Организация сотовой связи: Принципы организации сотовой связи

Системы сотовой связи, построение сетей и их структура Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Спиридонов Н.А., Юрков Н.К.

ФГБОУ ВПО «РГУИТП»,г. Пенза

СИСТЕМЫ СОТОВОЙ СВЯЗИ, ПОСТРОЕНИЕ СЕТЕЙ И ИХ СТРУКТУРА

GSM – это сокращенное название системы сотовой связи – GlobalSystemforMobilecommunication .Сеть GSM условно относится ко второму поколению сетей, она пришла на смену аналоговым сетям, поэтому её принято обозначать как сеть 2G.

Всего используется 4 диапазона – 900 МГц/1800 МГц и 950МГц/1900 МГц. Разные диапазоны применяются в Европе и Азии и так же в Америке и части Африки.Ниже указаны частоты и длины рабочих волн в системах сотовой связи от мобильной станции до базовой (MS – BTS), и от базовой станции до абонента (BTS – MS),в стандартах GSM900/1800/1900(таблица 1).

Таблица 1 – Рабочие частоты и длины рабочих волн в системах мобильной связи стандарта GSM

900/1800/1900______________________________________________________

Стандарт GSM Частота, МГц Длина волны, см

MS – BTS BTS – MS MS – BTS BTS – MS

GSM 900 890 -915 935 – 960 32,8 – 33,7 31,2 – 32,1

GSM 1800 1710-1785 1805 – 1880 16,8 – 17,6 16,0 – 16,6

GSM 1900 1850 – 1910 1930 – 1990 15,7 – 16,2 15,1 – 15,6

Эти полосы частот разделены на два диапазона приема и передачи, причем каждая из этих полос делится на каналы по 200 кГц шириной, именно это накладывает свои ограничения на пропускную способность, так каналов оказывается 124 [1] .

Сама сеть условно делится на три элемента – мобильные станции, базовые станции и коммутационные центы мобильной связи, которые обеспечивают коммутацию соединений между абонентами.

Мобильная станция – это подвижная аппаратура и карта с интегральной схемой, включающая микропроцессор, которая называется модулем абонентской идентификации (SIMKSIM-карта обеспечивает при перемещении доступ пользователя к оплаченным услугам, независимо от используемоготерминала.С помощью записанной в SIM-карте информации, в результате взаимного обмена данными между мобильной станцией и сетью мобильной связиосуществляется полный цикл аутентификации и разрешается доступ абонента к сотовой связи. Вставляя SIM-карту в другой терминал GSM, пользователь может принимать вызовы, делать с него вызовы и получат прочие услуги. Существует международный опознавательный код для определения подвижной аппаратуры – IMEI (InternationalMobileEquipmentIdentity), в свою очередь SIM-карта содержит международный опознавательный код мобильного абонента IMSI (InternationalMobileSubscriberIdentity), который используется для идентификации абонента[2].

Сеть состоит из множества передатчиков и приемников, причем зоны приема и передачи частично накладываются друг на друга и перекрываются, что обеспечивает перемещение абонента из одной зоны в другую без потери связи. Чтобы такое перекрытие было возможным, соседние станции используют различные рабочие частоты.За счет повторного использования частот можно добиться высокой плотности трафика.

Современные сотовые терминалы и телефоныхоть и обладают достаточно хорошими антеннами, радиус их действия невелик, поэтому приходится размещать множество базовых станций, которые в свою очередь обслуживают небольшие расстояния, примерно от 400 метров до 50 километров, это зависит от характеристик оборудования, местности. Располагаются базовые станции в виде шестиугольника, чем-то напоминающего пчелиные соты, поэтому такое название и получил вид связи – сотовая связь, хотя в действительности они никогда не бывают строго геометрической формы.

Сота- область радиоохвата одного приемопердатчика одной базовой станции, сеть определяет каждую соту с помощью опознавательного кода глобального идентификатора соты (CGI), это номер, который присваевается каждой соте. В сотовой сети мобильной связи каждая из сот обслуживается своим передатчиком базовой станции с небольшой выходной мощностью(P < 50 Вт) и ограниченным числом каналов. В соседних сотах использовать одни и те же частоты невозможно, так как создавались бы значительные помехи между мобильными абонентами. Поэтому разработана концепция повторного использования частот, то есть в соседних сотах используются разные полосы частот, которые повторяются через несколько сот.

На рисунке ниже показано, как используются части одного и того же диапазона в соседних сотах. В сотеА (рисунок 1) используется какая то часть от полного диапазона, к примеру одна десятая. Тогда всоседней соте Вдолжна использоваться вторая десятая часть диапазона, потому что вблизи общей границы в двух смежных сотах не используются одни и те же частотные каналы.

Рисунок 1 – Принцип повторного использования частот

В третьей соте C, которая имеет общие границы с двумя первыми, используется третья десятая часть диапазона. B. Группа сот, использующиеразные рабочие частоты называется кластером.

Чтобы увеличить абонентскую емкость, то есть число абонентов, обслуживаемыхв сети, компанией Motorola была разработана сотовая сеть с 12 группами несущих частот, в которых были применены 60° направленные антенны, в базовых станциях устанавливается 6 направленных антенн, главный лепесток

направленности которых излучает только в пределах 60° сектора (Рисунок 2) . Это позволило увеличить в 1,5 раза абонентскую емкость[3].

