Сотовая связь принцип работы: Как устроена сотовая связь 3G/4G

Принцип работы сотовой связи презентация. Презентация на тему “сотовая связь”

Творческий проект по физике на тему «Сотовая связь»

Проект выполнил: Лебедев Антон, уч-ся 9А класса

Руководитель проекта: Овчаров Виктор Иванович, учитель физики

г. Железногорск 2012 год

Слайд 2

Цель работы: собрать информацию из различных источников, чтобы узнать историю развития сотовой связи, принцип работы телефонов, причины воздействия сотовой связи на организм человека.

1. Изучить историю открытия электромагнитных волн, стандарты поколений сотовой связи.

2. Назначение базовых станций, устройство и принцип работы телефона в сотовой сети.

3. Вредное воздействие на организм человека и нормы излучения сотового телефона.

5. Анкетирование обучающихся школы.

Слайд 3

• Генрих Герц
• Гульельмо Маркони

Слайд 4

Попов Александр Степанович

Слайд 5

Слайд 6

В июле 1947 года сотрудники Bell Laboratories У. Шокли, Дж. Бардин и У. Браттайн изобрели

транзистор.

Идея Д. Ринга – Базовые станции своими зонами покрытия образуют соты, размер которых определяется территориальной плотностью абонентов сети. Частотные каналы, используемые для работы одной из базовых станций сети, могут использоваться другими базовыми станциями этой сети.

Слайд 7

Мартин Купер

Взяв Motorola Dina-TAC в руки, Мартин Купер вышел на улицу и совершил первый в мире звонок по сотовому телефону.

Слайд 8

Сотовая связь первого поколения(1G).

Стандарт CDMA, TDMA, iDEN, PDS, PHS

Данные в таких сетях могли передаваться лишь на низких скоростях до 2,4 кбит/сек, а спектр ограничен сверху частотой 900 МГц.

Слайд 9

Сотовая связь второго поколения(2G).

Стандарт GSM

Главное отличие систем второго поколения заключается в том, что они “цифровые”, т.е. голос передается в цифровом виде.

Слайд 10

Сотовая связь третьего поколения(3G).

Системы работают на следующих скоростях передачи данных: для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) – не менее 144 кбит/с, для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) – 384 кбит/с, для неподвижных объектов на коротких расстояниях – 2,048 Мбит/с.

Слайд 11

Базовые станции.

Базовая станция (применительно к сотовой связи) – комплекс радиопередающей аппаратуры (ретрансляторы, приёмо-передатчики), осуществляющий связь с конечным абонентским устройством – сотовым телефоном.

Слайд 12

Связь телефона со станцией может идти по аналоговому протоколу (AMPS, NAMPS, NMT-450) или по цифровому (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS).

Слайд 13

1. Кнопка графического манипулятора2. Кнопка приема звонка3. Телефонная книга 4. Клавиатура5. Антенна6. Звуковой динамик7. ЖКИ дисплей8. Клавиша включения-выключения и сброса звонка9. Клавиша отмены10. Микрофон (расположен снизу)

Внешний вид мобильного телефона

Слайд 14

Структурная схема сотового телефона

Слайд 15

Процессы кодирования и декодирования в сотовой связи GSM телефоне

Слайд 16

Работа телефона в сотовой сети

Слайд 17

Слайд 18

Сотовый телефон отличается тем, что он, наносит нашему организму “тройной удар”. Здесь имеется ввиду три источника излучения СВЧ полей, находящихся в одном аппарате и генерирующих различные ЭМП, в различных режимах его работы.

1. Первым из них является антенна сотового телефона, излучающая ЭМП, мощность которого определяется единицами ватт.

2. Это излучение осуществляется в режиме передачи, причем, значительная часть ЭМИ, частично ослабляясь черепной коробкой, проникает в наш мозг. В режиме ожидания сотовый телефон подобен другим электронным приборам и излучает слабые поля нетепловой интенсивности, которые, накапливаясь в организме, могут привести к негативным последствиям.

3. В режиме приема, СВЧ излучения через слуховой проход проникают непосредственно в мозг.

Слайд 19

В результате многочисленных исследований в области биологического действия электромагнитных излучений, было установлено:

1. что они обладают свойством со временем накапливаться в организме человека, нарушая при этом его биоэнергетическое равновесие и, в первую очередь, структуру т.н. энергоинформационного обмена (ЭНИО), обеспечивающую нормальное функционирование информационно-обменных процессов между всеми органами и системами, на всех уровнях организации человеческого организма, включая также таковые между организмом и внешней средой.

2. Наиболее чувствительными системами человеческого организма являются: нервная, иммунная, эндокринная и репродуктивная (половая).

3.Биологический эффект ЭМП в условиях длительного, многолетнего воздействия, может привести к развитию отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания и др.

4. Особую опасность ЭМП представляют для детей и беременных женщин, так как еще не сформировавшийся детский организм обладает повышенной чувствительностью к воздействию таких полей.

5. Весьма чувствительными к действию ЭМП являются также люди с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергики и люди с ослабленным иммунитетом.

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Сотовый телефон мешает здоровому сну.

Слайд 23

Дети тормозят…

Алан Прис, глава отделения биофизики Бристольского онкологического центра, на полчаса дал телефоны ребятам 10 – 11 лет. У половины они работали в режиме разговора, у других были отключены. А потом ученый провел нейрофизиологические тесты. У тех, кому достались включенные мобильники, все реакции оказались замедленными. Другой эксперимент показал, что даже после двухминутной беседы у подростков 11 – 13 лет меняется биоэлектрическая активность мозга. В норму она приходит лишь через два часа. Что это значит? У ребенка меняется настроение, он хуже воспринимает материал на уроке, если во время переменки болтал по сотовому.

Слайд 24

А у взрослых закипает кровь

Венгерский биолог Турочи попросил 76 добровольцев сделать два звонка, по 7, 5 минуты каждый. Организм задрожал всеми фибрами: изменились биотоки мозга, замедлилось мозговое кровообращение, упало артериальное давление. Врачи зафиксировали у испытуемых беспокойство и стресс.

А российский профессор Игорь Беляев, работающий в Стокгольмском университете, включал телефон рядом с пробирками с человеческой кровью. Через час кровь в нескольких из них «закипела»! «Нет, она не нагревалась, – объясняет исследователь. – Но клетки крови, лимфоциты, вели себя, как если бы у человека был очень сильный жар – 44 градуса». Эффект «теплового шока» сохранялся 72 часа.

Слайд 25

Эмбрионы умирают…

В Московском институте биофизики профессор Юрий Григорьев сделал два инкубатора. В каждый положил по 63 куриных яйца. Над одним «птичьим домиком» на высоте 10 см подвесили мобильник стандарта GSM. Телефон работал в таком режиме: 1, 5 минуты включен, полминуты выключен. Нарушения эмбрионального развития начались на третий день. Вылупились лишь 16 птичек, которые «слушали» телефон! Но и они оказались нежизнеспособны. Для сравнения: в инкубаторе, где яйца не донимали звонками, без проблем появился на свет 51 птенец.

ученые из МГУ обнаружили, что от мобильника чахнут дрожжевые грибки и уксуснокислые бактерии. А это значит, что аппарат на поясе или в кармане – рядом с кишечником – может испортить жизнь кому-нибудь из 500 обитающих там микроорганизмов! А уж они отомстят беспечному хозяину.

Слайд 26

SAR – Specific Absorbtion Rate – единица измерения, показывающая максимальную удельную мощность, поглощаемую человеческим телом (Вт/кг) при обычном разговоре по сотовому телефону.

Максимальный безопасный уровень – 2,0, большинство современных телефонов имеет SAR от 0,5 до 1,0.

Слайд 27

• В каком возрасте ты начал пользоваться сотовым телефоном?
• Сколько времени в день ты разговариваешь по сотовому телефону?
• Какая модель телефона у тебя сейчас?
• Где ты обычно хранишь сотовый телефон?
• Где находится твой сотовый телефон ночью?
• Знаешь ли ты устройство сотового телефона?
• Знаешь ли ты о вредном воздействии сотовых телефонов на организм человека?

Слайд 28

В каком возрасте тебе купили сотовый телефон?

Слайд 29

2. Сколько времени в день ты разговариваешь по сотовому телефону?

Слайд 30

3. Какая модель телефона у тебя сейчас?

Слайд 31

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ SAR – САМЫЕ БЕЗОПАСНЫЕ

Вам предоставляется возможность познакомиться с перечнем мобильных телефонов, имеющих наименьший уровень излучения SAR. Все данные приводятся для телефонов, работающих в стандарте GSM 900. В таблице приведены значения SAR, определенные для 10 г. ткани. Помните: чем меньше значение SAR, тем меньшее воздействие оказывает мобильный телефон на человека! Подробнее о SAR

• Модель SAR
• MagComMagCom 0,04
• Motorola StarTac 130 ? 0,07
• Samsung SGH-F700v Qbowl 0,07
• Motorola V100 0,09
• Samsung SGH-Z560 0,10
• Swisscom XPA v1615 0,10
• Motorola MPx200 0,12
• Philips 362 0,12
• TelefoonTotaalBasicPhone 0,12
• Mitac Mio A501 0,12
• Samsung SGH-X830 0,12
• LG S5200 0,12
• Audiovox XV6600 0,12
• LG KG320S 0,13
• Sagem myMobileTV2 0,13
• Motorola V101 0,14
• SonyEricsson T292a 0,15
• Nokia 8810 0,15
• E-ten M500 0,16
• Vodafone VPA IV 0,17
• BlackBerry 7280 0,17
• Samsung GT-I8000 Omnia II 0,17
• T-Mobile MDA Pro 0,17
• BlackBerry 6280 0,18
• Samsung SGH-s105 0,18

Не носи включенный телефон в нагрудных карманах (риск развития злокачественных опухолей).

Мобильный телефон должен находиться на расстоянии не менее 2 см от тела человека в специальном футляре.

Во время разговора желательно использовать гарнитуру и систему «свободные руки» («hands free»).

Не приобретайте бывшие в использовании мобильные телефоны.

По возможности пользоваться громкой связью.

Вместо разговора пользоваться услугами SMS.

Не разговаривать в автомашине по сотовому телефону. Металлический корпус автомобиля действует как «экран», ухудшается радиосвязь. В ответ на это мобильный аппарат увеличивает свою мощность, что приводит к большему облучению абонента. При проживании в зданиях из железобетонных конструкций разговор по аппарату мобильной связи следует вести около большого окна, на лоджии или балконе.

Во время разговора держать аппарат обязательно за нижнюю часть. Если держать телефон в «кулаке», мощность аппарата увеличивается примерно на 70% и тем самым усиливается облучение.

Изменять положение трубки в процессе разговора (слева и справа).

Слайд 37

Вывод: влияние электромагнитных полей на здоровье человека – это исследуемая задача науки. Человек сам может обеспечить свою безопасность, если будет обладать необходимой информацией. Каждый из нас может и даже обязан принять простые меры предосторожности. Сотовый телефон безопасен только при разумном отношениик нему.

Слайд 38

Список используемых источников и литературы

А.Гридин, К.Романов, И.Зубик «МОБИЛЬНИК ДЛЯ ВСЕХ. Устройство и работа мобильных телефонов»

Маляревский А., Олевская Н. Ваш мобильный телефон (популярный самоучитель). М, «Питер», 2004

Закиров З.Г., Надеев А.Ф., Файзуллин Р.Р. Сотовая связь стандарта GSM. Современное состояние, переход к сетям третьего поколения («Библиотека МТС»). М., «Эко-Трендз», 2004

Попов В.И. Основы сотовой связи стандарта GSM («Инженерная энциклопедия ТЭК»). М., «Эко-Трендз», 2005

Слайд 39

Устройство сотовых телефонов

Посмотреть все слайды

Cлайд 1

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №9 им. К.К Рокоссовского» Творческий проект по физике на тему «Сотовая связь» Проект выполнил: Лебедев Антон, уч-ся 9А класса Руководитель проекта: Овчаров Виктор Иванович, учитель физики г. Железногорск 2012 год

Cлайд 2

Цель работы: собрать информацию из различных источников, чтобы узнать историю развития сотовой связи, принцип работы телефонов, причины воздействия сотовой связи на организм человека. Задачи: 1. Изучить историю открытия электромагнитных волн, стандарты поколений сотовой связи. 2. Назначение базовых станций, устройство и принцип работы телефона в сотовой сети. 3. Вредное воздействие на организм человека и нормы излучения сотового телефона. 4. Разработать рекомендации по использованию сотовых телефонов. 5. Анкетирование обучающихся школы.

Cлайд 3

Cлайд 4

Cлайд 5

Cлайд 6

В июле 1947 года сотрудники Bell Laboratories У. Шокли, Дж. Бардин и У. Браттайн изобрели транзистор. Идея Д. Ринга – Базовые станции своими зонами покрытия образуют соты, размер которых определяется территориальной плотностью абонентов сети. Частотные каналы, используемые для работы одной из базовых станций сети, могут использоваться другими базовыми станциями этой сети.

Cлайд 7

Мартин Купер Взяв Motorola Dina-TAC в руки, Мартин Купер вышел на улицу и совершил первый в мире звонок по сотовому телефону.

Cлайд 8

Сотовая связь первого поколения(1G). Стандарт CDMA, TDMA, iDEN, PDS, PHS Данные в таких сетях могли передаваться лишь на низких скоростях до 2,4 кбит/сек, а спектр ограничен сверху частотой 900 МГц.

Cлайд 9

Сотовая связь второго поколения(2G). Стандарт GSM Главное отличие систем второго поколения заключается в том, что они “цифровые”, т.е. голос передается в цифровом виде.

Cлайд 10

Сотовая связь третьего поколения(3G). Системы работают на следующих скоростях передачи данных: для абонентов с высокой мобильностью (до 120 км/ч) – не менее 144 кбит/с, для абонентов с низкой мобильностью (до 3 км/ч) – 384 кбит/с, для неподвижных объектов на коротких расстояниях – 2,048 Мбит/с.

Cлайд 11

Базовые станции. Базовая станция (применительно к сотовой связи) – комплекс радиопередающей аппаратуры (ретрансляторы, приёмо-передатчики), осуществляющий связь с конечным абонентским устройством – сотовым телефоном.

Cлайд 12

Связь телефона со станцией может идти по аналоговому протоколу (AMPS, NAMPS, NMT-450) или по цифровому (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS).

Cлайд 13

1. Кнопка графического манипулятора 2. Кнопка приема звонка 3. Телефонная книга 4. Клавиатура 5. Антенна 6. Звуковой динамик 7. ЖКИ дисплей 8. Клавиша включения-выключения и сброса звонка 9. Клавиша отмены 10. Микрофон (расположен снизу) Внешний вид мобильного телефона

Cлайд 14

Cлайд 15

Cлайд 16

Cлайд 17

Cлайд 18

Сотовый телефон отличается тем, что он, наносит нашему организму “тройной удар”. Здесь имеется ввиду три источника излучения СВЧ полей, находящихся в одном аппарате и генерирующих различные ЭМП, в различных режимах его работы. 1. Первым из них является антенна сотового телефона, излучающая ЭМП, мощность которого определяется единицами ватт. 2. Это излучение осуществляется в режиме передачи, причем, значительная часть ЭМИ, частично ослабляясь черепной коробкой, проникает в наш мозг. В режиме ожидания сотовый телефон подобен другим электронным приборам и излучает слабые поля нетепловой интенсивности, которые, накапливаясь в организме, могут привести к негативным последствиям. 3. В режиме приема, СВЧ излучения через слуховой проход проникают непосредственно в мозг.

Cлайд 19

В результате многочисленных исследований в области биологического действия электромагнитных излучений, было установлено: 1. что они обладают свойством со временем накапливаться в организме человека, нарушая при этом его биоэнергетическое равновесие и, в первую очередь, структуру т.н. энергоинформационного обмена (ЭНИО), обеспечивающую нормальное функционирование информационно-обменных процессов между всеми органами и системами, на всех уровнях организации человеческого организма, включая также таковые между организмом и внешней средой. 2. Наиболее чувствительными системами человеческого организма являются: нервная, иммунная, эндокринная и репродуктивная (половая). 3.Биологический эффект ЭМП в условиях длительного, многолетнего воздействия, может привести к развитию отдаленных последствий, включая дегенеративные процессы центральной нервной системы, рак крови (лейкозы), опухоли мозга, гормональные заболевания и др. 4. Особую опасность ЭМП представляют для детей и беременных женщин, так как еще не сформировавшийся детский организм обладает повышенной чувствительностью к воздействию таких полей. 5. Весьма чувствительными к действию ЭМП являются также люди с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы, аллергики и люди с ослабленным иммунитетом.

