Giao tiếp di động là gì, nếu không có nó mà một người hiện đại không thể hình dung ra cuộc sống? Đây là loại kết nối mà kênh cuối cùng là không dây. Mạng được phân phối trên các khu vực đất được gọi là các ô, mỗi ô được phục vụ bởi ít nhất một bộ thu phát vị trí cố định, nhưng phổ biến nhất là bởi ba trạm thu phát di động hoặc cơ sở. Chúng cung cấp cho tế bào khả năng phủ sóng mạng có thể được sử dụng để truyền thoại, dữ liệu và các loại nội dung khác.
Nó hoạt động như thế nào?
Di động đang hoạt động là gì? Một cell thường sử dụng một bộ tần số khác với các tần số lân cận để tránh nhiễu và đảm bảo chất lượng dịch vụ được đảm bảo trong mỗi cell (nguyên tắc cell). Khi kết hợp, các ô này cung cấp vùng phủ sóng vô tuyến trên một vùng địa lý mở rộng. Điều này cho phép một số lượng đáng kể thiết bị thu phát di động (ví dụ: điện thoại di độngđiện thoại, máy tính bảng và máy tính xách tay được trang bị modem băng thông rộng di động, máy nhắn tin, v.v.) giao tiếp với nhau và với bộ thu phát cố định và điện thoại ở bất kỳ đâu trên mạng thông qua các trạm gốc, ngay cả khi một số bộ thu phát đi qua nhiều ô trong quá trình truyền.
Giao tiếp di động có một số tính năng hữu ích:
- Điện dung cao hơn một máy phát lớn, vì cùng một tần số có thể được áp dụng cho nhiều kênh nếu chúng nằm trong các ô khác nhau.
- Các thiết bị di động tiêu thụ ít năng lượng hơn so với khi được kết nối với một máy phát hoặc vệ tinh vì các tháp di động gần hơn.
- Phạm vi phủ sóng lớn hơn so với một máy phát trên mặt đất vì các tháp di động bổ sung có thể được thêm vào vô thời hạn và không bị hạn chế về tầm nhìn.
Điều này ngày nay tiên tiến đến mức nào?
Các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông lớn đã triển khai mạng di động để truyền thoại và nội dung trên hầu hết lãnh thổ có người sinh sống trên Trái đất. Điều này cho phép điện thoại di động và thiết bị máy tính kết nối với mạng điện thoại tiêu chuẩn và Internet công cộng.
Khu vực của các nhà khai thác di động có thể khác nhau - từ lãnh thổ của quốc gia đến một đối tượng nhỏ. Mạng di động riêng có thể được sử dụng cho nghiên cứu hoặc cho các tổ chức lớn và công viên, chẳng hạn như gửi cuộc gọi đến các cơ quan an ninh công cộng địa phương hoặc một công ty taxi.
Nhà mạng nào dẫn đầu hiện nay? Ngày nay, mỗi quốc gia đều có các nhà cung cấp dịch vụ riêng của mình. Ở Nga, MTS và Megafon chiếm vị trí đầu tiên về mức độ phổ biến.
Khái niệm
Giao tiếp di động là gì và nó hoạt động như thế nào? Trong hệ thống thông tin vô tuyến di động, khu vực đất được cung cấp dịch vụ này được chia thành các ô theo mô hình phụ thuộc vào địa hình và đặc điểm thu sóng. Nó có thể có hình dạng xấp xỉ hình lục giác, hình vuông, hình tròn hoặc một số hình dạng thông thường khác, mặc dù các tổ ong hình lục giác là tiêu chuẩn. Mỗi ô này được gán một bộ tần số (f1 - f6) mà các đài cơ sở vô tuyến tương ứng có. Một nhóm tần số có thể được áp dụng lại trong các ô khác, miễn là các tần số tương tự không được sử dụng lại trong các ô lân cận, vì điều này có thể gây nhiễu đồng kênh.
