셀룰러 통신 작동 원리. GSM 네트워크의 작동 원리. 러시아의 셀룰러 통신

작동 원리 셀룰러 통신

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 배치할 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.

지리적 서비스 지역 셀룰러 시스템, 여러 그룹의 셀을 포함하는 것은 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

거의 모든 사람이 휴대폰을 사용했지만 그것이 어떻게 작동하는지 생각하는 사람은 거의 없습니까? 이 문학 작품에서 우리는 통신 사업자의 관점에서 통신이 어떻게 이루어지는지 고려하려고 노력할 것입니다.

전화를 걸어 전화를 걸거나 누군가 전화를 걸면 장치는 무선 채널을 통해 가장 가까운 기지국의 안테나 중 하나와 통신합니다.

각각의 기지국모든 방향에서 가입자에게 통신을 제공하기 위해 서로 다른 방향으로 향하는 1~12개의 트랜시버 안테나가 포함되어 있습니다. 전문 용어로 안테나를 "섹터"라고도 합니다. 당신은 아마도 그것들을 여러 번 보았을 것입니다 - 큰 회색 직사각형 블록.

안테나에서 신호는 케이블을 통해 기지국 제어 장치로 직접 전송됩니다. 섹터 세트와 제어 블록은 일반적으로 다음과 같이 불립니다. BS, 기지국, 기지국. 안테나가 도시의 특정 지역이나 지역에 서비스를 제공하는 여러 기지국은 소위 특수 장치에 연결됩니다. LAC, 로컬 영역 컨트롤러, 종종 간단히 호출됨 제어 장치. 일반적으로 최대 15개의 베이스 스테이션이 하나의 컨트롤러에 연결됩니다.

차례로 컨트롤러는 여러 개가 있을 수 있으며 중앙의 "두뇌" 장치에 연결됩니다. MSC, 모바일 서비스 교환 센터, 제어 센터 모바일 서비스 , 널리 알려진 스위치. 스위치는 도시에 출력(및 입력)을 제공합니다. 전화선, 다른 이동통신사 등에 전송됩니다.

즉, 결국 전체 계획은 다음과 같습니다.

소규모 GSM 네트워크는 스위치를 하나만 사용하지만, 백만 명이 넘는 가입자에게 서비스를 제공하는 대규모 네트워크에서는 2개, 3개 또는 그 이상을 사용할 수 있습니다. M.S.C., 서로 연합했습니다.

왜 그렇게 복잡합니까? 안테나를 스위치에 간단히 연결하면 될 것 같습니다. 그러면 문제가 없을 것입니다... 하지만 그렇게 간단하지는 않습니다. 그것은 하나의 간단한 영어 단어에 관한 것입니다 - 이양. 이 용어는 셀룰러 네트워크에서의 핸드오버를 의미합니다. 즉, 길을 걷거나 자동차(기차, 자전거, 롤러스케이트, 아스팔트 포장 기계 등)를 운전하면서 동시에 전화 통화를 할 때 연결이 중단되지 않도록(그리고 중단되지 않음), 휴대폰을 한 섹터에서 다른 섹터로, 한 BS에서 다른 BS로, 한 로컬 영역에서 다른 영역으로 제 시간에 전환해야 합니다. 따라서 섹터가 스위치에 직접 연결되어 있는 경우 이러한 모든 스위칭은 이미 수행할 작업이 있는 스위치에서 관리해야 합니다. 다중 레벨 네트워크 설계를 통해 부하를 균등하게 분산할 수 있으므로 장비 오류 및 결과적으로 통신이 중단될 가능성이 줄어듭니다.

예 - 귀하와 귀하의 전화기가 한 섹터의 적용 범위 영역에서 다른 섹터의 적용 범위 영역으로 이동하는 경우 BS 제어 장치는 "상위"장치에 영향을 주지 않고 전화기 전송을 처리합니다. 라크.그리고 M.S.C.. 따라서 서로 다른 사이에서 전환이 발생하면 학사, 그러면 제어됩니다 라크.등등.

스위치의 작동에 대해서는 좀 더 자세히 고려해야 합니다. 셀룰러 네트워크의 스위치는 유선 전화 네트워크의 PBX와 거의 동일한 기능을 수행합니다. 네가 어디로 부르느냐, 너를 부르느냐, 일을 책임지는 이는 바로 그 사람이다 추가적인 서비스, 그리고 결국 일반적으로 전화가 가능한지 여부를 결정합니다.

마지막 지점부터 살펴보겠습니다. 휴대전화를 켜면 어떻게 되나요?

여기에서 휴대전화를 켜세요. 귀하의 SIM 카드에는 특수번호, 소위 IMSI – 국제 가입자 식별 번호. 이 번호는 전 세계 모든 SIM 카드에 대해 고유하며, 운영자가 한 가입자를 다른 가입자와 구별하는 것은 바로 이 번호입니다. 전화기를 켜면 이 코드가 전송되고, 기지국이 이를 다음으로 전송합니다. 라크, 라크– 차례로 스위치로. 여기서는 두 가지가 작용합니다 추가 모듈스위치와 관련된 – HLR, 홈 위치 레지스터그리고 VLR, 방문자 위치 등록. 각기, 주택 가입자 등록그리고 게스트 가입자 등록. 안에 HLR저장되어 있다 IMSI이 운영자와 연결된 모든 가입자. 안에 VLR차례로 모든 구독자에 대한 데이터가 포함됩니다. 이 순간네트워크를 사용하다 이 연산자의. IMSI로 전송 HLR(물론 고도로 암호화된 형식입니다. 암호화 기능에 대해 자세히 설명하지 않고 다른 블록이 이 프로세스를 담당한다고만 말씀드리겠습니다. AuC, 인증 센터), HLR, 그런 가입자가 있는지 확인하고, 그렇다면 미납 등으로 인해 차단되었는지 여부를 확인합니다. 모든 것이 정상이면 이 가입자는 다음에 등록되어 있습니다. VLR이제부터 전화를 걸 수 있습니다. 유 대규모 사업자하나가 아닐 수도 있지만 여러 개가 병렬로 작동할 수도 있습니다. HLR그리고 VLR. 이제 위의 모든 내용을 그림에 표시해 보겠습니다.

여기서는 어떻게 작동하는지 간략하게 살펴보았습니다. 셀룰러 네트워크. 실제로 모든 것이 훨씬 더 복잡하지만 모든 것을 자세히 설명하면 이 프레젠테이션의 양은 "전쟁과 평화"를 훨씬 능가할 수 있습니다.

다음으로 운영자가 우리 계좌에서 돈을 인출하는 방법(가장 중요한 이유)을 살펴보겠습니다. 아마 이미 들어보셨을 것입니다. 관세 계획세 개가 있어요 다른 유형– 소위 "신용", "선불" 및 "선불", 영어에서 선불즉, 선불입니다. 차이점이 뭐야? 대화 중에 돈을 탕감하는 방법을 살펴 보겠습니다.

당신이 어딘가에 전화했다고 가정 해 봅시다. 가입자 등이 거기에 전화하여 45초 동안 통화한 내용이 교환대에 녹음되었습니다.

첫 번째 경우는 신용카드나 선불 결제 시스템이 있는 경우입니다. 이 경우 다음과 같은 일이 발생합니다. 귀하의 통화뿐만 아니라 귀하의 통화에 대한 데이터가 스위치에 축적된 다음 일반 대기열 순서에 따라 다음과 같은 특수 블록으로 전송됩니다. 청구, 영어에서 청구서로-청구서를 지불합니다. 청구가입자의 돈과 관련된 모든 문제를 책임집니다. 통화 비용 계산, 가입비 상각, 서비스 비용 상각 등.