Cлайд 20

Cлайд 21

Cлайд 22

Cлайд 23

Дети тормозят… Алан Прис, глава отделения биофизики Бристольского онкологического центра, на полчаса дал телефоны ребятам 10 – 11 лет. У половины они работали в режиме разговора, у других были отключены. А потом ученый провел нейрофизиологические тесты. У тех, кому достались включенные мобильники, все реакции оказались замедленными. Другой эксперимент показал, что даже после двухминутной беседы у подростков 11 – 13 лет меняется биоэлектрическая активность мозга. В норму она приходит лишь через два часа. Что это значит? У ребенка меняется настроение, он хуже воспринимает материал на уроке, если во время переменки болтал по сотовому.

Cлайд 24

…а у взрослых закипает кровь Венгерский биолог Турочи попросил 76 добровольцев сделать два звонка, по 7, 5 минуты каждый. Организм задрожал всеми фибрами: изменились биотоки мозга, замедлилось мозговое кровообращение, упало артериальное давление. Врачи зафиксировали у испытуемых беспокойство и стресс. А российский профессор Игорь Беляев, работающий в Стокгольмском университете, включал телефон рядом с пробирками с человеческой кровью. Через час кровь в нескольких из них «закипела»! «Нет, она не нагревалась, – объясняет исследователь. – Но клетки крови, лимфоциты, вели себя, как если бы у человека был очень сильный жар – 44 градуса». Эффект «теплового шока» сохранялся 72 часа.

Cлайд 25

Эмбрионы умирают… В Московском институте биофизики профессор Юрий Григорьев сделал два инкубатора. В каждый положил по 63 куриных яйца. Над одним «птичьим домиком» на высоте 10 см подвесили мобильник стандарта GSM. Телефон работал в таком режиме: 1, 5 минуты включен, полминуты выключен. Нарушения эмбрионального развития начались на третий день. Вылупились лишь 16 птичек, которые «слушали» телефон! Но и они оказались нежизнеспособны. Для сравнения: в инкубаторе, где яйца не донимали звонками, без проблем появился на свет 51 птенец. ученые из МГУ обнаружили, что от мобильника чахнут дрожжевые грибки и уксуснокислые бактерии. А это значит, что аппарат на поясе или в кармане – рядом с кишечником – может испортить жизнь кому-нибудь из 500 обитающих там микроорганизмов! А уж они отомстят беспечному хозяину.

Cлайд 26

SAR – Specific Absorbtion Rate – единица измерения, показывающая максимальную удельную мощность, поглощаемую человеческим телом (Вт/кг) при обычном разговоре по сотовому телефону. Максимальный безопасный уровень – 2,0, большинство современных телефонов имеет SAR от 0,5 до 1,0.

Cлайд 27

Анкета В каком возрасте ты начал пользоваться сотовым телефоном? Сколько времени в день ты разговариваешь по сотовому телефону? Какая модель телефона у тебя сейчас? Где ты обычно хранишь сотовый телефон? Где находится твой сотовый телефон ночью? Знаешь ли ты устройство сотового телефона? Знаешь ли ты о вредном воздействии сотовых телефонов на организм человека?

Cлайд 28

Cлайд 29

Cлайд 30

Cлайд 31

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ SAR – САМЫЕ БЕЗОПАСНЫЕ Вам предоставляется возможность познакомиться с перечнем мобильных телефонов, имеющих наименьший уровень излучения SAR. Все данные приводятся для телефонов, работающих в стандарте GSM 900. В таблице приведены значения SAR, определенные для 10 г. ткани. Помните: чем меньше значение SAR, тем меньшее воздействие оказывает мобильный телефон на человека! Подробнее о SAR Модель SAR MagCom MagCom 0,04 Motorola StarTac 130 ? 0,07 Samsung SGH-F700v Qbowl 0,07 Motorola V100 0,09 Samsung SGH-Z560 0,10 Swisscom XPA v1615 0,10 Motorola MPx200 0,12 Philips 362 0,12 Telefoon Totaal BasicPhone 0,12 Mitac Mio A501 0,12 Samsung SGH-X830 0,12 LG S5200 0,12 Audiovox XV6600 0,12 LG KG320S 0,13 Sagem myMobileTV2 0,13 Motorola V101 0,14 SonyEricsson T292a 0,15 Nokia 8810 0,15 E-ten M500 0,16 Vodafone VPA IV 0,17 BlackBerry 7280 0,17 Samsung GT-I8000 Omnia II 0,17 T-Mobile MDA Pro 0,17 BlackBerry 6280 0,18 Samsung SGH-s105 0,18

Принципы сотовой связи(использование света, сигналов и звука) Начало истории беспроводных коммуникаций

• Много раз в истории использовали для связи гелиографы, флаги (семафор),…
– Китай, династия Хань (206г. до н.э. – 24г. н.э.) использование сигнальных башен; – 150г. до н.э. дымовые сигналы для связи (Полибий, Греция) – 1793, оптический телеграф, французкий инженер К. Шапп

• Начало связи с электромагнитными волнами:

Джеймс Максвелл (1831-79): теория электромагнитных полей, волновые уравнения (1864)

1876 телефон Александра Белла

Г. Герц (1857-94) продемонстрировал волновой тип электрической передачи через пространство (1888)

Начало истории беспроводных коммуникаций

7 мая 1895 г. петербургский физик Александр Попов сделал в Физико-химическом обществе доклад с демонстрацией созданного им радиоприбора для фиксации атмосферных колебаний.

2 июня 1896 г. Гульельмо МАРКОНИ запатентовал радио как свое изобретение (научные публикации Попова на этот счет появились в том же месяце, но адресовались совершенно иной аудитории).

1896 году в Лондоне ему удалось передать сообщение на расстояние 10 километров.

1907 Коммерческие трансатлантические связи – огромные базовые станции (с высотой антенн 30 – 100m)

1915 речевая передача Нью-Йорк – San Франциско

В 1896 году он продемонстрировал свои опыты перед Физическим обществом Санкт-Петербурга, передав сигналы с помощью азбуки Морзе внутри здания университета.

Начало истории беспроводных коммуникаций Концепции:

• большая область для одного передатчика
• Большая “мобильность” за счет высокой энергоемкости
• Системы с низкими возможностями, склонные к интерференции
• Высокая стоимость

1911 – мобильный передатчик на дирижабле

1926 – поезд (Гамбург Берлин)

1927 – первое коммерческое автомобильное радио (только прием)

Первые мобильные системы связи начинались в 40-х годах в США и в 50-х годах в Европе.

Развитие телекоммуникаций в России

Развитие телекоммуникаций в России Классификация беспроводных сетей

Общего пользования

ведомственные

диспетчерские

Транкинговые

пейджинг

спутниковые

компьютерные

оптические

Развитие стандартов сотовых систем связи Развитие стандартов сотовых систем связи Сотовые сети связи

• 1G: аналоговые сети. Идея: покрытие пространства «сотами» (зонами действия одной базовой станции) и организация кластеров сот. Поддерживали только телефонию. Стандарты: NMT, AMPS.
• 2G: цифровые сети с коммутацией каналов. Используется метод доступа с временным разделением каналов. В основе также лежит сотовая структура. Поддерживают телефонию и передачу данных. Для организации более быстрого доступа может использоваться GPRS (2G+).Стандарты: GSM, D-AMPS, PDC.
• 3G: цифровые сети с коммутацией каналов/пакетов. Используется широкополосный метод доступа с кодовым разделением каналов, поддерживают передачу мультисервисного трафика. Стандарты: CDMA, WCDMA, cdma2000, i-mode и т.д.
• 4G: цифровые сети с коммутацией пакетов. Находятся в стадии разработки 

Развитие стандартов сотовых систем связи Распределение частотного диапазона (1)

Сотовые сети 3G

746-794 MHz, 1.7-1.85 GHz, 2.5-2.7 GHz

Сотовые GSM

Сотовые GSM

Распределение частотного диапазона (2)

Беспроводные LAN (IEEE 802.11b/g)

Bluetooth

Беспроводные LAN (IEEE 802.11a)

Геометрическая структура сотовой системы Модель многократного использования частот

Типы ячеек

Macrocells(3 to 35 km)

Microcells(0,1 to 1 km)

Picocells(0,01 to 1km)

Nanocells(1m to 10m)

Общий вид сотовой системы

Network sub-system

Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения Пример мобильного сотового соединения

В течение полутора веков, прошедших с момента изобретения телефона, телефонная связь настолько прочно вошла в быт современного человека, что отсутствие телефона в квартире практически стало исключением. К достоинствам проводных телефонных сетей следует отнести надежность связи и развитую систему абонентских сетей, позволяющую пользователю связаться с абонентом практически в любой стране мира.

Однако «жесткая привязка» абонента к стационарному телефонному аппарату, «ограниченная» к тому же длиной провода телефонной трубки, не позволяла пользователю быть мобильным , т. е. свободно перемещаться в пространстве во время разговоров или между ними.

Во второй половине прошлого века по мере совершенствования техники и технологии стала развиваться идея создания всемирной (глобальной) сети мобильной (сотовой) телефонной связи , позволяющей пользователю иметь доступ к развитой абонентской сети при помощи портативной переносной (мобильной) трубки-телефона значительного (десятки километров) радиуса действия.

Реализация этой идеи позволила бы вывести телефонную связь на новый уровень популярности и доступности с точки зрения пользователя, который имел бы свой индивидуальный телефонный номер и практически неограниченную свободу передвижения (мобильности) во время разговоров или между ними.

Предлагаемый принцип действия мобильной телефонной связи достаточно прост: при помощи трубки-телефона (мобильного телефона) абонент связывается с ближайшей базовой станцией (передатчиком) сети (рис. 224).

Рис. 224. Базовая станция сотовой сети (передатчик)

Эта базовая станция, в свою очередь, связывается со следующим передатчиком сети и т. д. по мере требования абонента (рис. 225).

Рис. 225. Сотовая сеть передатчиков

Описанный принцип создания развитой абонентской сети называется сотовым принципом, поскольку по такому же принципу пчелы выстраивают соты внутри улья. При этом каждая созданная ячейка служит основой для создания следующей точно такой же ячейки и т. д.

В силу этого обстоятельства мобильную телефонную связь принято называть также сотовой телефонной связью. При движении абонента (например, на автомобиле) (см. рис. 225) базовые станции самостоятельно следят за ним и «передают» друг другу, что происходит практически без потери качества связи, быстро и совершенно незаметно для пользователя.

Самая простая часть структурной схемы сотовой связи – мобильный (переносной) телефон, состоит из двух частей: собственно «трубки» или ME (Mobile Equipment) и модуля идентификации абонента, или смарт-карты SIM (Subscriber Identity Module), получаемой при заключении контракта с тем или иным оператором.

Каждому сотовому телефону при производстве присваивается собственный номер или международный идентификатор мобильного устройства ΙΜΕΙ (International Mobile Equipment Identity), позволяющий отличить его от второго точно такого же.

В нашей стране используется стандарт сетей второго поколения GSM (Global System for Mobile Communications), который был разработан в 1990 г. Данный стандарт использует рабочую частоту ν = 900 МГц, позволяющую значительно улучшить качество связи по сравнению со стандартами первого поколения.

Первый оператор GSM принял абонентов в 1991 году, а уже к началу 1994 г. мировые сети, основанные на данном стандарте, имели 1,3 миллиона абонентов. К концу 1995 г. их число увеличилось до 10 миллионов!

При включении мобильного телефона с активированной смарт-картой он «сам» находит ближайшую базовую станцию соответствующей сотовой сети, после чего весь пакет телефонных услуг данной сети становится доступным абоненту.

Каждый передатчик обеспечивает радиопокрытие в среднем на расстоянии до двух десятков километров от него (рис. 226). Для рационального использования сотовой сети передатчиков разрабатываются оптимальные схемы их взаиморасположения на местности с учетом ее рельефа.

Базовые основы оператора, или Как организуется работа сотовой связи

Как происходит строительство сотовой сети и базовых станций, с какими трудностями сталкивается оператор и как их решает, — на примере Tele2.

Большинство абонентов не задумывается о том, как осуществляется звонок по мобильному телефону, как происходит передача SMS-сообщения или data-трафика. Главное, чтобы в любой момент времени и в любой точке пространства они не испытывали проблем со связью. Между тем комфорт общения обеспечивается постоянно работающей огромной системой, состоящей из тысяч элементов, в числе которых базовые станции, контроллеры, коммутационное оборудование, ИТ-системы и многое другое, что позволяет оставаться на связи 24 часа в сутки. Стоит подчеркнуть, что один абонентский звонок одномоментно обслуживают порядка 14—17 операционных ИТ-систем, находящихся в постоянном взаимодействии друг с другом.

Одним из основных элементов сети любого сотового оператора является базовая станция (base station subsystem), представляющая собой системный комплекс приемопередающей аппаратуры, осуществляющей централизованное обслуживание группы конечных абонентских устройств. Проще говоря — благодаря базовым станциям (или коротко — БС) мобильные устройства абонентов (сотовые телефоны, планшеты, usb-модемы) могут связываться между собой через коммутационное оборудование, выходить в интернет, получать и отправлять сообщения и данные. Зона покрытия антенн базовой станции образует соту, а вместе — группу сот. Покрытие 1 БС в зависимости от настроек может быть от нескольких десятков метров до 50 километров (иногда и более). Каждая БС обслуживает только свой определенный участок сети с помощью нескольких нацеленных в различные участки сектора трансиверов. Рабочий радиус (ширина охвата), равно как и емкость, у БС может быть разной и зависит от установленного оборудования.

Базовые станции могут работать в различных радиочастотных ресурсах, которые принято относить к различным стандартам сотовой связи, например — 900 МГц, 1800 МГц и 2100 МГц, соответственно GSM900, GSM1800 и UMTS. Как нам пояснили в «Tele2 Казахстан», это стандарты связи, которые используются в Казахстане сотовыми GSM-операторами, представленные на мобильном рынке Казахстана. Разные операторы используют разные частотные диапазоны, что позволяет операторам работать и не оказывать влияния друг на друга. Каждая базовая станция состоит из следующих основных элементов: приемо-передающих антенных устройств или секторов, оборудования для ретрансляции радиосигнала. Также БС, помимо основного источника питания, обеспечиваются резервным источником автономного питания на случай отключения электричества (аккумуляторные батареи, иногда небольшой дизель-генератор).

Каждая базовая станция способна обслуживать определенное количество абонентов — так называемая емкость базовой станции. В случае, если емкость конкретной базовой станции исчерпана, например, БС способна обслужить только 30 абонентов, соответственно поддерживается разговор 30 абонентов, то 31-го абонента и всех последующих данная БС «передаст» на обслуживание соседней базовой станции. Этот процесс передачи, или перехода абонента, от одной базовой станции к другой называется «хэндовер». Управляет данным процессом устройство «контроллер базовых станций», который постоянно отслеживает работу нескольких десятков базовых станций и распределяет нагрузку внутри сети, при этом осуществляя связь с коммутационным оборудованием (коммутатором). При этом контроллер следит сразу за несколькими параметрами, в том числе и за уровнем принимаемого и передаваемого сигнала сотовым устройством, если сотовый телефон сигнализирует, что уровень сигнала от текущей базовой станции слабый, то контроллер дает команду на переключение на другую базовую станцию с более сильным сигналом. Количество «контроллеров» зависит от количества работающих базовых станций.

Связь между элементами сети и центром управления сетью осуществляется посредством радиорелейной связи или через кабельное соединение.