Thông lượng trên mạng di động tăng lên so với mạng máy phát đơn lẻ là do hệ thống chuyển mạch di động do Amos Joel của Bell Labs phát triển, cho phép nhiều thuê bao trong cùng khu vực sử dụng cùng một tần số khi chuyển đổi cuộc gọi. Nếu có một máy phát đơn giản, chỉ có thể sử dụng một cuộc gọi trên bất kỳ tần số nhất định nào. Thật không may, chắc chắn có một số mức độ nhiễu từ các tế bào khác sử dụng cùng tần số. Điều này có nghĩa là trong hệ thống FDMA tiêu chuẩn, phải có ít nhất một khoảng trống giữa các ô sử dụng lại cùng tần số.
Công nghệ này ra đời như thế nào?
Mạng di động 1G thương mại đầu tiên được Nippon Telegraph and Telephone (NTT) ra mắt tại Nhật Bản vào năm 1979, ban đầu ở khu vực thủ đô Tokyo. Trong vòng năm năm, nó đã được mở rộng để phủ sóng toàn bộ dân số Nhật Bản, trở thành mạng 1G đầu tiên trên toàn quốc.
Mã hóa di động
Để hiểu giao tiếp di động là gì, bạn cần hiểu các tiêu chuẩn của nó. Để phân biệt tín hiệu từ một số máy phát khác nhau, các loại đa truy cập sau đã được phát triển:
- phân chia thời gian (TDMA);
- phân chia tần số (FDMA);
- Bộ phận phân chia mã (CDMA);
- Phân chia tần số trực giao (OFDMA).
Trong TDMA, khoảng thời gian truyền và nhận được sử dụng bởi những người dùng khác nhau trong mỗi ô là khác nhau.
Trong FDMA, tần số truyền và nhận được sử dụng bởi những người dùng khác nhau trong mỗi ô là khác nhau.
Nguyên tắc CDMA phức tạp hơn nhưng đạt được kết quả tương tự: các bộ thu phát phân tán có thể chọn một ô và lắng nghe nó.
TDMA được sử dụng kết hợp với FDMA hoặc CDMA trong một số hệ thống để cung cấp nhiều kênh trong một vùng phủ sóng ô duy nhất.
Xu hướng hiện đại
LTE di động trong máy tính bảng là gì? Gần đây, các hệ thống dựa trên đa truy cập phân chia theo tần số trực giao, chẳng hạn nhưLTE, tái sử dụng tần số 1.
Bởi vì các hệ thống như vậy không lan truyền tín hiệu qua băng tần, quản lý tài nguyên vô tuyến liên ô rất quan trọng để phối hợp phân bổ tài nguyên giữa các ô khác nhau và để hạn chế nhiễu giữa các ô. Có nhiều phương pháp điều phối can thiệp giữa các ô (ICIC) đã được định nghĩa trong tiêu chuẩn.
Lập lịch phối hợp, MIMO nhiều điểm hoặc tạo chùm đa điểm là những ví dụ khác về quản lý tài nguyên vô tuyến liên ô có thể được tiêu chuẩn hóa trong tương lai.
Phát thông điệp và tín hiệu
Điện thoại di động là gì? Định nghĩa được đưa ra ở trên. Hầu hết mọi hệ thống như vậy đều có một số loại cơ chế phát sóng. Điều này có thể được sử dụng trực tiếp để phân phối thông tin đến nhiều điện thoại di động. Vì mục đích này, bộ khuếch đại di động cũng được sử dụng.
Thông thường, ví dụ, trong hệ thống điện thoại di động, việc sử dụng thông tin quảng bá quan trọng nhất là thiết lập các kênh để liên lạc 1-1 giữa bộ thu phát di động và trạm gốc. Đây được gọi là tín hiệu di động. Ba quy trình báo hiệu khác nhau thường được sử dụng: nối tiếp, song song và chọn lọc.
. nếu một phiên có liên quan).gói dữ liệu; trong LTE, các ô được nhóm thành một vùng theo dõi).
