Mawasiliano ya rununu ni nini, bila ambayo mtu wa kisasa hawezi kufikiria maisha? Hii ni aina ya uunganisho ambayo chaneli ya mwisho haina waya. Mtandao huu unasambazwa juu ya maeneo ya ardhini yanayoitwa seli, ambayo kila moja huhudumiwa na angalau kipenyozi kimoja cha eneo maalum, lakini kwa kawaida na vituo vitatu vya kisanduku vya rununu au vya msingi. Huipatia kisanduku chanjo ya mtandao ambayo inaweza kutumika kubeba sauti, data na aina nyingine za maudhui.
Inafanyaje kazi?
Je, simu za mkononi zinafanya kazi gani? Seli kwa kawaida hutumia seti tofauti ya masafa kutoka kwa jirani ili kuepuka kuingiliwa na kuhakikisha ubora wa huduma uliohakikishwa katika kila seli (kanuni ya seli). Zikiunganishwa, seli hizi hutoa ufikiaji wa redio katika eneo lililopanuliwa la kijiografia. Hii inaruhusu idadi kubwa ya transceivers zinazobebeka (kwa mfano, rununusimu, kompyuta za mkononi na kompyuta ndogo zilizo na modemu za mtandao wa intaneti, paja, n.k.) huwasiliana zenyewe na kwa vipokea sauti na simu zisizobadilika popote kwenye mtandao kupitia stesheni za msingi, hata kama baadhi ya visambaza data hupitia seli nyingi wakati wa uwasilishaji.
Mawasiliano ya rununu yana idadi ya vipengele muhimu:
- Uwezo wa juu zaidi kuliko kisambaza sauti kimoja kikubwa, kwa kuwa masafa sawa yanaweza kutumika kwa chaneli nyingi ikiwa ziko katika visanduku tofauti.
- Vifaa vya rununu hutumia nishati kidogo kuliko vinapounganishwa kwenye kisambaza data kimoja au setilaiti kwa sababu minara ya seli iko karibu zaidi.
- Njia kubwa kuliko kisambazaji kisambaza data kimoja duniani kwani minara ya ziada ya seli inaweza kuongezwa kwa muda usiojulikana na haionekani tu.
Hii imeendelea kwa kiwango gani leo?
Watoa huduma wakuu wa mawasiliano ya simu wamesambaza mitandao ya simu za mkononi kwa ajili ya uwasilishaji wa sauti na maudhui kwenye sehemu kubwa ya maeneo ya Dunia inayokaliwa na watu. Hii inaruhusu simu za rununu na vifaa vya kompyuta kuunganishwa kwenye mtandao wa kawaida wa simu na mtandao wa umma.
Mikoa ya watoa huduma za simu inaweza kuwa tofauti - kutoka eneo la nchi hadi kifaa kidogo. Mitandao ya seli za kibinafsi inaweza kutumika kwa utafiti au kwa mashirika makubwa na bustani, kama vile kutuma simu kwa mashirika ya usalama ya umma au kampuni ya teksi.
Ni kampuni gani ya simu inayoongoza leo? Leo, kila nchi ina watoa huduma wake. Nchini Urusi, MTS na Megafon zinachukua nafasi ya kwanza katika suala la kuenea.
dhana
Mawasiliano ya simu za mkononi ni nini na yanafanya kazi vipi? Katika mfumo wa mawasiliano ya simu ya redio, eneo la ardhi litakalotolewa na huduma hii limegawanywa katika seli katika muundo unaotegemea ardhi na sifa za mapokezi. Inaweza kuwa takribani hexagonal, mraba, duara, au umbo lingine la kawaida, ingawa masega ya asali yenye pembe sita ni ya kawaida. Kila moja ya seli hizi imepewa seti ya masafa (f1 - f6) ambayo vituo vya msingi vya redio vinavyohusika. Kikundi cha masafa kinaweza kutumika tena katika visanduku vingine, mradi masafa sawia hayatumiwi tena katika visanduku vilivyo jirani, kwa sababu hii inaweza kusababisha mwingiliano wa idhaa shirikishi.