«У БС достаточно большие запасы по емкости, которые можно расширять за счет используемых частотных диапазонов. Важно знать, что базовые станции стандарта GSM900 способны обеспечивать покрытие на гораздо большем расстоянии, нежели базовые станции стандарта GSM1800. А значит, для обеспечения связи на определенной территории количество БС стандарта GSM 1800 нужно в несколько раз больше, чем БС стандарта GSM900», — пояснил Нуркен Халыкберген, PR-менеджер «Tele2 Казахстан».

В городе рабочий радиус одной БС может быть ограничен несколько сотнями метров, поэтому БС в городе строят недалеко друг от друга, устанавливая таким образом, чтобы не «мешать» как своим ближайшим БС, так и станциям других сотовых операторов.

Большое количество БС обеспечивает закрытие «дыр вещания», или «мертвых» зон, и, соответственно, увеличивает зону покрытия, емкость сети и повышает качество сотовой связи. Количество БС в крупных городах только у одного оператора может достигать нескольких сотен. Но при этом сразу же возрастает уровень капитальных затрат сотового оператора на строительство сети, что находит отражение в стоимости сотовой связи.

Так как же осуществляется строительство одной базовой станции в городе? С какими трудностями сталкивается оператор и как их решает? Этим опытом с Profit.kz поделился шведский оператор-дискаунтер Tele2.

Строительство и поддержка БС — это сложный и трудоемкий процесс, который обеспечивается работой нескольких служб внутри компании: отделом планирования, строительства, оптимизации и эксплуатации.

Первое, чем руководствуется оператор — это планом организации покрытия сотовой связью. При этом покрытие может быть в нескольких вариантах. Номинальное покрытие — когда у оператора есть хотя бы одна базовая станция в том или ином населенном пункте, что свидетельствует об его присутствии. Но, как правило, для тех сотовых операторов, кто решил серьезно заявить о себе на рынке, этого недостаточно, поскольку им необходимо 100%-ное покрытие, или «полная» зона. С пониманием этого и начинается слаженная работа всех подразделений сотового оператора.

Заказчиком строительства БС является коммерческая дирекция, которая определяет — какие конкретные регионы необходимо «закрыть» связью. «Логика строительства идет от крупного к малому, то есть вначале связь запускают в крупных городах-миллионниках, полумиллионниках, 200-тысячниках и далее вниз, к малым населенным пунктам в сельских регионах. Параллельно ведется работа по обеспечению связью дорог и магистралей республиканского значения, — рассказывает Нуркен Халыкберген. — Таким образом, все операторы начинают разворачивать свои сети в новых для них регионах. Ведь абонент рассуждает с точки зрения доступности услуг, а оператор — экономичности и позиции бизнеса. В этом отношении крупные и плотно заселенные регионы, например, Европа, Китай, Индия просто идеальны для оператора, поскольку затраты на оборудование окупаются гораздо быстрее, чем в малонаселенных районах».

В Казахстане ситуация иная, поскольку по площади территория занимает 9-е место среди крупнейших государств мира, при этом плотность населения — менее 6 человек на 1 кв км (для сравнения, в Индии плотность населения составляет свыше 300 человек на 1 кв км). Для операторов большая территория свидетельствует о больших затратах на строительство и обслуживание сети. Поэтому наиболее хорошими регионами для старта являются Астана, Алматы, Шымкент, Караганда и Тараз, где плотность населения наиболее высокая. Во всех остальных городах население словно «размазано слоем масла» по всей территории области. Поэтому говорить о том, что как только появляется новый оператор, он сразу застраивает весь регион — нельзя. Для этого необходимо время. «Сегодня мы переживаем свой бум строительства, который у других операторов пришелся на последние 10 лет. У нас нет столько времени, и мы вынуждены за один-два года достичь высоких показателей по связи, покрытию, сервису и обеспечить этим своего потребителя, который уже знает, что такое хорошая связь», — отметил г-н Халыкберген. Поэтому сегодня оператор выходит на такой уровень строительства, когда монтирует от 5 до 10 БС в день.

Проектирование сети сотовой связи

Итак, заказ на строительство БС в том или ином городе, исходя из количества абонентов, делает коммерческая дирекция сотового оператора. Ее заказ поступает в техническую дирекцию, где отдел планирования предварительно наносит базовые станции на карту города, обозначая ориентировочные зоны поиска. После чего карта передается подрядчикам, которые с выездом на место производят первичные осмотры обозначенных зон и определяют места установки БС, удовлетворяющих всем критериям поиска (а именно: высота подвеса антенны — в сельских регионах она обычно составляет 17—20 метров, отсутствие заграждающих строений, отсутствие таких близкорасположенных объектов, как школы, больницы, детсады). Таким образом, от каждого подрядчика оператор получает 2—3 альтернативных места установки, и далее отдел планирования выбирает наиболее подходящее, с точки зрения радиуса покрытия, место.

Параллельно отдел трансмиссии разрабатывает оптимальный план расположения БС, чтобы обеспечить качественную связь с новой базовой станцией через каналы трансмиссии, при этом канал связи (или трансмиссия с БС) может быть как собственным, так и арендованным.

При установке новой базовой станции планировщики будут учитывать множество факторов, которые будут влиять на работу БС и уровень сигнала сети, среди которых важнейшими являются условия распространения сигнала (рельеф местности, плотность застройки, антропогенные факторы, зеленые насаждения, наличие радиопомех и т.д.). При планировании специалисты также должны учесть возможное будущее строительство новых базовых станций, чтобы в последующем новые базовые станции не оказывали влияние на старые, учесть воздвигаемые новые здания, которые могут перекрыть сигнал, учесть погодные условия в конкретной местности и многое другое.

Чем сложнее условия распространения радиосигнала и выше плотность населения, тем меньше размеры сот, или зона покрытия базовой станции. В этих случаях устанавливаются БС с более высокой мощностью сигнала, и располагаются они на небольшом расстоянии друг от друга. Например, «закрытие» парков производится установкой БС с нескольких сторон, при этом сектора у БС могут работать не одинаково. Как рассказал Сергей Желдак, начальник отдела строительства и монтажа Технической дирекции Tele2 Казахстан, «листва деревьев очень сильно экранируют сигнал сотовой связи, мешая его прохождению. Поэтому с разных сторон парка устанавливаются базовые станции с секторами большой мощности, с помощью чего можно обеспечить в парках уверенное покрытие. Также покрытие таких зон может обеспечиваться путем изменения угла передачи сигналов», — добавил он.

Также на этапе планирования учитывается присутствие других сотовых операторов, которые тоже ведут строительство своих базовых станций, а также сторонних организаций, которые в своей работе могут использовать различные приемопередатчики, оказывая влияние на сеть.

Вообще, планирование строительства БС — довольно сложная работа. Как отметил специалист технического отдела Tele2, необходимо не только знать основы, но и чувствовать, как изменения в одной точке сети могут вызвать изменения во всем городе. Количество переменных огромно, и неправильно установленная одна БС может негативно сказаться на работе всей сети, поэтому производятся многократные итерации для улучшения сигнала.

Оформление документов на строительство базовой станции

На следующем этапе происходит оформление разрешительной документации из различных контролирующих служб. Это один из самых затяжных по времени этапов, поскольку на получение некоторых документов может уйти от месяца до полугода. И это зависит от разных, в том числе форс-мажорных, обстоятельств. Как правило, данные факторы не зависят ни от коммерческой, ни от технической дирекций. «Иногда в момент поиска позиции мы попадаем в регион, где нет подходящего места, например, все дома одноэтажные, что в итоге не позволит нам достигнуть нужного покрытия. В подобном случае возникает необходимость строительства дополнительных антенно-мачтовых сооружений, башен, конструкций типа монополь», — рассказывает Сергей Желдак. Что, естественно, вытекает в довольно большие финансовые затраты и временные задержки, поскольку строительство требует новых документов и новых разрешений, а это еще больше согласований и инстанций. В частности, для строительства башни оператору нужна земля, которую надо либо взять в аренду, либо купить. Соответственно надо получить землеотвод, провести топосъемку, подготовить технические условия, для чего подаются документы в соответствующие службы. И с момента подачи заявления до получения документа с техническим актом проходит порядка полугода.

Отличным местом для установки БС могут стать другие существующие высотные сооружения — трубы, элеваторы и т.д., если, конечно, таковые имеются. Использование полезной площади различных высотных конструкций позволяет ощутимо сэкономить время на строительство мачты.

Еще одна проблема, с которой оператор сталкивается в сельских регионах: изношенность линий электропередач или просто их отсутствие, что означает увеличение сроков получения технических условий на подключение и запуска сети, а значит и запуска новой БС, в разы.

Порой оператору за свой счет приходится либо менять несколько километров линий электропередач, либо подключаться к высоковольтным линиям электропередач. В последнем случае приходится строить рядом трансформаторную подстанцию для БС, а для этого нужны техплан, землеотвод, проектная документация, которую должны утвердить в РЭС и т.д.

После того, как вся проектная документация утверждена, начинаются строительно-монтажные работы. «При строительстве БС очень важен проектный подход, — говорят в „Tele2 Казахстан“. — Это когда ты учитываешь все, что прямо отражается на стоимости и себестоимости возведения БС». Кроме того, нужно помнить, что зачастую в селах нет стройматериалов, а значит все нужно везти с собой. Как финальный аккорд — есть согласование СЭС, пожарных служб, составление санитарного паспорта базовой станции. С учетом бюрократических процессов согласование и получение разрешений может длиться месяцами. Не стоит забывать, что иногда БС приходиться переносить (окончание срока договора аренды или просто снос здания), а значит весь процесс нужно проходить заново.

Строительство базовой станции и пусконаладочные работы

За десять лет технологии ушли далеко вперед, что позволяет сегодня намного быстрее возводить БС на местах. В частности, если ранее от БС к сенсорным антеннам тянули громоздкий фидерный кабель, требующий более аккуратной работы при установке, поскольку он очень критичен к геометрии прокладки — изгибы, перекручивания, также нельзя забывать про вес кабеля, что отнимало много сил и времени, то сегодня используется легкий и гибкий оптический кабель, значительно сокращающий и время, и ресурсы. Поэтому сроки строительства (до запуска БС), если все идет хорошо и никаких проблем не возникает, занимают от двух недель до месяца. Непосредственно сам запуск БС осуществляется за 1 день. В частности, производятся тест-драйвы: снимаются уровни и качество сигнала в каждой точке, накладываются на карту. После чего планировщик еще раз все проверяет: не остались ли «дыры вещания», нет ли конфликтов в работе оборудования, и принимает меры к их устранению.

Бывают случаи, когда в процессе строительства ранее построенные базовые станции начинают «конфликтовать» между собой, внося помехи в общую работу сети. Например, процесс хэндовера — передача абонента от одной базовой станции другой — происходит с ошибками или не происходит вообще, из-за чего могут возникать обрывы при разговорах, потеря сигнала сотовой связи. Подобные и другие конфликты как раз и проверяются при запусках новых базовых станций, и если не удается что-либо исправить, то оператор идет на такие крайние меры — снос вновь построенной БС и перенос ее в совершенно другое место.

«Строительство сети — это словно работа на живом организме. Здесь важно учитывать множество факторов, чтобы не допустить ошибку, которая может стать фатальной для всей сети», — подчеркнул Нуркен Халыкберген.

Несмотря на то, что на рынке присутствует несколько операторов сотовой связи, как правило, они друг другу не мешают, поскольку используют широкий диапазон имеющихся у них частот. Стоит отметить, что сегодня Tele2 ведет строительство сети по двум направлениям: это запуск новых регионов и дальнейшее развитие тех регионов, где сеть уже запущена. Что касается второго направления, то здесь надо отметить, что современное оборудование и технические возможности позволяют операторам постоянно наращивать пропускную способность и емкость сети. Это и установка новых базовых станций, увеличение мощности и емкости старых, использование дополнительных частот. По такому принципу сегодня работают все сотовые операторы, представленные на рынке Казахстана, в том числе и оператор Tele2. В частности, Tele2 развивает сеть, производя замену устаревшего оборудования от разных производителей на современное от одного поставщика — Huawei, чье оборудование поддерживает сразу два стандарта — 2G и 3G. При этом, как утверждает Андрей Смелков, председатель правления «Tele2 Казахстан», в следующем году темпы строительства сети будут выше.

То, что сегодня надо строить больше БС, подтверждают данные аналитического агентства ComNews Research. Так, на сегодняшний день проникновение сотовой связи в Казахстане составляет более 120%, при этом растет абонентская база, которая по итогам 2011 года составила 20,4 млн абонентов. Увеличивается и количество минут, приходящихся на одного абонента (MoU), что свидетельствует об изменениях в потребительских предпочтениях, происходит постепенная замена фиксированной телефонии на мобильную. Это положительный тренд для операторов. А значит, надо развиваться и улучшать свои позиции на рынке.

Как устроена сотовая связь – Страница Виртуальных Путешественников — ЖЖ

Знаете ли вы, что происходит после того, как вы набрали номер друга на мобильном телефоне? Как сотовая сеть находит его в горах Андалусии или на побережье далекого острова Пасхи? Почему иногда неожиданно разговор прерывается? На прошлой неделе я побывал в компании Beeline и попытался разобраться, как устроена сотовая связь…

Большая площадь населенной части нашей страны покрыта Базовыми Станциями (БС). В поле они выглядят как красно-белые вышки, а в городе спрятаны на крышах нежилых домов. Каждая станция ловит сигнал от мобильных телефонов на удалении до 35 километров и общается с мобильным телефоном по служебным или голосовым каналам.

После того, как вы набрали номер друга, ваш телефон связывается с ближайшей к вам Базовой Станцией (БС) по служебному каналу и просит выделить голосовой канал. Базовая Станция отправляет запрос на контроллер (BSC), а тот переадресует его на коммутатор (MSC). Если ваш друг является абонентом той же сотовой сети, то коммутатор сверится с Home Location Register (HLR), выяснит, где в данный момент находится вызываемый абонент (дома, в Турции или на Аляске), и переведет звонок на соответствующий коммутатор, откуда тот его переправит на контроллер и затем на Базовую Станцию. Базовая Станция свяжется с мобильным телефоном и соединит вас с другом. Если ваш друг абонент другой сети или вы звоните на городской телефон, то ваш коммутатор обратится к соответствующему коммутатору другой сети.

Сложно? Давайте разберемся подробнее.

Базовая Станция представляет из себя пару железных шкафов, запертых в хорошо кондиционируемом помещении. Учитывая, что в Москве было на улице +40, мне захотелось немного пожить в этом помещении. Обычно, Базовая Станция находится либо на чердаке здания, либо в контейнере на крыше:

2.

Антенна Базовой Станции разделена на несколько секторов, каждый из которых “светит” в свою сторону. Вертикальная антенна осуществляет связь с телефонами, круглая соединяет Базовую Станцию с контроллером:

3.

Каждый сектор может обслуживать до 72 звонков одновременно, в зависимости от настройки и конфигурации. Базовая Станция может состоять из 6 секторов, таким образом, одна Базовая Станция может обслуживать до 432 звонков, однако, обычно на станции установлено меньшее количество передатчиков и секторов. Сотовые операторы предпочитают ставить больше БС для улучшения качества связи.

Базовая Станция может работать в трех диапазонах:

900 МГц – сигнал на этой частоте распространяется дальше и лучше проникает внутрь зданий
1800 МГц – сигнал распространяется на более короткие расстояния, но позволяет установить большее количество передатчиков на 1 секторе
2100 МГц – Сеть 3G

Вот так выглядит шкаф с 3G оборудованием:

4.

На Базовые Станции в полях и деревнях устанавливают передатчики 900 МГц, а в городе, где Базовые Станции натыканы как иглы у ежика, в основном, связь осуществляется на частоте 1800 МГц, хотя на любой Базовой Станции могут присутствовать передатчики всех трех диапазонов одновременно.

5.

6.

