Cos'è un telefono cellulare? È un sistema che utilizza un gran numero di trasmettitori wireless a bassa potenza per creare celle, la principale area di copertura geografica di un sistema di comunicazione wireless. I livelli di potenza variabili consentono di determinare le dimensioni delle celle in base alla densità degli abbonati e alle esigenze regionali.
Quando gli utenti mobili si spostano da una cellula all' altra, le loro conversazioni vengono "trasferite" tra queste aree per garantire un servizio ininterrotto. I canali (frequenze) utilizzati in una di queste unità possono essere riutilizzati in un' altra a una certa distanza.
Cellulare è…
Cellulare si riferisce al servizio di telefonia mobile avanzato (AMPS), che divide una regione geografica in aree chiamate celle. Lo scopo di questa suddivisione è sfruttare al massimo il numero limitato di frequenze di trasmissione.
Il cellulare è una forma di tecnologia di comunicazione che consente di utilizzare i telefoni cellulari.
Telefono cellulareè una radio bidirezionale che fornisce trasmissione e ricezione simultanee.
La comunicazione mobile cellulare si basa sulla divisione geografica dell'area di copertura della comunicazione. A ciascuna cella viene assegnato un certo numero di frequenze (o canali), che consentono a un gran numero di abbonati di condurre conversazioni simultanee.
L'elemento comune a tutte le generazioni di tecnologie di comunicazione mobile è l'uso di determinate frequenze radio (RF) e il riutilizzo delle frequenze. Ciò consente di fornire servizi a un gran numero di abbonati riducendo il numero di canali (larghezza di banda). Consente inoltre di creare reti estese integrando completamente le funzionalità avanzate dei telefoni cellulari.
L'aumento della domanda e dei consumi, nonché lo sviluppo di varie tipologie di servizi, ha accelerato il rapido sviluppo tecnologico delle moderne reti, nonché il continuo miglioramento degli stessi dispositivi cellulari.
Come funziona la comunicazione mobile
Ogni telefono cellulare utilizza un canale radio temporaneo separato per comunicare con il sito cellulare. Questo sito supporta la comunicazione con più telefoni contemporaneamente utilizzando un canale per telefono. I canali utilizzano una coppia di frequenze cellulari:
- Linea diretta per la trasmissione dal sito cellulare.
- Linea inversa in modo che il sito cellulare possa ricevere chiamate dagli utenti.
L'energia radiofonica si dissipa a distanza, quindi i telefoni cellulari devono rimanere vicini alla stazione base per tenersi in contatto. Struttura di base del cellularereti include sistemi telefonici e servizi radio.
Il principio della comunicazione cellulare (per i manichini)
Il processo inizia con l'attivazione del chip inserendo il codice PIN della SIM inserita. Quindi il segnale cellulare viene trasmesso sui canali di controllo. La risposta del numero chiamato viene trasmessa su un canale di controllo libero all'antenna della stazione base, da dove viene trasmessa al centro di commutazione mobile.
Il centro di commutazione sta cercando una stazione base con la massima potenza del segnale del cellulare di un abbonato cellulare e passa ad essa la conversazione.
Architettura iniziale del sistema telefonico
Il servizio mobile tradizionale era strutturato in modo simile alle trasmissioni televisive: un trasmettitore molto potente, situato nel punto più alto della zona, trasmetteva fino a un raggio di cinquanta chilometri.
Il concetto cellulare ha strutturato la rete telefonica in modo diverso. Invece di utilizzare un trasmettitore potente, molti trasmettitori a bassa potenza sono stati posizionati in tutta l'area di copertura cellulare.
Ad esempio, dividendo un'area in cento diverse aree (celle) con trasmettitori a bassa potenza utilizzando dodici conversazioni (canali), la capacità del sistema potrebbe teoricamente essere aumentata da dodici conversazioni o canali vocali utilizzando un potente trasmettitore a dodici cento conversazioni (canali) utilizzando cento trasmettitori a bassa potenza.
Area urbana configurata come tradizionalerete di telefonia mobile con un potente trasmettitore.
Sistema di comunicazione mobile che utilizza il concetto cellulare
Problemi di interferenza causati da dispositivi mobili che utilizzano lo stesso canale in aree adiacenti hanno dimostrato che non tutti i canali possono essere riutilizzati in ogni cella. Sebbene abbia influito sull'efficacia del concetto originale, il riutilizzo delle frequenze è diventato una valida soluzione ai problemi dei sistemi di telefonia mobile.
Gli ingegneri hanno scoperto che l'effetto dell'interferenza non era correlato alla distanza tra le zone, ma al rapporto tra distanza e potenza (raggio) dei trasmettitori di zona. Riducendo il raggio della zona del cinquanta percento, i fornitori di servizi possono quadruplicare il numero di potenziali clienti nella zona.