정보 전송 속도 M.S.C. V 청구컴퓨팅 능력이 얼마나 되는지에 따라 달라집니다. 청구, 즉 통화에 대한 기술 데이터를 얼마나 빨리 직접 돈으로 변환하는지를 의미합니다. 따라서 가입자가 더 많이 이야기하거나 청구가 더 "느리게" 될수록 대기열 이동 속도가 느려지므로 대화 자체와 이 대화에 대한 실제 돈 인출 사이의 지연이 더 커집니다. 이 사실은 일부 구독자가 자주 표현하는 불만과 관련이 있습니다. “그들은 돈을 훔치고 있다고 말합니다! 이틀동안 말을 안했는데 일정금액이 깎였네요..." 하지만 예를 들어 3일 전에 발생한 대화의 경우 돈이 즉시 탕감되지 않았다는 점을 전혀 고려하지 않습니다... 사람들은 좋은 것을 눈치채지 않으려고 노력합니다... 그리고 요즘에는 예를 들어 사고로 인해 또는 현대화로 인해 청구가 작동하지 않을 수 있습니다.

반대 방향 - 청구에서 다음으로 M.S.C.- 또 다른 대기열이 있습니다. 청구가입자의 계정 상태를 교환대에 알립니다. 다시 말하지만, 매우 일반적인 경우입니다. 계정의 부채는 수십 달러에 달할 수 있지만 여전히 전화를 걸 수 있습니다. 이는 "역방향" 대기열이 아직 도착하지 않았고 교환기가 아직 귀하가 누구인지 알지 못하기 때문입니다. 악의적인 불이행자이며 당신은 오래 전에 차단되었어야 했습니다.

사전 관세는 가입자와의 결제 방법에서만 신용 관세와 다릅니다. 첫 번째 경우 사람이 계정에 일정 금액을 입금하고 통화 요금이 이 금액에서 점차적으로 공제됩니다. 이 방법은 통신 비용을 어느 정도 계획하고 제한할 수 있다는 점에서 편리합니다. 두 번째 옵션은 크레딧으로, 일정 기간 동안의 모든 통화에 대한 총 비용(“ 결제주기")은 일반적으로 매월 가입자가 지불해야 하는 청구서 형식으로 발행됩니다. 신용 시스템은 긴급하게 전화를 걸어야 하는데 갑자기 계좌에 돈이 부족하고 전화가 차단되는 경우에 대비해 보험을 제공하므로 편리합니다.

선불은 완전히 다르게 설계되었습니다.

선불에서는 청구일반적으로 "라고 불립니다. 프리패드 플랫폼».

전화 연결이 시작되는 순간 즉시 두 사람 사이에 직접 연결이 설정됩니다. 스위치그리고 선불 플랫폼. 대기열이 없으며 데이터는 대화 중에 실시간으로 직접 양방향으로 전송됩니다. 이와 관련하여 선불결제에는 다음과 같은 특징이 있습니다. 구독료(그런 건 없으니까. 청구 기간), 제한된 범위의 추가 서비스(기술적으로 "실시간"으로 청구하기 어려움), "적자로 전환"할 수 없음 - 계정의 돈이 소진되는 즉시 대화가 중단됩니다. 명확한 품격 준비계좌의 금액과 결과적으로 비용을 정확하게 제어하는 ​​​​능력입니다.

안에 준비때때로 재미있는 현상이 관찰됩니다. 선불 플랫폼예를 들어 과부하로 인해 어떤 이유로 작동을 거부하면 그에 따라 가입자의 경우 선불 관세현재 모든 통화는 완전 무료가 됩니다. 실제로 구독자들을 행복하게 만듭니다.

그런데 우리가 집에 있는 동안 이야기를 할 때 우리 돈은 어떻게 계산되나요? 로밍? 그리고 전화는 일반적으로 로밍에서 어떻게 작동합니까? 자, 다음 질문에 답해 봅시다:

숫자 IMSI 15자리로 구성되며, 처음 5자리는 소위 말하는 숫자입니다. СС – 국가 코드(3자리) 및 NC – 네트워크 코드(5자리) - 귀하가 연결된 교환원을 명확하게 특성화하십시오. 이 구독자. 이 5개의 숫자에 따르면 VLR게스트 교환원을 찾습니다 HLR홈 교환원을 찾아 살펴봅니다. 그러나 실제로 이 가입자가 이 교환원을 통해 로밍을 사용할 수 있습니까? 그렇다면, IMSI에 등록되어 있습니다 VLR게스트 운영자 및 HLR집 - 같은 손님에 대한 링크 VLR구독자를 어디서 찾을 수 있는지 알아보세요.

청구서에 돈을 쓰는 상황도 그리 간단하지 않습니다. 통화는 게스트 스위치로 처리되지만 "홈" 스위치는 돈을 계산하기 때문입니다. 청구, 차변 자금이 크게 지연될 수 있습니다(최대 한 달). 예를 들어 “ 카멜2”, 선불 원칙에 따른 로밍 업무에서도 실시간으로 돈을 깎는다.

여기서 또 다른 질문이 발생합니다. 돈은 무엇을 위해 상쇄됩니까? 로밍? "집에서"모든 것이 명확하다면-명확하게 정의 된 관세 계획이 있고 로밍에 따라 상황이 달라집니다. 많은 돈이 상각되고 그 이유가 명확하지 않습니다. 글쎄, 그것을 알아 내려고합시다 :

모두 전화 통화로밍에서는 3가지 주요 범주로 나뉩니다.

수신 통화 – 이 경우 통화 비용은 다음과 같이 구성됩니다.

소송 비용 국제 전화집에서 게스트 지역까지
+
게스트 교환원으로부터 걸려오는 전화 비용
+
특정 게스트 운영자에 따라 일부 추가 요금

집으로 전화 걸기:

게스트 지역에서 집까지의 국제전화 비용
+
게스트 교환원의 발신 통화 비용

게스트 지역으로 발신 전화:

게스트 교환원의 발신 통화 비용
+
특정 사업자에 따라 일부 추가요금 발생

보시다시피 로밍 통화 비용은 가입자가 집에서 어떤 통신사에 연결되어 있는지와 가입자가 자리를 비울 때 어떤 통신사를 사용하는지에 따라 달라집니다. 이는 매우 중요한 사실 중 하나를 보여줍니다. 로밍의 1분 비용은 가입자가 선택한 요금제에 전혀 의존하지 않습니다.

한 가지 더 추가하고 싶습니다. 한 교환원의 전화기 두 대가 다른 교환원과 함께 로밍하는 경우(예를 들어 친구 두 명이 휴가를 갔습니다) 서로 대화하는 데 비용이 많이 듭니다. 집에 나가는 것처럼 비용을 지불하고 수신자는 집에서 오는 사람과 같이 전화 비용을 지불합니다. 이것은 GSM 표준의 단점 중 하나입니다. 이 경우 통신은 집을 통과합니다. 기술적으로는 "직접" 연결을 준비하는 것이 가능하지만 모든 것을 그대로두고 돈을 벌 수 있다면 어느 운영자가 이것을 할 것입니까?

질문 하나 더, 에서 최근에종종 둘 이상의 소유자에게 관심이 있습니다. 휴대전화– 한 전화기에서 다른 전화기로 통화를 착신전환하는 데 드는 비용은 얼마입니까? 그리고 이 질문에 대답하는 것이 가능합니다.

착신 전환이 전화 B에서 전화 C로 설정되어 있다고 가정해 보겠습니다. 전화 A에서 전화 B로 통화가 이루어지고 그에 따라 통화가 전화 C로 착신 전환됩니다. 이 경우 비용은 다음과 같습니다.

전화 A – 전화 B로 발신
(실제로 이것은 논리적입니다. 결국 그는 그렇게 부르고 있습니다.)
전화 B – 전달 비용 지불
(보통 분당 몇 센트)
+
B가 등록된 지역에서 C가 등록된 지역으로의 국제전화 비용
(전화기가 동일한 지역에 있는 경우 이 구성 요소는 0입니다.)
전화 C – 전화 A에서 걸려오는 전화에 대해 요금을 지불합니다.

결론적으로 미묘한 점을 하나 더 언급하고 싶습니다. 로밍 시 전달 비용은 얼마입니까? 그리고 여기서 재미가 시작됩니다.