Сигнал частотой 900 МГц может бить до 35 километров, хотя “дальность” некоторых Базовых Станций, стоящих вдоль трасс, может доходить до 70 километров, за счет снижения числа одновременно обслуживаемых абонентов на станции в два раза. Соответственно, наш телефон с его маленькой встроенной антенной также может передавать сигнал на расстояние до 70 километров…

Все Базовые Станции проектируются таким образом, чтобы обеспечить оптимальное покрытие радиосигналом на уровне земли. Поэтому, несмотря на дальность в 35 километров, на высоту полета самолетов радиосигнал просто не посылается. Тем не менее, некоторые авиакомпании уже начали устанавливать на своих самолетах маломощные базовые станции, которые обеспечивают покрытие внутри самолета. Такая БС соединяется с наземной сотовой сетью с помощью спутникового канала. Система дополняется панелью управления, которая позволяет экипажу включать и выключать систему, а также отдельные типы услуг, например, выключать голос на ночных рейсах.

Телефон может измерять уровень сигнала от 32 Базовых Станций одновременно. Информацию о 6-ти лучших (по уровню сигнала) он отправляет по служебному каналу, и уже контроллер (BSC) решает, какой БС передать текущий звонок (Handover), если вы находитесь в движении. Иногда телефон может ошибиться и перебросить вас на БС с худшим сигналом, в этом случае разговор может прерваться. Также может оказаться, что на Базовой Станции, которую выбрал ваш телефон, все голосовые линии заняты. В этом случае разговор также прервется.

Еще мне рассказали о так называемой “проблеме верхних этажей”. Если вы живете в пентхаусе, то иногда, при переходе из одной комнаты в другую, разговор может прерываться. Это происходит потому, что в одной комнате телефон может “видеть” одну БС, а во второй – другую, если она выходит на другую сторону дома, и, при этом эти 2 Базовые Станции находятся на большом удалении друг от друга и не прописаны как “соседние” у сотового оператора. В этом случае передача звонка с одной БС на другую происходить не будет:

Связь в метро обеспечивается так же, как и на улице: Базовая Станция – контроллер – коммутатор, с той лишь разницей, что применяются там маленькие Базовые Станции, а в тоннеле покрытие обеспечивается не обычной антенной, а специальным излучающим кабелем.

Как я уже писал выше, одна БС может производить до 432 звонков одновременно. Обычно этой мощности хватает за глаза, но, например, во время некоторых праздников БС может не справиться с количеством желающих позвонить. Обычно это случается на Новый Год, когда все начинают поздравлять друг друга.

SMS передаются по служебным каналам. На 8 марта и 23 февраля люди предпочитают поздравлять друг друга с помощью SMS, пересылая смешные стишки, и телефоны зачастую не могут договориться с БС о выделении голосового канала.

Мне рассказали интересный случай. Из одного района Москвы стали поступать жалобы от абонентов о том, что они не могут никуда дозвониться. Технические специалисты стали разбираться. Большинство голосовых каналов было свободно, а все служебные были заняты. Оказалось, что рядом с этой БС находился институт, в котором шли экзамены и студенты беспрерывно обменивались эсэмэсками.

Длинные SMS телефон делит на несколько коротких и отправляет каждое отдельно. Сотрудники технической службы советуют отправлять такие поздравления с помощью MMS. Это будет быстрее и дешевле.

С Базовой Станции звонок попадает на контроллер. Выглядит он так же скучно, как и сама БС – это просто набор шкафов:

7.

В зависимости от оборудования, контроллер может обслуживать до 60 Базовых Станций. Связь между БС и контроллером (BSC) может осуществляться по радиорелейному каналу либо по оптике. Контроллер осуществляет управление работой радиоканалов, в т.ч. контролирует передвижение абонента, передачу сигнала с одной БС на другую.

Гораздо интереснее выглядит коммутатор:

8.

9.

Каждый коммутатор обслуживает от 2 до 30 контроллеров. Он занимает уже большой зал, заставленный различными шкафами с оборудованием:

10.

11.

12.

Коммутатор осуществляет управление трафиком. Помните старые фильмы, где люди сначала дозванивались до “девушки”, а затем она уже соединяла их с другим абонентом, перетыкивая проводки? Этим же занимаются и современные коммутаторы:

13.

Для контроля за сетью у Билайна есть несколько автомобилей, которые они ласково называют “ежики”. Они передвигаются по городу и измеряют уровень сигнала собственной сети, а также уровень сети коллег из “Большой Тройки”:

14.

Вся крыша такого автомобиля утыкана антеннами:

15.

Внутри стоит оборудование, осуществляющее сотни звонков и снимающее информацию:

16.

Круглосуточный контроль за коммутаторами и контроллерами осуществляется из Центра Управления Полетами Центра Контроля Сети (ЦКС):

17.

Существует 3 основных направления по контролю за сотовой сетью: аварийность, статистика и обратная связь от абонентов.

Так же, как и в самолетах, на всем оборудовании сотовой сети стоят датчики, которые посылают сигнал в ЦКС и выводят информацию на компьютеры диспетчеров. Если какое-то оборудование вышло из строя, то на мониторе начнет “мигать лампочка”.

ЦКС также отслеживает статистику по всем коммутаторам и контроллерам. Он анализирует ее, сравнивая с предыдущими периодами (часом, сутками, неделей и т.д.). Если статистика какого-то из узлов стала резко отличаться от предыдущих показателей, то на мониторе опять начнет “мигать лампочка”.

Обратную связь принимают операторы абонентской службы. Если они не могут решить проблему, то звонок переводится на технического специалиста. Если же и он оказывается бессильным, то в компании создается “инцидент”, который решают инженеры, занимающиеся эксплуатацией соответствующего оборудования.

За коммутаторами круглосуточно следят по 2 инженера:

18.

На графике показана активность московских коммутаторов. Хорошо видно, что ночью практически никто не звонит:

19.

Контроль за контроллерами (простите за тавтологию) осуществляется со второго этажа Центра Контроля Сети:

22.

21.

Понимаю, что у вас осталась куча вопросов о том, как устроена сотовая сеть. Тема сложная, и я попросил специалиста из “Билайн” помочь мне отвечать на ваши комментарии. Единственная просьба – придерживайтесь темы. А вопросы типа “Билайн редиски. Украли у меня 3 рубля со счета” – адресуйте абонентской службе 0611.

Завтра будет пост о том, как передо мной выпрыгнул кит, а я не успел его сфотографировать. Stay Tuned!

Сотовая связь – презентация онлайн

Сотовая связь

2. Сотовая связь

• Сотовая связь, сеть подвижной связи — один из видов мобильной радиосвязи, в
основе которого лежит сотовая сеть. Ключевая особенность заключается в том, что
общая зона покрытия делится на ячейки (соты), определяющиеся зонами покрытия
отдельных базовых станций (БС). Соты частично перекрываются и вместе образуют
сеть. На идеальной (ровной и без застройки) поверхности зона покрытия одной БС
представляет собой круг, поэтому составленная из них сеть имеет вид сот с
шестиугольными ячейками (сотами).
• Сеть составляют разнесённые в пространстве приёмопередатчики,
работающие в одном и том же частотном диапазоне, и коммутирующее
оборудование, позволяющее определять текущее местоположение подвижных
абонентов и обеспечивать непрерывность связи при перемещении абонента из
зоны действия одного приёмопередатчика в зону действия другого.

4. История

• Первое использование
подвижной телефонной
радиосвязи в США
относится к 1921 г.:
полиция Детройта
использовала
одностороннюю
диспетчерскую связь в
диапазоне 2 МГц для
передачи информации от
центрального передатчика
к приёмникам,
установленным на
автомашинах. В 1933 г.
полиция Нью-Йорка
начала использовать
систему двусторонней
подвижной телефонной
радиосвязи также в
диапазоне 2 МГц. В
1934 г.

5. История

• Федеральная комиссия связи США выделила для телефонной радиосвязи 4 канала в
диапазоне 30—40 МГц, и в 1940 г. телефонной радиосвязью пользовались уже около 10 тысяч
полицейских автомашин. Во всех этих системах использовалась амплитудная модуляция.
Частотная модуляция начала применяться с 1940 г. и к 1946 г. полностью вытеснила
амплитудную.

6. История

• Первый общественный подвижный радиотелефон появился в 1946 г. (Сент-Луис, США;
фирма Bell Telephone Laboratories), в нём использовался диапазон 150 МГц. В 1955 г. начала
работать 11-канальная система в диапазоне 150 МГц, а в 1956 г. — 12-канальная система в
диапазоне 450 МГц. Обе эти системы были симплексными, и в них использовалась ручная
коммутация. Автоматические дуплексные системы начали работать соответственно в 1964 г.
(150 МГц) и в 1969 г. (450 МГц).

7. Принцип действия сотовой связи

• Отдельные элементы системы
сотовой связи существовали и
раньше. В частности, некоторое
подобие сотовой системы
использовалось в 1949 г. в Детройте
(США) диспетчерской службой
такси — с повторным использованием
частот в разных ячейках при ручном
переключении каналов
пользователями в оговорённых
заранее местах. Однако архитектура той
системы, которая сегодня известна
как система сотовой связи, была
изложена только в техническом
докладе компании Bell System,
представленном в Федеральную
комиссию связи США в декабре 1971
года. С этого времени начинается
развитие собственно сотовой связи.

8. Основные составляющие сотовой сети 

Основные составляющие сотовой сети
Основные составляющие сотовой сети — это сотовые телефоны и базовые
станции, которые обычно располагают на крышах зданий и вышках. Будучи
включённым, сотовый телефон прослушивает эфир, находя сигнал базовой
станции. После этого телефон посылает станции свой уникальный
идентификационный код. Телефон и станция поддерживают постоянный
радиоконтакт, периодически обмениваясь пакетами. Связь телефона со
станцией может идти по аналоговому протоколу (AMPS, NAMPS, NMT-450) или
по цифровому (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS).

9. Сотовая связь в России

• В России сотовая связь
начала внедряться с 1990 г.,
коммерческое использование
началось с 9 сентября 1991 г.,
когда в Санкт-Петербурге
компанией «Дельта Телеком»
была запущена первая в
России сотовая сеть (работала
в стандарте NMT-450) и был
совершён первый
символический звонок по
сотовой связи мэром СанктПетербурга Анатолием
Собчаком.Телефонная трубка,
по которой он звонил,
называлась Mobira MD59-NB2;
выпущена она была финской
компанией Nokia и весила
около 3 кг.

10. Производители мобильных телефонов

• По данным ABI
Research в 2008
крупнейшими
производителями
были: Nokia (38,6 %
мирового рынка
мобильных
телефонов), Samsung
Group, LG Group
(8,3 %), Motorola,
Sony Ericsson, RIM,
Apple (1,1 %).

11. Влияние мобильного телефона на здоровье человека

• Поскольку телефон
распространяет электромагнитное
излучение, а сам он находится близко
к телу человека, существует опасение
о вреде этого излучения здоровью при
длительном пользовании
устройством. Это излучение не
является ионизирующим, но
способно вызывать локальное
повышение температуры живых
тканей[6] и, по утверждениям
некоторых учёных, приводить к
возникновению хромосомных
аберраций в клетках[7] (наличие
эффекта спорно[6]).

12. История мобильной связи

• 1946 г. — в
США, в городе
Сент-Луис
компания AT&T
Bell Laboratories
начала
эксплуатацию
опытного сервиса
телефонной связи
из автомобиля. В
том же году в СССР
Г. Шапиро и
И. Захарченко
провели успешные
испытания
автомобильного
радиотелефона
своей системы с
дальностью
действия до 20 км.

13. От мобильного телефона страдают зрение и иммунитет

• Эксперименты на крысах,
проведенные в России, показали,
что у животных, подверженных
воздействию вредного электромагн
итного излучения с
интенсивностью, в 20 раз большей
нормального излучения
мобильного телефона,
электромагнитные волны
оказывают пагубное влияние на
зрение. Излучение также
отрицательно сказывается и на
состоянии иммунной системы
животных, лишь подтверждая вред
мобильного телефона.

14. Мобильный телефон не дает выспаться

• Даже самый обыкновенный неработающий мобильный телефон, если он просто лежит
рядом с вашей кроватью, может помешать вам выспаться. Дело в том, что электромагнитное
излучение мобильного телефона даже в режиме ожидания негативно воздействует на
центральную нервную систему, нарушая нормальное чередование фаз сна. Так считают
российские ученые из Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН. По
мнению специалистов, электромагнитное излучение с частотой 900 мегагерц, создаваемое
современным мобильным телефоном, может интерферировать с естественным
электромагнитным излучением, создаваемым живыми клетками (частота которого тоже
находится в диапазоне 800-1,000 мегагерц).

15. Ученые начинают новый спор о вреде от сотового телефона

• Как оказалось, опасность для
здоровья человека может
представлять не только
электромагнитное излучение
телефона. Совсем недавно новый
виток в спорах на эту тему вызвали
события в Китае, где несколько
человек пострадали от удара молнии
в сотовый телефон. Во Франции
метеорологическая служба также
предупредила всех жителей страны,
что во время грозы использовать
мобильный телефон опасно,
поскольку «они являются
проводниками электрического
разряда и могут спровоцировать
попадание в человека молнии». При
этом по нему можно и не звонить,
достаточно, чтобы он был включен.

16. Интересные факты

Для работы первой автоматической системы сотовых телефонов требовался человекоператор, вручную подключавший пользователей к внешней телефонной линии.
Первые базовые станции для «КБ „Импульс“» (ныне «ВымпелКом») были созданы «с
нуля» в Радиотехническом институте им. А. Л. Минца и по своим характеристикам не
уступали зарубежным аналогам.
Первая система сотовой связи появилась в СССР в 1950-е годы.
Обычно телефонный номер, не используемый в течение 3-6 месяцев (в зависимости от
правил оператора) с момента последнего исходящего звонка у абонента отбирают, он
помещается в «отстойник» (необходимо, чтобы новому владельцу номера не звонили
знакомые старого владельца — этот срок примерно или ровно три месяца), далее его
выставляют на продажу. Некоторые операторы по истечении определённого срока
отсутствия платных исходящих звонков (например, 90 дней), когда оператор имеет право
изъять номер, сначала включают «услугу сохранения номера» (фактически — ежедневную
абонентскую плату) и лишь тогда, когда баланс близок к нулю, номер изымается. В этом
случае можно обратиться в офис своего сотового оператора с просьбой вернуть номер и,
если номер ещё не продан другому человеку, то его вернут.[9] Однако оператор не обязан
включать «сохранение номера» или возвращать утраченный номер.

17. операторы сотовой связи предоставляют следующие услуги

Голосовой звонок
Доступ в Интернет
Автоответчик в сотовой
связи
Видеозвонок и видеоконференци
Роуминг
АОН (Автоматический определитель
номера) и АнтиАОН
Мобильный банк
Приём и передача коротких текстовых
сообщений (SMS)
Приём и передача мультимедийных
сообщений — изображений, мелодий,
видео (MMS-сервис)

18. источники

http://ru.wikipedia.org/
http://images.yandex.ru/
Студенты 21 группы Фаррахов Илдус Василевич
руководитель: Сабитова Файруза Рифовна преподаватель физики ГАОУ СПО
«Сармановский аграрный колледж»

Bluetooth, Wi-Fi и сотовая связь на часах Apple Watch

Узнайте о функциях Bluetooth и Wi-Fi на часах Apple Watch, их использовании, а также о возможностях моделей GPS + Cellular.

Чтобы пользоваться всеми возможностями Apple Watch, необходимо включить функции Wi-Fi и Bluetooth на сопряженном iPhone. Откройте Пункт управления на iPhone и убедитесь, что функции Wi-Fi  и Bluetooth  включены.

Часы Apple Watch используют Wi-Fi и Bluetooth для связи с сопряженным iPhone. Часы с поддержкой сотовой связи могут подключаться через сотовую сеть. Часы интеллектуально переключаются между этими каналами связи, выбирая наиболее энергоэффективное подключение. Ниже приведен порядок действий.

• Если устройства Apple Watch и iPhone находятся в непосредственной близости друг от друга, используется Bluetooth, что экономит заряд аккумулятора.  
• Если подключение по Bluetooth невозможно, часы Apple Watch будут использовать Wi-Fi. Например, при обнаружении поддерживаемой сети Wi-Fi, когда iPhone находится вне радиуса действия Bluetooth, данные будут передаваться по Wi-Fi.
• Если Bluetooth и Wi-Fi недоступны и вы настроили тарифный план сотовой связи, модели Apple Watch с поддержкой сотовой связи могут подключаться к сотовым сетям. 

