐바로프(Hristo Bochvarov)는 불가리아에서 포켓형 이동 무선전화 프로토타입을 시연했습니다. Interorgtekhnika-66 전시회에서 불가리아는 포켓 휴대폰 PAT-0.5 및 ATRT-0.5에서 로컬 이동 통신을 구성하기 위한 키트를 선보였습니다. 기지국 RATC-10, 10명의 가입자에게 연결 제공.

50년대 말, 소련에서 알타이 자동차 무선 전화 시스템의 개발이 시작되어 1963년에 시범 운영되었습니다. 알타이 시스템은 처음에 150MHz의 주파수에서 작동했습니다. 1970년에 알타이 시스템은 소련의 30개 도시에서 운영되었으며 330MHz 범위가 할당되었습니다.

비슷한 방식으로, 자연적인 차이와 작은 규모로 다른 나라에서도 상황이 전개되었습니다. 따라서 노르웨이에서는 1931년부터 공중전화 라디오가 해상 이동 통신에 사용되었습니다. 1955년에는 전국에 27개의 해안 라디오 방송국이 있었습니다. 지면 모바일 연결수동 전환이 가능한 사설 네트워크 형태로 제2차 세계대전 이후 개발되기 시작했습니다. 따라서 1970년까지 이동 전화 무선 통신은 이미 상당히 널리 보급되었지만, 엄격하게 정의된 주파수 대역의 제한된 수의 채널로 인해 빠르게 증가하는 요구를 분명히 따라잡을 수 없었습니다. 셀룰러 구조를 가진 시스템에서 주파수를 재사용해 용량을 획기적으로 늘릴 수 있는 셀룰러 통신 시스템 형태로 해결책이 발견됐다.

물론 인생에서 흔히 발생하는 것처럼 셀룰러 통신 시스템의 특정 요소는 이전에도 존재했습니다. 특히 1949년 미국 디트로이트에서 택시 배차 서비스를 통해 셀룰러 시스템과 유사한 형태가 사용되었습니다. 즉, 사용자가 미리 정해진 위치에서 채널을 수동으로 전환할 때 다른 셀의 주파수를 재사용하는 것이었습니다. 그러나 오늘날 셀룰러 통신 시스템으로 알려진 시스템의 아키텍처는 1971년 12월 미국 연방통신위원회에 제출된 벨 시스템(Bell System)의 기술 보고서에만 설명되어 있습니다. 그리고 그때부터 셀룰러 통신의 발전은 그 자체가 시작되었고, 이는 지난 10여년 동안인 1985년에 진정한 승리를 거두었습니다.

1974년에 미국 연방통신위원회는 셀룰러 통신을 위해 800MHz 대역에서 40MHz의 주파수 대역을 할당하기로 결정했습니다. 1986년에는 동일한 범위에 또 다른 10MHz가 추가되었습니다. 1978년 시카고에서 2,000명의 가입자를 대상으로 최초의 실험적인 셀룰러 통신 시스템 테스트가 시작되었습니다. 그러므로 1978년은 원년이라고 할 수 있다. 실용적인 응용 프로그램셀룰러 통신. 최초의 자동화된 상용 휴대전화 시스템은 1983년 10월 American Telephone and Telegraph(AT&T)에 의해 시카고에서 소개되었습니다. 캐나다에서는 1978년부터, 일본에서는 1979년부터, 스칸디나비아 국가(덴마크, 노르웨이, 스웨덴, 핀란드)에서는 1981년부터, 스페인과 영국에서는 1982년부터 셀룰러 통신이 사용되었습니다. 1997년 7월 현재 셀룰러 통신은 다음 국가에서 운영되고 있습니다. 전 대륙 140개 이상의 국가에서 1억 5천만 명 이상의 가입자에게 서비스를 제공하고 있습니다.

최초로 상업적으로 성공한 셀룰러 네트워크는 핀란드의 ARP(Autoradiopuelin) 네트워크였습니다. 이 이름은 러시아어로 "자동차 무선 전화"로 번역됩니다. 도시에서 출시되어 핀란드 영토 전체를 100% 커버했습니다. 셀의 크기는 약 30km였으며 도시의 가입자는 3만명이 넘었습니다. 150MHz의 주파수에서 작동했습니다.

셀룰러 통신의 작동 원리

셀룰러 네트워크의 주요 구성 요소는 휴대폰과 기지국. 기지국은 일반적으로 건물 옥상이나 타워에 위치합니다. 켜져 있는 중 휴대전화전파를 듣고 기지국의 신호를 찾습니다. 그런 다음 전화기는 고유 식별 코드를 스테이션으로 보냅니다. 전화와 방송국은 지속적인 무선 통신을 유지하며 주기적으로 패킷을 교환합니다. 전화기와 스테이션 간의 통신은 아날로그 프로토콜(NMT-450) 또는 디지털(DAMPS, GSM, 영어)을 통해 이루어질 수 있습니다. 이양).

셀룰러 네트워크는 다양한 표준의 기지국으로 구성될 수 있으므로 네트워크 운영을 최적화하고 적용 범위를 향상시킬 수 있습니다.