Báo hiệu xảy ra bằng cách gửi một tin nhắn quảng bá đến tất cả các ô này. Các thông điệp báo hiệu có thể được sử dụng để truyền tải thông tin. Điều này xảy ra trong máy nhắn tin, trong hệ thống CDMA để gửi tin nhắn SMS và trong hệ thống UMTS, nơi nó cho phép độ trễ đường xuống thấp trong các kết nối gói.
Di chuyển giữa các ô và truyền dữ liệu
Kiểu truyền thông di động hiện đại là gì? Trong hệ thống liên lạc di động, khi các bộ thu phát di động phân tán di chuyển từ ô này sang ô khác trong quá trình liên lạc liên tục, việc chuyển đổi từ tần số ô này sang tần số ô khác được thực hiện bằng điện tử mà không bị gián đoạn và không cần người vận hành trạm gốc hoặc chuyển đổi thủ công. Đây được gọi là dữ liệu di động. Thông thường, một kênh mới được tự động chọn cho thiết bị di động tại trạm gốc mới sẽ phục vụ kênh đó. Sau đó, thiết bị sẽ tự động chuyển từ kênh hiện tại sang kênh mới và kết nối vẫn tiếp tục.
Chi tiết chính xác của việc di chuyển thông tin liên lạc di động từ trạm gốc này sang trạm gốc khác thay đổi đáng kể giữa các hệ thống.
Kiến trúc mạng GSM
Ví dụ phổ biến nhất về mạng di động là mạng điện thoại di động (di động). Đây là một điện thoại di động nhận hoặc thực hiện cuộc gọi thông qua một điểm di động (cơ sở) hoặc tháp truyền dẫn. Sóng vô tuyến được sử dụng để truyền tín hiệu đến hoặc từ điện thoại di động.
Hiện đạiMạng di động sử dụng các tế bào vì tần số vô tuyến là một nguồn tài nguyên chung có giới hạn. Các đài di động và điện thoại thay đổi tần số dưới sự kiểm soát của máy tính và sử dụng bộ phát công suất thấp để nhiều thuê bao có thể sử dụng đồng thời một số lượng tần số vô tuyến giới hạn thông thường mà ít bị nhiễu hơn.
Cách kết nối hoạt động
Mạng di động được nhà khai thác di động sử dụng để đạt được cả vùng phủ sóng và dung lượng cho các thuê bao của mình. Các khu vực địa lý lớn được chia thành các ô nhỏ hơn để tránh mất tín hiệu đường ngắm và hỗ trợ một số lượng lớn điện thoại hoạt động trong khu vực đó. Tất cả các vùng phủ sóng đều được kết nối với tổng đài điện thoại (hoặc bộ chuyển mạch), đến lượt nó, được kết nối với mạng điện thoại công cộng.
Di động như một modem là gì? Trên thực tế, đây là một kết nối tương tự truyền các gói thông tin qua Internet.
Ở các thành phố, mỗi ô có thể có phạm vi lên đến xấp xỉ 0,80 km, trong khi ở các vùng nông thôn, phạm vi này có thể lên đến 8 km. Có thể ở những khu vực mở, người dùng có thể nhận tín hiệu từ một trang web di động ở khoảng cách lên đến 40 km.
Bởi vì hầu hết tất cả điện thoại di động đều sử dụng liên lạc di động GSM, CDMA và AMPS, thuật ngữ "điện thoại di động" được sử dụng thay thế cho "điện thoại di động". Nhưng cần xem xét một số điểm khác biệt giữa các thiết bị này.
Giao tiếp di động là gìtrên iPhone? Đây là khả năng kết nối mạng sử dụng cùng lúc hai tiêu chuẩn - GSM và CDMA. Tuy nhiên, điện thoại vệ tinh là thiết bị di động không liên lạc trực tiếp với tháp di động trên mặt đất mà có thể thực hiện gián tiếp qua vệ tinh.
Có thể sử dụng các định dạng giao tiếp nào?
Có một số công nghệ di động kỹ thuật số khác nhau, bao gồm:
- Hệ thống Toàn cầu cho Truyền thông Di động (GSM).
