Клетъчна мрежа: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
кор., форматиране: 8x заглавие-стил, 3x тире, 2x кавички, 2x нов ред, 6 интервала (ползвайки Advisor) |
|||
Ред 1:
'''Клетъчната мрежа''' представлява разпределена [[телефонна мрежа]] чрез [[радио]]връзка, съставена от множество съседни една на друга „клетки“, всяка от които се обслужвана от отделен [[предавател]] с фиксирано местоположение, наречен [[базова станция]]. Всяка клетка покрива определена площ,
Преди налагането на клетъчните мрежи също са се ползвали мобилни радиотелефони
Клетъчните мрежи предлагат редица предимства пред другите им алтернативи:
Ред 12:
Един прост пример за клетъчна мрежа е системата за радиовръзка на шофьорите на старите [[такси]]та, при която компанията поддържа няколко приемо-предавателя в града, всеки управляван от отделен оператор.
== Концепция и характеристики ==
[[Image:frequency_reuse.svg|thumb|400px|Пример за повторно използване на честотата в несъседни клетки
За да се реализира клетъчната мрежа, цялата
=== Насочени антени ===
Макар първоначално кулите с двупосочни радиопредаватели да са били в центъра на клетките и да са излъчвали във всички посоки, възможно е картата на клетъчната мрежа да се преначертае, като кулите се разположат в ъглите на шестоъгълниците, където се събират по три клетки. <ref>[http://www.privateline.com/Cellbasics/Cellbasics02.html Cell towers at corners of hexagon cells]</ref> Всяка кула има по три антени, насочени в три различни посоки, отстоящи на 120
=== Мултиплексиране ===
Основната характеристика на клетъчната мрежа е повторното използване на една и съща честота в различни клетки, за да може да се увеличи покритието и капацитетът за осъществяване на радиовръзка. За тази цел трябва всяка отделна базова станция да различава сигнала, произведен от нейния собствен приемо-предавател, от другите сигнали, получени от съседните на нея базови станции. Понастоящем се използват основно две стандартизирани решения на този проблем:
* честотен достъп за [[мултиплексиране]] (FDMA); и
* покодов достъп за [[мултиплексиране]] (CDMA).
Ред 29:
Принципът на CDMA е по-сложен, но дава същият резултат; отделните [[приемо-предавател]]и могат да изберат една клетка и да я слушат. Той позволява на няколко потребители да използват един и същ времеви и честотен интервал за дадена [[честотна лента]] и местоположение, по-високо качество на връзката и по-ниска инвестиция за операторите.
Други методи за мултиплексиране, като поляризационен достъп за мултиплексиране (PDMA) и времеви достъп за мултиплексиране (TDMA), не могат да бъдат използвани за разделяне на сигналите от една клетка към следващата, тъй като ефектът на двете варира с позицията и това би направило отделянето на сигнала на практика невъзможно. Въпреки всичко времевият достъп за мултиплексиране се използва в комбинация с FDMA или CDMA в редица системи, за да даде многобройни канали в покривната площ на клетката.
В случая на гореспоменатите компании за [[такси]]та, всяко радио си има копче. Копчето действа като канален превключвател и позволява на радиото да се настройва на различни честоти. Когато се движат из града, шофьорите сменят от канал на канал. Шофьорите знаят горе-долу коя [[честота]] каква площ покрива. Когато не получат сигнал от приемо-предавателя, те пробват други канали, за да разберат кой от тях работи. Таксиметровите шофьори могат да говорят само по един, когато са поканени от оператора (в известен смисъл TDMA).
=== Служебни съобщения ===
Всяка клетъчна мрежа си има някакъв вид излъчващ механизъм. Той може да бъде използван директно за подаване на информация до множество мобилни устройства, например в системите за [[мобилна телефония]] най-важната задача на излъчваната информация е да нагласи каналите за комуникация (едно към едно) между мобилния приемо-предавател и базовата станция. Това се нарича '''пейджинг (страниране)'''.
Детайлите на процеса на страниране варират от мрежа към мрежа, но в основата му е фактът, че е известен районът (или краен брой клетки), където телефонът приблизително се намира. В системата на [[GSM]] или [[UMTS]] тази група от клетки се нарича местоположение (Location area) или разпределителна зона (Routing area), ако има трансфер на пакети от данни. При странирането се изпращат съобщения до всички тези клетки. Съобщенията на странирането могат да бъдат използвани и за предаване на съобщения. Това се случва при пейджърите, в [[CDMA]] системите за изпращане на [[SMS]] (Short Message System) и в [[UMTS]] системата, където по този начин се постига ниска латентност на [[downlink]]-овете в пакетно-базирани връзки.
