Điện thoại di động là gì? Nó là một hệ thống sử dụng một số lượng lớn các máy phát không dây công suất thấp để tạo ra các ô, vùng phủ sóng địa lý chính của hệ thống truyền thông không dây. Các mức công suất thay đổi cho phép xác định kích thước ô theo mật độ thuê bao và nhu cầu của khu vực.
Khi người dùng di động di chuyển từ ô này sang ô khác, các cuộc trò chuyện của họ được "chuyển" giữa các khu vực này để đảm bảo dịch vụ không bị gián đoạn. Các kênh (tần số) được sử dụng trong một đơn vị như vậy có thể được sử dụng lại ở một đơn vị khác ở một khoảng cách nào đó.
Di động là…
Cellular đề cập đến Dịch vụ Điện thoại Di động Nâng cao (AMPS), phân chia một khu vực địa lý thành các khu vực được gọi là các ô. Mục đích của việc phân chia này là tận dụng tối đa số lượng tần số truyền giới hạn.
Di động là một dạng công nghệ truyền thông cho phép sử dụng điện thoại di động.
Điện thoại di độnglà một đài phát thanh hai chiều cung cấp khả năng truyền và nhận đồng thời.
Thông tin liên lạc di động dựa trên sự phân chia địa lý của vùng phủ sóng thông tin liên lạc. Mỗi ô được phân bổ một số tần số (hoặc kênh) nhất định, cho phép một số lượng lớn người đăng ký đồng thời thực hiện các cuộc trò chuyện.
Yếu tố chung của tất cả các thế hệ công nghệ thông tin di động là sử dụng các tần số vô tuyến nhất định (RF) cũng như tái sử dụng tần số. Điều này cho phép bạn cung cấp dịch vụ cho một số lượng lớn người đăng ký trong khi giảm số lượng kênh (băng thông). Nó cũng cho phép bạn tạo ra các mạng rộng lớn bằng cách tích hợp đầy đủ các tính năng nâng cao của điện thoại di động.
Sự gia tăng nhu cầu và tiêu dùng, cũng như sự phát triển của các loại hình dịch vụ, đã thúc đẩy sự phát triển công nghệ nhanh chóng của các mạng hiện đại, cũng như sự cải tiến liên tục của chính các thiết bị di động.
Cách thức hoạt động của truyền thông di động
Mỗi điện thoại di động sử dụng một kênh vô tuyến tạm thời riêng biệt để liên lạc với trang web di động. Trang web này hỗ trợ giao tiếp với nhiều điện thoại cùng lúc sử dụng một kênh trên mỗi điện thoại. Các kênh sử dụng một cặp tần số di động:
- Đường truyền trực tiếp từ trang web di động.
- Đảo ngược dòng để trang web di động có thể nhận cuộc gọi từ người dùng.
Năng lượng vô tuyến tiêu hao theo khoảng cách, vì vậy điện thoại di động phải ở gần trạm phát để giữ liên lạc. Cấu trúc cơ bản của điện thoại di độngmạng bao gồm hệ thống điện thoại và dịch vụ vô tuyến.
Nguyên tắc giao tiếp tế bào (dành cho hình nộm)
Quá trình bắt đầu bằng việc kích hoạt chip bằng cách nhập mã PIN của thẻ SIM đã lắp vào. Sau đó, tín hiệu di động được truyền qua các kênh điều khiển. Câu trả lời của số được gọi được truyền qua kênh điều khiển miễn phí tới ăng-ten của trạm gốc, từ đó nó được truyền đến trung tâm chuyển mạch di động.
Trung tâm chuyển mạch đang tìm kiếm một trạm gốc có cường độ tín hiệu điện thoại di động tối đa của một thuê bao di động và chuyển cuộc trò chuyện đến đó.
Kiến trúc sơ khai của hệ thống điện thoại
Dịch vụ di động truyền thống được cấu trúc tương tự như phát sóng truyền hình: một máy phát rất mạnh, nằm ở điểm cao nhất trong khu vực, sẽ phát sóng trong bán kính năm mươi km.