- Dịch vụ vô tuyến gói chung (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 được tối ưu hóa dữ liệu (EV-DO).
- Tốc độ dữ liệu nâng cao cho GSM (EDGE).
- Hệ thống Viễn thông Di động Toàn cầu (UMTS).
- Truyền thông không dây nâng cao kỹ thuật số (DECT).
- AMPS kỹ thuật số (IS-136 / TDMA).
- Mạng Tăng cường Kỹ thuật số Tích hợp (iDEN).
Việc chuyển đổi từ tiêu chuẩn kỹ thuật số sang tương tự hiện tại rất khác ở Châu Âu và Hoa Kỳ. Do đó, nhiều tiêu chuẩn kỹ thuật số đã xuất hiện ở Mỹ, Châu Âu và nhiều quốc gia đã tiến gần hơn đến GSM. Điều này giải thích tính đặc biệt của hoạt động của iPhone trên mạng.
Cấu trúc mạng di động
Một biểu diễn đơn giản của mạng di động dưới dạng liên lạc vô tuyến bao gồm các phần tử như:
- Một mạng lưới các trạm gốc vô tuyến tạo thành một hệ thống con của trạm gốc.
- Mạng chuyển mạch chính tồn tại để xử lý các cuộc gọi thoại và nhắn tin.
- Mạng chuyển mạch gói được thiết kế để xử lý dữ liệu di động.
- Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng để kết nối các thuê bao với một mạng điện thoại rộng hơn.
Mạng này là xương sống của hệ thống GSM. Nó thực hiện nhiều chức năng để đảm bảo rằng khách hàng nhận được dịch vụ mong muốn, bao gồm quản lý di động, đăng ký, thiết lập cuộc gọi và chuyển giao.
Mỗi điện thoại kết nối với mạng bằng RBS (trạm gốc vô tuyến) trong khu vực của ô tương ứng, trạm này sẽ kết nối với Trung tâm Chuyển mạch Di động (MSC). MSC kết nối với mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN). Liên kết từ điện thoại đến RBS được định nghĩa là đường lên và đường dẫn trả về được xác định là đường xuống.
Dữ liệu được truyền như thế nào?
Các kênh vô tuyến sử dụng phương tiện truyền dẫn hiệu quả thông qua việc sử dụng các sơ đồ đa truy nhập và ghép kênh sau:
- phân chia tần số (FDMA);
- phân chia thời gian (TDMA);
- Bộ phận phân chia mã (CDMA);
- Phân chia không gian (SDMA).
Các ô nhỏ, có vùng phủ sóng nhỏ hơn các trạm gốc, được phân loại như sau:
- Microcell - dưới 2 km.
- Picocell - dưới 200 mét.
- Femtocell - khoảng 10 mét.
Giao tiếp di động cho trẻ em là gì? Thuật ngữ này thường được hiểu là biểu giá đặc biệt dành cho "trẻ em" với các gói dịch vụ đặc biệt.
Truyền di động trong mạngthông tin liên lạc di động
Khi người dùng điện thoại di chuyển từ khu vực di động này sang khu vực di động khác trong khi gọi, trạm di động sẽ tìm kiếm một kênh mới để kết nối nhằm không làm gián đoạn cuộc gọi. Sau khi tìm thấy, mạng sẽ hướng dẫn thiết bị di động chuyển sang kênh mới và chuyển cuộc gọi sang kênh đó cùng một lúc.
Với định dạng CDMA, nhiều điện thoại chia sẻ một kênh radio cụ thể. Các tín hiệu được phân tách bằng mã nhiễu giả (mã PN) dành riêng cho từng thiết bị. Khi người dùng di chuyển từ ô này sang ô khác, điện thoại sẽ thiết lập một liên kết vô tuyến với nhiều vị trí (hoặc các khu vực của cùng một vị trí) cùng một lúc. Điều này được gọi là "chuyển giao mềm" bởi vì, không giống như các công nghệ di động truyền thống, không có điểm xác định duy nhất mà điện thoại chuyển sang một ô mới. Do đó, khi áp dụng tiêu chuẩn này, các bộ khuếch đại di động và Internet sẽ được sử dụng.