예를 들어, 통화량이 많아 집 전화번호로 통화가 전달되는 경우가 있습니다. 그런 다음 수신 전화소위 " 로밍 루프" - 통화는 다음으로 연결됩니다. 집 전화손님을 통해 스위치, 따라서 이러한 착신 통화 비용은 다음과 같습니다. 배회하는 사람집으로의 수신 및 발신 통화 비용과 착신 전환 비용의 합과 같습니다. 그리고 재미있는 점은 로머가 그러한 전화가 발생했다는 사실조차 알지 못하고 나중에 통신 요금 청구서를 보고 놀랄 수도 있다는 것입니다.

이는 암시한다 실용적인 조언– 여행 중에는 모든 유형의 전달을 비활성화하는 것이 좋습니다(무조건으로만 남겨둘 수 있습니다. 이 경우 "로밍 루프"는 작동하지 않습니다). 음성메일- 그렇지 않으면 나중에 오랫동안 궁금해 할 수 있습니다. - "그 돈은 어디로 갔지?"

본문에 사용된 용어 목록:

AuC– 인증센터, 인증센터는 네트워크를 통해 전송되고 네트워크에서 수신될 때 정보를 인코딩하는 역할을 담당합니다.
청구– 청구, 회계 시스템 돈운영자로부터
학사– 기지국, 기지국, 하나의 제어 장치에 속하는 여러 개의 트랜시버 안테나.
카멜2– 로밍 시 즉시 자금 인출을 구현하는 선불 시스템 중 하나
CC– 국가 코드, GSM 표준의 국가 코드(러시아의 경우 – 250)
GSM– 세계에서 가장 널리 사용되는 셀룰러 통신 표준인 이동 통신용 글로벌 시스템
핸드오버 – 하나의 안테나/기지국/LAC에서 다른 안테나/기지국/LAC로 핸드셋 제어 전송
HLR– 집 가입자의 등록부인 Home Location Register에는 다음과 같은 내용이 포함되어 있습니다. 자세한 정보이 운영자에 연결된 모든 가입자에 대해.
IMEI– 국제 모바일 장비 식별, 국제 일련번호각 장치마다 고유한 GSM 표준 장비
IMSI– GSM 표준 서비스 가입자의 국제 일련번호인 국제 모바일 가입자 식별번호는 각 가입자마다 고유합니다.
라크.– 로컬 영역 컨트롤러, 로컬 영역 컨트롤러, 장치, 작업 관리자안테나가 특정 지역에 서비스를 제공하는 특정 수의 기지국.
지역– 로컬 존(Local Zone), 동일한 LAC에 속한 BS가 서비스를 제공하는 영역
M.S.C.- 모바일 서비스 교환 센터, 모바일 서비스 제어 센터, 스위치는 GSM 네트워크의 중앙 링크입니다.
체크 안함– 네트워크 코드, 네트워크 코드, GSM 표준의 특정 국가의 특정 운영자 코드(MTS – 01, BeeLine – 99의 경우).
선불– 선불, 선불 – 자금 즉시 인출을 기반으로 한 청구 시스템입니다.
로밍– 로밍, 다른 "게스트" 운영자의 네트워크를 사용하는 경우.
SIM– 가입자 식별 모듈, 가입자 식별 모듈, SIM 카드 – 전자 장치, 가입자의 IMSI가 기록되는 전화기에 삽입됩니다.
VLR– 활성 가입자 등록인 방문자 위치 등록 – 현재 이 운영자의 서비스를 사용하고 있는 모든 가입자에 대한 정보가 포함되어 있습니다.

전화 통신은 음성 정보를 장거리로 전송하는 것입니다. 전화의 도움으로 사람들은 실시간으로 의사소통할 수 있는 기회를 갖게 됩니다.

기술 출현 당시 데이터 전송 방법이 아날로그뿐이었다면 현재 다양한 통신 시스템이 성공적으로 사용됩니다. 전화, 위성 및 모바일 연결, IP 텔레포니는 가입자가 세계 각지에 있더라도 안정적인 연결을 제공합니다. 어떻게 작동하나요? 전화 통신각 방법을 사용할 때?

오래된 유선(아날로그) 전화

"전화" 통신이라는 용어는 거의 150년 동안 일반화되어 온 데이터 전송 방법인 아날로그 통신을 의미하는 경우가 가장 많습니다. 이를 사용하면 중간 인코딩 없이 정보가 연속적으로 전송됩니다.

두 가입자 사이의 연결은 전화를 걸어 규제되며, 문자 그대로의 의미에서 유선을 통해 사람에서 사람으로 신호를 전송하여 통신이 수행됩니다. 가입자는 더 이상 전화 교환원이 아닌 로봇을 통해 연결되므로 프로세스가 크게 단순화되고 비용이 절감되지만 아날로그 통신 네트워크의 작동 원리는 동일하게 유지됩니다.

모바일(셀룰러) 통신

이동통신 사업자의 가입자들은 자신들을 전화 교환국에 연결하는 "회선을 끊었다"고 잘못 믿고 있습니다. 외관상 모든 것이 그렇습니다. 사람은 대화를 중단하지 않고 대담 자와의 접촉을 잃지 않고 어디든 (신호 적용 범위 내에서) 이동할 수 있습니다.<подключить телефонную связь стало легче и проще.

그러나 이동통신이 어떻게 작동하는지 이해한다면 아날로그 네트워크의 작동과 별 차이가 없다는 것을 알게 될 것입니다. 신호는 실제로 "공중을 떠다닙니다". 발신자의 전화에서만 송수신기로 전달되며, 이어서 광섬유 네트워크를 통해 수신자에게 가장 가까운 유사한 장비와 통신합니다.

무선 데이터 전송 단계는 전화기에서 가장 가까운 기지국까지의 신호 경로만 다루며 완전히 전통적인 방식으로 다른 통신 네트워크에 연결됩니다. 셀룰러 통신이 어떻게 작동하는지 분명합니다. 장점과 단점은 무엇입니까?

이 기술은 아날로그 데이터 전송에 비해 더 큰 이동성을 제공하지만 원치 않는 간섭 및 도청 가능성과 동일한 위험을 안고 있습니다.

세포 신호 경로

신호가 호출된 가입자에게 정확히 어떻게 도달하는지 자세히 살펴보겠습니다.

  1. 사용자가 전화를 겁니다.
  2. 그의 전화기는 근처 기지국과 무선 연결을 설정합니다. 그들은 고층 건물, 산업 건물 및 타워에 위치하고 있습니다. 각 스테이션은 트랜시버 안테나(1~12)와 제어 장치로 구성됩니다. 하나의 영역을 담당하는 기지국이 컨트롤러에 연결됩니다.
  3. 기지국 제어 장치에서 신호는 케이블을 통해 컨트롤러로 전송되고, 거기에서도 케이블을 통해 스위치로 전송됩니다. 이 장치는 시외, 도시, 국제 및 기타 이동통신사 등 다양한 통신 회선에 신호 입출력을 제공합니다. 네트워크의 크기에 따라 하나 또는 여러 개의 스위치가 전선을 사용하여 서로 연결될 수 있습니다.
  4. "귀하의"스위치에서 신호는 고속 케이블을 통해 다른 운영자의 스위치로 전송되며, 후자는 호출이 수신되는 가입자가 어느 컨트롤러의 적용 범위 영역에서 쉽게 결정됩니다.
  5. 스위치는 원하는 컨트롤러를 호출하고, 이 컨트롤러는 기지국에 신호를 보내고, 기지국은 휴대폰을 "질문"합니다.
  6. 수신자가 전화를 받습니다.

이 다층 네트워크 구조를 통해 모든 노드 간에 부하를 균등하게 분산할 수 있습니다. 이는 장비 고장 가능성을 줄이고 중단 없는 통신을 보장합니다.

셀룰러 통신이 어떻게 작동하는지 분명합니다. 장점과 단점은 무엇입니까? 이 기술은 아날로그 데이터 전송에 비해 더 큰 이동성을 제공하지만 원치 않는 간섭 및 도청 가능성과 동일한 위험을 안고 있습니다.