Khái niệm di động đã cấu trúc mạng điện thoại khác nhau. Thay vì sử dụng một bộ phát công suất lớn, nhiều bộ phát công suất thấp đã được đặt trong toàn bộ vùng phủ sóng của di động.
Ví dụ: bằng cách chia một khu vực thành một trăm khu vực (ô) khác nhau với bộ phát công suất thấp sử dụng mười hai cuộc hội thoại (kênh), về lý thuyết, dung lượng hệ thống có thể được tăng từ mười hai cuộc hội thoại hoặc kênh thoại sử dụng một bộ phát mạnh lên mười hai hàng trăm cuộc hội thoại (kênh) sử dụng một trăm bộ phát công suất thấp.
Khu vực thành phố được định cấu hình như truyền thốngmạng điện thoại di động với một máy phát mạnh mẽ.
Hệ thống liên lạc di động sử dụng khái niệm di động
Sự cố nhiễu do các thiết bị di động sử dụng cùng một kênh ở các khu vực lân cận gây ra đã chứng minh rằng không thể sử dụng lại tất cả các kênh trong mỗi ô. Mặc dù nó ảnh hưởng đến hiệu quả của khái niệm ban đầu, việc tái sử dụng tần số đã trở thành một giải pháp khả thi cho các vấn đề của hệ thống điện thoại di động.
Các kỹ sư phát hiện ra rằng ảnh hưởng của nhiễu không liên quan đến khoảng cách giữa các vùng, mà là tỷ lệ giữa khoảng cách với công suất (bán kính) của các máy phát vùng. Bằng cách giảm 50% bán kính khu vực, các nhà cung cấp dịch vụ có thể tăng gấp bốn lần số lượng khách hàng tiềm năng trong khu vực.
Hệ thống dựa trên các khu vực có bán kính một km sẽ có nhiều kênh hơn một trăm lần so với các hệ thống dựa trên các khu vực có bán kính mười km. Suy đoán dẫn đến kết luận rằng bằng cách giảm bán kính của khu vực xuống còn vài trăm mét, nó có thể phục vụ hàng triệu cuộc gọi.
Khái niệm di động sử dụng các mức năng lượng thấp có thể thay đổi, cho phép các tế bào được kết hợp với mật độ thuê bao và nhu cầu diện tích. Khi dân số tăng lên, các ô có thể được thêm vào để thích ứng với sự gia tăng này.
Tần số di động được sử dụng trong một cụm ô có thể được sử dụng lại trong các ô khác. Các cuộc hội thoại có thể được chuyển từ ô này sang ô khác để duy trì một hằng sốkết nối điện thoại khi người dùng di chuyển giữa chúng.
Thiết bị vô tuyến di động (trạm gốc) có thể liên lạc với điện thoại di động miễn là chúng nằm trong phạm vi phủ sóng. Năng lượng vô tuyến tiêu tán theo khoảng cách, vì vậy điện thoại di động phải nằm trong phạm vi hoạt động của trạm gốc. Giống như hệ thống vô tuyến di động ban đầu, trạm gốc giao tiếp với điện thoại di động qua một kênh.
Kênh bao gồm hai tần số: một để truyền đến trạm gốc và một để nhận thông tin từ trạm gốc.
Kiến trúc Hệ thống Tế bào
Nhu cầu ngày càng tăng và chất lượng kém của các dịch vụ hiện có đã thúc đẩy các nhà cung cấp dịch vụ di động tìm cách cải thiện chất lượng dịch vụ và hỗ trợ nhiều người dùng hơn trên hệ thống của họ. Vì số lượng phổ tần số có sẵn cho việc sử dụng mạng di động bị hạn chế, nên việc sử dụng hiệu quả các tần số cần thiết là cần thiết để bao gồm thông tin liên lạc.
Trong hệ thống điện thoại di động ngày nay, các khu vực nông thôn và thành thị được chia thành các khu vực theo các quy tắc dịch vụ cụ thể. Các thông số triển khai như số lượng phân chia và kích thước ô được xác định bởi các kỹ sư có kinh nghiệm trong kiến trúc di động.
Việc cung cấp cho từng khu vực được lên kế hoạch theo kế hoạch kỹ thuật, bao gồm các ô, cụm, tái sử dụng và bàn giao tần số.