В системе GSM используется принцип временного разделения каналов с множественным доступом, при этом сигналы с базовой станции передаются на мобильную станцию и наоборот. Подсистема базовых станций состоит из двух видов оборудования – базовой приемопередающих станций (BTS) и контроллера базовой станции (BSC). Один контроллер, как правило, обслуживает 20-30 BTS. Первые сети имели одну базовую станцию, что означало малый охват территории и прочие недостатки, затем, когда стали применять технологию с множеством сот возникла проблема – как сделать так, чтобы абонент перемещался из одной соты в другую. Для решения этой проблемы в сотовой сети предусмотрен центр коммутации мобильной связи (MSC), который обеспечивает переключение установленного разговорного тракта при перемещении мобильного абонента из одной соты в другую, а так же подключение абонентов стационарной телефонной сети к конкретной BTS, в зоне действия которой находится абонент.

Для деления обслуживаемой территории на соты существуютдва основных способа – измерением статических характеристик распространения радиосигналов в системе связи и измерении или расчете параметров распространения радиосигнала для конкретного района. В случае, когда используется первый способ, вся обслуживаемая местность разделяется на одинаковые ячейки и с помощью методов статической радиотехники определяются их допустимые размеры и расстояния до других сот, в пределах которых выполняются условия взаимного влияния.Чтобы вся территория была покрыта сигналом без пропуска отдельных участков можноиспользоватьтолько три фигуры – треугольник, квадрат и правильный шестиугольник. На практике применяется шестиугольник, поэтому антенна с круговой диаграммой направленности BTS, установленная в центре обеспечивает доступ ко всем участкам соты.Границы сот имеют вид кривых, зависящих от характера и рельефа местности и как следствиеот условия распространения и затухания радиоволн.Сами границы не являются четко выраженными и определенными, так как на рубеже передачи обслуживания мобильной станции от одной соты в соседнюю, эти границы могут в некоторых пределах смещаться с изменением условий распространения радиоволн и в зависимости от направления движения мобильной станции. Сами мобильныестанции состоят из оборудования, предназначенного для доступа абонентов сети к другим существующим сетям связи.Всего в рамках стандарта GSM приняты 5 классов мобильных станций которые отличаются выходной емкостью, максимальная из них составляет 20 Вт. Во время передачи существует регулировка мощности передатчика базовой станции, которая обеспечивает качественную связь.

Для коммутации и содержания базы данных, обеспечения безопасности сети используется коммутационная подсистема NSS, основной функцией которой является управление процессами соединения мобильных абонентов сети GSM между собой и с абонентами фиксированной связи. Подсистема NSS состоит из центра коммутации мобильной связи. В сети GSM этот центр является главным, и в тоже время диспетчерским пунктом системы сотовой связи. Центр коммутации состоит из нескольких контроллеров (Рисунок 3) .

Рисунок 3 – Центр коммутации

Коммутатор необходим для переключения потоков информации между линиями связи, например, для направления информации от одной базовой станции к другой, или от базовой станции к сети фиксированной связи. Управление работой центра коммутации производится из центрального контролера [4].

Таким образом, рассмотрены принципы построения и организации работы сотовой связи, характеристики и методы доступа к сети, мобильные станции и базовые передатчики, принципы разделения каналов и множественного доступа.

ЛИТЕРАТУРА

1. World-mobile.net[Electronic resource]Access mode: http://www.world-

mobile.net/articles.php?pr1=100

2. А.Н. БерлинЦифровые сотовые системы связи. _М.:Эко-Трендз,2007. —15 c.

3. В.И. ПоповОсновы сотовой связи стандарта GSM . —М.: Эко-Трендз, 2005.—22 c.

4. М.В. РатынскийОсновы сотовой связи . —М.: Радио и связь, 1998. —29 с.

6. Системы сотовой связи. Мобильные системы связи

Принципы функционирования систем сотовой связи

В системах радиальной или радиально-зоновой УКВ-связи, характерными представителями которых, в частности, являются широко известная транкинговая система «Алтай» и ее модификации, максимальная дальность действия зависит от мощности передатчика, чувствительности приемника и уровня шума и ограничивается необходимостью прямой видимости между антеннами станций. Передатчики таких (и им подобных) систем для обеспечения максимальной дальности связи имеют достаточно большую мощность. Количество передатчиков, работающих в отведенной полосе частот, ограничено, потому что разнос частот между соседними каналами должен составлять не менее 12,5 кГц (для передачи сообщений одного абонента требуется один частотный канал).

В 70-е годы был предложен новый принцип организации связи, который позволил увеличить число абонентов и повысить качество связи: разбивать обслуживаемую территорию на небольшие участки, называемые сотами или ячейками.