Подключение к поддерживаемой сети Wi-Fi

Часы Apple Watch могут подключаться к сетям Wi-Fi в следующих случаях. 

• Устройство iPhone, в данный момент подключенное к часам по Bluetooth, подключалось к указанной сети ранее.
• Сеть Wi-Fi соответствует стандарту 802.11b/g/n (2,4 ГГц).

Например, часы Apple Watch не подключаются к сетям Wi-Fi (5 ГГц) или к общедоступным сетям, для использования которых требуется вход, подписка или профиль. Когда часы Apple Watch подключаются к поддерживаемой сети Wi-Fi, а не к iPhone, в Пункте управления появляется значок Wi-Fi .

Выбор сети Wi-Fi

Включение и отключение Wi-Fi

1. Нажмите в нижней части экрана и удерживайте нажатие.
2. Подождите, пока откроется Пункт управления, затем смахните вверх.
3. Нажмите значок Wi-Fi . Он станет темным, и устройство отключится от всех сетей, к которым было подключено.

Отключение от сетей Wi-Fi возможно только на моделях Apple Watch (GPS + Cellular). После отключения от сети Wi-Fi часы Apple Watch не будут автоматически подключаться к ней снова, пока не будет выполнено одно из указанных ниже действий.

• Вы включите функцию Wi-Fi в программе «Пункт управления».
• Ваша геопозиция изменится. 
• Наступит 05:00 по местному времени.
• Устройство будет перезапущено.

Использование сотовой сети

Модели Apple Watch (GPS + Cellular) могут подключаться к сотовым сетям. В результате можно совершать вызовы и использовать данные или программы без iPhone или подключения к Wi-Fi. Сведения о добавлении Apple Watch в тарифный план сотовой связи см. в этой статье.

Проверка мощности сигнала

1. Нажмите в нижней части экрана и удерживайте нажатие.
2. Подождите, пока откроется Пункт управления, затем смахните вверх.
3. Проверьте цвет кнопки сотовой связи .

При наличии подключения кнопка сотовой связи становится зеленой . Зеленые точки показывают мощность сигнала. 

Если тарифный план сотовой связи активен, но часы Apple Watch подключены к iPhone или Wi-Fi, кнопка сотовой связи  становится белой.

Включение и отключение сотовой связи

1. Нажмите в нижней части экрана и удерживайте нажатие.
2. Подождите, пока откроется Пункт управления, затем смахните вверх.
3. Нажмите кнопку сотовой связи , затем выключите сотовую связь.
   

Некоторые программы могут не обновляться без подключения к iPhone.

Проверка соединения между iPhone и Apple Watch

Дополнительная информация

Дата публикации: 23 декабря 2019 г.

Сотовая связь – обзор

2.3.4 Стратегическое развертывание сети

Очевидно, что стратегическое развертывание сети, безусловно, сможет снизить потребление энергии в сотовой связи. В большинстве случаев исследователи в основном сосредотачиваются на характеристиках сети, таких как покрытие, спектральная эффективность и емкость (Hanly and Mathar, 2002). Другие исследователи сосредотачиваются на оптимальном размере соты (Chen et al., 2010), возникающих гетерогенных сетях (смесь макросот, микросот, пикосот и фемтосот), различных релейных и кооперативных связях и т. Д.Richter et al. достигли ряда значительных результатов (Richter and Fettweis, 2009, 2010; Fehske et al., 2009; Richter et al., 2009) для энергоэффективных приложений в гетерогенных сетях. Они изучили оптимальную компоновку микроячеек поверх обычных макроэлементов. В частности, многие исследователи сосредотачиваются на простых моделях энергопотребления различных BS, рассматривая меньшее количество сценариев в качестве тематических исследований. В их исследованиях мощность передачи была разделена на зависимые части (усилитель, фидер, охлаждающие устройства, связанные с передачей) и независимые части (мощность схемы для обработки сигналов, резервная батарея, потребление охлаждения объекта и т. Д.). Энергопотребление на БС моделировалось как сумма этих двух типов мощности. Обратите внимание, что потребление энергии зависимой частью линейно зависит от средней излучаемой мощности. Кроме того, также учитывалось влияние межсайтового расстояния и среднего количества микросайтов на макроячейку на энергопотребление площади. В своих более поздних работах они исследовали потенциальное снижение энергии за счет изменения количества микросайтов и размера макроячеек для получения заданных целевых значений спектральной эффективности в условиях полной нагрузки.Их результаты показали, что развертывание микросайтов было намного предпочтительнее из-за значительного сокращения энергопотребления области в сети при сохранении требуемой целевой пропускной способности области. Кроме того, они провели сравнение энергопотребления области со спектральной эффективностью области однородных макросайтов, однородных микросайтов и гетерогенных сетей. Их результаты указывают на улучшение EE, в то время как развертывание дополнительных микросайтов необходимо при условии более высокой целевой пропускной способности с более высокой плотностью пользователей.Помимо этого, они пришли к выводу, что развертывание пикосот и фемтосот является хорошей стратегией для предоставления экономически эффективных услуг.

Кроме того, может быть выгодно комбинировать технологии беспроводной и оптической связи, чтобы снизить общее энергопотребление (Zhang et al., 2010). Эту технологию можно рассматривать как распределенную антенную систему , определенную в системе long-term evolution advanced (LTE-A). Эта идея выделяет два основных модуля для BS: модуль основной полосы частот (BBU) и удаленный радиоблок (RRU).RRU – это географически разделенные точки в координированной многоточечной системе , которая подключается к BBU через оптическое волокно. Целью этой технологии является децентрализация развертывания антенн для расширения зоны покрытия соты. Таким образом, это увеличивает пропускную способность системы из-за того, что расстояние между пользователем и антеннами было сокращено, тем самым уменьшая потребление энергии между пользователем и антеннами. Поскольку расстояние между пользователем и антенной варьируется в широких пределах, это может вызвать колебания мощности передачи.Следовательно, для достижения лучшего EE необходим эффективный алгоритм развертывания RRU.

С другой стороны, зеленая сотовая связь – это еще одна новая архитектура, предложенная Эзри и Шило (2009), нацеленная на минимальное излучение от мобильных станций без каких-либо дополнительных источников излучения. Эта новая архитектура оснащена «дублированными зелеными антеннами» на каждом приемопередатчике базовой станции. Мобильные пользователи, расположенные рядом с зелеными антеннами, могут передавать с меньшей мощностью передачи и, таким образом, снижать энергопотребление с меньшим количеством проблем с помехами.Помимо этих преимуществ, зеленые антенны не создают дополнительного излучения, поскольку ретранслятор трафика касается только восходящего канала.

Одной из актуальных тем, касающихся EE, является архитектура ретрансляции и совместной связи. Архитектура с большим количеством узлов ретрансляции может сэкономить энергию, поскольку она снижает потери на пути из-за более короткого диапазона передачи. Следовательно, эта архитектура создает меньше помех из-за низкой мощности передачи (Bae and Stark, 2009; Miao et al., 2009). В отличие от обычных ретрансляционных систем, каждый кооперативный узел в кооперативных коммуникациях способен генерировать источник информации, а также ретранслировать информацию. Эта архитектура использует разнесение каналов для потенциальной экономии энергии. Cui et al. (2004) показали, что в некоторых диапазонах расстояний совместная передача и прием с множеством входов и множеством выходов (MIMO) также может способствовать экономии энергии. Более того, они также показали, что размер созвездия для разных расстояний передачи может улучшить EE совместной связи, которая лучше, чем прямая связь.Однако недостатком как ретрансляционной, так и совместной связи является то, что выбор оптимальных партнеров может быть чрезвычайно сложной задачей. Еще одна важная проблема – это распределение ресурсов для достижения минимального потребления энергии.

Сотовая телефонная система – обзор

7.6.1 Сотовые телефонные системы

Сотовые телефонные системы, также называемые системами персональной связи (PCS), чрезвычайно популярны и прибыльны во всем мире: эти системы вызывают большую часть оптимизма в отношении будущее беспроводных сетей.Сотовые телефонные системы предназначены для обеспечения двусторонней голосовой связи на скоростях транспортных средств с региональным или национальным покрытием. Сотовые системы изначально разрабатывались для мобильных терминалов внутри транспортных средств с антеннами, установленными на крыше транспортного средства. Сегодня эти системы эволюционировали для поддержки легких портативных мобильных терминалов, работающих внутри и снаружи зданий как на пешеходной, так и на транспортной скорости.

Основной особенностью сотовой системы является повторное использование частот, при котором потери в тракте используются для повторного использования одного и того же частотного спектра в пространственно разнесенных местах.В частности, зона покрытия сотовой системы разделена на неперекрывающихся ячеек , где каждой ячейке назначается некоторый набор каналов. Этот же набор каналов используется в другой ячейке на некотором расстоянии, как показано на рисунке 7.8, где заштрихованные ячейки используют тот же набор каналов.

РИСУНОК 7.8. Сотовые системы с повторным использованием частот.

Работа в соте контролируется централизованной базовой станцией, как более подробно описано ниже. Помехи, создаваемые пользователями в разных сотах, работающих на одном и том же наборе каналов, называются межсотовыми помехами .Пространственное разделение ячеек, которые повторно используют один и тот же набор каналов, расстояние повторного использования , должно быть как можно меньшим, чтобы максимизировать спектральную эффективность, полученную при повторном использовании частоты. Однако по мере того, как расстояние повторного использования уменьшается, межсотовые помехи увеличиваются из-за меньшего расстояния распространения между мешающими сотами. Поскольку для приемлемой производительности системы межсотовые помехи должны оставаться ниже заданного порога, расстояние повторного использования не может быть уменьшено ниже некоторого минимального значения. На практике довольно сложно определить это минимальное значение, поскольку и передающие, и мешающие сигналы испытывают случайные изменения мощности из-за потерь на трассе, затенения и многолучевого распространения.

Чтобы определить наилучшее расстояние повторного использования и размещение базовой станции, необходима точная характеристика распространения сигнала внутри ячеек. Эта характеристика обычно получается с использованием подробных аналитических моделей, сложного компьютерного моделирования или эмпирических измерений.

Первоначальные разработки систем сотовой связи в основном были обусловлены высокой стоимостью базовых станций, около 1 миллиона долларов каждая. По этой причине в ранних сотовых системах использовалось относительно небольшое количество ячеек для покрытия всего города или региона.Базовые станции соты были размещены на высоких зданиях или в горах и передавались с очень высокой мощностью с зоной покрытия соты в несколько квадратных миль. Эти большие ячейки называются макроячейками . Сигналы распространяются от базовых станций равномерно во всех направлениях, поэтому мобильная станция, движущаяся по кругу вокруг базовой станции, будет иметь примерно постоянную принимаемую мощность. Этот круговой контур постоянной мощности дает гексагональную форму ячейки для системы, поскольку шестиугольник является формой, наиболее близкой к окружности, которая может покрывать заданную область с несколькими неперекрывающимися ячейками.

Сотовые телефонные системы в настоящее время эволюционируют в более мелкие соты с базовыми станциями, расположенными близко к улице или внутри зданий, осуществляющих передачу с гораздо меньшей мощностью. Эти меньшие ячейки называются микросот или пикосот , в зависимости от их размера. Эта эволюция обусловлена ​​двумя факторами: необходимостью увеличения пропускной способности в областях с высокой плотностью пользователей, а также уменьшением размера и стоимости базовой станции. Ячейка любого размера может поддерживать примерно такое же количество пользователей, если система масштабируется соответствующим образом.Таким образом, для данной зоны покрытия система с множеством микроячеек имеет большее количество пользователей на единицу площади, чем система с несколькими макроячейками. Маленькие соты также имеют лучшие условия распространения, поскольку нижние базовые станции имеют меньшее затенение и многолучевость.

Кроме того, для мобильных терминалов микросотовых систем требуется меньшая мощность, поскольку терминалы расположены ближе к базовым станциям. Однако переход к более мелким сотам усложнил дизайн сети. Мобильные устройства проходят через малую соту быстрее, чем через большую соту, и поэтому передачи обслуживания должны обрабатываться быстрее.Управление местоположением также становится более сложным, поскольку в данном городе, где может быть расположен мобильный телефон, больше ячеек. Также сложнее разработать общие модели распространения для малых сот, поскольку распространение сигнала в этих сотах сильно зависит от размещения базовой станции и геометрии окружающих отражателей. В частности, гексагональная форма ячейки не является хорошим приближением к распространению сигнала в микроячейках. Микросотовые системы часто проектируются с использованием квадратных или треугольных форм ячеек, но эти формы имеют большую погрешность в их приближении к распространению сигнала микросотов.

Все базовые станции в городе подключены через высокоскоростной канал к коммутационной станции мобильной связи (MTSO). MTSO действует как центральный контроллер для сети, распределяя каналы в каждой ячейке, координируя передачу обслуживания между ячейками, когда мобильный телефон пересекает границу ячейки, и маршрутизирует вызовы мобильным пользователям и от них вместе с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (PSTN). Новый пользователь, находящийся в данной соте, запрашивает канал, отправляя запрос вызова на базовую станцию ​​соты по отдельному каналу управления.Запрос ретранслируется в MTSO, который принимает запрос вызова, если канал доступен в этой ячейке. Если канал недоступен, запрос вызова отклоняется.

Передача вызова инициируется, когда базовая станция или мобильный телефон в данной соте обнаруживает, что мощность принятого сигнала для этого вызова приближается к минимальному порогу. В этом случае базовая станция информирует MTSO, что мобильное устройство требует передачи обслуживания, а затем MTSO запрашивает окружающие базовые станции, чтобы определить, может ли одна из этих станций обнаружить сигнал этого мобильного телефона.MTSO координирует передачу обслуживания между исходной базовой станцией и новой базовой станцией. Если канал недоступен в соте с новой базовой станцией, передача обслуживания не выполняется, и вызов прекращается. Ложные передачи обслуживания также могут быть инициированы, если мобильный телефон находится в состоянии глубокого замирания, в результате чего мощность принимаемого сигнала падает ниже минимального порога, даже если он может находиться далеко от границы соты.

Сотовые телефонные системы перешли от аналоговой к цифровой технологии. Цифровые технологии имеют много преимуществ.Компоненты дешевле, быстрее, меньше по размеру и потребляют меньше энергии. Качество голоса улучшено за счет кодирования с исправлением ошибок. Цифровые системы также обладают большей пропускной способностью, чем аналоговые, поскольку они не ограничиваются множественным доступом FDMA и могут использовать преимущества передовых методов сжатия и факторов голосовой активности. Кроме того, для защиты цифровых сигналов от подслушивания можно использовать методы шифрования.

Все развертываемые сегодня сотовые системы являются цифровыми, и эти системы предоставляют услуги голосовой почты, пейджинга и электронной почты в дополнение к голосовой связи.Из-за более низкой стоимости и более высокой эффективности поставщики услуг использовали агрессивную тактику ценообразования для поощрения перехода пользователей с аналоговых систем на цифровые. Поскольку они относительно новые, цифровые системы не всегда работают так же хорошо, как старые аналоговые. Пользователи сталкиваются с плохим качеством передачи голоса, частым сбрасыванием вызовов, коротким временем автономной работы и неоднородным покрытием в определенных областях. Производительность системы, безусловно, улучшится по мере развития технологий и сетей. Однако маловероятно, что в ближайшее время сотовые телефоны будут обеспечивать такое же качество, как проводные.Большая популярность сотовых систем указывает на то, что пользователи готовы мириться с плохой голосовой связью в обмен на мобильность.

Цифровые сотовые системы могут использовать любой из описанных выше методов множественного доступа для разделения полосы пропускания сигнала в данной соте. В США деятельность в области стандартов, связанная с текущим поколением цифровых сотовых систем, вызвала бурные споры о множественном доступе для этих систем, что привело к появлению нескольких несовместимых стандартов.В частности, существует два стандарта в полосе частот 900 МГц (сотовой связи): IS-54, который использует комбинацию TDMA и FDMA, и IS-95, который использует полуортогональный CDMA. Спектр для цифровой сотовой связи в полосе частот 2 ГГц (PCS) был продан с аукциона, чтобы поставщики услуг могли использовать существующий стандарт или разрабатывать собственные системы для приобретенного спектра.