셀룰러 네트워크 다른 연산자유선 전화 네트워크뿐만 아니라 서로 연결되어 있습니다. 이를 통해 한 사업자의 가입자는 휴대전화에서 유선전화로, 유선전화에서 휴대전화로 다른 사업자의 가입자에게 전화를 걸 수 있습니다.

다른 국가의 사업자는 로밍 계약을 체결할 수 있습니다. 이러한 계약 덕분에 가입자는 해외에 있는 동안 다른 통신업체의 네트워크를 통해 전화를 걸고 받을 수 있습니다(비록 더 높은 요금이 적용됨).

러시아의 셀룰러 통신

러시아에서는 1990년에 셀룰러 통신이 도입되기 시작했으며, 1991년 9월 9일에 Delta Telecom(NMT-450 표준으로 작동)이 러시아 최초의 셀룰러 네트워크를 상트페테르부르크에서 출시하면서 상업적 사용이 시작되었습니다. 상트페테르부르크 시장 아나톨리 소브차크(Anatoly Sobchak)의 휴대전화 통화. 1997년 7월까지 러시아의 총 가입자 수는 약 30만명이었습니다. 2007년 현재 러시아에서 사용되는 주요 셀룰러 통신 프로토콜은 GSM-900과 GSM-1800입니다. 또한 UMTS도 작동합니다. 특히 러시아에서 이 표준 네트워크의 첫 번째 부분은 MegaFon에 의해 2007년 10월 2일 상트페테르부르크에서 가동되었습니다. 스베르들롭스크 지역에서는 DAMPS 표준의 셀룰러 통신 네트워크가 계속 사용되고 있으며, 회사 소유셀룰러 커뮤니케이션즈 "MOTIV".

2008년 12월 러시아의 셀룰러 사용자 수는 1억 8,780만 명이었습니다(판매된 SIM 카드 수 기준). 따라서 이날 셀룰러 통신 보급률(인구 100명당 SIM 카드 수)은 129.4%였습니다. 모스크바를 제외한 지역에서는 침투율이 119.7%를 넘어섰다.

2008년 12월 현재 최대 이동통신사의 시장 점유율은 MTS가 34.4%, VimpelCom이 25.4%, MegaFon이 23.0%입니다.

2007년 12월 러시아의 휴대전화 사용자 수는 1억 7,287만 명, 모스크바는 2990만 명, 상트페테르부르크는 970만 명으로 증가했습니다. 러시아의 보급률은 최대 119.1%, 모스크바는 176%, 상트페테르부르크 - 153%. 2007년 12월 현재 최대 이동통신 사업자의 시장 점유율은 MTS 30.9%, VimpelCom 29.2%, MegaFon 19.9%, 기타 사업자 20%입니다.

영국 연구 회사인 Informa Telecoms & Media의 2006년 데이터에 따르면 러시아 소비자의 이동통신 1분당 평균 비용은 0.05달러로 G8 국가 중 가장 낮습니다.

연구를 기반으로 한 IDC 러시아 시장셀룰러 통신에 따르면 2005년에 러시아 연방 거주자의 셀룰러 전화 총 통화 시간은 1,550억 분에 이르렀습니다. 문자 메시지 150억 개가 출하되었습니다.

J"son & Partners의 조사에 따르면 2008년 11월 말 현재 러시아에 등록된 SIM 카드 수는 1억 8,380만 개에 달합니다.

또한보십시오

출처

연결

• 셀룰러 통신의 세대와 표준에 관한 정보 사이트입니다.
• 러시아의 셀룰러 통신 2002-2007, 공식 통계

세포의러시아에서
이동통신사	Utel Akos Altaisvyaz Baikalwestcom Beeline ETK MegaFon Motive MTS NSS NTK SMARTS Sky Link Sonet Sotel SSB STEC GSM TomskTeleCom UUSS 디지털 확장
휴대폰 판매망	Divizion Symphony AltTelecom Banzai Betalink Euroset ION Svyaznoy Spectrum Communication Telephone.Ru Teleforum Tochka Ultra Digital City Eldorado
셀룰러 표준	D-AMP GSM IMT-MC-450 IS-95

셀룰러 통신의 작동 방식

휴대전화의 기본 원리는 매우 간단합니다. 연방 통신 위원회(Federal Communications Commission)는 원래 수정된 1980년 인구 조사 데이터를 기반으로 셀룰러 무선 시스템의 지리적 적용 범위를 설정했습니다. 셀룰러 통신의 기본 아이디어는 각 영역이 육각형 모양의 셀로 세분되어 그림과 같이 서로 맞아서 벌집 모양의 구조를 형성한다는 것입니다. 그림 6.1, a. 육각형 모양은 인접한 원 사이에 항상 나타나는 간격을 제거하면서 원형 방사 패턴과 거의 일치하는 가장 효율적인 전송을 제공하기 때문에 선택되었습니다.