위성 연결

오늘날 무선 중계 통신의 ​​최고 수준 발전인 위성 통신이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다. 궤도에 배치된 중계기는 자체적으로 행성 표면의 거대한 영역을 덮을 수 있습니다. 셀룰러 통신의 경우처럼 기지국 네트워크는 더 이상 필요하지 않습니다.

개인 가입자는 타이가나 정글에서도 연결을 유지하면서 사실상 제한 없이 여행할 수 있는 기회를 얻습니다. 법인인 가입자는 전체 미니 PBX를 하나의 중계기 안테나(이제는 친숙한 "접시")에 연결할 수 있지만 수신 및 발신 메시지의 양과 크기를 고려해야 합니다. 보내야 할 파일.

기술의 단점:

  • 심각한 날씨 의존성. 자기 폭풍이나 기타 대격변으로 인해 가입자는 오랫동안 통신을 하지 못할 수 있습니다.
  • 위성 중계기의 물리적인 고장이 발생하면 기능이 완전히 복구되는 데 걸리는 시간은 매우 오랜 시간이 걸립니다.
  • 국경 없는 통신 서비스 비용은 종종 기존 청구서를 초과합니다. 의사소통 방법을 선택할 때, 그러한 기능적 연결이 얼마나 필요한지 고려하는 것이 중요합니다.

위성 통신: 장단점

"위성"의 주요 특징은 가입자에게 지상 통신 회선으로부터 독립성을 제공한다는 것입니다. 이 접근 방식의 장점은 분명합니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 장비 이동성. 매우 짧은 시간 내에 배포할 수 있습니다.
  • 넓은 지역을 포괄하는 광범위한 네트워크를 신속하게 생성하는 능력;
  • 도달하기 어려운 원격 지역과의 통신;
  • 지상통신 장애 시 이용 가능한 채널 예약
  • 네트워크 기술적 특성의 유연성으로 인해 거의 모든 요구 사항에 적응할 수 있습니다.

기술의 단점:

  • 심각한 날씨 의존성. 자기 폭풍이나 기타 대격변으로 인해 가입자는 오랫동안 통신을 하지 못할 수 있습니다.
  • 위성 중계기에 물리적인 장애가 발생하면 시스템 기능이 완전히 복구될 때까지 시간이 오래 걸립니다.
  • 국경 없는 통신 서비스 비용은 종종 기존 청구서를 초과합니다.

의사소통 방법을 선택할 때, 그러한 기능적 연결이 얼마나 필요한지 고려하는 것이 중요합니다.

전 세계 수백만 명의 사람들이 휴대전화를 사용합니다. 휴대전화 덕분에 전 세계 사람들과 의사소통이 훨씬 쉬워졌기 때문입니다.

요즘 휴대폰에는 다양한 기능이 탑재되어 있으며 매일 더 많은 기능이 제공되고 있습니다. 휴대폰 모델에 따라 다음을 수행할 수 있습니다.

중요한 정보를 저장하세요
메모를 하거나 할 일 목록을 작성하세요
중요한 회의를 녹화하고 미리 알림을 위한 알람을 켜세요.
계산을 위해 계산기를 사용하다
메일을 보내거나 받기
인터넷에서 정보(뉴스, 성명, 농담 등) 검색
게임을하다
TV를 시청
메시지 보내기
MP3 플레이어, PDA, GPS 내비게이션 시스템과 같은 다른 장치를 사용하십시오.

하지만 휴대폰이 어떻게 작동하는지 궁금한 적이 없나요? 그리고 일반 유선전화와 무엇이 다른가요? PCS, GSM, CDMA 및 TDMA라는 용어는 모두 무엇을 의미합니까? 이 기사에서는 휴대폰의 새로운 기능에 대해 설명합니다.

휴대폰은 기본적으로 라디오입니다. 더 발전된 유형이지만 그럼에도 불구하고 라디오입니다. 전화기 자체는 1876년 Alexander Graham Bell에 의해 만들어졌고, 무선 통신은 조금 후에 1880년대 Nikolai Tesla에 의해 만들어졌습니다(이탈리아인 Guglielmo Marconi가 1894년에 처음으로 무선 통신에 대해 이야기하기 시작했습니다). 이 두 가지 위대한 기술이 함께 결합되는 것은 운명이었습니다.


휴대전화가 없던 옛날에는 사람들이 통신을 위해 차에 무선전화를 설치했다. 이 무선전화 시스템은 도시 외곽의 타워에 설치된 하나의 주 안테나를 사용하여 작동되었으며 약 25개 채널을 지원했습니다. 메인 안테나에 연결하려면 전화기에 반경 약 70km의 강력한 송신기가 있어야 했습니다.

하지만 채널 수가 제한되어 있기 때문에 이러한 무선전화를 사용할 수 있는 사람은 많지 않습니다.

모바일 시스템의 천재성은 도시를 여러 요소(“셀”)로 나누는 데 있습니다. 이를 통해 도시 전역에서 주파수 재사용이 촉진되어 수백만 명의 사람들이 동시에 휴대전화를 사용할 수 있습니다. “허니컴”은 우연히 선택된 것이 아닙니다. 왜냐하면 그것은 영역을 가장 최적으로 덮을 수 있는 벌집(육각형 모양)이기 때문입니다.

휴대폰의 작동을 더 잘 이해하려면 CB 라디오(예: 일반 라디오)와 무선 전화기를 비교할 필요가 있습니다.

전이중 휴대용 장치와 반이중 - 단순 라디오와 마찬가지로 무선 전화는 반이중 장치입니다. 즉, 두 사람이 같은 주파수를 사용하기 때문에 차례대로만 말할 수 있다는 뜻이다. 휴대폰은 전이중 장치입니다. 즉, 사람은 두 개의 주파수를 사용합니다. 하나의 주파수는 상대방의 말을 듣는 데 사용되고 다른 하나는 말하는 데 사용됩니다. 따라서 동시에 휴대폰으로 통화할 수 있습니다.

채널 - 무선 전화는 하나의 채널만 사용하며 라디오에는 약 40개의 채널이 있습니다. 간단한 휴대폰에는 1,664개 이상의 채널이 있을 수 있습니다.

반이중 장치에서는 두 무선 송신기가 동일한 주파수를 사용하므로 한 사람만 대화할 수 있습니다. 전이중 장치에서는 2개의 송신기가 서로 다른 주파수를 사용하므로 사람들이 동시에 대화할 수 있습니다. 휴대폰은 전이중 장치입니다.

일반적인 미국 휴대전화 시스템에서 휴대전화 사용자는 약 800개의 주파수를 사용하여 시내에서 대화합니다. 휴대폰은 도시를 수백 개로 나눕니다. 각 셀은 특정 크기를 가지며 26km2의 면적을 차지합니다. 벌집은 격자로 둘러싸인 육각형과 같습니다.

휴대폰과 기지국은 저전력 송신기를 사용하기 때문에 인접하지 않은 셀이 동일한 주파수를 사용할 수 있습니다. 두 셀은 동일한 주파수를 사용할 수 있습니다. 셀룰러 네트워크는 셀룰러 네트워크의 전체 작업 영역에 분산된 강력한 고속 컴퓨터, 기지국(다중 주파수 VHF 송수신기), 휴대폰 및 기타 첨단 장비로 구성됩니다. 기지국에 대해 더 자세히 설명하겠지만 이제 셀룰러 시스템을 구성하는 "셀"을 살펴보겠습니다.


아날로그 셀룰러 시스템의 한 셀은 사용 가능한 양방향 통신 채널의 1/7을 사용합니다. 이는 각 셀(그리드의 7개 셀 중)이 사용 가능한 채널의 1/7을 사용한다는 의미입니다. 이 채널은 고유한 주파수 세트를 갖고 있으므로 서로 겹치지 않습니다.