Ongezeko la utumiaji kwenye mtandao wa simu za mkononi ikilinganishwa na mtandao wa kisambaza data kimoja kulitokana na mfumo wa kubadilishia simu uliotengenezwa na Amos Joel wa Bell Labs, ambao uliwaruhusu watumiaji wengi wanaojisajili katika eneo moja kutumia masafa sawa wanapobadilisha simu. Ikiwa kuna kisambaza sauti kimoja rahisi, simu moja tu inaweza kutumika kwa masafa yoyote. Kwa bahati mbaya, bila shaka kuna kiwango fulani cha mwingiliano kutoka kwa seli zingine zinazotumia masafa sawa. Hii ina maana kwamba katika mfumo wa kawaida wa FDMA, lazima kuwe na angalau pengo moja kati ya seli zinazotumia tena marudio sawa.
Teknolojia hii ilikujaje?
Mtandao wa kwanza wa kibiashara wa 1G ulizinduliwa nchini Japani na Nippon Telegraph and Telephone (NTT) mnamo 1979, mwanzoni katika eneo la jiji la Tokyo. Ndani ya miaka mitano, ilipanuliwa ili kujumuisha wakazi wote wa Japani, na kuwa mtandao wa kwanza wa 1G nchini kote.
Usimbaji wa simu ya mkononi
Ili kuelewa mawasiliano ya simu za mkononi ni nini, unahitaji kuelewa viwango vyake. Ili kutofautisha mawimbi kutoka kwa visambaza data mbalimbali, aina zifuatazo za ufikiaji nyingi zimetengenezwa:
- division ya saa (TDMA);
- mgawanyiko wa masafa (FDMA);
- Kitengo cha Kanuni (CDMA);
- Kitengo cha Orthogonal Frequency (OFDMA).
Katika TDMA, muda wa kupitisha na kupokea unaotumiwa na watumiaji tofauti katika kila seli ni tofauti.
Katika FDMA, masafa ya kutuma na kupokea yanayotumiwa na watumiaji mbalimbali katika kila seli ni tofauti.
Kanuni ya CDMA ni changamano zaidi lakini inapata matokeo sawa: vipitisha data vilivyosambazwa vinaweza kuchagua seli moja na kuisikiliza.
TDMA inatumika pamoja na FDMA au CDMA katika baadhi ya mifumo ili kutoa chaneli nyingi katika eneo la chanjo ya seli moja.
Mtindo wa kisasa
Je, simu ya mkononi ya LTE kwenye kompyuta kibao ni nini? Hivi majuzi, mifumo kulingana na mgawanyiko wa mzunguko wa orthogonal hugawanya ufikiaji mwingi, kama vileLTE, matumizi ya mara kwa mara 1.
Kwa sababu mifumo kama hii haienezi mawimbi kwenye bendi ya masafa, usimamizi wa rasilimali ya redio baina ya seli ni muhimu kwa kuratibu ugawaji wa rasilimali kati ya seli tofauti na kwa kuzuia mwingiliano kati ya seli. Kuna mbinu mbalimbali za Uratibu wa Kuingilia Kati kwa Seli (ICIC) ambazo tayari zimebainishwa katika kiwango.
Ratiba iliyoratibiwa, MIMO ya tovuti nyingi au uwekaji mwangaza wa tovuti nyingi ni mifano mingine ya usimamizi wa rasilimali za redio kati ya seli ambayo inaweza kusawazishwa katika siku zijazo.
Tangaza ujumbe na mawimbi
Simu ya rununu ni nini? Ufafanuzi umetolewa hapo juu. Karibu kila mfumo kama huo una aina fulani ya utaratibu wa utangazaji. Hii inaweza kutumika moja kwa moja kusambaza habari kwa simu nyingi za rununu. Kwa madhumuni haya, vikuza sauti vya simu pia hutumiwa.
Kwa kawaida, kwa mfano, katika mifumo ya simu za mkononi, matumizi muhimu zaidi ya taarifa ya utangazaji ni kusanidi chaneli za mawasiliano ya moja kwa moja kati ya kisambaza data cha simu na kituo cha msingi. Hii inaitwa ishara ya seli. Taratibu tatu tofauti za kuashiria hutumika kwa kawaida: mfululizo, sambamba na kuchagua.
Maelezo ya mchakato wa kurasa hutofautiana kwa kiasi fulani kutoka mtandao hadi mtandao, lakini kwa kawaida kuna idadi ndogo ya visanduku ambamo simu hukaa (kikundi hiki huitwa eneo la chanjo katika mfumo wa GSM au UMTS, au uelekezaji. eneo ikiwa kikao kinahusika).mfuko wa data; katika LTE, visanduku vimepangwa katika eneo la ufuatiliaji).