셀은 물리적 크기, 인구, 트래픽 패턴으로 정의됩니다. 연방통신위원회는 시스템의 셀 수나 크기를 규제하지 않으므로 운영자는 예상되는 트래픽 패턴에 따라 이러한 매개변수를 설정해야 합니다. 각 지리적 영역에는 고정된 수의 셀룰러 음성 채널이 할당됩니다. 물리적 크기셀은 가입자 밀도와 통화 구조에 따라 달라집니다. 예를 들어, 대형 셀(매크로셀)은 일반적으로 기지국 송신기 전력이 1W~6W인 반경 1.6~24km를 갖습니다. 가장 작은 셀(마이크로셀)은 일반적으로 기지국 송신기 전력이 0.1W ~ 1W인 반경 460m 이하를 갖습니다. 그림 6.1b는 두 가지 셀 크기의 셀룰러 구성을 보여줍니다.

그림 6.1. – 세포의 벌집 구조 a), 두 가지 크기의 벌집이 있는 벌집 구조 b) 벌집의 분류 c)

마이크로셀은 다음과 같은 지역에서 가장 자주 사용됩니다. 고밀도인구. 짧은 범위로 인해 마이크로셀은 반사 및 신호 지연과 같이 전송 품질을 저하시키는 간섭에 덜 민감합니다.

매크로 셀은 마이크로 셀 그룹에 중첩될 수 있으며, 마이크로 셀은 느리게 움직이는 모바일 장치에 서비스를 제공하고 매크로 셀은 빠르게 움직이는 모바일 장치에 서비스를 제공합니다. 모바일 장치는 이동 속도를 빠르거나 느리게 결정할 수 있습니다. 이를 통해 한 셀에서 다른 셀로의 전환 횟수와 위치 데이터 수정을 줄일 수 있습니다.

한 셀에서 다른 셀로 이동하기 위한 알고리즘은 모바일 장치와 마이크로셀 기지국 사이의 짧은 거리에서 변경될 수 있습니다.

때때로 셀의 무선 신호가 너무 약해서 실내에서 안정적인 통신을 제공할 수 없습니다. 이는 차폐가 잘 된 지역과 간섭 수준이 높은 지역의 경우 특히 그렇습니다. 이러한 경우 매우 작은 셀(피코셀)이 사용됩니다. 실내 피코셀은 일반 셀과 동일한 주파수를 사용할 수 있습니다. 이 지역의특히 지하 터널과 같은 유리한 환경에서 그렇습니다.

육각형 모양의 셀을 사용하는 시스템을 계획할 때 기지국 송신기는 셀 중앙, 셀 가장자리 또는 셀 상단에 위치할 수 있습니다(각각 그림 6.2 a, b, c). 중앙에 송신기가 있는 셀은 일반적으로 전방향 안테나를 사용하는 반면, 가장자리나 정점에 송신기가 있는 셀은 일반적으로 섹터형 지향성 안테나를 사용합니다.

무지향성 안테나는 모든 방향에서 동일하게 신호를 방사하고 수신합니다.

그림 6.2 – 셀 내 송신기 배치: 중앙 a); 가장자리 b); 상단에 c)

셀룰러 통신 시스템에서는 도심 위 높은 곳에 위치한 하나의 강력한 고정 기지국을 지상에 더 가까운 위치의 적용 범위에 설치되는 수많은 동일한 저전력 기지국으로 대체할 수 있습니다.

동일한 무선 채널 그룹을 사용하는 셀은 적절한 간격을 유지하면 간섭을 피할 수 있습니다. 이 경우 주파수 재사용이 관찰됩니다. 주파수 재사용은 동일한 주파수(채널) 그룹을 여러 셀에 할당하는 것입니다. 단, 이러한 셀은 상당한 거리로 분리되어 있어야 합니다. 각 셀의 커버리지 영역을 줄여 주파수 재사용을 촉진합니다. 각 셀의 기지국에는 인접 셀의 주파수와 다른 동작 주파수 그룹이 할당되며, 기지국 안테나는 해당 셀 내에서 원하는 서비스 영역을 커버하는 방식으로 선택됩니다. 서비스 영역은 단일 셀의 경계로 제한되므로, 두 개의 셀이 서로 충분한 거리에 위치한다면 서로 다른 셀은 간섭 없이 동일한 동작 주파수 그룹을 사용할 수 있습니다.

여러 셀 그룹을 포함하는 셀룰러 시스템의 지리적 서비스 영역은 다음과 같이 나뉩니다. 클러스터 (그림 6.3) 각 클러스터는 동일한 수의 전이중 통신 채널이 할당된 7개의 셀로 구성됩니다. 동일한 문자 명칭을 가진 셀은 동일한 작동 주파수 그룹을 사용합니다. 그림에서 볼 수 있듯이 세 개의 클러스터 모두에서 동일한 주파수 그룹이 사용되므로 개수를 3배로 늘릴 수 있습니다. 사용 가능한 채널이동통신. 편지 ㅏ, 비, 씨, 디, 이자형, 에프그리고 G 7개의 주파수 그룹을 나타냅니다.

그림 6.3 - 셀룰러 통신의 주파수 재사용 원칙

일부 지역에서 사용 가능한 고정된 수의 전이중 채널이 있는 시스템을 고려하십시오. 각 서비스 영역은 클러스터로 구분되며 클러스터 간에 분산되는 채널 그룹을 수신합니다. N반복되지 않는 조합으로 그룹화되는 클러스터의 벌집. 모든 셀에는 동일한 수의 채널이 있지만 단일 크기의 영역을 서비스할 수 있습니다.