Деление обслуживаемой территории на соты

Разделить обслуживаемую территорию на ячейки (соты) можно двумя способами: либо основанным на измерении статистических характеристик распространения сигналов в системах связи, либо основанным на измерении или расчете параметров распространения сигнала для конкретного района. При реализации первого способа вся обслуживаемая территория разделяется на одинаковые по форме зоны, и с помощью закона статистической радиофизики определяются их допустимые размеры и расстояния до других зон, в пределах которых выполняются условия допустимого взаимного влияния. Для оптимального, т. е. без перекрытия или пропусков участков, разделения территории на соты использован шестиугольник, так как, если антенну с круговой диаграммой направленности устанавливать в его центре, то будет обеспечен доступ почти ко всем участкам соты. В этом случае тщательно измеряют или рассчитывают параметры системы для определения минимального числа базовых станций, обеспечивающих удовлетворительное обслуживание абонентов по всей территории, определяют оптимальное место расположения базовой станции с учетом рельефа местности, рассматривают возможность использования направленных антенн, пассивных ретрансляторов и смежных центральных станций в момент пиковой нагрузки и т. д.

Повторное использование частот

Каждая из ячеек обслуживается своим передатчиком с невысокой выходной мощностью и ограниченным числом каналов связи. Это позволяет без помех использовать повторно частоты каналов этого передатчика в другой, удаленной на значительное расстояние, ячейке. Теоретически такие передатчики можно использовать и в соседних ячейках. Но на практике зоны обслуживания сот могут перекрываться под действием различных факторов, например, вследствие изменения условий распространения радиоволн. Поэтому в соседних ячейках используются различные частоты. Обычно антенны базовых станций имеют круговые диаграммами направленности (передача сигнала одинаковой мощности по всем направлениям). Пример построения сот при использовании трех частот f₁ – f₃ представлен на рисунке 6.1. Именно возможность повторного применения одних и тех же частот определяет высокую эффективность использования частотного спектра в сотовых системах связи.

Группа сот с различными наборами частот называется кластером. Определяющим его параметром является количество используемых в соседних сотах частот. На рисунке 6.1, например, размерность кластера равна трем. Но на практике это число может достигать пятнадцати. Базовые станции удалены друг от друга на расстояние В, называемое «защитным интервалом» (рисунок 6.1).

Смежные базовые станции, использующие различные наборы частотных каналов, образуют группу из С станций. Если каждой базовой станции выделяется набор из m каналов с шириной полосы каждого F_к, то общая ширина полосы, занимаемая системой сотовой связи, составит:

F_с = F_к*m*С (5.1)

Таким образом, величина С определяет минимально возможное число каналов в системе, поэтому ее часто называют частотным параметром системы, или коэффициентом повторения частот. Коэффициент С не зависит от числа каналов в наборе и увеличивается по мере уменьшения радиуса ячейки, следовательно, при использовании ячеек меньших радиусов имеется возможность увеличения повторяемости частот. Применение шестиугольных ячеек позволяет минимизировать ширину необходимого частотного диапазона, поскольку такая форма обеспечивает оптимальное соотношение между величинами С и В. Кроме того, шестиугольная форма наилучшим образом вписывается в круговую диаграмму направленности антенны базовой станции, установленной в центре ячейки. Остановимся более подробно на вопросе выбора размера ячейки (радиуса R). Эти размеры определяют защитный интервал В между ячейками, в которых одни и те же частоты могут быть использованы повторно. Заметим, что величина защитного интервала В, кроме уже перечисленных факторов, зависит также от допустимого уровня помех и условий распространения радиоволн. В предположении, что интенсивность вызовов в пределах всей зоны одинакова, ячейки выбираются одного размера. Размер зоны обслуживания базовой станции, выражаемый через радиус ячейки R, определяет также число абонентов N, способных одновременно вести переговоры на всей территории обслуживания. Следовательно, уменьшение радиуса ячейки позволяет не только повысить эффективность использования выделенной полосы частот и увеличить абонентскую емкость системы, но и уменьшить мощность передатчиков и чувствительность приемников базовых и подвижных станций. Это, в свою очередь, улучшает условия электромагнитной совместимости средств сотовой связи с другими радиоэлектронными средствами и системами.

Эффективным способом снижения уровня помех может быть использование направленных секторных антенн с узкими диаграммами направленности. В секторе такой направленной антенны сигнал излучается преимущественно в одну сторону, а уровень излучения в противоположном направлении сокращается до минимума. Деление сот на секторы позволяет чаще применять частоты в сотах повторно. Общеизвестный способ повторного использования частот в организованных таким образом сотах основан на применении 3-секторных антенн для каждой базовой станции и трех соседних базовых станций с формированием ими девяти групп частот (рисунок 6.2). В этом случае используются антенны с шириной диаграммы направленности 120°. Самую высокую эффективность использования полосы частот и, следовательно, наибольшее число абонентов сети, работающих в этой полосе, обеспечивает разработанный фирмой Motorola (США) способ повторного использования частот, при котором задействуются две базовые станции. При реализации этого способа каждая частота используется дважды в пределах кластера, состоящего из 4 ячеек; базовая станция каждой из них может работать на 12 частотах, используя антенны с диаграммой направленности шириной 60°.

Состав системы сотовой связи

Каждая из сот обслуживается многоканальным приемопередатчиком, называемым базовой станцией. Она служит своеобразным интерфейсом между сотовым телефоном и центром коммутации подвижной связи, где роль проводов обычной телефонной сети выполняют радиоволны. Число каналов базовой станции обычно кратно 8, например, 8, 16, 32… Один из каналов является управляющим (control channel), в некоторых ситуациях он может называться также каналом вызова (call channel). На этом канале происходит непосредственное установление соединения при вызове подвижного абонента сети, а сам разговор начинается только после того, как будет найден свободный в данный момент канал и произойдет переключение на него. Все эти процессы происходят очень быстро и потому незаметно для абонента. Он лишь набирает нужный ему телефонный номер и разговаривает, как по обычному телефону.

