Διάφορα

Βασικές έννοιες συστήματος κυψελοειδών επικοινωνιών

Βασικές έννοιες συστήματος κυψελοειδών επικοινωνιών


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Τα κυψελοειδή συστήματα χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα και η κυτταρική τεχνολογία πρέπει να προσφέρει πολύ αποτελεσματική χρήση του διαθέσιμου φάσματος συχνοτήτων. Με δισεκατομμύρια κινητά τηλέφωνα που χρησιμοποιούνται σε όλο τον κόσμο σήμερα, είναι απαραίτητο να επαναχρησιμοποιούνται οι διαθέσιμες συχνότητες πολλές φορές χωρίς αμοιβαία παρέμβαση του ενός κινητού τηλεφώνου στο άλλο.

Αυτή η έννοια της επαναχρησιμοποίησης συχνοτήτων βρίσκεται στην καρδιά της κυτταρικής τεχνολογίας. Ωστόσο, η τεχνολογία υποδομής που απαιτείται για την υποστήριξή της δεν είναι απλή, και απαιτούσε σημαντική επένδυση για να φέρει τα πρώτα κυψελοειδή δίκτυα σε απευθείας σύνδεση.

Τα πρώιμα σχήματα για συστήματα ραδιοφωνικών τηλεφώνων χρησιμοποίησαν έναν μόνο κεντρικό πομπό για να καλύψουν μια ευρεία περιοχή. Αυτά τα ραδιοφωνικά τηλεφωνικά συστήματα υπέφεραν από τον περιορισμένο αριθμό καναλιών που ήταν διαθέσιμα.

Συχνά οι λίστες αναμονής για σύνδεση ήταν πολλές φορές μεγαλύτερες από τον αριθμό των ατόμων που ήταν πραγματικά συνδεδεμένοι. Λαμβάνοντας υπόψη αυτούς τους περιορισμούς, αυτή η μορφή τεχνολογίας ραδιοεπικοινωνιών δεν απογειώθηκε σε μεγάλο βαθμό. Ο εξοπλισμός ήταν μεγάλος και αυτά τα συστήματα ραδιοεπικοινωνιών δεν ήταν βολικά για χρήση ή μεταφορά.

Η ανάγκη για ένα αποτελεσματικό φάσμα συστήματος

Για να καταδείξετε την ανάγκη για αποτελεσματική χρήση φάσματος για ένα σύστημα ραδιοεπικοινωνιών, πάρτε το παράδειγμα όπου εκχωρείται σε κάθε χρήστη ένα κανάλι. Ενώ χρησιμοποιούνται πιο αποτελεσματικά συστήματα, το παράδειγμα θα αφορά την περίπτωση ενός αναλογικού συστήματος. Κάθε κανάλι πρέπει να έχει εύρος ζώνης περίπου 25 kHz για να επιτρέψει τη μεταφορά επαρκούς ποιότητας ήχου, καθώς και να υπάρχει μια ζώνη προστασίας μεταξύ γειτονικών σημάτων για να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχουν αδικαιολόγητα επίπεδα παρεμβολών. Χρησιμοποιώντας αυτήν την ιδέα είναι δυνατή μόνο η φιλοξενία 40 χρηστών σε μια ζώνη συχνοτήτων πλάτους 1 MHz. Ακόμα και τα 100 MHz εκχωρήθηκαν στο σύστημα αυτό θα επέτρεπε μόνο 4000 χρήστες να έχουν πρόσβαση στο σύστημα. Σήμερα τα κυψελοειδή συστήματα έχουν εκατομμύρια συνδρομητές και επομένως απαιτείται πολύ πιο αποτελεσματική μέθοδος χρήσης του διαθέσιμου φάσματος.


Σύστημα κυψελών για επαναχρησιμοποίηση συχνότητας

Η μέθοδος που χρησιμοποιείται είναι να επιτρέψει την επαναχρησιμοποίηση των συχνοτήτων. Κάθε πομπός ραδιοφώνου θα έχει μόνο μια συγκεκριμένη περιοχή κάλυψης. Πέρα από αυτό το επίπεδο σήματος θα πέσει σε ένα όριο κάτω από το οποίο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί και δεν θα προκαλέσει σημαντική παρέμβαση σε χρήστες που σχετίζονται με διαφορετικό πομπό ραδιοφώνου. Αυτό σημαίνει ότι είναι δυνατή η επαναχρησιμοποίηση ενός καναλιού μία φορά εκτός του εύρους του πομπού ραδιοφώνου. Το ίδιο ισχύει και στην αντίστροφη κατεύθυνση για τον δέκτη, όπου θα μπορεί να λαμβάνει σήματα μόνο σε μια δεδομένη περιοχή. Με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατόν να κανονίσετε να χωρίσετε μια περιοχή σε αρκετές μικρότερες περιοχές, καθεμία από αυτές καλύπτεται από διαφορετικό σταθμό πομπού / δέκτη.

Αυτές οι περιοχές είναι βολικά γνωστές ως κελιά και δημιουργούν το όνομα μιας "κυτταρικής" τεχνολογίας που χρησιμοποιείται σήμερα. Διαγραμματικά, αυτά τα κύτταρα εμφανίζονται συχνά ως εξαγωνικά σχήματα που ταιριάζουν εύκολα. Στην πραγματικότητα αυτό δεν συμβαίνει. Έχουν ακανόνιστα όρια λόγω του εδάφους στο οποίο ταξιδεύουν. Όλοι οι λόφοι, τα κτίρια και άλλα αντικείμενα προκαλούν εξασθένηση του σήματος και μείωση σε κάθε κατεύθυνση.