Конечным результатом явились три различных стандарта цифровой сотовой связи для этой полосы частот: IS-136 (который в основном совпадает с IS-54 на более высокой частоте), IS-95 и европейский цифровой стандарт сотовой связи GSM, в котором используется комбинация TDMA и медленной скачкообразной перестройки частоты.Стандарт цифровой сотовой связи в Японии аналогичен IS-54 и IS-136, но в другой полосе частот, а система GSM в Европе работает на другой частоте, чем системы GSM в США. Такое распространение несовместимых стандартов делает невозможным перемещаться между системами по всей стране или по всему миру без использования нескольких телефонов (и телефонных номеров).

Эффективные конструкции сотовых систем ограничены помехами , то есть помехи преобладают над минимальным уровнем шума, поскольку в противном случае к системе могло бы быть добавлено больше пользователей.В результате любой метод уменьшения помех в сотовых системах напрямую ведет к увеличению пропускной способности и производительности системы. Некоторые методы уменьшения помех, используемые сегодня или предлагаемые для будущих систем, включают секторизацию ячеек, направленные и интеллектуальные антенны, многопользовательское обнаружение и динамическое распределение каналов и ресурсов.

Мобильная связь Введение – Javatpoint

Мобильная связь – это использование технологии, которая позволяет нам общаться с другими людьми в разных местах без использования каких-либо физических соединений (проводов или кабелей).Мобильная связь облегчает нашу жизнь, экономит время и силы. Мобильный телефон (также называемый мобильной сотовой сетью, сотовым телефоном или ручным телефоном) является примером мобильной связи (беспроводной связи). Это электрическое устройство, используемое для полнодуплексной двусторонней радиосвязи по сотовой сети базовых станций, известной как сотовый узел. Особенности мобильной связи Особенности мобильной связи: Балансировка нагрузки с высокой пропускной способностью: Каждая проводная или беспроводная инфраструктура должна включать балансировку нагрузки с высокой пропускной способностью. Высокая балансировка нагрузки означает, что при перегрузке одной точки доступа система будет активно переключать пользователей с одной точки доступа на другую в зависимости от доступной емкости. Масштабируемость: Популярность новых беспроводных устройств непрерывно растет день ото дня. Беспроводные сети могут начинаться с малого, если необходимо, но расширяться с точки зрения покрытия и пропускной способности по мере необходимости – без необходимости капитального ремонта или строительства совершенно новой сети. Система управления сетью: Сегодня беспроводные сети намного сложнее и могут состоять из сотен или даже тысяч точек доступа, межсетевых экранов, коммутаторов, управляемого питания и различных других компонентов. Беспроводные сети имеют более разумный способ управления всей сетью из централизованной точки. Управление доступом на основе ролей: Управление доступом на основе ролей (RBAC) позволяет назначать роли в зависимости от того, что, кто, где, когда и как пользователь или устройство пытается получить доступ к вашей сети. После определения конечного пользователя или роли устройств можно применять политики или правила контроля доступа. Варианты покрытия как внутри помещения, так и вне его: Важно, чтобы ваша беспроводная система имела возможность добавлять покрытие как внутри помещения, так и вне его. Управление доступом к сети: Управление доступом к сети также может называться регистрацией мобильного устройства. Очень важно иметь безопасную регистрацию. Контроль доступа к сети (NAC) контролирует роль пользователя и применяет политики.NAC может позволить вашим пользователям регистрироваться в сети. Это полезная функция, которая улучшает взаимодействие с пользователем. Управление мобильными устройствами: Предположим, многие мобильные устройства получают доступ к вашей беспроводной сети; теперь подумайте о тысячах приложений, работающих на этих мобильных устройствах. Как вы планируете управлять всеми этими устройствами и их приложениями, особенно если устройства приходят и уходят из вашего бизнеса? Управление мобильным устройством может обеспечить контроль над тем, как вы будете управлять доступом к программам и приложениям.Даже вы можете удаленно стереть данные с устройства, если оно потеряно или украдено. Роуминг: Вам не нужно беспокоиться о разорванных соединениях, снижении скорости или каких-либо сбоях в работе при перемещении по офису или даже из здания в здание. Беспроводная связь должна быть в первую очередь мобильной. Роуминг позволяет вашим конечным пользователям успешно переходить от одной точки доступа к другой, даже не замечая падения производительности. Например, позволяя ученику проверять свою почту, когда они переходят от одного класса к другому. Избыточность: Уровень или объем резервирования, который требуется вашей беспроводной системе, зависит от конкретной среды и потребностей. Например: В больнице потребуется более высокий уровень резервирования, чем в кафе. Однако, в конце концов, у них обоих должен быть запасной план. Надлежащая безопасность означает использование правильного межсетевого экрана: Основой системы является межсетевой экран вашей сети. Установив правильный брандмауэр, вы сможете: Просматривайте и контролируйте как свои приложения, так и конечных пользователей. Создайте правильный баланс между безопасностью и производительностью. Уменьшите сложность с помощью: Антивирусная защита. Глубокая проверка пакетов (DPI) Фильтрация приложений Защитите свою сеть и конечных пользователей от известных и неизвестных потоков, включая: Нулевой день. Зашифрованное вредоносное ПО. Программа-вымогатель. Вредоносные ботнеты. Коммутация: По сути, сетевой коммутатор – это диспетчер вашей беспроводной сети, который следит за тем, чтобы все и каждое устройство попали туда, куда им нужно. Коммутация является неотъемлемой частью любой быстрой и безопасной беспроводной сети по нескольким причинам: Это помогает трафику в вашей сети течь более эффективно. Минимизирует ненужный трафик. Это создает лучший пользовательский опыт, гарантируя, что ваш трафик идет в нужные места. Преимущества мобильной связи Преимущества мобильной связи: Гибкость: Беспроводная связь позволяет людям общаться друг с другом независимо от местоположения.Нет необходимости находиться в офисе или какой-либо телефонной будке, чтобы передавать и получать сообщения. Экономическая эффективность: При беспроводной связи не требуется никакой физической инфраструктуры (проводов или кабелей) или практики технического обслуживания. Следовательно, стоимость снижается. Скорость: Улучшения можно также увидеть в скорости. Возможность подключения к сети или доступность были значительно улучшены с точки зрения точности и скорости. Доступность: С помощью беспроводной технологии возможен легкий доступ к удаленным районам.Например, в сельской местности теперь возможно онлайн-образование. Педагогам или ученикам больше не нужно ехать в отдаленные районы, чтобы преподавать уроки. Постоянная связь: Постоянная связь гарантирует, что люди могут относительно быстро реагировать на чрезвычайные ситуации. Например, беспроводное устройство, такое как мобильное, может обеспечить вам постоянную связь, даже если вы перемещаетесь с места на место или во время путешествия, в то время как проводной стационарный телефон не может.

Что такое вышка сотовой связи и как она работает?

Что такое вышка сотовой связи?

На вышках сотовой связи, также известных как сотовые станции, смонтировано оборудование и антенны для электросвязи, что позволяет в окрестностях использовать устройства беспроводной связи, такие как телефоны и радио.

Вышки сотовой связи обычно строятся компанией-вышкой или оператором беспроводной связи, когда они расширяют зону покрытия или емкость своей сети, обеспечивая лучший прием сигнала в этой области. Вышки сотовой связи в основном есть повсюду в Соединенных Штатах, хотя в некоторых городах их больше, чем в других. И Millman Land был там с конца 1990-х годов, следя за тем, чтобы все вышки сотовой связи были должным образом проинспектированы.

В настоящее время в США более 307 000 вышек сотовой связи. Иногда их можно увидеть на крышах домов.В других случаях городам требуются вышки сотовой связи, чтобы органично вписаться в городской пейзаж. В сельской местности они иногда прячутся за деревьями, маскируя их под дерево.

Наши услуги беспроводной связи включают обследования вышек сотовой связи, аудит вышек сотовой связи и монтажные работы. В этой статье мы стремимся рассказать вам больше о вышках сотовой связи и о том, как они работают. Мы также хотим развеять растущую обеспокоенность людей по поводу 5G и развеять слухи.

Как работают вышки сотовой связи?

В Соединенных Штатах ежедневно используется более 300 миллионов сотовых телефонов.Каждый раз, когда используется сотовый телефон, он излучает электромагнитную радиоволну, называемую радиочастотой, которую принимает антенна ближайшей вышки сотовой связи.

Как только вышка сотовой связи получит этот сигнал, она передаст его в центр коммутации. Это позволяет соединить вызов либо с другим мобильным телефоном, либо с телефонной сетью. Безумие думать, что все это происходит за считанные секунды.

Связано: полное руководство по исследованиям ALTA

Части сотовой вышки

Безумно быстрая технология вышки сотовой связи связана с ее составными частями.В этом разделе вы часто слышите, как мы упоминаем операторов сотовой связи. Это потому, что многие части вышки сотовой связи предоставляются отдельными операторами сотовой связи, также известными как беспроводные сети.

В США четыре беспроводные сети с наилучшим покрытием. На данный момент лучшим провайдером является Verizon, у которого покрытие 4G составляет 70%. На втором месте AT&T с 68%. T-Mobile имеет 62%, а Spring находится на четвертом месте с 27%, что является значительным снижением охвата.

Башня

На самом деле существует четыре различных типа вышек сотовой связи.Первый тип известен как решетчатая башня . Этот тип башни, также называемый самонесущей башней, обеспечивает невероятную гибкость. Обычно он имеет три или четыре стороны с основаниями одинаковой формы.

Второй тип башни – монопольная башня . Этот тип башни представляет собой одиночную башню из стальных или бетонных труб, обычно менее 50 метров. Для этого нужен только один фундамент. Антенны прикреплены снаружи.

Башня с оттяжками экономична, но требует большего количества земли.Обычно он строится на расстоянии 100 метров или более, подсоединяется оттяжками к якорю и поддерживает его. Они прикреплены к земле со всех сторон. Большинство радио- и телебашен представляют собой башни с оттяжками.

Четвертый тип – стелс-башня , о которой мы кратко говорили ранее. Часто требуемые советами, они дороже, чем три других варианта, но нацелены на то, чтобы украсить сообщество, в котором они находятся. Они требуют дополнительных материалов, которые помогают им спрятаться на виду. Хотя они намного привлекательнее, они часто не предоставляют арендаторам такой же вместимости.

Оборудование

Оборудование на вышках сотовой связи включает приемопередатчики и другую вспомогательную технику. Они устанавливаются в шкафах или убежищах или любым другим способом, который операторы беспроводной связи выбирают для их защиты. Некоторые даже создают уличные шкафы на бетонных площадках или сборные укрытия для оборудования.

Антенны

Хорошо, мы много говорили об антеннах, но какие они? К вышке сотовой связи прикреплено несколько антенн, обычно установленных на головной раме. Некоторые вышки даже имеют до 15 антенн на несущую. Это число действительно зависит от характеристик антенны, ее покрытия и требований к емкости.

Утилиты и доступ

Операторы также установят инженерные сети на площадке вышки сотовой связи. Каждый оператор связи имеет право доступа к сайту, а также телефонную связь. Каждая вышка сотовой связи также требует доступа операторов связи для первоначальной установки и текущего обслуживания.

Вышка сотовой связи Диапазон

Вышеупомянутые части помогают определить, насколько далеко может быть вышка сотовой связи от сотового телефона, при этом все еще способная принимать его сигнал.Это расстояние определяется технологией подключения, особенностями ландшафта (холмы, деревья и здания), мощностью передатчика башни, размером сети сотовой связи и проектной пропускной способностью сети.

Интересно то, что на вышках сотовой связи иногда устанавливают передатчик на более низкую мощность специально, чтобы гарантировать, что он не мешает соседним сотам.

Но даже с учетом всех этих факторов типичная вышка сотовой связи может обеспечивать обслуживание на расстоянии до 45 миль. Впечатляет! Давайте подробнее рассмотрим, какие компоненты влияют на радиус действия и эффективность сотовой вышки.

Что влияет на радиус действия сотовой вышки?

Дальность действия вышки сотовой связи не является фиксированной величиной. Это потому, что существует так много переменных, когда речь идет о диапазоне, в котором вышка сотовой связи подключает мобильное устройство. К наиболее распространенным переменным относятся:

• Высота антенны над окружающим ландшафтом.
• Частота используемого сигнала.
• Номинальная мощность передатчика.
• Направленность антенной решетки на сайте.
• Соседние здания и растительность, поглощающие и отражающие радиоволны.
• Местные географические или нормативные факторы и погодные условия.

Вышки сотовой связи часто строят в районах с высокой плотностью населения. Это потому, что в этих городах больше всего потенциальных пользователей сотовых телефонов. По этой причине вы часто обнаружите, что вышки сотовой связи «перекрываются» в более людных местах.Это помогает избежать проблем с помехами.

Если вы задаетесь вопросом, почему у вас нет сигнала на мобильном телефоне, это может быть связано с тем, что вы слишком далеко от башни или потому, что сигнал сотового телефона снижается из-за холмов, больших зданий или других построек. Вы также можете потерять сигнал, если много людей попытаются использовать вышку сотовой связи одновременно. Это часто приводит к тому, что звонки прерываются.

Во время вождения ваш телефон может переключаться с одной вышки сотовой связи на следующую во время разговора. По мере того, как вы продолжаете свое путешествие, сотовый телефон выбирает самый сильный сигнал и освобождает более слабую вышку сотовой связи, делая его доступным для другого вызывающего абонента.

Еще одним фактором, который может повлиять на ваш сигнал, является проблема с вышкой сотовой связи. С помощью геодезистов, таких как Национальная земельная служба Миллмана, эти проблемы можно выявить, чтобы они не превратились в серьезную головную боль.

Опасно ли 5G?

Поскольку пандемия коронавируса продолжает вселять страх в людей во всем мире, неудивительно, что мы наблюдаем множество теорий заговора, касающихся COVID-19 и способов его распространения.Одними из самых странных являются сообщения в Facebook, в которых утверждается, что 5G спровоцировал пандемию коронавируса. Хотя 5G определенно является немного радикальным, все еще есть некоторые проблемы со здоровьем, которые имеют более научное обоснование.

Но нет: 5G не вызвала коронавирус.

Что такое 5G?

Крупные операторы беспроводной связи, такие как AT&T, Verizon и Spring, начали внедрять 5G в качестве нового стандарта беспроводной связи. Примерно через год 5G будет доступен по всей территории Соединенных Штатов.В настоящее время некоторые устройства используют 5G, например Samsung Galaxy S10, но большинство современных моделей телефонов пока не поддерживают 5G.

5G существенно улучшит производительность сети. Это считается огромным обновлением по сравнению с 4G, которое дебютировало еще в 2009 году. В то время как 4G обеспечивает 10 Мбит / с, 5G будет обеспечивать пиковые скорости от 10 до 20 Гбит / с. Он также больше подходит для потоковой передачи видеоигр, загрузки фильмов и других операций с тяжелыми данными, поскольку задержка в сети снизится с 30 мс до 1 мс.

Хотя все это захватывающе с технологической точки зрения, в настоящее время растет озабоченность по поводу рисков для здоровья, связанных с 5G, поскольку это более сильная радиочастота. Хотя 5G не вызвала коронавирус, есть ли другие опасности, которые скрываются в вышках сотовой связи в Соединенных Штатах?

Насколько опасно радиочастотное излучение?

Так что же эти теоретики заговора Facebook заявляют о 5G? Растут опасения, что излучение более высокой энергии 5G окажет потенциально разрушительное воздействие на людей, живущих рядом с вышками сотовой связи.Это увеличение радиочастотного излучения предположительно приведет к раку, преждевременному старению и нарушению клеточного метаболизма из-за повреждения ДНК человека.

Это правда?

Ну, чтобы не быть паникером, RFR также можно найти в вашей микроволновой печи, радио и других повседневных делах и обычных предметах домашнего обихода. Даже компьютерные мониторы. Из-за этого уже было установлено, что RFR на самом деле не так уж и опасен, если не используется в определенных обстоятельствах.