Kutia sahihi hutokea kwa kutuma ujumbe wa matangazo kwa visanduku hivi vyote. Ujumbe wa kuashiria unaweza kutumika kuwasilisha habari. Hii hutokea kwa kurasa, katika mifumo ya CDMA ya kutuma ujumbe mfupi wa SMS, na katika mfumo wa UMTS ambapo inaruhusu kuchelewa kwa viungo vya chini katika miunganisho ya pakiti.
Msogeo kati ya visanduku na utumaji data
Ni aina gani ya kisasa ya mawasiliano ya rununu? Katika mfumo wa mawasiliano ya seli, wakati transceivers za simu zinazosambazwa huhamia kutoka kwa seli hadi kiini wakati wa mawasiliano ya kuendelea, kubadili kutoka kwa mzunguko wa seli moja hadi nyingine hufanyika kwa umeme bila usumbufu na bila operator wa kituo cha msingi au kubadili mwongozo. Hii inaitwa data ya simu. Kwa kawaida, chaneli mpya huchaguliwa kiotomatiki kwa kifaa cha rununu kwenye kituo kipya cha msingi ambacho kitaihudumia. Kisha kifaa hubadilika kiotomatiki kutoka kwa kituo cha sasa hadi kipya na muunganisho unaendelea.
Maelezo kamili ya kuhamisha mawasiliano ya simu za mkononi kutoka kituo cha msingi hadi kingine hutofautiana pakubwa kutoka mfumo hadi mfumo.
usanifu wa mtandao wa GSM
Mfano unaojulikana zaidi wa mtandao wa simu za mkononi ni mtandao wa simu za rununu (za rununu). Hii ni simu ya mkononi inayopokea au kupiga simu kupitia tovuti ya simu (msingi) au mnara wa upokezaji. Mawimbi ya redio hutumika kusambaza mawimbi kwa au kutoka kwa simu ya mkononi.
Ya kisasaMitandao ya simu hutumia seli kwa sababu masafa ya redio ni nyenzo ndogo ya kawaida. Vituo vya rununu na simu hubadilisha masafa chini ya udhibiti wa kompyuta na kutumia visambaza umeme vya chini ili idadi ndogo ya masafa ya redio kwa kawaida inaweza kutumiwa na watumiaji wengi kwa wakati mmoja bila kuingiliwa kidogo.
Jinsi muunganisho unavyofanya kazi
Mtandao wa simu za mkononi hutumiwa na opereta wa simu ili kufikia huduma na uwezo wa watumiaji wake. Maeneo makubwa ya kijiografia yamegawanywa katika seli ndogo ili kuepuka upotevu wa mawimbi ya mstari wa kuona na kusaidia idadi kubwa ya simu zinazotumika katika eneo hilo. Maeneo yote ya huduma yameunganishwa kwa ubadilishanaji wa simu (au swichi), ambazo, kwa upande wake, zimeunganishwa kwenye mtandao wa simu za umma.
Je, simu za mkononi kama modemu? Kwa hakika, huu ni muunganisho sawa na unaosambaza pakiti za habari kupitia Mtandao.
Katika miji, kila tovuti ya seli inaweza kuwa na umbali wa hadi takriban kilomita 0.80, ilhali katika maeneo ya mashambani safu hii inaweza kuwa hadi kilomita 8. Kuna uwezekano kwamba katika maeneo ya wazi, mtumiaji anaweza kupokea mawimbi kutoka kwa tovuti ya seli kwa umbali wa hadi kilomita 40.
Kwa sababu karibu simu zote za rununu hutumia mawasiliano ya simu ya GSM, CDMA na AMPS, neno "simu ya rununu" linatumika kwa kubadilishwa na "simu". Lakini inafaa kuzingatia baadhi ya tofauti kati ya vifaa hivi.
Mawasiliano ya simu za mkononi ni ninikwenye iPhone? Huu ni uwezo wa kuunganisha kwenye mtandao kwa kutumia viwango viwili kwa wakati mmoja - GSM na CDMA. Hata hivyo, simu za setilaiti ni vifaa vya rununu ambavyo haviwasiliani moja kwa moja na mnara wa seli duniani, lakini vinaweza kufanya hivyo kwa njia isiyo ya moja kwa moja kupitia setilaiti.