I sistemi basati su aree con un raggio di un chilometro avranno cento volte più canali rispetto ai sistemi basati su aree con un raggio di dieci chilometri. La speculazione ha portato alla conclusione che riducendo il raggio della zona a poche centinaia di metri, fosse possibile servire milioni di chiamate.
Il concetto cellulare utilizza livelli di potenza bassi variabili, consentendo di adattare le celle alla densità degli abbonati e alle esigenze dell'area. Man mano che la popolazione cresce, è possibile aggiungere cellule per accogliere questa crescita.
Le frequenze cellulari utilizzate in un cluster di celle possono essere riutilizzate in altre celle. Le conversazioni possono essere passate da una cella all' altra per mantenere una costanteconnessione telefonica quando l'utente si sposta tra di loro.
Le apparecchiature radio cellulari (stazione base) possono comunicare con i telefoni cellulari purché si trovino nel raggio d'azione. L'energia radio si dissipa a distanza, quindi i telefoni cellulari devono trovarsi all'interno del raggio operativo della stazione base. Come il primo sistema radiomobile, la stazione base comunica con i telefoni cellulari tramite un canale.
Il canale è composto da due frequenze: una per trasmettere alla stazione base e una per ricevere informazioni dalla stazione base.
Architettura del sistema cellulare
La crescente domanda e la scarsa qualità dei servizi esistenti hanno spinto i fornitori di servizi mobili a esplorare modi per migliorare la qualità del servizio e supportare più utenti sui loro sistemi. Poiché la quantità di spettro di frequenza disponibile per l'uso cellulare mobile era limitata, era necessario un uso efficiente delle frequenze richieste per coprire le comunicazioni.
Nella telefonia cellulare odierna, le aree rurali e urbane sono suddivise in aree secondo regole di servizio specifiche. I parametri di distribuzione come il numero di divisioni e le dimensioni delle celle sono determinati da ingegneri esperti nell'architettura cellulare.
L'approvvigionamento per ciascuna regione è pianificato in base al piano ingegneristico, che include celle, cluster, riutilizzo delle frequenze e trasferimento.
La cellula è l'unità geografica di base del sistema cellulare. Queste sono le stazioni basetrasmettere un segnale attraverso piccole aree geografiche, che sono rappresentate come esagoni. La dimensione di ciascuno varia a seconda del paesaggio. A causa delle limitazioni imposte dal terreno naturale e dalle strutture artificiali, la vera forma delle celle non è un esagono perfetto.
Un cluster è un gruppo di celle. Nessun canale viene riutilizzato nel cluster.
Poiché solo un piccolo numero di frequenze radio era disponibile per i sistemi mobili, gli ingegneri hanno dovuto trovare un modo per riutilizzare i canali radio per trasmettere più di una conversazione alla volta. La decisione presa dall'industria è stata chiamata programmazione o riutilizzo della frequenza. Il riutilizzo della frequenza è stato realizzato ristrutturando l'architettura del sistema di telefonia mobile nel concetto di comunicazione cellulare.
Gli standard cellulari sono i seguenti: il concetto di riutilizzo delle frequenze si basa sull'assegnazione a ciascuna cellula di un gruppo di canali radio utilizzati all'interno di una piccola area geografica. Alle celle viene assegnato un gruppo di canali completamente diverso dalle unità simili vicine. La loro area di copertura è chiamata impronta. Questa impronta è delimitata da un confine in modo che lo stesso gruppo di canali possa essere utilizzato in celle diverse che sono sufficientemente distanti tra loro da non interferire con le loro frequenze.
Le celle con lo stesso numero hanno lo stesso insieme di frequenze. Se il numero di frequenze disponibili è 7, il fattore di riutilizzo della frequenzaè uguale a 1/7. Cioè, ogni cella utilizza 1/7 dei canali cellulari disponibili.
Ostacoli nello sviluppo delle comunicazioni cellulari
Purtroppo, considerazioni economiche hanno reso impraticabile il concetto di costruire sistemi completi con molte piccole aree. Per superare questa difficoltà, gli operatori di sistema hanno sviluppato l'idea della divisione cellulare. Quando un'area di servizio si riempie di utenti, questo approccio viene utilizzato per dividere un'area in aree più piccole. Pertanto, i centri urbani possono essere suddivisi in tutte le aree necessarie per fornire un livello accettabile di servizio nelle regioni ad alto traffico, mentre celle più grandi e meno costose possono essere utilizzate per coprire le aree rurali periferiche.