휴대전화 사용자는 일반적으로 도시 주변에서 통화하기 위해 832개의 무선 주파수를 수신합니다.
각 휴대폰은 통화당 소위 2개의 주파수를 사용합니다. 양방향 채널 - 따라서 각 휴대폰 사용자에게는 395개의 통신 채널이 있습니다(나머지 42개의 주파수는 메인 채널에서 사용됩니다. 이에 대해서는 나중에 설명하겠습니다).

따라서 각 셀에는 최대 56개의 사용 가능한 통신 채널이 있습니다. 이는 동시에 56명이 휴대전화로 통화할 수 있다는 뜻이다. 최초의 모바일 기술인 1G는 셀룰러 네트워크와 유사한 것으로 간주됩니다. 디지털 정보전송(2G)이 사용되기 시작한 이후 채널 수가 크게 늘어났다.

휴대폰에는 저전력 송신기가 내장되어 있어 0.6와트와 3와트의 2가지 신호 레벨에서 작동합니다(비교를 위해 다음은 4와트에서 작동하는 간단한 라디오입니다). 기지국도 저전력 송신기를 사용하지만 다음과 같은 장점이 있습니다.

각 셀 내의 기지국 및 휴대폰 신호 전송으로 인해 셀에서 멀리 이동할 수 없습니다. 이런 방식으로 두 셀 모두 동일한 56개 주파수를 재사용할 수 있습니다. 도시 전역에서 동일한 주파수를 사용할 수 있습니다.
일반적으로 배터리 전원으로 작동하는 휴대폰의 충전 소모량은 크게 높지 않습니다. 저전력 송신기는 작은 배터리를 의미하며 이는 휴대폰을 더욱 컴팩트하게 만듭니다.

셀룰러 네트워크에는 도시의 크기에 관계없이 여러 개의 기지국이 필요합니다. 작은 도시에는 수백 개의 탑이 있어야 합니다. 모든 도시의 모든 휴대전화 사용자는 휴대전화 교환 센터라고 불리는 하나의 본사에서 관리됩니다. 이 센터는 특정 지역의 모든 전화 통화와 기지국을 제어합니다.


휴대폰 코드

ESN(Electronic Sequence Number)은 제조업체가 휴대폰에 프로그래밍한 고유한 32비트 번호입니다.
모바일 식별 번호(MIN)는 휴대폰 번호에서 파생된 10자리 코드입니다.
시스템 식별 코드(SID)는 각 FCC 회사에 할당된 고유한 5자리 코드로, 카드를 구입하고 전화기를 켤 때 마지막 두 코드인 MIN과 SID가 휴대폰에 프로그래밍되어 있습니다.

각 휴대폰에는 고유한 코드가 있습니다. 전화, 휴대폰 소유자 및 이동통신사를 인식하려면 코드가 필요합니다. 예를 들어, 당신이 휴대폰을 가지고 있는데, 그것을 켜고 전화를 걸려고 합니다. 이 기간 동안 일어나는 일은 다음과 같습니다.

전화기를 처음 켜면 기본 제어 채널에서 식별 코드를 찾습니다. 채널은 휴대폰과 기지국이 신호를 전송하는 데 사용하는 특수 주파수입니다. 전화기가 제어 채널을 찾을 수 없으면 도달 범위를 벗어난 것이며 화면에 "네트워크 없음" 메시지가 표시됩니다.
전화기는 식별 코드를 수신하면 자체 코드와 대조하여 확인합니다. 일치하는 항목이 있으면 휴대폰의 네트워크 연결이 허용됩니다.
코드와 함께 전화기는 네트워크에 대한 액세스를 요청하고 모바일 교환 센터는 데이터베이스에 전화기의 위치를 ​​기록하므로 교환 센터는 사용자에게 서비스 메시지를 보내려고 할 때 어떤 전화기를 사용하고 있는지 알 수 있습니다.
교환 센터는 전화를 받고 귀하의 번호를 계산할 수 있습니다. 언제든지 그는 자신의 데이터베이스에서 귀하의 전화번호를 찾아볼 수 있습니다.
스위칭 센터는 휴대폰에 접속하여 사용할 주파수를 알려주고 휴대폰이 안테나와 통신한 후 휴대폰이 네트워크에 액세스할 수 있게 됩니다.

휴대폰과 기지국은 지속적인 무선 연결을 유지합니다. 휴대폰은 주기적으로 한 기지국에서 다른 기지국으로 전환하며, 이는 더 강한 신호를 방출합니다. 휴대폰이 기지국 영역 밖으로 이동하면 통화 중에도 근처에 있는 다른 기지국과 연결을 설정합니다. 두 기지국은 주파수를 변경하기 위해 휴대폰에 신호를 전송하는 스위칭 센터를 통해 "통신"합니다.

이동할 때 신호가 다른 이동통신사에 속하는 한 셀에서 다른 셀로 이동하는 경우가 있습니다. 이 경우 신호는 사라지지 않고 다른 이동통신사로 전송됩니다.

대부분의 최신 휴대폰은 여러 표준에 따라 작동할 수 있으므로 다양한 휴대폰 네트워크에서 로밍 서비스를 사용할 수 있습니다. 현재 셀을 사용하고 있는 교환 센터가 교환 센터에 연락하여 코드 확인을 요청합니다. 귀하의 시스템은 귀하의 전화기에 관한 모든 데이터를 다른 시스템으로 전송하고 교환 센터는 귀하를 새로운 통신사의 셀에 연결합니다. 그리고 가장 놀라운 점은 이 모든 작업이 몇 초 안에 완료된다는 것입니다.

이 모든 것에서 가장 짜증나는 점은 로밍 통화에 상당한 비용을 지불할 수 있다는 것입니다. 대부분의 휴대폰에서는 처음 국경을 넘을 때 로밍 서비스가 표시됩니다. 그렇지 않으면 나중에 "부풀려진" 요금을 지불할 필요가 없도록 모바일 서비스 범위 지도를 확인하는 것이 좋습니다. 그러므로 이 서비스의 비용을 즉시 확인하십시오.

국가마다 사용하는 대역이 다르기 때문에 로밍 서비스를 이용하려면 전화기가 두 개 이상의 대역에서 작동해야 한다는 점에 유의하세요.


1983년에는 최초의 아날로그 이동전화 표준인 AMPS(Advanced Mobile Telephone Service)가 개발되었습니다. 이 아날로그 이동통신 표준은 825~890MHz의 주파수 범위에서 작동합니다. 시장에서 경쟁을 유지하고 가격을 유지하기 위해 미국 연방 정부는 시장에서 동일한 사업에 종사하는 회사가 최소한 두 개 이상 있도록 요구했습니다. 미국의 그러한 회사 중 하나가 LEC(Local Telephone Company)였습니다.

각 회사에는 자체 832개의 주파수(통화용 790개, 데이터용 42개)가 있었습니다. 하나의 채널을 생성하기 위해 한 번에 두 개의 주파수가 사용되었습니다. 아날로그 채널의 주파수 범위는 일반적으로 30kHz였습니다. 음성 채널의 송수신 범위는 45MHz로 분리되어 있어 한 채널이 다른 채널과 겹치지 않습니다.

NAMPS(Narrowband Advanced Communications System)라는 AMPS 표준 버전은 새로운 디지털 기술을 사용하여 시스템의 기능을 3배로 향상시킵니다. 하지만 새로운 디지털 기술을 사용하더라도 이 버전은 여전히 ​​아날로그에 불과합니다. 아날로그 표준 AMPS 및 NAMPS는 800MHz에서만 작동하며 아직 인터넷 연결 및 메일과 같은 다양한 기능을 제공할 수 없습니다.


디지털 휴대전화는 2세대(2G) 모바일 기술에 속합니다. 아날로그 전화기와 동일한 무선 기술을 사용하지만 방식은 약간 다릅니다. 아날로그 시스템은 전화와 모바일 네트워크 간의 신호를 완전히 활용하지 못합니다. 아날로그 신호는 디지털 신호만큼 쉽게 전파 방해를 받거나 조작될 수 없습니다. 이것이 많은 케이블 회사가 특정 대역에서 더 많은 채널을 사용할 수 있도록 디지털로 전환하는 이유 중 하나입니다. 디지털 시스템이 얼마나 효과적인지 놀랍습니다.