따라서 클러스터에서 사용 가능한 셀룰러 채널의 총 수는 다음 식으로 나타낼 수 있습니다.

F=GN (6.1)

어디 에프– 클러스터에서 사용 가능한 전이중 셀룰러 통신 채널 수

G– 셀의 채널 수

N– 클러스터의 셀 수.

특정 서비스 영역 내에서 클러스터가 "복사"되는 경우 중횟수를 초과하면 전이중 채널의 총 개수는 다음과 같습니다.

C = mGN = mF (6.2)

어디 와 함께– 주어진 구역의 총 채널 수;

중– 특정 영역의 클러스터 수.

식 (6.1)과 (6.2)에서 휴대 전화 시스템의 총 채널 수는 특정 서비스 영역에서 클러스터의 "반복" 수에 정비례한다는 것이 분명합니다. 셀 크기를 동일하게 유지하면서 클러스터 크기를 줄이면 특정 서비스 영역을 커버하기 위해 더 많은 클러스터가 필요하게 되고 시스템의 전체 채널 수가 증가하게 됩니다.

작은 서비스 지역(예: 도시 내)의 인접 셀에 있지 않으면서도 동일한 주파수(채널) 그룹을 동시에 사용할 수 있는 가입자 수는 해당 지역의 전체 셀 수에 따라 달라집니다. 일반적으로 이러한 가입자 수는 4명이지만 인구 밀도가 높은 지역에서는 훨씬 더 높을 수 있습니다. 이 번호는 주파수 재사용 계수 또는 FRF – 주파수 재사용 계수. 수학적으로는 다음 관계식으로 표현될 수 있습니다.

(6.3)

어디 N– 서비스 지역의 전이중 채널의 총 개수

와 함께– 셀에 있는 전이중 채널의 총 개수입니다.

셀룰러 트래픽이 증가할 것으로 예상됨에 따라 셀 크기를 줄이고 셀을 각각 자체 기지국을 갖춘 여러 셀로 나누어 서비스에 대한 증가된 수요를 충족합니다. 효과적인 셀 분리를 통해 시스템은 셀이 너무 작지 않은 한 더 많은 통화를 처리할 수 있습니다. 셀 직경이 460m 미만이 되면 인접한 셀의 기지국이 서로 영향을 미치게 됩니다. 주파수 재사용과 클러스터 크기 간의 관계에 따라 주파수 재사용 방법이 결정됩니다. 규모 가입자 밀도가 증가하는 경우 셀룰러 시스템. 클러스터의 셀 수가 적을수록 채널 간 상호 영향이 발생할 가능성이 커집니다.

셀의 모양은 육각형이므로 각 셀에는 항상 6개의 동일한 간격으로 인접한 셀이 있으며, 셀의 중심과 이웃 셀의 중심을 연결하는 선 사이의 각도는 60°의 배수입니다. 따라서 가능한 클러스터 크기 및 셀 레이아웃 수가 제한됩니다. 간격 없이(모자이크 방식으로) 셀을 서로 연결하려면 육각형의 기하학적 치수가 클러스터의 셀 수가 다음 조건을 충족하도록 해야 합니다.

(6.4)

어디 N– 클러스터의 셀 수 나그리고 제이– 음수가 아닌 정수.

공유 채널을 사용하여 가장 가까운 셀(소위 첫 번째 계층 셀)에 대한 경로를 찾는 과정은 다음과 같습니다.

다음으로 이동 나셀(인접 셀의 중심을 통해):

다음으로 이동 제이(이웃 세포의 중심을 통해) 세포가 앞으로 나아갑니다.

예를 들어 클러스터의 셀 수와 다음 값에 대한 첫 번째 계층 셀의 위치는 j = 2입니다. i = 3은 식 6.4(그림 6.4)에서 결정됩니다. N = 3 2 + 3 2 + 2 2 = 19.

그림 6.5는 셀과 동일한 채널을 사용하는 가장 가까운 6개의 셀을 보여줍니다. ㅏ.

한 셀에서 다른 셀로 넘겨주는 과정, 즉 모바일 장치가 기지국 1에서 기지국 2로 이동할 때(그림 6.6) 4가지 주요 단계가 포함됩니다.

1) 개시 - 모바일 장치 또는 네트워크가 핸드오버의 필요성을 감지하고 필요한 네트워크 절차를 시작합니다.

2) 자원 예약 - 적절한 네트워크 절차를 사용하여 서비스 전송에 필요한 네트워크 자원(음성 채널 및 제어 채널)을 예약합니다.

3) 실행 - 한 기지국에서 다른 기지국으로 제어권을 직접 전달합니다.

4) 종료 - 초과된 네트워크 리소스가 해제되어 다른 모바일 장치에서 사용할 수 있게 됩니다.