Любой из каналов сотовой связи представляет собой пару частот для дуплексной связи, т. е. частоты базовой и подвижной станций разнесены. Это делается для того, чтобы улучшить фильтрацию сигналов и исключить взаимное влияние передатчика на приемник одного и того же устройства при их одновременной работе.

Все базовые станции соединены с центром коммутации подвижной связи (коммутатором) по выделенным проводным или радиорелейным каналам связи (рисунок 6.3). Центр коммутации MSC – это автоматическая телефонная станция системы сотовой связи, обеспечивающая все функции управления сетью. Она осуществляет постоянное слежение за подвижными станциями, организует их эстафетную передачу, в процессе которой достигается непрерывность связи при перемещении подвижной станции из соты в соту и переключение рабочих каналов в соте при появлении помех или неисправностей, производит соединение подвижного абонента с тем, кто ему нужен в обычной телефонной сети и др.

Алгоритмы функционирования систем сотовой связи

Не смотря на разнообразие стандартов сотовой связи, алгоритмы их функционирования в основном сходны. Для абонента практически нет разницы, в каком стандарте осуществляется связь. Если ему нужно позвонить, то он просто нажимает клавишу на своём телефоне, что соответствует снятию трубки обычного телефона. Когда же радиотелефон находится в режиме ожидания (состояние “трубка положена” обычного телефона), его приёмное устройство постоянно сканирует (просматривает) либо все каналы системы, либо только управляющие. Для вызова соответствующего абонента всеми базовыми станциями сотовой системы связи по управляющим каналам передаётся сигнал вызова. Сотовый телефон вызываемого абонента при получении этого сигнала отвечает по одному из свободных каналов управления. Базовые станции, принявшие ответный сигнал, передают информацию о его параметрах в центр коммутации, который, в свою очередь, переключает разговор на ту базовую станцию, где зафиксирован максимальный уровень сигнала сотового телефона вызываемого абонента.

Во время набора номера радиотелефон занимает один из свободных каналов, уровень сигнала базовой станции в котором в данный момент максимален. По мере удаления абонента от базовой станции или в связи с ухудшением условий распространения радиоволн уровень сигнала уменьшается, что ведёт к ухудшению качества связи. Улучшение качества разговора достигается путём автоматического переключения абонента на другой канал связи. Это происходит следующим образом. Специальная процедура, называемая передачей управления вызовом или эстафетной передачей (в иностранной литературе – handover, или handoff), позволяет переключить разговор на свободный канал другой базовой станции, в зоне действия которой оказался в это время абонент. Аналогичные действия предпринимаются при снижении качества связи из-за влияния помех или при возникновении неисправностей коммутационного оборудования. Для контроля таких ситуаций базовая станция снабжена специальным приёмником, периодически измеряющим уровень сигнала сотового телефона разговаривающего абонента и сравнивающим его с допустимым пределом.

Если уровень сигнала меньше этого предела, то информация об этом автоматически передаётся в центр коммутации по служебному каналу связи. Центр коммутации выдаёт команду об измерении уровня сигнала сотового радиотелефона абонента на ближайшие к нему базовые станции. После получения информации от базовых станций об уровне этого сигнала центр коммутации переключает радиотелефон на ту из них, где уровень сигнала оказался наибольшим. Переключение производится так быстро, что абонент совершенно не замечает этих переключений.

Иногда возникает ситуация, когда поток заявок на обслуживание, поступающий от абонентов сотовой сети, превышает количество каналов, имеющихся на всех близко расположенных базовых станциях. Это происходит тогда, кода все каналы станций заняты обслуживанием абонентов и нет ни одного свободного, но поступает очередная заявка на обслуживание от подвижного абонента. В этом случае как временная мера (до освобождения одного из каналов) используется принцип эстафетной передачи внутри соты.

При этом происходит поочерёдное переключение каналов в пределах одной и той же базовой станции для обеспечения связью всех абонентов.

Одна из важных услуг сетей сотовой связи – предоставление возможности использования одного и того же радиотелефона при поездке в другой город, область или страну, причём сотовая сеть позволяет не только самому абоненту звонить из другого города или страны, но и получать звонки от тех, кто ему звонит. В сотовой связи такая возможность называется роуминг (от англ. roam – скитаться, блуждать). Для организации роуминга сотовые сети должны быть одного стандарта (например, телефон стандарта GSM не будет работать в сети стандарта CDMA и т.п.), а центры коммутации подвижной связи этого стандарта должны быть соединены специальными каналами связи для обмена данными о местонахождении абонента. Т.е. для обеспечения роуминга в сотовых сетях необходимо выполнение трёх условий:

• наличие в требуемых регионах сотовых систем стандарта, совместимого со стандартом компании, у которой подключен данный радиотелефон;
• наличие соответствующих организационных и экономических соглашений о роуминговом обслуживании абонентов;
• наличие каналов связи между системами, обеспечивающими передачу звуковой и другой информации для роуминговых абонентов.