많은 디지털 모바일 시스템은 FSK(주파수 변조)를 사용하여 아날로그 AMPS 포털을 통해 데이터를 전송하고 수신합니다. 주파수 변조는 2개의 주파수를 사용합니다. 하나는 논리 1에, 다른 하나는 논리 0에 사용되며, 타워와 휴대폰 간에 디지털 정보를 전송할 때 둘 중 하나를 선택합니다. 아날로그 정보를 디지털로 또는 그 반대로 변환하려면 변조 및 코딩 방식이 필요합니다. 이는 디지털 휴대폰이 데이터를 빠르게 처리할 수 있어야 함을 의미합니다.


입방인치당 복잡성 측면에서 휴대폰은 가장 복잡한 최신 장치 중 하나입니다. 디지털 휴대폰은 음성 스트림을 인코딩하거나 디코딩하기 위해 초당 수백만 번의 계산을 수행할 수 있습니다.

모든 일반 전화기는 여러 부분으로 구성됩니다.

휴대폰의 두뇌인 칩(보드)
안테나
액정 디스플레이(LCD)
건반
마이크로폰
스피커
배터리

마이크로 회로는 전체 시스템의 중심입니다. 다음으로, 어떤 유형의 칩이 있고 각각의 칩이 어떻게 작동하는지 살펴보겠습니다. 아날로그-디지털 및 백-디지털 변환 칩은 아날로그 시스템에서 디지털 시스템으로 나가는 오디오 신호와 디지털 시스템에서 아날로그 시스템으로 들어오는 신호를 인코딩합니다.

마이크로프로세서는 대량의 정보 처리 작업을 수행하는 중앙 처리 장치입니다. 키보드와 디스플레이 및 기타 여러 프로세스를 제어합니다.

ROM 칩과 메모리 카드 칩을 사용하면 휴대폰 운영 체제 데이터와 전화번호부 데이터와 같은 기타 사용자 데이터를 저장할 수 있습니다. 무선 주파수는 전원과 충전을 제어하고 수백 개의 FM 전파를 처리합니다. 고주파 증폭기는 안테나에 의해 수신되거나 반사되는 신호를 제어합니다. 휴대폰의 기능이 향상되면서 화면 크기가 크게 늘어났습니다. 많은 휴대폰에는 노트북, 계산기, 게임이 포함되어 있습니다. 그리고 이제 더 많은 전화기가 PDA나 웹 브라우저에 연결됩니다.

일부 전화기는 SID 및 MIN 코드와 같은 특정 정보를 내장 플래시 메모리에 저장하는 반면 다른 전화기는 SmartMedia 카드와 같은 외부 카드를 사용합니다.

많은 전화기에는 스피커와 마이크가 너무 작아서 소리가 어떻게 나는지 상상하기 어렵습니다. 보시다시피 스피커의 크기는 작은 동전만한 크기이고 마이크는 시계 배터리보다 크지 않습니다. 그런데 이러한 시계 배터리는 시계를 작동하기 위해 휴대폰 내부 칩에 사용됩니다.

가장 놀라운 점은 30년 전에는 이러한 부품 중 상당수가 건물의 한 층 전체를 차지했지만 이제는 이 모든 것이 사람의 손바닥 안에 들어 있다는 것입니다.


2G 휴대폰이 무선 주파수를 사용하여 정보를 전송하는 가장 일반적인 세 ​​가지 방법은 다음과 같습니다.

FDMA(주파수 분할 다중 접속) TDMA(시분할 다중 접속) CDMA(코드 분할 다중 접속)

이러한 메소드의 이름은 매우 혼란스러워 보이지만 이름을 개별 단어로 나누는 것만으로도 작동 방식을 쉽게 추측할 수 있습니다.

첫 번째 단어인 빈도, 시간, 코드는 액세스 방법을 나타냅니다. 두 번째 단어인 분할은 접속 방식에 따라 통화를 분리한다는 의미입니다.

FDMA는 각 전화 통화를 별도의 주파수에 배치하고, TDMA는 각 통화에 할당된 주파수에 특정 시간을 할당하며, CDMA는 각 통화에 고유 코드를 할당한 다음 이를 무료 주파수로 전송합니다.

각 방법의 마지막 단어인 배수는 100분의 1을 여러 사람이 사용할 수 있음을 의미합니다.

FDMA

FDMA(주파수 분할 다중 접속)는 한 셀 내에서 한 명의 가입자만이 동일한 주파수 대역에 있고, 다른 가입자는 서로 다른 주파수를 사용하는 무선 주파수를 사용하는 방법입니다. 무선 통신에 주파수 분할 다중화(FDM)를 적용한 것입니다. FDMA 작동 방식을 더 잘 이해하려면 라디오 작동 방식을 살펴봐야 합니다. 각 라디오 방송국은 무료 주파수 대역으로 신호를 보냅니다. FDMA 방식은 주로 아날로그 신호 전송에 사용됩니다. 그리고 이 방법은 의심할 여지없이 디지털 정보를 전송할 수 있지만 효율성이 떨어지는 것으로 간주되어 사용되지 않습니다.

TDMA

TDMA(Time Division Multiple Access)는 동일한 주파수 슬롯에 여러 가입자가 있을 때 무선 주파수를 사용하는 방법으로, 서로 다른 가입자는 전송에 서로 다른 시간 슬롯(간격)을 사용합니다. 무선 통신에 TDM(Time Division Multiplexing)을 적용한 것입니다. TDMA를 사용할 때 좁은 주파수 대역(폭 30kHz, 길이 6.7밀리초)이 3개의 시간 슬롯으로 나뉩니다.

좁은 주파수 대역은 일반적으로 "채널"로 이해됩니다. 디지털 정보로 변환된 음성 데이터를 압축하여 공간을 적게 차지합니다. 따라서 TDMA는 동일한 채널 수를 사용하는 아날로그 시스템보다 3배 빠르게 작동합니다. TDMA 시스템은 800MHz(IS-54) 또는 1900MHz(IS-136) 주파수 범위에서 작동합니다.

GSM

TDMA는 현재 모바일 셀룰러 네트워크의 주요 기술이며 GSM(Global System for Mobile Communications) 표준(러시아어 SPS-900)에 사용됩니다. 이는 TDMA 원리에 기반한 채널 공유와 모바일 셀룰러 통신을 위한 글로벌 디지털 표준입니다. 공개 키 암호화 덕분에 높은 수준의 보안을 제공합니다. 그러나 GSM은 TDMA와 IS-136 액세스를 다르게 사용합니다. GSM과 IS-136이 동일한 프로세서에서 실행되는 서로 다른 운영 체제라고 가정해 보겠습니다. 예를 들어 Windows와 Linux 운영 체제는 모두 Intel Pentium III에서 실행됩니다. GSM 시스템은 인코딩 방법을 사용하여 휴대폰에서 걸려오는 전화 통화를 보호합니다. 유럽과 아시아의 GSM 네트워크는 900MHz와 1800MHz에서, 미국에서는 850MHz와 1900MHz에서 작동하며 이동 통신에 사용됩니다.

GSM 전화 차단

GSM은 유럽, 호주, 대부분의 아시아 및 아프리카의 국제 표준입니다. 휴대폰 사용자는 표준이 지원되는 어느 곳에서나 작동하는 휴대폰을 구입할 수 있습니다. GSM 사용자는 다른 국가의 특정 이동통신사에 연결하기 위해 SIM 카드를 변경하기만 하면 됩니다. SIM 카드에는 통신사에 연결하는 데 필요한 모든 정보와 식별 번호가 저장됩니다.

불행하게도 미국에서 사용되는 850MHz/1900MHz GSM 주파수는 국제 시스템과 동일하지 않습니다. 따라서 미국에 거주하고 있지만 해외에서 휴대전화가 꼭 필요한 경우 3밴드 또는 4밴드 GSM 휴대전화를 구입하여 본국 및 해외에서 사용하거나 해외 여행용으로 900MHz/1800MHz GSM 휴대전화를 구입할 수 있습니다.