그림 6.6 – 핸드오버

휴대폰 또는 휴대폰이라고도 불리는 통신은 기존 전화 시스템처럼 전선을 사용하지 않고 전파를 통해 수행됩니다. 휴대폰으로 전화를 걸려면 평소대로 전화번호를 눌러야 합니다. 따라서, 무선 메시지는 휴대 전화 회사가 관리하는 기지국에 도착합니다.

주어진 반경이나 구역 내의 모든 통화를 서비스하는 스테이션에서 컨트롤러 장치는 개방형 무선 채널에서 통화를 감지합니다. 또한 셀룰러 네트워크의 자동 전화 교환기에 신호를 보냅니다. 독서 특수 코드, 전화로 전송,

자동 전화 교환기는 첫 번째 역 지역에서 차량의 움직임을 모니터링합니다. 통화 중에 차량이 특정 구역을 통과하고 다음 구역에 도달하면 해당 구역에서 작동하는 기지국으로 통화가 자동으로 전환됩니다. 휴대전화로 전화를 걸 때 발신자는 자동 휴대전화 교환기에 연결되고, 그러면 휴대전화의 위치를 ​​찾아 회선 컨트롤러에 개방형 무선 채널을 요청하고 기지국을 통해 원하는 번호로 통신합니다. 그 다음에 휴대전화전화. 운전자가 전화를 받으면 회로가 완료됩니다.

기지국 작동

각 기지국은 반경 3~6마일 내에서 방출되는 신호를 수신합니다. 잡음을 방지하려면 경계가 일치하는 기지국은 서로 다른 주파수 채널에서 작동해야 합니다. 그러나 같은 도시 내에서도 서로 상당히 멀리 떨어져 있는 방송국은 쉽게 동일한 채널에서 운영될 수 있습니다.

가정과 기업 모두에 서비스를 제공하는 지역 전화 시스템은 지하 및 지상의 전선을 기반으로 하며 자동 교환기에 연결됩니다.

위치 및 채널

자동 전화 교환기는 이동하는 차량의 위치를 ​​감지하고 회로 컨트롤러는 통화를 통신 채널로 라우팅합니다.

통화 지역

차량이 가장 먼 기지국 범위 밖으로 이동하면 운전자는 더 이상 셀룰러 통신을 사용할 수 없습니다. 존 가장자리로 가는 도중에 호출이 들어오면 신호는 점점 약해지며 결국에는 완전히 사라진다.

역에서 역으로 가는 도중

내내 휴대폰 통화셀룰러 통신을 위한 자동 전화 교환기는 움직이는 자동차에서 나오는 무선 신호의 강도를 기반으로 움직이는 자동차의 위치를 ​​기록합니다. 신호가 너무 약해지면 자동 전화 교환기가 기지국에 경고를 보내고 기지국은 서비스를 위해 통화를 가까운 기지국으로 전환합니다.

2010년 8월 17일

휴대폰으로 친구의 전화번호를 누르면 무슨 일이 일어나는지 아시나요? 셀룰러 네트워크는 안달루시아 산맥이나 먼 이스터 섬 해안에서 어떻게 찾나요? 가끔 대화가 갑자기 중단되는 이유는 무엇인가요? 지난 주에 나는 Beeline 회사를 방문하여 셀룰러 통신이 어떻게 작동하는지 알아보려고 했습니다...

우리나라 인구밀집 지역의 넓은 지역이 기지국(BS)으로 덮여있습니다. 현장에서는 빨간색과 흰색 탑처럼 보이고 도시에서는 비주거용 건물의 지붕에 숨겨져 있습니다. 각 스테이션은 최대 35km 거리에 있는 휴대폰의 신호를 포착하고 서비스 또는 음성 채널을 통해 휴대폰과 통신합니다.

친구의 번호로 전화를 걸면 휴대폰은 서비스 채널을 통해 가장 가까운 기지국(BS)에 연결하여 음성 채널 할당을 요청합니다. 기지국은 컨트롤러(BSC)에 요청을 보내고 컨트롤러는 이를 스위치(MSC)로 전달합니다. 친구가 동일한 셀룰러 네트워크의 가입자인 경우 스위치는 HLR(Home Location Register)을 확인하여 어디에 있는지 알아냅니다. 이 순간수신된 가입자는 집, 터키 또는 알래스카에 있으며 통화를 적절한 스위치로 전환하고 거기서 컨트롤러로 전달한 다음 기지국으로 전달합니다. 베이스 스테이션이 귀하의 휴대폰에 연락하여 친구와 연결해 드립니다. 친구가 다른 네트워크에 있거나 유선 전화로 전화하는 경우 스위치는 다른 네트워크의 해당 스위치에 연결됩니다.

어려운? 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.

베이스 스테이션은 시설이 잘 갖춰진 방에 잠겨 있는 한 쌍의 철제 캐비닛입니다. 모스크바 밖이 +40도인 걸 생각하면 한동안 이 방에서 살고 싶었어요. 일반적으로 베이스 스테이션은 건물의 다락방이나 지붕 위의 컨테이너에 위치합니다.

2.

기지국 안테나는 여러 섹터로 나누어져 있으며 각 섹터는 자체 방향으로 "빛납니다". 수직 안테나는 전화기와 통신하고, 원형 안테나는 기지국을 컨트롤러에 연결합니다.