Tế bào là đơn vị địa lý cơ bản của hệ thống tế bào. Đây là các trạm gốctruyền tín hiệu qua các khu vực địa lý nhỏ, được biểu diễn dưới dạng hình lục giác. Kích thước của mỗi loại khác nhau tùy theo cảnh quan. Do những hạn chế của địa hình tự nhiên và cấu trúc nhân tạo, hình dạng thực của các ô không phải là một hình lục giác hoàn hảo.
Một cụm là một nhóm các ô. Không có kênh nào được sử dụng lại trong cụm.
Vì chỉ có một số lượng nhỏ tần số vô tuyến dành cho các hệ thống di động, các kỹ sư phải tìm cách tái sử dụng các kênh vô tuyến để thực hiện nhiều cuộc hội thoại cùng một lúc. Quyết định do ngành đưa ra được gọi là lập kế hoạch hoặc tái sử dụng tần số. Việc tái sử dụng tần số được thực hiện bằng cách tái cấu trúc kiến trúc của hệ thống điện thoại di động thành khái niệm truyền thông di động.
Tiêu chuẩn di động như sau: khái niệm tái sử dụng tần số dựa trên việc gán cho mỗi ô một nhóm kênh vô tuyến được sử dụng trong một khu vực địa lý nhỏ. Các ô được chỉ định một nhóm kênh hoàn toàn khác với các đơn vị tương tự lân cận. Vùng phủ sóng của chúng được gọi là dấu ấn. Dấu chân này được giới hạn bởi một ranh giới để có thể sử dụng cùng một nhóm kênh trong các ô khác nhau đủ xa để tần số của chúng không bị nhiễu.
Các ô có cùng số có cùng tần số. Nếu số tần số khả dụng là 7, hệ số sử dụng lại tần sốbằng 1/7. Nghĩa là, mỗi ô sử dụng 1/7 số kênh di động có sẵn.
Những trở ngại trong sự phát triển của truyền thông di động
Thật không may, những cân nhắc về kinh tế đã làm cho khái niệm xây dựng hệ thống hoàn chỉnh với nhiều khu vực nhỏ trở nên không thực tế. Để khắc phục khó khăn này, những người vận hành hệ thống đã phát triển ý tưởng tách tế bào. Khi một khu vực kinh doanh trở nên đầy người dùng, phương pháp này được sử dụng để chia một khu vực thành những khu vực nhỏ hơn. Do đó, các trung tâm đô thị có thể được chia nhỏ thành nhiều khu vực nếu cần để cung cấp mức độ dịch vụ chấp nhận được ở các khu vực có lưu lượng truy cập cao, trong khi các ô lớn hơn, ít tốn kém hơn có thể được sử dụng để bao phủ các khu vực nông thôn xa xôi.
Rào cản cuối cùng trong sự phát triển của mạng di động liên quan đến vấn đề phát sinh khi một thuê bao di động di chuyển từ ô này sang ô khác trong cuộc gọi. Vì các khu vực lân cận không sử dụng cùng các kênh vô tuyến nên cuộc gọi phải bị ngắt hoặc chuyển từ kênh vô tuyến này sang kênh vô tuyến khác khi người dùng vượt qua ranh giới giữa các ô liền kề.
Vì không cho phép bỏ cuộc gọi, một quy trình chuyển giao đã được tạo. Quá trình chuyển giao xảy ra khi mạng điện thoại di động tự động chuyển cuộc gọi đến một kênh vô tuyến khác khi thiết bị di động đi ngang qua các ô liền kề.
Trong cuộc trò chuyện, hai bên ở trên cùng một kênh thoại. Khi thiết bị di động rời khỏi vùng phủ sóng củatrang web tế bào, tiếp nhận trở nên yếu. Tại thời điểm này, vị trí ô đang sử dụng yêu cầu bàn giao. Hệ thống chuyển cuộc gọi sang kênh tần số cao hơn tại địa điểm mới mà không làm rớt cuộc gọi hoặc cảnh báo cho người dùng. Cuộc gọi tiếp tục miễn là người dùng đang nói và người gọi không nhận thấy việc kết thúc cuộc gọi.