При перемещении абонента в другую сеть её центр коммутации запрашивает информацию в первоначальной сети и при наличии подтверждения полномочий абонента регистрирует его. Данные о местоположении абонента постоянно обновляются в центре коммутации первоначальной сети, и все поступающие туда вызовы автоматически переадресовываются в ту сеть, где в данный момент находится абонент.

При организации роуминга не достаточно провести только технические мероприятия по соединению различных сетей сотовой связи. Очень важно ещё решить проблему взаиморасчётов между операторами этих сетей.

Различают три вида роуминга:

• автоматический, т.е. предоставление абоненту возможности выйти на связь “в любое время в любом месте”;
• полуавтоматический, когда абоненту для пользования данной услугой в каком-либо регионе необходимо предварительно поставить об этом в известность своего оператора;
• ручной, по сути, простой обмен одного радиотелефона на другой, подключенный к сотовой системе другого оператора.

Существующий объём услуг роуминга во многом определяется активностью деятельности конкретных компаний, так как возникающие при этом технические проблемы у всех приблизительно одинаковы (хотя в стандарте GSM услуга роуминга была заложена изначально). Перспективы развития этой сферы услуг зависят уже от распространённости стандартов.

Например, для создания единой сети стандарта GSM в России, предлагающей услуги роуминга в национальном масштабе, требуется организация связи с каждым региональным оператором. Кроме того, для передачи служебных сообщений необходим, как минимум, выделенный цифровой канал со скоростью передачи информации 64 Кбит/с.

Сотовый радиотелефон и здоровье

Время от времени в средствах массовой информации поднимается вопрос о вредном воздействии на человека систем сотовой связи, в частности, связанном с последствиями облучения головного мозга при пользовании сотовым радиотелефоном. Однако пока не установлены какие-либо статистически обоснованные закономерности распространения тех или иных заболеваний среди абонентов систем сотовой связи.

Никто не может, категорически утверждать, что нет вреда от радиотелефонов, равно как никто не может утверждать, что вред есть. Исследования в этой области ведутся с начала 90-х годов. Все учёные единодушно сходятся на том, что электромагнитное излучение сотовых телефонов, конечно же, влияет на ткани головного мозга.

«Межклеточная коммуникация: разнообразные структуры для обмена генетической информацией»

1. Мельник С.В., Молнар А., Баулкомб Д.С. Межклеточное и системное движение сигналов молчания РНК. EMBO J. 2011; 30:3553–63. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

2. Brosnan CA, Voinnet O. Перемещение siRNA между клетками и на большие расстояния в растениях: механизмы и биологические последствия. Curr Opin Plant Biol. 2011;14:580–7. [PubMed] [Google Scholar]

3. Carlsbecker A, et al. Передача сигналов клетками с помощью микроРНК165/6 направляет зависящую от дозы гена судьбу клеток корня. Природа. 2010; 465:316–21. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

4. Dunoyer P, et al. Дуплексы малых РНК функционируют как мобильные сигналы молчания между растительными клетками. Наука. 2010;328:912–6. [PubMed] [Google Scholar]

5. Molnar A, et al. Малые сайленсинговые РНК в растениях мобильны и направляют эпигенетическую модификацию в клетки-реципиенты. Наука. 2010; 328:872–5. [PubMed] [Google Scholar]

6. Slotkin RK, et al. Эпигенетическое перепрограммирование и молчание малых РНК мобильных элементов в пыльце. Клетка. 2009; 136: 461–72. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

7. Фаер А и др. Мощная и специфическая генетическая интерференция двухцепочечной РНК у Caenorhabditis elegans. Природа. 1998; 391: 806–11. [PubMed] [Google Scholar]

8. Хосе А.М., Гарсия Г.А., Хантер С.П. Между тканями Caenorhabditis elegans перемещаются два класса сайленсинговых РНК. Nat Struct Mol Biol. 2011 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

9. Whangbo JS, Hunter CP. РНК-интерференция окружающей среды. Тенденции Жене. 2008; 24: 297–305. [PubMed] [Академия Google]

10. Уинстон В.М., Молодович С., Хантер С.П. Системная РНКи у C. elegans требует предполагаемого трансмембранного белка SID-1. Наука. 2002; 295:2456–9. [PubMed] [Google Scholar]

11. Skog J, et al. Микровезикулы глиобластомы транспортируют РНК и белки, которые способствуют росту опухоли и обеспечивают диагностические биомаркеры. Nat Cell Biol. 2008;10:1470–6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

12. Valadi H, et al. Опосредованный экзосомами перенос мРНК и микроРНК представляет собой новый механизм генетического обмена между клетками. Nat Cell Biol. 2007;9: 654–9. [PubMed] [Google Scholar]

13. Mittelbrunn M, et al. Однонаправленный перенос экзосом, нагруженных микроРНК, от Т-клеток к антигенпрезентирующим клеткам. Нац коммун. 2011;2:282. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

14. Montecalvo A, et al. Механизм переноса функциональных микроРНК между дендритными клетками мыши через экзосомы. Кровь. 2012; 119: 756–66. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

15. Thery C, Ostrowski M, Segura E. Мембранные везикулы как транспортеры иммунных ответов. Нат Рев Иммунол. 2009 г.;9:581–93. [PubMed] [Google Scholar]