3.

각 섹터는 설정 및 구성에 따라 최대 72개의 통화를 동시에 처리할 수 있습니다. 기지국은 6개의 섹터로 구성될 수 있으므로 하나의 기지국은 최대 432개의 통화를 처리할 수 있지만 일반적으로 스테이션에는 설치된 송신기와 섹터 수가 더 적습니다. 이동통신 사업자들은 통신 품질을 향상시키기 위해 더 많은 BS를 설치하는 것을 선호합니다.

베이스 스테이션은 세 가지 대역에서 작동할 수 있습니다.

900MHz - 이 주파수의 신호는 더 멀리 이동하고 건물 내부에 더 잘 침투합니다.
1800MHz - 신호가 더 짧은 거리로 이동하지만 설치가 가능합니다. 많은 분량 1 섹터의 송신기
2100MHz - 3G 네트워크

3G 장비가 포함된 캐비닛의 모습은 다음과 같습니다.

4.

들판과 마을의 기지국에는 900MHz 송신기가 설치되어 있으며, 기지국이 고슴도치 바늘처럼 빽빽이 들어찬 도시에서는 어떤 기지국이라도 세 가지 범위의 송신기를 모두 보유할 수 있지만 통신은 주로 1800MHz의 주파수에서 수행됩니다. 동시에.

5.

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900MHz 주파수의 신호는 최대 35km에 도달할 수 있지만, 고속도로를 따라 위치한 일부 기지국의 "범위"는 스테이션에서 동시에 서비스를 제공하는 가입자 수가 절반으로 줄어들기 때문에 최대 70km에 도달할 수 있습니다. . 따라서 소형 안테나가 내장된 휴대폰은 최대 70km 거리까지 신호를 전송할 수 있습니다.

모든 기지국은 지상에서 최적의 무선 범위를 제공하도록 설계되었습니다. 따라서 35km 범위에도 불구하고 무선 신호는 항공기의 비행 고도로 전송되지 않습니다. 그러나 일부 항공사는 이미 항공기 내에서 서비스를 제공하는 저전력 기지국을 항공기에 설치하기 시작했습니다. 이러한 기지국은 위성 채널을 이용하여 지상파 셀룰러 네트워크에 연결된다. 이 시스템은 승무원이 시스템을 켜고 끌 수 있는 제어판과 특정 유형의 서비스(예: 야간 비행 시 음성 끄기)로 보완됩니다.

전화기는 32개 기지국의 신호 강도를 동시에 측정할 수 있습니다. 서비스 채널을 통해 신호 세기 측면에서 가장 좋은 6개에 대한 정보를 전송하고, 이동 중인 경우 컨트롤러(BSC)는 현재 통화(Handover)를 어느 기지국으로 전달할지 결정합니다. 때때로 전화가 실수를 해서 신호가 더 나쁜 기지국으로 연결될 수 있으며, 이 경우 대화가 중단될 수 있습니다. 또한 귀하의 전화기가 선택한 베이스 스테이션에서 모든 음성 회선이 통화 중임을 알 수 있습니다. 이 경우 대화도 중단됩니다.

소위 말하는 '상층 문제'에 대해서도 이야기해 주었습니다. 펜트하우스에 거주하는 경우 때로는 한 방에서 다른 방으로 이동할 때 대화가 중단될 수 있습니다. 이는 한 방에서 전화기가 하나의 BS를 "볼" 수 있고, 두 번째 방에서는 집 반대편을 향하고 동시에 이 2개의 기지국이 먼 거리에 위치하기 때문에 발생합니다. 서로 "이웃"으로 등록되어 있지 않습니다. 이동통신사. 이 경우 통화는 한 BS에서 다른 BS로 전환되지 않습니다.

지하철에서의 통신은 거리에서와 동일한 방식으로 제공됩니다. 기지국 - 컨트롤러 - 스위치. 유일한 차이점은 소형 기지국이 거기에서 사용되며 터널에서는 일반 안테나가 아닌 적용 범위가 제공된다는 점입니다. 특수 방사 케이블로.

위에서 쓴 것처럼 하나의 BS는 동시에 최대 432개의 통화를 걸 수 있습니다. 일반적으로 이 전력이면 충분하지만, 예를 들어 일부 휴일에는 BS가 통화하려는 사람의 수를 처리하지 못할 수도 있습니다. 이는 일반적으로 다음과 같은 경우에 발생합니다. 새해모두가 서로 축하하기 시작할 때.

SMS는 서비스 채널을 통해 전송됩니다. 3월 8일과 2월 23일에 사람들은 서로 축하하는 날을 선호합니다. SMS를 통해, 재미있는 시를 보내며 전화기는 음성 채널 할당에 대해 BS와 종종 동의하지 않습니다.

흥미로운 사례를 들었습니다. 모스크바의 한 지역에서는 누구에게도 전달할 수 없다는 불만이 가입자들에게 접수되기 시작했습니다. 기술 전문가가 이를 파악하기 시작했습니다. 대부분의 음성 채널은 무료였지만 모든 서비스 채널이 바빴습니다. 이 BS 옆에는 시험이 진행되는 학원이 있었고 학생들은 끊임없이 문자 메시지를 교환하고 있었던 것으로 밝혀졌습니다.