Ni miundo gani ya mawasiliano inaweza kutumika?
Kuna idadi ya teknolojia tofauti za simu za kidijitali, zikiwemo:
- Mfumo wa Kimataifa wa Mawasiliano ya Simu (GSM).
- Huduma ya Redio ya Kifurushi cha Jumla (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 data iliyoboreshwa (EV-DO).
- Viwango vya data vilivyoboreshwa kwa GSM (EDGE).
- Mfumo wa Universal wa Mawasiliano ya Simu (UMTS).
- Mawasiliano Yanayotumia Waya Yanayoimarishwa Dijitali (DECT).
- AMPS Dijitali (IS-136 / TDMA).
- Mtandao Uliounganishwa wa Kidijitali Ulioboreshwa (iDEN).
Mabadiliko kutoka kwa kiwango cha analogi kilichopo hadi kiwango cha dijitali yalikuwa tofauti sana barani Ulaya na Marekani. Kwa hiyo, viwango vingi vya digital vimeonekana nchini Marekani, na Ulaya na nchi nyingi zimehamia karibu na GSM. Hii inafafanua upekee wa kazi ya iPhone kwenye mtandao.
Muundo wa mtandao wa simu
Uwakilishi rahisi wa mtandao wa simu za mkononi katika suala la mawasiliano ya redio hujumuisha vipengele kama vile:
- Mtandao wa vituo vya msingi vya redio vinavyounda mfumo mdogo wa kituo.
- Mtandao mkuu unaotumia mzunguko unaotumika kushughulikia simu za sauti na maandishi.
- Mtandao unaobadilisha kifurushi ulioundwa kushughulikia data ya simu.
- Mtandao wa simu uliobadilishwa na umma kwa ajili ya kuunganisha wateja kwenye mtandao mpana wa simu.
Mtandao huu ndio uti wa mgongo wa mfumo wa GSM. Hutekeleza majukumu mengi ili kuhakikisha kuwa wateja wanapokea huduma wanayotaka, ikiwa ni pamoja na udhibiti wa uhamaji, usajili, usanidi wa simu na makabidhiano.
Kila simu huunganishwa kwenye mtandao kwa kutumia RBS (kituo cha msingi cha redio) katika sekta ya seli inayolingana, ambayo nayo huunganishwa na Kituo cha Kubadilisha Simu ya Mkononi (MSC). MSC inaunganisha kwa mtandao wa simu uliobadilishwa na umma (PSTN). Kiungo kutoka kwa simu hadi kwa RBS kinafafanuliwa kama kiungo cha juu na njia ya kurejesha inafafanuliwa kama kiungo cha chini.
Data hupitishwa vipi?
Vituo vya redio hutumia njia ya upokezaji ipasavyo kupitia matumizi ya mifumo ifuatayo ya ufikiaji na kuzidisha:
- mgawanyiko wa masafa (FDMA);
- division ya saa (TDMA);
- Kitengo cha Kanuni (CDMA);
- Space Division (SDMA).
Visanduku vidogo, ambavyo vina eneo dogo la ufunikaji kuliko vituo vya msingi, vimeainishwa kama ifuatavyo:
- Seli Ndogo - chini ya kilomita 2.
- Picocell - chini ya mita 200.
- Femtocell - takriban mita 10.
Mawasiliano ya simu kwa watoto ni nini? Neno hili kwa kawaida hueleweka kama ushuru maalum wa "watoto" wenye vifurushi maalum vya huduma.
Utumaji wa simu za mkononi katika mitandaomawasiliano ya simu
Mtumiaji wa simu anapohama kutoka eneo moja la seli hadi lingine wakati wa simu, kituo cha simu kitatafuta chaneli mpya ya kuunganisha ili isikatize simu. Mara tu inapopatikana, mtandao huagiza kifaa cha mkononi kubadili hadi kwenye chaneli mpya na kukibadilishia simu kwa wakati mmoja.