Много добър пример тук отново е мрежата на такситата. Шофьорите често използват радиото, за да съобщят пътните условия и за да кажат кога има клиенти. От друга страна, има списък с таксита, чакащи работа. Когато някое определено такси изяви желание да вземе клиента, операторът извиква номера му в ефир и му съобщава адреса. Това е двупосочна връзка, при която обаче двете страни трябва да се изчакват една друга, тъй като използват една и съща честота ([[симплекс]]на връзка).
=== Повторно използване на честотата ===
Повишеният капацитет на една клетъчна мрежа, в сравнение с мрежа с един приемо-предавател, произтича от факта, че една и съща радиочестота може да бъде използвана отново в някоя различна зона за
▲Повишеният капацитет на една клетъчна мрежа, в сравнение с мрежа с един приемо-предавател, произтича от факта, че една и съща радиочестота може да бъде използвана отново в някоя различна зона за корено различна радиовръзка. Това се дължи на факта, че клетъчните телефони и базовите станции работят с малка мощност и техните сигнали са ограничени само в рамките на клетката. Затова едни и същи честоти могат да се използват многократно, стига клетките да не са съседни. За съжаление, все пак има [[смущения]] до някаква степен от сигнала от съседни клетки, когато използват същата честота. Това означава, че в стандартна FDMA система трябва да има поне една клетка разстояние между две клетки, за да може да се използва еднаква честота.
Критериите за повторно използване на честотата са разстояние и фактор. Разстоянието ''D'' се изчислява по формулата
Line 48 ⟶ 47:
:<math>D=R\sqrt{3N},\,</math>
където ''R'' е радиусът на клетката, а ''N'' е броят на клетките в клъстър. Радиусът на клетките може да варира от (1 км до 30 км).
Факторът за повторно използване на честотата се изразява с 1/K, където K е броят на клетките, в които не може повторно да се използва същата честота. Стандартните стойности са 1/3, 1/4, 1/7, 1/9 и 1/12.
В случай
[[CDMA]]-базираните системи използват по-широка честотна лента в сравнение с FDMA, но това се компенсира от възможността да има фактор на повторно използване на честотата 1. Съседните клетки използват една и съща честота, като различаването на отделните базови станции и на потребителите става чрез различни кодове на достъп (покодово мултиплексиране) Макар и N да е 1, това не означава, че CDMA клетката има само един сектор, а че цялата честотна лента е достъпна на всеки сектор и сесиите са разделени от кодове, а не от честоти.
Line 57 ⟶ 56:
В зависимост от големината на града, таксиметровата система може да не използва повторно честотата в града, но със сигурност я използва повторно в близките градове. От друга страна, в голям град, повторното използване на честотата може да бъде от голяма полза.
=== Движение от клетка на клетка и handover ===
Използването на много клетки означава, че ако отделните приемо-предаватели са мобилни и се движат, те трябва да сменят една клетка с друга.
== Мобилна телефония ==
{{основна|Мобилна телефония}}
[[Картинка:Gsm-bts-walbrzych.jpg|thumb|Клетъчна (базова) станция]]
Най-честият пример за клетъчна мрежа е мрежата на [[мобилен телефон|мобилните телефони]]. Мобилният телефон представлява преносим телефон, който приема и инициира обаждания, като установява [[радио]]връзка с базовата станция или с приемо-предавателя на клетката, в която се намира. Големите географски региони (пълният обхват на покритие на [[мобилен оператор|мобилния оператор]]) са разделени на по-малки клетки, за да се избегне загубата на [[сигнал]]а и да се обслужат възможно най-голям брой активни клетъчни телефони в областта. В градовете например, всяка клетъчна станция има обхват до около
Говорейки по телефона, потребителят може да се придвижи от една клетка към друга. Тогава двете базови станции, в чийто обсег се мести телефонът, автоматично превключват обслужването на връзката към онази клетка, в която сигналът е по-силен и съответно се ползва нов радио канал (честота), но без това да се отрази на връзката. Когато телефонът се регистрира към нова клетка, процесът на криптиране на връзката се повтаря отначало.▼
▲Говорейки по телефона, потребителят може да се придвижи от една клетка към друга. Тогава двете базови станции, в чийто обсег се мести телефонът, автоматично превключват обслужването на връзката към онази клетка, в която сигналът е по-силен и съответно се ползва нов
Тъй като почти всички мобилни телефони използват клетъчните технологии, включително GSM, CDMA и (аналогова), в ежедневието терминът "мобилен телефон" се използва взаимозаменяемо с "клетъчен телефон". Едно изключение са например сателитните телефони, тъй като те са мобилни телефони, които не използват клетъчните технологии, а директна връзка с [[комуникационен сателит]].▼
▲Тъй като почти всички мобилни телефони използват клетъчните технологии, включително GSM, CDMA и (аналогова), в ежедневието терминът
== Източници ==
<references />
|