긴 SMS 전화여러 개의 짧은 항목으로 나누어 각각 별도로 보냅니다. 기술 서비스 직원은 MMS를 통해 축하 메시지를 보내는 것이 좋습니다. 더 빠르고 저렴해질 것입니다.

기지국에서 통화는 컨트롤러로 이동합니다. BS 자체만큼이나 지루해 보입니다. 단지 캐비닛 세트일 뿐입니다.

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장비에 따라 컨트롤러는 최대 60개의 기지국에 서비스를 제공할 수 있습니다. BS와 컨트롤러(BSC) 간의 통신은 무선 중계 채널이나 광학 장치를 통해 수행될 수 있습니다. 컨트롤러는 다음을 포함한 무선 채널의 작동을 제어합니다. 한 BS에서 다른 BS로의 가입자 이동 및 신호 전송을 제어합니다.

스위치가 훨씬 더 흥미로워 보입니다.

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각 스위치는 2~30개의 컨트롤러를 제공합니다. 장비가 포함된 다양한 캐비닛으로 가득 찬 큰 홀을 차지합니다.

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스위치는 트래픽을 제어합니다. 사람들이 처음으로 "소녀"에게 전화를 걸고 그녀가 회선을 전환하여 다른 가입자에게 연결했던 옛날 영화를 기억하십니까? 최신 스위치는 동일한 기능을 수행합니다.

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네트워크를 제어하기 위해 Beeline에는 "고슴도치"라는 애칭으로 불리는 여러 대의 자동차가 있습니다. 그들은 도시를 돌아다니며 자신의 네트워크의 신호 수준과 동료 네트워크 수준을 측정합니다. 빅 3":

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이러한 자동차의 지붕 전체는 안테나로 덮여 있습니다.

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내부에는 수백 건의 전화를 걸고 정보를 수집하는 장비가 있습니다.

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스위치와 컨트롤러에 대한 24시간 모니터링은 NCC(Network Control Center)의 Mission Control Center에서 수행됩니다.

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셀룰러 네트워크를 모니터링하는 세 가지 주요 영역은 사고율, 통계 및 피드백구독자로부터.

비행기와 마찬가지로 모든 셀룰러 네트워크 장비에는 중앙 제어 시스템에 신호를 보내고 정보를 운영자의 컴퓨터에 출력하는 센서가 있습니다. 일부 장비에 오류가 발생하면 모니터의 표시등이 "깜박이기" 시작합니다.

CCS는 또한 모든 스위치와 컨트롤러에 대한 통계를 추적합니다. 그는 이를 이전 기간(시간, 일, 주 등)과 비교하여 분석합니다. 노드 중 하나의 통계가 이전 표시기와 크게 달라지기 시작하면 모니터의 표시등이 다시 "깜박이기" 시작합니다.

피드백은 고객 서비스 운영자로부터 접수됩니다. 문제를 해결할 수 없는 경우 통화가 기술자에게 연결됩니다. 그가 무력한 것으로 판명되면 회사에서 "사고"가 발생하고 관련 장비 작동에 관련된 엔지니어가 이를 해결합니다.

스위치는 2명의 엔지니어가 연중무휴 24시간 모니터링합니다.

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그래프는 모스크바 스위치의 활동을 보여줍니다. 밤에는 거의 아무도 전화하지 않는다는 것이 분명하게 보입니다.

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컨트롤러에 대한 제어(긴장을 용서하세요)는 네트워크 제어 센터의 2층에서 수행됩니다.

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셀룰러 네트워크 작동 방식에 대해 여전히 많은 질문이 있다는 것을 알고 있습니다. 주제가 복잡해서 Beeline 전문가에게 귀하의 의견에 답변할 수 있도록 도움을 요청했습니다. 내 유일한 요청은 주제를 계속 유지하는 것입니다. 그리고 "Beeline 무. 그들은 내 계정에서 3루블을 훔쳤습니다."와 같은 질문 - 주소 가입자 서비스 0611.

내일은 고래가 내 앞으로 튀어나왔다는 글이 올라올 예정인데 사진을 찍을 시간이 없었습니다. 계속 지켜봐 주시기 바랍니다!

“셀룰러 통신은 어떻게 작동하나요?”라는 질문에 대다수의 사람들이 “무선” 또는 심지어 “모르겠어요”라고 대답한다는 것은 조금 슬픈 일입니다.

이 주제를 이어가며 친구와 이동통신을 주제로 재미있는 대화를 나눴습니다. 이것은 모든 신호원과 통신 직원이 축하하기 정확히 며칠 전에 일어났습니다. "라디오의 날" 휴일.그의 열렬한 삶의 위치 때문에 내 친구는 그렇게 믿었습니다. 이동 통신은 위성을 통해 전선 없이 작동됩니다.. 독점적으로 전파로 인해 발생합니다. 처음에는 그를 설득할 수 없었습니다. 하지만 짧은 대화 끝에 모든 것이 제자리로 돌아갔습니다.