Kwa umbizo la CDMA, simu nyingi hushiriki chaneli mahususi ya redio. Ishara hutenganishwa kwa kutumia msimbo wa kelele bandia (msimbo wa PN) maalum kwa kila kifaa. Mtumiaji anapohama kutoka seli moja hadi nyingine, simu huanzisha kiungo cha redio chenye maeneo mengi (au sekta za eneo moja) kwa wakati mmoja. Hii inajulikana kama "makabidhiano laini" kwa sababu, tofauti na teknolojia za kitamaduni za rununu, hakuna sehemu moja iliyobainishwa ambapo simu hubadilika hadi kisanduku kipya. Kwa hivyo, wakati wa kutumia kiwango hiki, vikuza sauti vya simu za mkononi na mtandao vinatumika.
Katika utoaji wa IS-95 baina ya masafa na mifumo ya zamani ya analogi kama vile NMT, kwa kawaida haiwezekani kuangalia moja kwa moja chaneli inayolengwa wakati wa mawasiliano. Katika kesi hii, njia zingine lazima zitumike, kama vile beacons za udhibiti katika IS-95. Hii ina maana kwamba unapotafuta chaneli mpya, karibu kila mara kuna mapumziko mafupi katika mawasiliano, kukiwa na hatari ya kurudi kwa njia ya zamani bila kutarajiwa.
Iwapo hakuna muunganisho wa kudumu, au huenda ukakatizwa, kifaa cha mkononi kinaweza kutoka kwa kisanduku kimoja hadi kingine na kisha kuarifu kituo cha msingi kwa mawimbi thabiti zaidi.
Chaguomasafa ya simu za mkononi katika mitandao ya simu
Athari ya marudio kwenye ufikiaji wa seli inamaanisha kuwa masafa tofauti yanafaa zaidi kwa madhumuni tofauti. Masafa ya chini kama vile 450 MHz NMT hutumika vizuri sana kwa huduma za vijijini. GSM 900 (900 MHz) ni suluhisho linalofaa kwa maeneo madogo ya mijini.
GSM 1800 (GHz 1.8) inaanza kutumika kwa kuta za miundo pekee. UMTS katika 2.1 GHz inafanana sana katika huduma na GSM 1800. Kulingana na sifa za eneo, watoa huduma za simu huweka maeneo tofauti ya chanjo na masafa.
Masafa ya juu zaidi ni hasara linapokuja suala la ufikiaji, lakini faida kuu linapokuja suala la kipimo data. Seli ndogo zinazofunika, kwa mfano, sakafu moja ya jengo huwezekana, na masafa sawa yanaweza kutumika kwa seli ambazo ni majirani.
Maeneo ya matumizi na huduma
Eneo la huduma la seli pia linaweza kubadilika kutokana na kukatizwa na mifumo ya upokezaji ndani na kando yake. Hii ni kweli hasa katika mifumo ya msingi ya CDMA. Kipokeaji kinahitaji uwiano fulani wa mawimbi kati ya mawimbi hadi kelele, na kisambaza data hakipaswi kusambaza nishati ya juu sana ili kisiingiliane na visambazaji vingine.
Kadiri mwingiliano (kelele) unavyoongezeka kutokana na ongezeko la nishati inayopokelewa kutoka kwa kisambaza data, mawimbi huharibika na hatimaye kutoweza kutumika. Katika mifumo inayotegemea CDMA, athari ya mwingiliano kutoka kwa visambazaji vingine vya rununu kwenye seli moja kwenye eneo la chanjo inaonekana sana.
Mifano ya mipakohuduma za simu za mkononi zinaweza kuonekana kwa kuchunguza baadhi ya ramani za chanjo zinazotolewa na watoa huduma halisi kwenye tovuti zao, au kwa kuangalia ramani huru zilizo na vyanzo vingi kama vile OpenSignal. Zinaonyesha ni kampuni gani ya rununu inayofanya kazi katika eneo fulani. Katika baadhi ya matukio zinaweza kuashiria eneo la kisambaza data, katika nyinginezo inaweza kukokotolewa kwa kubainisha uhakika wa huduma kubwa zaidi.
Kirudio cha rununu hutumiwa kupanua eneo la ufunikaji la seli kwenye eneo kubwa. Zinatofautiana kutoka kwa virudishio vya broadband kwa matumizi ya makazi na ofisini hadi virudia mahiri au vya kidijitali kwa matumizi ya viwandani.
Kila mtoa huduma za simu ana anuwai yake ya nambari, kwa kawaida hutofautiana kwa msimbo. Inaweza kutumika kubainisha eneo na mtoa huduma wa simu anayepiga simu.