CDMA

CDMA(코드 분할 다중 접속). 이러한 매체 분할 방법을 사용하는 트래픽 채널은 각 사용자에게 전체 대역폭에 분산되는 별도의 숫자 코드를 할당하여 생성됩니다. 시간 분할이 없으며 모든 가입자가 지속적으로 전체 채널 폭을 사용합니다. 한 채널의 주파수 대역은 매우 넓고, 가입자의 방송은 서로 중복되지만 코드가 다르기 때문에 구별이 가능합니다. CDMA는 IS-95의 기반이며 800MHz 및 1900MHz 주파수 대역에서 작동합니다.


듀얼 밴드 및 듀얼 표준 휴대폰

여행을 갈 때 여러 대역, 여러 표준에서 작동하거나 두 가지를 모두 결합할 수 있는 휴대폰을 찾고 싶을 것입니다. 이러한 가능성 각각에 대해 자세히 살펴보겠습니다.

다중 대역 전화기는 한 주파수에서 다른 주파수로 전환할 수 있습니다. 예를 들어, 이중 대역 TDMA 전화기는 800MHz 또는 1900MHz 시스템에서 TDMA 서비스를 사용할 수 있습니다. 듀얼 밴드 GSM 전화기는 850MHz, 900MHz, 1800MHz 또는 1900MHz의 세 가지 밴드에서 GSM 서비스를 사용할 수 있습니다.
다중 표준 전화. 휴대폰의 "표준"은 신호 전송 유형을 의미합니다. 따라서 AMPS 및 TDMA 표준을 사용하는 전화기는 필요한 경우 한 표준에서 다른 표준으로 전환할 수 있습니다. 예를 들어 AMPS 표준을 사용하면 디지털 네트워크를 지원하지 않는 지역에서도 아날로그 네트워크를 사용할 수 있습니다.
다중 대역/다중 표준 전화기를 사용하면 주파수 대역 및 전송 표준을 변경할 수 있습니다.

이 기능을 지원하는 휴대폰은 자동으로 대역이나 표준을 변경합니다. 예를 들어 전화기가 두 개의 대역을 지원하는 경우 1900MHz 대역에 연결할 수 없으면 800MHz 네트워크에 연결됩니다. 전화기에 여러 표준이 있을 경우 먼저 디지털 표준을 사용하고, 이것이 불가능할 경우 아날로그 표준으로 전환합니다.

휴대폰에는 2대역 및 3대역 모드가 있습니다. 그러나 "3차선"이라는 단어는 속일 수 있습니다. 이는 전화기가 CDMA 및 TDMA 표준과 아날로그 표준을 지원한다는 의미일 수 있습니다. 동시에 이는 전화기가 두 대역의 하나의 디지털 표준과 아날로그 표준을 지원한다는 의미일 수 있습니다. 해외로 여행하는 경우 유럽과 아시아의 경우 900MHz GSM 대역, 미국의 경우 1900MHz에서 작동하고 아날로그 표준도 지원하는 휴대폰을 구입하는 것이 좋습니다. 본질적으로 이것은 이러한 모드 중 하나(GSM)가 2개의 대역을 지원하는 이중 대역 전화기입니다.

셀룰러 및 개인 통신 서비스

PCS(Personal Communications Service)는 본질적으로 개인 통신과 이동성을 강조하는 이동전화 서비스입니다. PCS의 주요 특징은 사용자의 전화번호가 사용자의 전화나 무선 모뎀이 아닌 사용자 자신과 "연결"되는 개인 통신 번호(PCN)가 된다는 것입니다. PCS를 사용하는 전 세계 여행자는 PCN을 통해 자유롭게 전화 및 이메일을 받을 수 있습니다.

셀룰러 통신은 원래 자동차용으로 만들어졌지만 개인 통신은 더 큰 가능성을 의미했습니다. 기존 셀룰러 통신과 비교하여 PCS에는 몇 가지 장점이 있습니다. 첫째, 완전히 디지털 방식이므로 더 높은 데이터 전송 속도를 제공하고 데이터 압축 기술의 사용을 용이하게 합니다. 둘째, PCS에 사용되는 주파수 범위(1850-2200MHz)를 통해 통신 인프라 비용을 줄일 수 있습니다. (PCS 기지국 안테나의 전체 치수는 셀룰러 네트워크 기지국 안테나의 전체 치수보다 작기 때문에 생산 및 설치 비용이 저렴합니다.)

이론적으로 미국의 모바일 시스템은 824MHz와 894MHz의 두 가지 주파수 대역에서 작동합니다. PCS는 1850MHz와 1990MHz에서 작동합니다. 그리고 이 서비스는 TDMA 표준을 기반으로 하기 때문에 PCS는 8개의 시간 슬롯을 가지며 채널 간격은 200KHz입니다. 이는 일반적인 3개의 시간 슬롯과 채널 간 30KHz입니다.


3G는 이동통신의 최신 기술이다. 3G는 휴대폰이 3세대에 속한다는 의미입니다. 1세대는 아날로그 휴대폰이고, 2세대는 디지털 휴대폰입니다. 3G 기술은 일반적으로 스마트폰이라고 불리는 멀티미디어 휴대폰에 사용됩니다. 이러한 전화기에는 다중 대역과 고속 데이터 전송 기능이 있습니다.

3G는 여러 모바일 표준을 사용합니다. 가장 일반적인 세 ​​가지는 다음과 같습니다.

CDMA2000은 2세대 CDMA One 표준을 더욱 발전시킨 것입니다.
WCDMA(광대역 코드 분할 다중 접속 - 광대역 CDMA)는 대부분의 이동통신 사업자가 3G 서비스를 지원하기 위해 광대역 무선 액세스를 제공하기 위해 선택한 무선 인터페이스 기술입니다.
TD-SCDMA(영어 시분할 - 동기 코드 분할 다중 접속)는 3세대 모바일 네트워크에 대한 중국 표준입니다.

3G 네트워크는 최대 3Mbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있습니다. 따라서 3분짜리 MP3 노래를 다운로드하는 데 약 15초밖에 걸리지 않습니다. 비교를 위해 2세대 휴대폰을 살펴보겠습니다. 가장 빠른 2G 휴대폰은 최대 144Kb/s의 데이터 전송 속도에 도달할 수 있습니다(3분짜리 노래를 다운로드하는 데 약 8시간이 소요됨). 고속 3G 데이터 전송은 인터넷에서 정보를 다운로드하고 대용량 멀티미디어 파일을 보내고 받는 데 이상적입니다. 3G 휴대폰은 인터넷 동영상 스트리밍, 팩스 송수신, 이메일 메시지 다운로드 등 대용량 애플리케이션을 처리할 수 있는 일종의 미니 노트북이다.

물론 이를 위해서는 전화에서 전화로 무선 신호를 전송하는 기지국이 필요합니다.


휴대폰 기지국은 공중으로 수백 피트 솟아오른 주조 금속 또는 격자 구조입니다. 이 사진은 3개의 다른 이동통신사에 "서비스를 제공"하는 현대적인 타워를 보여줍니다. 기지국의 베이스를 보면 각 이동통신사가 자체 장비를 설치한 것을 볼 수 있는데, 요즘은 이 장비가 공간을 거의 차지하지 않습니다(오래된 타워의 베이스에는 이러한 장비를 위한 작은 공간이 만들어졌습니다).

기지국. http://www.prattfamily.demon.co.uk의 사진

무선 송신기와 수신기는 타워가 휴대폰과 통신하는 덕분에 이러한 블록 내부에 배치됩니다. 라디오는 여러 개의 두꺼운 케이블로 타워의 안테나에 연결됩니다. 자세히 살펴보면 타워 자체와 기지국 기지에 있는 회사의 모든 케이블 및 장비가 잘 접지되어 있음을 알 수 있습니다. 예를 들어, 녹색 전선이 부착된 플레이트는 구리 접지면입니다.