이 친근한 "강의" 후에 셀룰러 통신이 어떻게 작동하는지에 대해 간단한 언어로 글을 쓰겠다는 아이디어가 떠올랐습니다. 모든 것이 그대로입니다.

전화를 걸고 전화를 걸거나 누군가 전화를 걸면 휴대폰은 무선 채널을 통해 통신합니다.가장 가까운 기지국의 안테나 중 하나에서. 이 기지국은 어디에 있습니까?

주의를 기울이다 산업 건물, 도시 고층 건물 및 특수 타워. 그 위에는 다양한 모양의 돌출된 안테나가 있는 커다란 회색 직사각형 블록이 있습니다. 하지만 이 안테나는 텔레비전이나 위성이 아니라 트랜시버셀룰러 운영자. 모든 방향에서 가입자에게 통신을 제공하기 위해 다양한 방향으로 이동됩니다. 결국 우리는 신호가 어디서 오고 불행한 핸드셋 가입자가 우리를 어디로 데려갈지 알 수 없습니까? 전문 용어로 안테나를 "섹터"라고도 합니다. 원칙적으로 1부터 12까지로 설정됩니다.

안테나에서 신호는 케이블을 통해 스테이션 제어 장치로 직접 전송됩니다.. 이들은 함께 기지국[안테나 및 제어 장치]을 형성합니다. 안테나가 도시 지역이나 작은 마을과 같은 별도의 지역에 서비스를 제공하는 여러 기지국이 특수 장치에 연결됩니다. 제어 장치. 일반적으로 최대 15개의 베이스 스테이션이 하나의 컨트롤러에 연결됩니다.

차례로 컨트롤러는 여러 개가 있을 수 있으며 케이블을 통해 "씽크 탱크"에 연결됩니다. 스위치. 스위치는 도시에 신호의 출력 및 입력을 제공합니다. 전화선, 다른 이동통신 사업자뿐만 아니라 장거리 및 국제 커뮤니케이션.

소규모 네트워크에서는 스위치 하나만 ​​사용되며 대규모 네트워크에서는 한 번에 백만 명 이상의 가입자에게 서비스를 제공하며 두 개, 세 개 이상의 스위치를 사용할 수 있으며 다시 유선으로 상호 연결됩니다.

왜 그렇게 복잡합니까? 독자들은 물을 것이다. 그럴 것 같습니다, 안테나를 스위치에 연결하기만 하면 모든 것이 작동합니다.. 그리고 여기 기지국, 스위치, 케이블 묶음이 있습니다... 하지만 그렇게 간단하지는 않습니다.

사람이 도보나 자동차, 기차 등을 이용하여 길을 따라 이동할 때. 그리고 전화 통화와 동시에 다음 사항을 확인하는 것이 중요합니다. 의사소통의 연속성.중계 핸드오버의 신호 처리 과정 모바일 네트워크용어라고 불렀다 "이양".가입자의 전화기를 한 기지국에서 다른 기지국으로, 한 컨트롤러에서 다른 컨트롤러로 적시에 전환하는 등의 작업이 필요합니다.

베이스 스테이션이 스위치에 직접 연결되어 있다면 이 모든 것은 스위칭은 스위치에 의해 관리되어야 합니다.. 그리고 "가난한" 사람은 이미 할 일이 있습니다. 다중 레벨 네트워크 설계를 통해 부하를 전체에 고르게 분산할 수 있습니다. 기술적 수단 . 이렇게 하면 장비 고장 및 그에 따른 통신 손실 가능성이 줄어듭니다. 결국, 우리 모두 관심 있는끊임없는 의사소통을 하고 있죠?

그래서 스위치에 도달한 후, 우리 통화가 다음으로 연결되었습니다그런 다음 다른 이동통신사 네트워크, 도시 장거리 및 국제 통신으로 연결됩니다. 물론 고속에서는 이런 일이 발생합니다. 케이블 채널연락. 전화가 교환대에 도착합니다다른 운영자. 동시에 후자는 원하는 가입자가 현재 어느 지역에 있는지 [서비스 지역, 컨트롤러]에 "알고 있습니다". 스위치는 전송 전화 통화통화 수신자가 위치한 기지국의 적용 범위에 대한 정보가 포함된 특정 컨트롤러에 전송됩니다. 컨트롤러는 이 단일 기지국에 신호를 보내고, 이어서 "질문"합니다. 즉, 휴대폰에 전화를 겁니다. 튜브 이상하게 울리기 시작합니다.

이 길고 복잡한 과정은 실제로 2~3초!

똑같은 일이 일어나네 전화 통화러시아, 유럽 및 세계의 다른 도시로. 연락을 위해 다양한 통신 사업자의 스위치는 고속 광섬유 통신 채널을 사용합니다.. 덕분에 전화 신호는 몇 초 만에 수십만 킬로미터를 이동합니다.

세계 라디오를 제공한 위대한 Alexander Popov에게 감사드립니다!그가 아니었다면 아마도 우리는 이제 문명의 많은 혜택을 박탈당했을 것입니다.