Trong bộ chuyển giao liên tần IS-95 và các hệ thống tương tự cũ hơn như NMT, thường không thể kiểm tra trực tiếp kênh mục tiêu trong quá trình liên lạc. Trong trường hợp này, phải sử dụng các phương pháp khác, chẳng hạn như đèn hiệu điều khiển trong IS-95. Điều này có nghĩa là khi tìm kiếm một kênh mới, hầu như luôn có một khoảng thời gian ngắn trong giao tiếp, với nguy cơ trở lại kênh cũ một cách bất ngờ.
Nếu không có kết nối vĩnh viễn hoặc có thể bị gián đoạn, thiết bị di động có thể tự động di chuyển từ ô này sang ô khác và sau đó thông báo cho trạm gốc bằng tín hiệu mạnh nhất.
Lựa chọntần số di động trong mạng di động
Ảnh hưởng của tần số đến vùng phủ sóng của tế bào có nghĩa là các tần số khác nhau sẽ phù hợp hơn cho các mục đích khác nhau. Các tần số thấp như 450 MHz NMT phục vụ rất tốt cho vùng phủ sóng nông thôn. GSM 900 (900 MHz) là một giải pháp phù hợp cho vùng phủ sóng đô thị nhỏ.
GSM 1800 (1,8 GHz) đang bắt đầu bị giới hạn trong các bức tường kết cấu. UMTS ở 2,1 GHz có phạm vi phủ sóng rất giống với GSM 1800. Tùy thuộc vào đặc điểm của khu vực, các nhà khai thác di động thiết lập các khu vực phủ sóng và tần số khác nhau.
Tần số cao hơn là một bất lợi khi nói đến vùng phủ sóng, nhưng lại là một lợi thế quyết định khi nói đến băng thông. Các ô nhỏ bao phủ, chẳng hạn như một tầng của tòa nhà trở nên khả thi và tần suất tương tự có thể được sử dụng cho các ô thực tế là hàng xóm của nhau.
Vùng phủ sóng và dịch vụ
Vùng phục vụ của ô cũng có thể thay đổi do nhiễu từ các hệ thống truyền dẫn cả bên trong và xung quanh nó. Điều này đặc biệt đúng trong các hệ thống dựa trên CDMA. Máy thu cần một tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu nhất định và máy phát không được truyền ở mức công suất quá cao để không gây nhiễu cho các máy phát khác.
Khi nhiễu (nhiễu) tăng lên do công suất nhận được từ máy phát tăng, tín hiệu bị hỏng và cuối cùng không sử dụng được. Trong các hệ thống dựa trên CDMA, tác động của nhiễu từ các thiết bị phát di động khác trong cùng một ô lên vùng phủ sóng là rất đáng chú ý.
Ví dụ về lớp phủphủ sóng di động có thể được nhìn thấy bằng cách kiểm tra một số bản đồ phạm vi được cung cấp bởi các nhà cung cấp thực trên trang web của họ hoặc bằng cách xem các bản đồ có nguồn lực cộng đồng độc lập như OpenSignal. Chúng cho biết nhà cung cấp dịch vụ di động nào hoạt động trong một lãnh thổ cụ thể. Trong một số trường hợp, chúng có thể đánh dấu vị trí của máy phát, trong những trường hợp khác, nó có thể được tính toán bằng cách xác định điểm phủ sóng lớn nhất.
Bộ lặp di động được sử dụng để mở rộng vùng phủ sóng của một ô trên một diện tích lớn. Chúng bao gồm các bộ lặp băng thông rộng cho dân dụng và văn phòng đến bộ lặp thông minh hoặc kỹ thuật số cho sử dụng công nghiệp.
Mỗi nhà cung cấp dịch vụ di động có dải số riêng, thường khác nhau theo mã. Nó có thể được sử dụng để xác định khu vực và nhà cung cấp dịch vụ di động mà người gọi có.