16. Simons M, Raposo G. Экзосомы — везикулярные носители для межклеточной коммуникации. Curr Opin Cell Biol. 2009; 21: 575–81. [PubMed] [Google Scholar]

17. Trajkovic K, et al. Церамид запускает отпочкование везикул экзосом в мультивезикулярные эндосомы. Наука. 2008; 319:1244–7. [PubMed] [Google Scholar]

18. Babst M. Образование пузырьков MVB: ESCRT-зависимое, ESCRT-независимое и все, что между ними. Curr Opin Cell Biol. 2011;23:452–7. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

19. Бобри А., Коломбо М., Рапозо Г., Тери С. Секреция экзосом: молекулярные механизмы и роль в иммунных реакциях. Движение. 2011; 12:1659–68. [PubMed] [Google Scholar]

20. Cocucci E, Racchetti G, Meldolesi J. Выпадающие микровезикулы: артефактов больше нет. Тенденции клеточной биологии. 2009; 19:43–51. [PubMed] [Google Scholar]

21. Baj-Krzyworzeka M, et al. Опухолевые микровезикулы несут несколько поверхностных детерминант и мРНК опухолевых клеток и переносят некоторые из этих детерминант на моноциты. Рак Иммунол Иммунотер. 2006; 55: 808–18. [PubMed] [Академия Google]

22. Ehnfors J, et al. Горизонтальный перенос опухолевой ДНК в эндотелиальные клетки in vivo. Смерть клеток 2009; 16: 749–57. [PubMed] [Google Scholar]

23. Pegtel DM, et al. Функциональная доставка вирусных микроРНК через экзосомы. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107:6328–33. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

24. Meckes DG, Jr., et al. Вирус опухоли человека использует экзосомы для межклеточной коммуникации. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107:20370–5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

25. Balaj L, et al. Опухолевые микровезикулы содержат элементы ретротранспозонов и амплифицированные последовательности онкогенов. Нац коммун. 2011;2:180. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

26. Irion U, St Johnston D. Локализация бикоидной РНК требует специфического связывания эндосомального сортирующего комплекса. Природа. 2007; 445: 554–8. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]

27. Gibbings DJ, Ciaudo C, Erhardt M, Voinnet O. Мультивезикулярные тельца связаны с компонентами эффекторных комплексов миРНК и модулируют активность миРНК. Nat Cell Biol. 2009 г.;11:1143–9. [PubMed] [Google Scholar]

28. Lee YS, et al. Сайленсинг с помощью малых РНК связан с эндосомальным переносом. Nat Cell Biol. 2009;11:1150–6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

29. Deregibus MC, et al. Микровезикулы, происходящие из эндотелиальных клеток-предшественников, активируют ангиогенную программу в эндотелиальных клетках путем горизонтального переноса мРНК. Кровь. 2007; 110:2440–8. [PubMed] [Google Scholar]

30. Zernecke A, et al. Доставка микроРНК-126 апоптотическими тельцами индуцирует CXCL12-зависимую защиту сосудов. Научный сигнал. 2009 г.;2:ra81. [PubMed] [Google Scholar]

31. Zhang Y, et al. Секретируемая моноцитарная миР-150 усиливает направленную миграцию эндотелиальных клеток. Мол Ячейка. 2010; 39: 133–44. [PubMed] [Google Scholar]

32. Grange C, et al. Микровезикулы, высвобождаемые из стволовых клеток рака почки человека, стимулируют ангиогенез и образование преметастатической ниши в легких. Рак Рез. 2011;71:5346–56. [PubMed] [Google Scholar]

33. Arroyo JD, et al. Комплексы Argonaute2 несут популяцию циркулирующих микроРНК, не зависящую от везикул в плазме человека. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011;108:5003–8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

34. Турчинович А., Вейц Л., Лангхейнц А., Бурвинкель Б. Характеристика внеклеточной циркулирующей микроРНК. Нуклеиновые Кислоты Res. 2011; 39:7223–33. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

35. Vickers KC, Palmisano BT, Shoucri BM, Shamburek RD, Remaley AT. МикроРНК транспортируются в плазме и доставляются в клетки-реципиенты с помощью липопротеинов высокой плотности. Nat Cell Biol. 2011;13:423–33. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

36. Wang K, Zhang S, Weber J, Baxter D, Galas DJ. Экспорт микроРНК и микроРНК-защитного белка клетками млекопитающих. Нуклеиновые Кислоты Res. 2010; 38:7248–59. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

37. Shih JD, Hunter CP. SID-1 представляет собой селективный к дцРНК канал, управляемый дцРНК. РНК. 2011;17:1057–65. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

38. Косака Н., Игучи Х., Очия Т. Циркулирующие микроРНК в жидкости организма: новый потенциальный биомаркер для диагностики и прогнозирования рака. Онкологические науки. 2010;101:2087–92. [PubMed] [Google Scholar]

39. Wolfrum C, et al. Механизмы и оптимизация доставки липофильных миРНК in vivo. Нац биотехнолог. 2007;25:1149–57. [PubMed] [Google Scholar]

40. Valiunas V, et al. Коннексин-специфический перенос коротких интерферирующих РНК от клетки к клетке через щелевые контакты. Дж. Физиол. 2005; 568: 459–68. [Статья бесплатно PMC] [PubMed] [Google Scholar]