Что это за опасные обстоятельства? Что ж, излучение должно быть «ионизирующим», чтобы быть достаточно сильным, чтобы разорвать химические связи.Сюда входят рентгеновские лучи и гамма-лучи. Wi-Fi и FM-радио являются «неионизирующими», что означает, что они слишком слабы, чтобы причинить какой-либо ущерб. Неионизирующие RFR, подобные тем, которые обнаруживаются на вышках сотовой связи, не имеют известного механизма, который вызывает биологические эффекты или мутации ДНК. Другими словами, это совершенно безопасно.

Риски 5G

Итак, 5G – это новая технология, на более мощная технология . Следует ли людям беспокоиться? В настоящее время 5G является неионизирующим RFR, что означает, что он не может причинить никакого реального ущерба.

Многие теории заговора указывают на то, что 5G потребует больше передатчиков. Поскольку в городах и поселках появляется больше людей, будет ли доза выше? Разумный вопрос, который стоит задать, вышки сотовой связи 5G по-прежнему не представляют угрозы, даже когда их становится все больше. Электромагнитное излучение, которому вы можете противостоять, выходя на улицу, намного больше, чем у вышки сотовой связи 5G.

А как насчет более высокой частоты 5G в гигагерцах? Чем выше он, тем опаснее для живых организмов? В настоящее время это не подтверждается наукой.FCC также заявила, что в настоящее время нет проблем со здоровьем, связанных с вышками сотовой связи.

«Для оборудования 5G сигналы от коммерческих беспроводных передатчиков обычно намного ниже пределов воздействия радиочастотного излучения в любом месте, доступном для общественности», – сказал Нил Дерек Грейс, специалист по связям с общественностью FCC.

В то время как ученые продолжают изучать технологию 5G и возможные риски для здоровья, в настоящее время нет никаких доказательств того, что вышки сотовой связи 5G наносят реальный вред людям или животным.

Заключение

По мере развития технологий в Соединенных Штатах будет появляться все больше и больше вышек сотовой связи. Но пока мы ждем технологии 5G, по всей стране все еще существует более 307 000 вышек сотовой связи, которые гарантируют, что мы будем получать услуги сотовой связи практически везде, куда бы мы ни пошли. Невероятно, какие технологии стоят за этими башнями.

В Millman National Land Service мы гарантируем, что эти вышки сотовой связи не только соответствуют стандартам охраны труда и техники безопасности, но и работают так, как предполагалось изначально.Свяжитесь с нами сегодня, если вам нужны обследования или аудит вышек сотовой связи.

Основы проектирования сотовых систем

Несмотря на возрастающую сложность стандартов и устройств беспроводной связи, сотовые технологии поддерживают набор общих принципов, которые составляют основу проектирования сотовых систем.

Основы радиосвязи для сотовых сетей : Сотовые сети позволяют таким устройствам, как смартфоны и устройства Интернета вещей (IoT), обмениваться данными по беспроводной сети.Сотовые технологии продвинулись от аналоговых технологий первого поколения (1G) до передовых высокопроизводительных систем четвертого (4G) и пятого поколений (5G) всего за четыре десятилетия.

На протяжении развития каждого поколения беспроводной связи эти сотовые сети разделяли ряд общих основных атрибутов. Многие из обменов связью на основе протоколов между устройством и базовой станцией следуют аналогичной философии идентификации потенциальной соты, регистрации и аутентификации в базовой сети и поддержки мобильности посредством передачи сигналов.Эти принципы, скорее всего, будут включены в системы 6G, каким бы ни был этот стандарт в будущем. Конечно, реализация этих основополагающих принципов будет варьироваться от одного стандарта к другому, а иногда даже в пределах пересмотра данного стандарта.

Основы

Хотя точная сетевая архитектура отличается от поколения к поколению, типичная сотовая сеть состоит из сети радиодоступа (RAN), базовой сети (CN) и сервисной сети.RAN содержит базовые станции (BS), которые обмениваются данными с беспроводными устройствами с помощью радиочастотных (RF) сигналов, и это интерфейс между базовой станцией и устройствами. RAN выделяет радиоресурсы устройствам, чтобы сделать беспроводную связь реальностью. CN выполняет такие функции, как аутентификация пользователя, авторизация услуг, активация безопасности, выделение IP-адресов и установка подходящих каналов для облегчения передачи пользовательского трафика, такого как голос и видео. Сервисная сеть включает в себя серверы конкретного оператора и подсистему IP-мультимедиа (IMS), чтобы предлагать абонентам беспроводной связи различные услуги, включая голосовые вызовы, текстовые сообщения (SMS) и видеозвонки.

T передатчики

Первый общий принцип сотовых сетей заключается в использовании множества передатчиков меньшей мощности (100 Вт или меньше) меньшего размера с более узкими зонами покрытия вместо одного мощного передатчика с более широкой зоной покрытия. Эти передатчики размещаются на базовых станциях, более известных как вышки сотовой связи. Базовые станции также содержат приемники и дополнительные блоки управления.

Ячейки

Зоны покрытия разделены на соты, каждая из которых обслуживается собственной антенной (передатчиком).Полоса частот назначается передатчику / приемнику в зависимости от поставщика услуг связи. Ячейки расположены так, что антенны в зоне покрытия имеют шестиугольную диаграмму направленности. Это связано с тем, что для представления шестиугольника требуется меньше ячеек по сравнению с треугольником или квадратом, а это означает, что сетевые операторы могут покрывать более широкую область с меньшим количеством базовых станций. Еще одно преимущество гексагональной сотовой системы состоит в том, что с помощью этой формы возможно повторное использование частоты.

Повторное использование частоты

Второй общий принцип построения сотовых сетей – повторное использование частот.Повторное использование частот – это процесс использования одних и тех же радиочастот на базовых станциях и других радиопередатчиках в пределах географической области. Эти сайты разделены достаточным расстоянием, чтобы создавать минимальные помехи друг другу. Используя географически небольшие ячейки с низким энергопотреблением, частоты могут повторно использоваться несмежными ячейками.

Причиной повторного использования частот является ограниченное количество выделенных несущих частот, установленное регулирующими органами.

Разделение ячеек

Разделение ячеек – это процесс разделения перегруженной ячейки на меньшие ячейки таким образом, чтобы каждая меньшая ячейка имела свою собственную базовую станцию.Эти небольшие соты оснащены антеннами с уменьшенной высотой и мощностью передатчика. Две меньшие соты увеличивают пропускную способность сотовой сети, поскольку увеличивается количество повторных использований каналов.

В популярной конфигурации сотовой сети одна базовая станция контролирует три географических региона, называемых секторами (или сотами), где каждый сектор покрывает область 120 °. Три сектора вместе обеспечивают покрытие 3 × 120 ° = 360 ° вокруг базовой станции.

Передача сотовой связи

Когда мобильное устройство перемещается в заданной области, оно пересекает границы ячеек.Передача обслуживания – это процесс, при котором выделенное радиосоединение между устройством и сетью радиодоступа переключается с одной ячейки на другую. Сотовая передача данных гарантирует, что устройство имеет выделенное радиосвязь с наилучшей возможной линией связи. Кроме того, передача обслуживания может использоваться для балансировки нагрузки между обслуживающими базовыми станциями и между несущими частотами, доступными в соте или секторе.

Передача обслуживания происходит, когда система воспринимает текущую систему уровня сигнала соты как более слабую, чем сота, к которой приближается пользователь.В разных архитектурах сотовой связи используется разная терминология для устройства, которое определяет мощность сигнала и обеспечивает возможность передачи обслуживания. Передача сотовой связи находится под центральным управлением центра коммутации мобильной связи (MTSO), который также известен как пункт коммутации мобильной связи (MSO) или центр коммутации мобильной связи (MSC). Когда вызов передается во вторую соту, пользователь не должен знать о передаче и ничего не слышать.

Заключение

Несмотря на возрастающую сложность стандартов и устройств беспроводной связи, сотовые технологии поддерживают набор общих принципов, которые составляют основу проектирования сотовых систем.Прочтите более подробный анализ этих общих основ радиосвязи для сотовых сетей.

Как работают сотовые телефоны: основы технологии сотовой связи и принципы ее работы

Когда Александр Грэм Белл разработал первый телефон во второй половине XIX века, промышленная революция внезапно изменилась, поскольку все больше и больше людей стали подключаться к одному телефону. другой, таким образом, подпитывает деловые операции. В ту же эпоху родилось радио, которое первоначально представил итальянец Гульельмо Маркони из первых произведений Николая Теслы.Это кажется идеальным сочетанием открытий и изобретений, но на самом деле эти два устройства не были объединены в одно более мощное устройство до начала 1950-х годов, когда началась разработка сотового или мобильного телефона.

Сегодня сотовые телефоны являются самым распространенным телекоммуникационным устройством во всем мире. По сути, он обеспечивает как основные функции телефона, так и радио, обеспечивая лучшую связь на сегодняшний день. Поговорим о том, как работает это устройство.

Сотовые телефоны

Мой телефон – радио?

По сути, мобильный телефон – это радиоприемник.Он полагается на радиосигнал для передачи и приема голосовой информации и данных. Ранее радиоустройство могло принимать сигнал только от коммерческой станции, что делало его устройством односторонней связи. Однако, объединив принципы, лежащие в основе телефона Bell, простое радио стало устройством связи, которое также может служить в качестве небольшого передатчика, что дало ему возможность стать мобильным телефоном.

Мобильные телефоны – это небольшие радиомодули, встроенные в мини-передатчики.Это означает, что он действительно передает радиосигналы при включении. Это очень важный компонент, потому что он легко отказывается от вашего электронного радио-местоположения, чтобы звонки можно было переадресовать вам или сделать их.

Итак, как я могу поговорить с другом по мобильному телефону?

Важной частью мобильной телефонной связи является создание ретрансляционных центров, называемых «базовыми станциями». Эти станции на самом деле представляют собой уменьшенные версии вышек передатчиков, которые вы увидите практически в любых местах по соседству.Базовая станция служит электронным мостом между двумя мобильными телефонами.

Принцип в основном прост, потому что ваш мобильный телефон передает определенный объем радиосигнала, независимо от того, какая базовая станция находится рядом с вами, его присутствие фиксируется. Таким образом, это дает вам режим «всегда онлайн», готовый принимать звонки и текстовые сообщения. Когда другой пользователь мобильного телефона хочет связаться с вами, его мобильный телефон передает сигнал на ближайшую базовую станцию ​​в его местоположении. Затем эта базовая станция будет передавать данные на ряд телекоммуникационных устройств ретрансляции, таких как вышки каналов или спутники, пока не достигнет вашей местной базовой станции, где бы вы ни находились.То же самое происходит, когда вы звоните на другой номер.

Так как же базовые станции могут найти меня? Разве эти станции не запутаются, учитывая, что там должны быть миллионы вышек сотовой связи?

Фактически, когда вы набираете определенный номер, базовая станция автоматически идентифицирует этот номер и назначает зашифрованный код при его передаче. Следовательно, когда станции отправляют сообщения, они будут передаваться только на кратчайшие возможные ретрансляторы, которые будут подключаться к точному набранному вами номеру.

Я предполагаю, что базовые станции также имеют ограниченный диапазон передачи, так что, если я внезапно сменил местоположение?

На самом деле термин «сотовый телефон» происходит от «сотового» принципа радиопередачи. Каждая базовая станция обеспечивает одну «ячейку» или радиус охвата радиосигнала. Объединение всех этих сигналов в одном месте делает его видимым как клеточные компартменты. Поэтому, когда вы меняете свое местоположение, вы выходите из одной ячейки и входите в новую. При каждом изменении местоположения ближайшая к вам базовая станция будет передавать вам сигнал.В некоторых случаях вы можете прибыть в место, где нет сигнала от каких-либо базовых станций; это называется «мертвой точкой».

Для получения дополнительной информации о сотовых телефонах прочтите о недостатках отслеживания сотовых телефонов.

Схема сотовой радиосвязи

Изображение предоставлено

https://iml.jou.ufl.edu/projects/Fall04/Keith/Works.htm

https://mobilementalism.com/mobile-phones/

История беспроводной связи | 2015-07-22

История беспроводной связи началась с понимания магнитных и электрических свойств, наблюдаемых в первые дни китайской, греческой и римской культур, и экспериментов, проведенных в 17 ^-м и 18 ^-м веках.Вот некоторые избранные события в развитии беспроводной связи (материал взят из книги History of Wireless, Tapan Sarkar, et al., Wiley, 2006).

1807 г. – французский математик Жан Батист Жозеф Фурье открыл теорему Фурье

.

1820 – датский физик Ганс Кристиан Орстед открыл электромагнитное поле, вызванное электрическим током. Французский физик Доминик Франсуа Жан Араго показал, что проволока становится магнитом, когда через нее течет ток.Французский математик и физик Андре-Мари Ампер открыл электродинамику и предложил электромагнитный телеграф.

1831 г. – британский ученый Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию и предсказал существование электромагнитных волн.

1834 – Американский изобретатель Сэмюэл Финли Бриз Морс изобрел код для телеграфии, названный в его честь.

1847 – немецкий физиолог и физик Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц предложил электрические колебания

1853 – Уильям Томсон (лорд Кельвин) вычислил период, затухание и интенсивность как функцию емкости, самоиндукции и сопротивления колебательного контура.

1857 – Феддерсен экспериментально подтвердил резонансную частоту настроенного контура, предложенную Гельмгольцем в 1847 году.

1864 – Шотландский математик и физик Джеймс Клерк Максвелл сформулировал электромагнитную теорию света и разработал общие уравнения электромагнитного поля. Он сформулировал 20 уравнений, которые позже были упрощены до 4 основных уравнений, которые мы используем сегодня.

1866 г. – американский дантист доктор Махлон Лумис описал и продемонстрировал систему беспроводной передачи данных, которую он запатентовал в 1866 г.Лумис продемонстрировал передачу сигналов между двумя горами на расстоянии 22 км.

1882 г. – американскому физику Амосу Эмерсону Долберу был выдан патент на систему беспроводной передачи, использующую индукционную катушку, микрофон, телефонную трубку и батарею. Натан Стабблфилд передавал аудиосигналы без проводов.

1883 – Ирландский физик и химик Джордж Фрэнсис Фицджеральд опубликовал формулу мощности, излучаемой малой рамочной антенной.

1884 г. – немецкий физик Генрих Рудольф Герц написал уравнения Максвелла в скалярной форме, отказавшись от концепции эфира, сократив его с 20 до 12 уравнений.

1885 – Томас Эдисон запатентовал систему беспроводной связи с помощью электростатической индукции.

1886 – Хевисайд ввел импеданс как отношение напряжения к току. Герц начал свою работу, чтобы продемонстрировать существование радиоволн, и опубликовал свои результаты в 1888 году.

1887 г. – английский физик Оливер Джозеф Лодж обнаружил симпатический резонанс (стоячие волны) в проводах.

1888 г. – компания Hertz производила, передавала и принимала электромагнитные волны (от 5 м до 50 см), используя отражатели для концентрации луча.Герц также открыл принцип работы радара. Хевисайд написал уравнения Максвелла в векторной форме – четыре уравнения, которые мы используем сегодня. Итальянец Галилео Фаррари и американец хорватского происхождения Нилола Тесла независимо друг от друга создали вращающиеся поля, используя двухфазные токи. Австрийский инженер Эрнст Лехер установил связь между частотой, длиной провода, скоростью распространения и электрическими константами провода.

1890 – Лешер использовал стоячие волны, генерируемые параллельными проводами, для измерения частоты.Тесла ввел высокочастотные токи в терапию, поскольку он заметил, что ток высокой частоты может повышать температуру живой ткани. Тесла также запатентовал свою катушку Тесла, которая позже использовалась в каждом генераторе искрового разрядника для генерации высокочастотных сигналов. Генрих Рубенс и Р. Титтер создали чувствительный болометр, который измерял интенсивность электромагнитных волн с помощью тепла, выделяемого в тонкой проволоке.

1893 г. – английский физик Джозеф Джон Томсон опубликовал первый теоретический анализ электрических колебаний в проводящей цилиндрической полости конечной длины, предполагающий возможность распространения волн в полых трубах (волноводах).Герц проводил эксперименты по ЭМ-экранированию и коаксиальной конфигурации.