Thành phần Hệ thống Di động
Hệ thống di động cung cấp các tổng đài điện thoại di động và di động cùng dịch vụ với các tổng đài cố định qua các vòng có dây thông thường. Nó có khả năng phục vụ hàng chục nghìn người đăng ký trong một đô thị lớn. Hệ thống thông tin liên lạc di động bao gồm bốn thành phần chính sau đây hoạt động cùng nhau để cung cấp dịch vụ điện thoại di động cho người đăng ký:
- Mạng Điện thoại Chuyển mạch Công cộng (PSTN).
- Tổng đài điện thoại di động (MTSO).
- Trang web di động với hệ thống ăng-ten.
- Trạm thuê bao di động (MSU).
PSTN bao gồm mạng cục bộ, mạng khu vực trao đổi và mạng đường dài kết nối điện thoại và các thiết bị liên lạc khác trên khắp thế giới.
MTSO là văn phòng trung tâm của truyền thông di động. Nó có một trung tâm chuyển mạch thông tin liên lạc (MSC), điều khiển hiện trường và các trạm chuyển tiếp để chuyển các cuộc gọi từ các điểm di động đến các văn phòng trung tâm có dây (PSTN).
Thuật ngữ "địa điểm di động" được sử dụng để chỉ vị trí thực của thiết bị vô tuyến cung cấp vùng phủ sóng di động. Danh sách phần cứng được đặt tại vị trí di động bao gồm các nguồn cung cấp năng lượng,thiết bị giao diện, máy phát và máy thu RF và hệ thống ăng-ten.
Đơn vị thuê bao di động bao gồm bộ điều khiển và bộ thu phát truyền và nhận các đường truyền vô tuyến đến và đi từ điểm di động. Có ba loại MSU:
- Điện thoại di động (công suất truyền thông thường 4.0W).
- Portable (công suất truyền thông thường 0,6W).
- Có thể vận chuyển (Công suất truyền thông thường là 1.6W).
Tháp di động có hại
Truyền thông di động là một bước đột phá lớn trong khoa học và công nghệ thời đó, không phải là không có hậu quả. Ngành công nghiệp điện thoại di động tiếp tục tuyên bố rằng tháp di động không phải là mối nguy hiểm cho sức khỏe, nhưng ngày nay càng ít người tin rằng điều đó.
Tháp di động có hại không? Thật không may, câu trả lời chính xác là có. Lò vi sóng có thể gây nhiễu trường điện từ của cơ thể bạn, gây ra nhiều vấn đề sức khỏe tiềm ẩn:
- Nhức đầu.
- Mất trí nhớ.
- Căng thẳng tim mạch.
- Số lượng tinh trùng thấp.
- Dị tật bẩm sinh.
- Ung thư.
Có bằng chứng chắc chắn rằng bức xạ điện từ từ tháp có hại cho sức khoẻ.
Ví dụ: Một nghiên cứu về ảnh hưởng của tháp lồng đối với đàn bò sữa được thực hiện bởi chính quyền bang Bavaria của Đức, kết quả được công bố vào năm 1998. Việc lắp dựng tháp gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe, dẫn đến ngã dễ nhận thấysản lượng sữa. Việc di chuyển gia súc đã phục hồi sản lượng sữa. Di chuyển chúng trở lại đồng cỏ ban đầu của chúng đã tái tạo lại vấn đề.
Truyền thông di động ở Nga
Trong số 100 mã di động có thể sử dụng của Nga, 79 mã được sử dụng và 21. Mã miễn phí đang được dự trữ và chưa thuộc về bất kỳ nhà mạng nào.
Hơn 80 công ty truyền thông di động đã được đăng ký tại Liên bang Nga, cung cấp dịch vụ của họ trong nước. Các nhà khai thác di động có mã quay số ở định dạng 9xx. Số điện thoại di động có mười chữ số và bắt đầu bằng + 79xx hoặc 89xx.
Các nhà khai thác lớn nhất bao gồm: MTS (Mobile TeleSystems), Beeline (Vympel-Communications), MegaFon, Tele2 (T2-Mobile). Các nhà khai thác Big Three (MTS, Beeline và MegaFon) sở hữu cả một chuỗi số.