L'ultimo ostacolo nello sviluppo della rete cellulare è legato al problema sorto quando un abbonato cellulare si spostava da una cella all' altra durante una chiamata. Poiché le aree adiacenti non utilizzano gli stessi canali radio, la chiamata deve essere interrotta o trasferita da un canale radio all' altro quando l'utente attraversa la linea tra celle adiacenti.
Poiché non è consentito interrompere la chiamata, è stato creato un processo di trasferimento. Il passaggio di consegne si verifica quando una rete di telefoni cellulari trasferisce automaticamente una chiamata a un altro canale radio quando il dispositivo mobile attraversa celle adiacenti.
Durante una conversazione, le due parti sono sullo stesso canale vocale. Quando il dispositivo mobile lascia l'area di copertura di questosito cellulare, la ricezione diventa debole. A questo punto, il sito cellulare in uso richiede un passaggio di consegne. Il sistema trasferisce la chiamata su un canale a frequenza più alta nel nuovo sito senza interrompere la chiamata o avvisare l'utente. La chiamata continua finché l'utente sta parlando e il chiamante non si accorge del trasferimento.
Componenti del sistema cellulare
Il sistema cellulare offre centrali telefoniche mobili e portatili lo stesso servizio delle centrali fisse su circuiti cablati convenzionali. È in grado di servire decine di migliaia di abbonati in una grande metropoli. Il sistema di comunicazione cellulare è costituito dai seguenti quattro componenti principali che lavorano insieme per fornire servizi di telefonia mobile agli abbonati:
- Rete telefonica pubblica commutata (PSTN).
- Centrale di telefonia mobile (MTSO).
- Sito cellulare con sistema di antenne.
- Stazione per abbonati mobili (MSU).
PSTN è costituito da reti locali, reti di scambio e reti a lunga distanza che collegano telefoni e altri dispositivi di comunicazione in tutto il mondo.
MTSO è l'ufficio centrale delle comunicazioni mobili. Ospita un centro di commutazione delle comunicazioni (MSC), controllo sul campo e stazioni di inoltro per trasferire le chiamate dai siti cellulari agli uffici centrali fissati (PSTN).
Il termine "sito cellulare" viene utilizzato per riferirsi alla posizione fisica dell'apparecchiatura radio che fornisce la copertura cellulare. L'elenco dell'hardware situato nel sito della cella include alimentatori,apparecchiature di interfaccia, trasmettitori e ricevitori RF e sistemi di antenne.
L'unità abbonato mobile è composta da un'unità di controllo e un ricetrasmettitore che trasmette e riceve trasmissioni radio da e verso il sito cellulare. Sono disponibili tre tipi di MSU:
- Telefono cellulare (potenza di trasmissione tipica 4,0 W).
- Portatile (potenza di trasmissione tipica di 0,6 W).
- Trasportabile (la potenza di trasmissione tipica è 1,6 W).
Torri cellulari dannose
La comunicazione cellulare è una grande svolta nella scienza e nella tecnologia del suo tempo, che non è stata senza conseguenze. L'industria dei telefoni cellulari continua a sostenere che i ripetitori cellulari non sono un pericolo per la salute, ma al giorno d'oggi meno persone lo credono.
Le torri cellulari sono dannose? Sfortunatamente, la risposta corretta è sì. Le microonde possono interferire con i campi elettromagnetici del tuo corpo, causando molti potenziali problemi di salute:
- Mal di testa.
- Perdita di memoria.
- Stress cardiovascolare.
- Basso numero di spermatozoi.
- Difetti congeniti.
- Cancro.
Ci sono prove evidenti che le radiazioni elettromagnetiche provenienti dalle torri sono dannose per la salute.
Esempio: uno studio sull'effetto di una torre a gabbia su una mandria di bovini da latte è stato condotto dal governo dello stato della Baviera in Germania, i risultati sono stati pubblicati nel 1998. L'erezione della torre ha causato effetti negativi sulla salute, provocando una caduta percettibileresa di latte. Il trasferimento del bestiame ripristinò la produzione di latte. Riportarli al loro pascolo originale ha ricreato il problema.
Comunicazioni cellulari in Russia
Su 100 possibili codici cellulari russi, 79 sono utilizzati e 21 sono gratuiti. I codici gratuiti sono in riserva e non appartengono ancora a nessun operatore.
Più di 80 società di comunicazione cellulare sono registrate nella Federazione Russa, fornendo i loro servizi nel paese. Gli operatori di telefonia mobile dispongono di prefissi in formato 9xx. I numeri di cellulare sono di dieci cifre e iniziano con +79xx o 89xx.
I maggiori operatori includono: MTS (Mobile TeleSystems), Beeline (Vympel-Communications), MegaFon, Tele2 (T2-Mobile). I tre grandi operatori (MTS, Beeline e MegaFon) possiedono tutta una serie di numeri.