41. Kizana E, Cingolani E, Marban E. Неклеточно-автономные эффекты экспрессируемых вектором регуляторных РНК в клетках сердца млекопитающих. Джин Тер. 2009; 16:1163–8. [PubMed] [Google Scholar]

42. Hosoda T, et al. Дифференцировка стволовых клеток сердца человека регулируется миркринным механизмом. Тираж. 2011; 123:1287–96. [Статья PMC бесплатно] [PubMed] [Google Scholar]Retracted

43. Lim PK, et al. Импорт микроРНК из стромальных клеток костного мозга, опосредованный щелевыми соединениями, может вызывать остановку клеточного цикла в клетках рака молочной железы. Рак Рез. 2011;71:1550–60. [PubMed] [Google Scholar]

44. Katakowski M, Buller B, Wang X, Rogers T, Chopp M. Функциональная микроРНК переносится между клетками глиомы. Рак Рез. 2010;70:8259–63. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

45. Braun RE, Behringer RR, Peschon JJ, Brinster RL, Palmiter RD. Генетически гаплоидные сперматиды фенотипически диплоидны. Природа. 1989;337:373-6. [PubMed] [Google Scholar]

46. Morales CR, et al. Комплекс TB-RBP и Ter ATPase сопровождает специфические мРНК из ядер через ядерные поры и в межклеточные мостики в зародышевых клетках самцов мышей. Дев биол. 2002; 246: 480–94. [PubMed] [Google Scholar]

47. Дэвис Д.М., Совински С. Мембранные нанотрубки: динамические соединения на большие расстояния между клетками животных. Nat Rev Mol Cell Biol. 2008; 9: 431–6. [PubMed] [Google Scholar]

48. Huse M, Quann EJ, Davis MM. Крики, шепот и поцелуй смерти: направленная секреция в Т-клетках. Нат Иммунол. 2008;9: 1105–11. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

49. Висенте-Мансанарес М., Санчес-Мадрид Ф. Роль цитоскелета во время реакции лейкоцитов. Нат Рев Иммунол. 2004; 4:110–22. [PubMed] [Google Scholar]

50. Варма Р., Кампи Г., Йокосука Т., Сайто Т., Дастин М.Л. Проксимальные сигналы Т-клеточного рецептора поддерживаются в периферических микрокластерах и заканчиваются в центральном надмолекулярном кластере активации. Иммунитет. 2006; 25:117–27. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

51. Гриффитс Г.М., Цун А., Стинчкомб Дж.К. Иммунологический синапс: центр эндоцитоза и экзоцитоза. Джей Селл Биол. 2010; 189: 399–406. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

52. Davis DM. Межклеточный перенос белков клеточной поверхности является обычным явлением и может влиять на многие стадии иммунного ответа. Нат Рев Иммунол. 2007; 7: 238–43. [PubMed] [Google Scholar]

53. Chauveau A, Aucher A, Eissmann P, Vivier E, Davis DM. Мембранные нанотрубки облегчают взаимодействие на большом расстоянии между естественными клетками-киллерами и клетками-мишенями. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107:5545–50. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

54. Mendoza-Naranjo A, et al. Функциональные щелевые контакты накапливаются в иммунологических синапсах и способствуют активации Т-клеток. Дж Иммунол. 2011; 187:3121–32. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

55. Qureshi OS, et al. Трансэндоцитоз CD80 и CD86: молекулярная основа внеклеточной функции CTLA-4. Наука. 2011;332:600–3. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

56. Stinchcombe JC, Bossi G, Booth S, Griffiths GM. Иммунологический синапс ЦТЛ содержит секреторный домен и мембранные мостики. Иммунитет. 2001; 15: 751–61. [PubMed] [Академия Google]

57. Уэда Х., Морфью М.К., Макинтош Дж.Р., Дэвис М.М. Синапсы CD4+ T-клеток включают несколько различных стадий. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011;108:17099–104. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

58. Court FA, Hendriks WT, MacGillavry HD, Alvarez J, van Minnen J. Перенос рибосом из клетки Шванна в аксон: к новому пониманию роли глии в нервная система. Дж. Нейроски. 2008; 28:11024–9. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

59. Lachenal G, et al. Высвобождение экзосом из дифференцированных нейронов и его регуляция синаптической глутаматергической активностью. Мол Селл Нейроски. 2011;46:409–18. [PubMed] [Google Scholar]

60. Korkut C, et al. Транссинаптическая передача везикулярных сигналов Wnt через Evi/Wntless. Клетка. 2009; 139: 393–404. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

61. Dinger ME, Mercer TR, Mattick JS. РНК как внеклеточные сигнальные молекулы. Дж Мол Эндокринол. 2008;40:151–9. [PubMed] [Google Scholar]

62. Igakura T, et al. Распространение HTLV-I между лимфоцитами за счет вирус-индуцированной поляризации цитоскелета. Наука. 2003;299: 1713–6. [PubMed] [Google Scholar]

63. Джолли С., Кашефи К., Холлинсхед М., Саттентау К.Дж. Перенос клетки ВИЧ-1 в клетку через индуцированный Env актинзависимый синапс. J Эксперт Мед. 2004; 199: 283–93. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