다른 전자 장치와 마찬가지로 휴대폰에도 문제가 발생할 수 있습니다.

대부분의 경우 장치에 습기가 유입되어 부품이 부식되는 경우가 있습니다. 휴대폰에 습기가 들어가면 전원을 켜기 전에 휴대폰이 완전히 건조되었는지 확인해야 합니다.
온도가 지나치게 높으면(예: 자동차 안) 휴대폰의 배터리나 전자 회로 기판이 손상될 수 있습니다. 온도가 너무 낮으면 화면이 꺼질 수 있습니다.
아날로그 휴대폰은 종종 "복제" 문제에 직면합니다. 누군가가 식별 번호를 가로채서 다른 번호로 무료로 전화를 걸 수 있으면 전화는 "복제"된 것으로 간주됩니다.

"복제"가 작동하는 방식은 다음과 같습니다. 누군가에게 전화하기 전에 전화기는 ESN 및 MIN 코드를 네트워크로 전송합니다. 이 코드는 고유하며 회사에서 통화 청구서를 누구에게 보낼지 아는 덕분입니다. 휴대전화가 MIN/ESN 코드를 전송하면 누군가 특수 장치를 사용하여 이를 듣고 가로챌 수 있습니다. 이 코드를 다른 휴대폰에서 사용하는 경우 해당 코드 소유자가 요금을 지불하므로 완전히 무료로 전화를 걸 수 있습니다.

이론적 부분에서는 셀룰러 통신 창설의 역사, 창립자, 표준 연대기 등을 탐구하지 않을 것입니다. 관심 있는 분들을 위해 인쇄된 출판물과 인터넷에 많은 자료가 있습니다.

휴대폰(휴대폰)이 무엇인지 살펴보겠습니다.

그림은 매우 간단한 방식으로 작동 원리를 보여줍니다.

그림 1 휴대폰 작동 방식

휴대폰은 850MHz, 900MHz, 1800MHz, 1900MHz 범위의 주파수 중 하나에서 작동하는 송수신기입니다. 또한 수신과 송신은 주파수별로 구분됩니다.

GSM 시스템은 다음과 같은 3가지 주요 구성 요소로 구성됩니다.

기지국 서브시스템(BSS – 기지국 서브시스템);

스위칭/스위칭 하위 시스템(NSS – NetworkSwitchingSubsystem);

운영 및 유지 관리 센터(OMC)

간단히 말해서 다음과 같이 작동합니다.

셀룰러(휴대) 전화는 기지국(BS) 네트워크와 상호 작용합니다. BS 타워는 일반적으로 지상 마스트, 주택 지붕 또는 기타 구조물에 설치되거나 모든 종류의 라디오/TV 중계기 등의 임대 기존 타워와 보일러 하우스 및 건물의 고층 굴뚝에 설치됩니다. 다른 산업 구조.

전화기를 켠 후 나머지 시간에는 기지국에서 나오는 GSM 신호가 있는지 전파를 모니터링(청취, 스캔)합니다. 전화기는 특수 식별자를 사용하여 네트워크 신호를 식별합니다. 하나가 있는 경우(전화기가 네트워크 서비스 지역에 있음) 전화는 신호 강도 측면에서 가장 좋은 주파수를 선택하고 이 주파수에서 네트워크에 등록하라는 요청을 BS에 보냅니다.

등록 프로세스는 기본적으로 인증(권한 부여) 프로세스입니다. 그 본질은 휴대폰에 삽입된 각 SIM 카드에 IMSI(국제 모바일 가입자 신원) 및 Ki(식별 키)라는 고유한 식별자가 있다는 사실에 있습니다. 이들 동일한 IMSI와 Ki는 통신사업자가 제조된 SIM 카드를 받을 때 인증센터(AuC)의 데이터베이스에 입력된다. 네트워크에 전화를 등록하면 식별자가 AuC인 BS로 전송됩니다. 다음으로 AuC(식별 센터)는 특수 알고리즘을 사용하여 계산을 수행하는 데 필요한 난수를 전화기로 전송합니다. 이 계산은 휴대폰과 AuC에서 동시에 발생하며, 그 후 두 결과가 비교됩니다. 일치하면 SIM 카드가 정품으로 인식되고 휴대폰이 네트워크에 등록됩니다.

전화기의 경우 네트워크의 식별자는 고유 IMEI(International Mobile Equipment Identity) 번호입니다. 이 숫자는 일반적으로 10진수 표기법으로 15자리로 구성됩니다. 예를 들어 35366300/758647/0입니다. 처음 8자리는 전화기 모델과 출처를 나타냅니다. 나머지는 휴대폰의 일련번호와 수표번호입니다.

이 번호는 전화기의 비휘발성 메모리에 저장됩니다. 오래된 모델에서는 특수 소프트웨어와 적절한 프로그래머(때때로 데이터 케이블)를 사용하여 이 번호를 변경할 수 있으며 최신 전화기에서는 중복됩니다. 번호의 복사본 하나는 프로그래밍할 수 있는 메모리 영역에 저장되고, 복사본은 제조업체에서 한 번 프로그래밍하고 다시 프로그래밍할 수 없는 OTP(One Time 프로그래밍) 메모리 영역에 저장됩니다.

그래서 첫 번째 메모리 영역의 번호를 변경하더라도 휴대폰을 켜면 두 메모리 영역의 데이터를 비교하여 서로 다른 IMEI 번호가 감지되면 휴대폰을 차단합니다. 왜 이 모든 것을 바꾸나요? 실제로 대부분의 국가의 법률에서는 이를 금지하고 있습니다. 휴대폰의 IMEI 번호는 온라인으로 추적됩니다. 따라서 휴대폰을 도난 당할 경우 추적 및 압수될 수 있습니다. 그리고 이 번호를 다른 (직장) 번호로 변경하면 전화를 찾을 확률이 0으로 줄어듭니다. 이러한 문제는 네트워크 운영자 등의 적절한 지원을 받아 정보 기관에서 처리됩니다. 그러므로 이 주제에 대해서는 더 깊이 다루지 않겠습니다. 우리는 IMEI 번호 변경의 순전히 기술적 측면에 관심이 있습니다.

사실 특정 상황에서는 소프트웨어 오류나 잘못된 업데이트로 인해 이 번호가 손상될 수 있으며, 그러면 전화기가 사용하기에 전혀 적합하지 않게 됩니다. IMEI와 장치 기능을 복원하기 위해 모든 수단을 동원하는 곳입니다. 이 점에 대해서는 소프트웨어 휴대폰 수리 섹션에서 자세히 설명하겠습니다.

이제 GSM 표준의 가입자 간 음성 전송에 대해 간략히 설명합니다. 실제로 이는 기술적으로 매우 복잡한 프로세스로, 가정용 유선/무선 전화와 같은 아날로그 네트워크를 통한 일반적인 음성 전송과는 완전히 다릅니다. 디지털 DECT 무선 전화는 다소 유사하지만 구현 방식은 여전히 ​​다릅니다.

사실은 가입자의 목소리가 방송되기 전에 많은 변화를 겪는다는 것입니다. 아날로그 신호는 20ms 기간의 세그먼트로 분할된 후 디지털로 변환된 후 소위 암호화 알고리즘을 사용하여 인코딩됩니다. 공개 키 - EFR 시스템(Enhanced Full Rate - 핀란드 회사 Nokia가 개발한 고급 음성 코딩 시스템).

모든 코덱 신호는 DTX(불연속 전송) 원리, 즉 간헐적 음성 전송을 기반으로 하는 매우 유용한 알고리즘으로 처리됩니다. 그 유용성은 전화 송신기를 제어하여 말이 시작될 때만 켜고 대화 사이에 일시 중지되는 동안 꺼진다는 사실에 있습니다. 이 모든 것은 코덱에 포함된 음성 활동 감지기인 VAD(음성 활성화 감지기)를 사용하여 달성됩니다.

수신 구독자의 경우 모든 변환이 역순으로 발생합니다.