1895 – Маркони передал и получил закодированное сообщение на расстоянии 1,75 мили недалеко от своего дома в Болонье, Италия. Индийский физик сэр Джагадис Чандер Бозе создал и обнаружил беспроводные сигналы и создал множество устройств, таких как волноводы, рупорные антенны, микроволновые отражатели и многое другое.

1897 – Маркони продемонстрировал радиопередачу буксиру на 18-мильном пути через Ла-Манш.Была основана первая беспроводная компания Wireless Telegraph and Signal Company – они купили большую часть патентов Маркони. Лорд Рэлей предлагает распространение электромагнитных волн в волноводах и анализ распространения через диэлектрически заполненные волноводы. Лодж запатентовал различные типы антенн.

1899 – Маркони отправил первое международное беспроводное сообщение из Дувра, Англия, в Вимерё, Франция.

1900 – Тесла получил патенты на систему передачи электрической энергии, которые в США были признаны первыми патентами на радио.Тесла первым описал систему определения местоположения объекта с помощью радиоволн – Radar.

1902 – Фессенден запатентовал приемник Heterodyne. Американец Корнелиус Д. Эрет зарегистрировал патенты, касающиеся передачи и приема кодированных сигналов или речи (частотная модуляция – FM). Поульсен был первым, кто разработал передатчик CW.

1903 – Маркони основал передающую станцию ​​в Саут-Уэллфлите, Массачусетс – посвящение включало обмен приветствиями между президентом США Теодором Рузвельтом и британским королем Эдуардом VII.Г.

1904 – Фрэнк Дж. Спраг развил идею печатной схемы. У. Пикард подал заявку на патент на кристаллический детектор, в котором тонкая проволока контактировала с кремнием. Это был центральный компонент ранних радиоприемников, называемых кристаллическими радиоприемниками. J. C. Bose получил патент на диоды с точечным контактом, которые в течение многих лет использовались в качестве детекторов в промышленности. Флеминг предложил выпрямляющее действие лампового диода для обнаружения высокочастотных колебаний – это первая практическая радиолампочка.

1905 – Фессенден изобрел супергетеродинную схему.

1906 г. – Ли де Форест запатентовал общий принцип всенаправленного действия с использованием вращающегося радиолуча, настроенного для определения сектора, образующего охват луча на 360 градусов. Он также изобрел трехэлектродный вентиль или триод на вакуумных лампах, которые сыграли важную роль в развитии трансконтинентальной телефонии в 1913 году. Поульсен передавал музыку по беспроводной сети, используя передатчик дуги с входной мощностью 1 кВт и антенну высотой 200 футов, которую можно было слышать за 300 миль. прочь.

1909 – Маркони и Браун разделили Нобелевскую премию по физике за их вклад в физику электрических колебаний и радиотелеграфию.

1911 – Фон Либен и Ойген Рисс разработали каскадный усилитель. Хьюго Джермсбэк, американский писатель, представил концепцию импульсного радара в одной из своих работ, где он предложил использовать пульсирующую поляризованную волну, отражение которой регистрировалось актиноскопом.

1911 г. – инженеры начинают понимать, что триод также может использоваться для передатчика и генератора – трехэлектродная вакуумная лампа была включена в конструкции телефонных ретрансляторов в нескольких странах.

1912 г. – Г. А. Кэмпбелл разработал волноводные фильтры. Синдинг и Ларсен передавали телевидение по беспроводной сети, используя 3 канала. Институт радиоинженеров был создан в США.

1914 – Немецкий физик Вальтер Шоттки обнаружил влияние электрического поля на скорость эмиссии электронов из термоэмиттеров, названных в его честь. Флеминг открыл атмосферную рефракцию и ее важность в передаче электромагнитных волн вокруг Земли. Карл Р. Инглунд был первым, кто разработал уравнение модулированной волны (AM), а также обнаружил частоты, связанные с боковыми полосами.Частотная модуляция несущей была предложена для размещения большего количества каналов в пределах доступной полосы пропускания.

1915 – Шоттки заявил о работе над трубкой с пространственным зарядом и решеткой, или трубкой с экранной решеткой, или Тетродом, в которых было достигнуто хорошее усиление за счет размещения экранной сетки между решеткой и анодом.

1916 – Леон Бриллюэн и Жорж А. Бове запатентовали усилитель с RC-цепочкой. Ф. Адкок использовал открытые вертикально расположенные антенны для пеленгации самолетов и получил британский патент.

1918 – Армстронг изобрел супергетеродинный радиоприемник, использующий 8 вентилей – большинство приемников до сих пор используют эту конструкцию. Ленгмюр запатентовал усилитель с обратной связью. Разработка Э. Х. О. Шонесси радиопеленгации была одним из ключевых инструментов в Англии во время Первой мировой войны – антенны Беллини-Този были установлены вокруг побережья для обнаружения сигналов с кораблей и самолетов. Луи Алан Хейзелтайм изобрел нейтродинную схему с настроенным радиочастотным усилителем с нейтрализацией.

1919 – Компания Marconi-Osram разработала двуханодный двухполупериодный выпрямитель U-5.Джозеф Слепян подал заявку на патент на электронный умножитель на электронных лампах. Сэр Роберт Александр Ватсон-Ватт запатентовал устройство для радиолокации с помощью коротковолновых радиоволн – предшественника радиолокационной системы.

1921 г. – Э. С. Пурингтон создал полностью электрический частотный модулятор. A.W. Халл изобрел генератор магнетрона, работающий на частоте 30 кГц, с выходной мощностью 8 кВт и КПД 69 процентов. Э. Х. Колпитт и О. Б. Блэквелл разработали модуляцию несущей звуковой частоты сигналами более низкой звуковой частоты для передачи телефонной связи по проводам.С. Баттерворт опубликовал классическую статью о ВЧ-сопротивлении одиночной катушки с учетом скин-эффекта и эффекта близости.

1922 – Вальтер Гитон Кэди изобрел пьезоэлектрический (кварцевый) кварцевый генератор. Передачи BBC – это первая новостная программа.

1923 – Децибел (1/10 ^-го бела, по А.Г. Беллу, изобретателю телефона) был использован для выражения потерь в телефонном кабеле. H. W. Nichols разработал двухточечную связь с использованием однополосной связи.D.C Prince проанализировал усилители класса A и класса C. Шотландский инженер Антуан Логи Барид построил и запатентовал первый практичный телевизор. Компания Watson-Watt усовершенствовала устройство радиолокации, отображая радиоинформацию на электронно-лучевом осциллографе, сообщая оператору радара направление, расстояние и скорость цели. Ральф Винтон Лайон Хартли показал, что объем информации, который может быть передан в данный момент времени, пропорционален пропускной способности канала связи. Х. Флуршайн зарегистрировал патент на систему радиопередачи для использования на транспортных средствах.

1924 – Дж. Р. Карсон показал, что энергия, поглощаемая приемником, прямо пропорциональна его полосе пропускания, и распространил теорию взаимности Лоренца на электромагнитные поля на антенных терминалах. Ллойд Эспеншид изобрел первый радиовысотомер. Мобильный телефон был изобретен компанией Bell Telephone Company и использовался в полицейских машинах Нью-Йорка.

1925 г. – в Женеве прошла первая конференция по распределению частот. Джозеф Тыкоцински-Тыкоцинер продемонстрировал, что характеристики полноразмерной антенны могут быть заменены с достаточной точностью измерениями, выполненными на небольшой короткой волне в диапазоне от 3 до 6 метров.

1926 – Л. Лилиенфилд запатентовал теорию полевого транзистора. Японские инженеры Хидэцугу Яги и Синтаро Уда разработали антенну Яги, ряд антенн, состоящий из одной активной антенны и двадцати неприводных элементов в качестве волнового канала. Hulsenback and Company запатентовали идентификацию захороненных объектов с помощью радара непрерывного действия.

1927 – Р. В. Хартли разработал математическую теорию связи. Гарольд Стивен Блэк из Bell Laboratories разработал усилитель с отрицательной обратной связью.А. де Хасс изучил замирание и независимо разработал систему разнесенного приема.

1928 – Бэрд провел первую трансатлантическую телевизионную трансляцию и построил первый цветной телевизор. Найквист опубликовал классическую статью по теории передачи сигналов в телеграфии. Он разработал критерии правильного приема телеграфных сигналов, передаваемых по дисперсионным каналам при отсутствии помех. К.С. Франклин запатентовал коаксиальный кабель в Англии для использования в качестве антенного фидера.

1929 – Л.Коэн предложил настройку схемы за счет волнового резонанса (резонансная линия передачи) и ее применение для радиоприема. Х.А. Аффель и Л. Эспеншайд из AT&T / Bell Labs создали концепцию коаксиального кабеля для многоканальной телефонной системы FDMA. К. Окабе совершил прорыв в сантиметровых волнах, работая на своем магнетроне с щелевым анодом (5,35 ГГц). Ганс Эрих Холлманн запатентовал идею рефлекторного клистрона со своей трубкой с замедляющим полем с двойной сеткой. W.H. Мартин предложил децибел в качестве блока трансмиссии.

1931 г. – Х. Даймонд и Ф. У. Данмор создали радиомаяк и приемную систему для слепой посадки самолетов. Х. Э. Холлманн построил и эксплуатировал первый дециметровый передатчик и приемник в Институте Генриха Герца. Он назвал устройство магнетроном.

1932 г. – было придумано слово «телекоммуникация» и образован Международный союз электросвязи (МСЭ). Джордж К. Саутворт и Дж. Ф. Харгривз разработали круглый волновод. Карл Янский случайно обнаружил радиошум, исходящий из космоса, что положило начало радиоастрономии.Р. Дарборд разработал антенну УВЧ с параболическим отражателем.

1933 – Армстронг продемонстрировал частотную модуляцию (FM) и предложил FM-радио в 1936 году. C.E. Клитон и Н. Х. Уильямс создали генератор CW на 30 ГГц, используя магнетрон с расщепленным анодом.

1934 г. – в США создана Федеральная комиссия связи (FTC). W.L. Everitt добился оптимальных условий работы для усилителей класса C. Ф. Э. Терман продемонстрировал линию передачи как резонансный контур. Немецкий физик Оскар Эрнст Хайль подал заявку на патент на технологию, относящуюся к электрическим усилителям и другим устройствам управления, которые были теоретическим изобретением емкостного управления током в полевых транзисторах.

1935 – CJ Франк из Boonton Radio Corp продемонстрировал Q-метр на осеннем собрании IRE – отношение реактивного сопротивления к сопротивлению катушки в качестве «фактора качества» было впервые предложено около 1926 года. Французский телевизионный передатчик был установлен наверху. Эйфелева башня. Компания Watson-Watt разработала и запатентовала первый практический радар для обнаружения самолетов в Англии. Х. Э. Холлманн подал патент на многорезонаторный магнетрон (выдан в 1938 г.).

1936 – Х. В. Доэрти разработал новый высокоэффективный усилитель мощности для модулированных волн, усилитель Доэрти, в Bell Labs.Печатную схему изобрел английский инженер Пол Эйслер. Н. Х. Джек запатентовал полужесткий коаксиальный кабель с использованием тонкой мягкой медной трубки в качестве внешнего проводника. Гарольд Уиллер использовал две плоские медные полосы, расположенные рядом, чтобы создать линию передачи с низкими потерями, которую можно было свернуть, чтобы сэкономить место. Х. Т. Фриис и А. К. Бек изобрели рупорную рефлекторную антенну с двойной поляризацией.

1937 – Гроте Робер сконструировал первый радиотелескоп. У. Р. Блэр запатентовал первую РЛС управления зенитным огнем.Рассел Х. Вариан и его брат Сигурд Вариан вместе с Уильямом Хансеном разработали рефлекс клистрона. Алекс Х. Ривз изобрел импульсно-кодовую модуляцию для цифрового кодирования речевых сигналов.

1938 г. – Э. Л. Чаффи определил оптимальную нагрузку для усилителей класса B. IRE опубликовал стандарты на передатчики, приемники и антенны. Клод Элвуд Шеннон обнаружил параллели между булевой алгеброй и функционированием электрических коммутационных систем. W. R. Hewlett разработал генератор на основе моста Вина (RC).П. Х. Смит из RCA разработал хорошо известную диаграмму Смита. Н. Е. Линденблад из RCA разработал коаксиальную рупорную антенну. Джон Туртон Рэндалл и Альберт Бут разработали магнетрон с резонатором, который становится центральным компонентом радиолокационных систем.

1941 – У. К. Годвин разработал двухтактный усилитель с прямой связью и обратной связью. Компания Siemens & Halske изготовила Ge-диод – R. S. Ohl изготовил Si-переходной диод. Сидни Уорнер реализовал двухстороннее полицейское FM-радио.

1943 – Х. Дж. Финден разработал синтезатор частот.Австрийский инженер Рудольф Компфнер разработал лампу бегущей волны. К. К. Чанг разработал частотную модуляцию RC-генераторов. К. Ф. Эдвардс разработал микроволновые миксеры. Х. Т. Фриис разработал коэффициенты шума радиоприемников.

1944 – Гарольд Гольдберг предложил частотно-импульсную модуляцию положения. Э. К. Квакенбуш из Amphenol разработал коаксиальные коннекторы VHF. Пол Нил из Bell Labs разработал соединители типа N. Морис Делорейн, П. Р. Адамс и Д. Х. Рэнсон подали заявку на получение патентов, охватывающих переключение посредством смещения импульсов, принцип, позже определенный как обмен временными интервалами. Таким образом, было изобретено мультиплексирование с временным разделением каналов (TDMA).Radio Research Lab разработала радиолокационные средства противодействия (глушения) в диапазоне от 25 МГц до 6 ГГц.

1946 г. – С. Л. Акерман и Г. Раппапорт разработали систему радиоуправления управляемыми ракетами. Э. М. Уильямс разработал анализатор радиочастотного спектра.

1947 – Г. Э. Мюллер и В. А. Тиррель разработали диэлектрическую стержневую антенну. Джон Д. Краус изобрел спиральную антенну. У. Тирелл предложил гибридные схемы для микроволн, Х. Э. Калламан сконструировал индикаторный измеритель КСВН.

1948 – У. Х. Бранттейн, Дж. Бардин и У. Шокли из Bell Labs создали переходной транзистор. Э. Л. Гинзтон и другие разработали распределенный широкополосный усилитель, использующий параллельно пентоды. Шеннон изложил теоретические основы цифровых коммуникаций в статье под названием «Математическая теория коммуникации». Пейн описал БАЛАН.

1949 г. – Э. Дж. Барлоу опубликовал принцип действия доплеровского радара.

1950 – Дж. М. Янссен разработал стробоскопический осциллограф.

1951 г. – Чарльз Хард Таунс опубликовал принцип MASER (усиление микроволн за счет вынужденного излучения). Центральная лаборатория телекоммуникаций в Париже разработала первую модель мультиплексной системы с временным разделением каналов, соединяющей абонентские линии с помощью электронных шлюзов, обрабатывающих амплитудно-модулированные импульсы.

1952 г. – К. Л. Хоган продемонстрировал микроволновый циркулятор.

1955 – Р. Х. Дуамель и Д. Э. ИсБелл разрабатывают логопериодическую антенну.Джон Р. Пирс предложил использовать для связи спутники. Sony выпустила на рынок первый транзисторный радиоприемник.

1957 – Советский Союз запустил Спутник I, который передавал телеметрические сигналы около 5 месяцев. Немецкий физик Герберт Кремер создал концепцию биполярного транзистора с гетероструктурой (HBT).

1958 – Роберт Нойс (Intel) и Джек Килби (TI) создали первую Si интегральную схему (IC).

1962 г. – Дж. Робер-Пьер Мари запатентовал широкополосную щелевую антенну.С. Р. Хофштейн и Ф. П. Хейман разработали МОП-микросхему.

1963 – У. С. Мортли и Дж. Х. Роуэн разработали устройства на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Джон Б. Ганн из IBM продемонстрировал микроволновые колебания в диодах из GaAs и InP. Институт инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) был образован путем слияния IRE и AIEE.

1964 – Р. Л. Джонсон, Б. К. Де Лоах и Б. Г. Коэн разработали генератор на диоде IMPATT.