64. Izquierdo-Useros N, et al. ВИЧ и зрелые дендритные клетки: троянские экзосомы верхом на троянском коне? PLoS Патог. 2010;6:e1000740. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

65. Saleh MC, et al. Противовирусный иммунитет у дрозофилы требует распространения системной РНК-интерференции. Природа. 2009 г.;458:346–50. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

66. Sijen T, et al. О роли амплификации РНК в сайленсинге генов, запускаемом дцРНК. Клетка. 2001; 107: 465–76. [PubMed] [Google Scholar]

67. Vaistij FE, Jones L, Baulcombe DC. Распространение нацеливания РНК и метилирования ДНК при сайленсинге РНК требует транскрипции гена-мишени и предполагаемой РНК-зависимой РНК-полимеразы. Растительная клетка. 2002; 14:857–67. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

68. Maida Y, et al. РНК-зависимая РНК-полимераза, образованная TERT и РНК RMRP. Природа. 2009 г.;461:230–5. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

69. Cortez MA, et al. МикроРНК в жидкостях организма — смесь гормонов и биомаркеров. Nat Rev Clin Oncol. 2011; 8: 467–77. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

70. Small EM, Olson EN. Всепроникающая роль микроРНК в биологии сердечно-сосудистой системы. Природа. 2011; 469:336–42. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]

71. Rosenfeld N, et al. МикроРНК точно определяют происхождение раковой ткани. Нац биотехнолог. 2008; 26: 462–9.. [PubMed] [Google Scholar]

72. Hung EC, Chiu RW, Lo YM. Обнаружение циркулирующих нуклеиновых кислот плода: обзор методов и приложений. Джей Клин Патол. 2009;62:308–13. [PubMed] [Google Scholar]

73. Alvarez-Erviti L, et al. Доставка siRNA в мозг мыши путем системной инъекции экзосом-мишеней. Нац биотехнолог. 2011;29:341–5. [PubMed] [Google Scholar]

В чем сходство внутренней коммуникации организации и клеточной сигнализации? | Альфонсо Фернандес

Внутренняя коммуникация организации является важным аспектом для хорошей работы компании. Этот вопрос стал источником больших дебатов. Этот пост не претендует на то, чтобы стать одной из этих избыточных статей, и не стремится стать ссылкой. Это просто еще одно видение, может оригинальное или просто остроумное, о внутренней коммуникации.

Параллелизм, который мы собираемся использовать, — это человеческий организм. Мы сотовая организация, в которой существует специализированная группа. Координация возможна благодаря коммуникации или передаче сигналов между клетками. Точно так же организация представляет собой группу людей с определенной специализацией и общими целями.

Сотовая передача сигналов

Виды многоклеточной передачи сигналов с биологической точки зрения:

1. Межклеточная связь : Короткое расстояние. Сигнализация 1 к 1. Это называется юкстакринной сигнализацией. Коммуникация происходит путем контакта с другими клетками или с внеклеточным матриксом посредством клеточной адгезии.
2. Паракринная сигнализация : Малая дальность. Связь с окрестностями. Это своего рода сигнализация, при которой одна клетка вызывает изменение, которое вызывает сдвиг в соседних клетках, изменяя поведение или дифференцировку клеток. Эта передача сигналов осуществляется с помощью специфического пептида.
3. Нейронная связь : Дальний радиус действия, быстрый и высокоспецифичный. Через периферическую нервную систему центральная нервная система взаимодействует с остальными частями тела, и наоборот.
4. Эндокринная сигнализация : Дальний, медленный и широкий спектр. Эндокринная система регулирует некоторые функции организма с помощью гормонов.

Этот вид связи возник благодаря эволюционной динамике. За миллионы лет многие сигнальные механизмы были заброшены из-за их бесполезности. Этот долгий и кропотливый процесс подразумевает, что, хотя это может быть и не идеальное решение, это решение проверено миллионами лет назад.

Экстраполяция на внутреннюю коммуникацию организации

Кажется, что метафора, аналогия или просто сравнение могут быть полезны в организационной сфере. Давайте изложим каждый из 4 видов связи, касающихся организации:

1. Организационный эквивалент сигнализации между ячейками будет одноранговой связью.
2. Эквивалентом паракринной сигнализации может быть внутригрупповая коммуникация, внутриведомственная, внутриотдельная…
3. Эквивалентом нейронной связи может быть прямая передача сигналов между исполнительным руководством и несколькими подразделениями организации.
4. Наконец, эндокринная сигнализация была бы видом связи, в которой подразумевались бы несколько лиц/отделов, деятельность которых должна координироваться для поддержания равновесия организации. Возможно, мы могли бы приравнять существующую сигнализацию/связь между отделами к организации.

Но каковы цели внутренней коммуникации?

Конечной целью общения является поддержание внутреннего баланса (гомеостаза) организма. И это равновесие может быть достигнуто за счет обмена информацией между окружающей средой и клетками. Эта внешняя информация необходима для приспособления организма к новым условиям внешней среды.

Какая от всего этого польза?

Я имею в виду первый абзац относительно полезности этого упражнения. Однако, если мы заинтересованы в поиске какой-либо полезности, мы должны рассмотреть следующее:

• Организация не является живым организмом, или, по крайней мере, ей должны быть миллионы лет, чтобы она существовала.