Είναι επίσης πολύ δύσκολο να καθοριστεί το ακριβές άκρο ενός κελιού. Η ισχύς του σήματος μειώνεται σταδιακά και προς την άκρη της απόδοσης του κελιού θα μειωθεί. Καθώς τα ίδια τα κινητά θα έχουν διαφορετικά επίπεδα ευαισθησίας, αυτό προσθέτει ένα ακόμη γκριζάρισμα της άκρης του κελιού. Επομένως, δεν είναι ποτέ δυνατό να υπάρχει απότομη διακοπή μεταξύ των κυττάρων. Σε ορισμένες περιοχές μπορεί να επικαλύπτονται, ενώ σε άλλες θα υπάρχει "τρύπα" στην κάλυψη.

Συμπλέγματα κυττάρων

Κατά την επινόηση της τεχνολογίας υποδομής ενός κυψελοειδούς συστήματος, η παρεμβολή μεταξύ γειτονικών καναλιών μειώνεται με την κατανομή διαφορετικών ζωνών συχνοτήτων ή καναλιών σε γειτονικά κελιά, έτσι ώστε η κάλυψή τους να επικαλύπτεται ελαφρώς χωρίς να προκαλεί παρεμβολές. Με αυτόν τον τρόπο τα κελιά μπορούν να ομαδοποιηθούν σε αυτό που ονομάζεται σύμπλεγμα.

Συχνά αυτά τα σμήνη περιέχουν επτά κελιά, αλλά και άλλες διαμορφώσεις είναι επίσης δυνατές. Το Seven είναι ένας βολικός αριθμός, αλλά υπάρχουν ορισμένες αντικρουόμενες απαιτήσεις που πρέπει να εξισορροπηθούν κατά την επιλογή του αριθμού των κελιών σε ένα σύμπλεγμα για ένα κυψελοειδές σύστημα:

  • Περιορισμός επιπέδων παρεμβολών
  • Αριθμός καναλιών που μπορούν να εκχωρηθούν σε κάθε τοποθεσία κυψέλης

Είναι απαραίτητο να περιοριστεί η παρεμβολή μεταξύ κυττάρων που έχουν την ίδια συχνότητα. Η τοπολογία της διαμόρφωσης κελιού έχει μεγάλο αντίκτυπο σε αυτό. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των κελιών στο σύμπλεγμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ των κελιών που μοιράζονται τις ίδιες συχνότητες.

Στον ιδανικό κόσμο μπορεί να είναι καλό να επιλέξετε έναν μεγάλο αριθμό κελιών που θα βρίσκονται σε κάθε σύμπλεγμα. Δυστυχώς, υπάρχει διαθέσιμος περιορισμένος αριθμός καναλιών. Αυτό σημαίνει ότι όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των κελιών σε ένα σύμπλεγμα, τόσο μικρότερος είναι ο αριθμός που είναι διαθέσιμος σε κάθε κελί και αυτό μειώνει την χωρητικότητα.

Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει μια ισορροπία που πρέπει να γίνει μεταξύ του αριθμού των κελιών σε ένα σύμπλεγμα, και των επιπέδων παρεμβολής, και της απαιτούμενης χωρητικότητας.

Μέγεθος κελιού

Ακόμα κι αν ο αριθμός των κελιών σε ένα σύμπλεγμα σε ένα κυψελοειδές σύστημα μπορεί να βοηθήσει στη διαχείριση του αριθμού των χρηστών που μπορούν να φιλοξενηθούν, κάνοντας όλα τα κελιά μικρότερα, είναι δυνατόν να αυξηθεί η συνολική χωρητικότητα του κυψελοειδούς συστήματος. Ωστόσο, απαιτείται μεγαλύτερος αριθμός δέκτη πομπού ή σταθμών βάσης εάν τα κελιά γίνονται μικρότερα και αυτό αυξάνει το κόστος για τον χειριστή. Κατά συνέπεια, σε περιοχές όπου υπάρχουν περισσότεροι χρήστες, εγκαθίστανται μικροί σταθμοί βάσης χαμηλής ισχύος.

Οι διαφορετικοί τύποι κελιών έχουν διαφορετικά ονόματα ανάλογα με το μέγεθος και τη λειτουργία τους:

  • Μακρο κελιά: Τα μακρο κύτταρα είναι μεγάλα κελιά που χρησιμοποιούνται συνήθως για απομακρυσμένες ή αραιοκατοικημένες περιοχές. Αυτά μπορεί να έχουν διάμετρο 10 km ή πιθανώς μεγαλύτερη.
  • Μικροκύτταρα: Μικροκύτταρα είναι εκείνα που βρίσκονται συνήθως σε πυκνοκατοικημένες περιοχές που μπορεί να έχουν διάμετρο περίπου 1 km.
  • Κύτταρα Pico: Τα Picocells χρησιμοποιούνται γενικά για την κάλυψη πολύ μικρών περιοχών, όπως συγκεκριμένων περιοχών κτιρίων, ή πιθανώς σηράγγων όπου δεν είναι δυνατή η κάλυψη από ένα μεγαλύτερο κελί στο κυψελοειδές σύστημα. Προφανώς για τα μικρά κελιά, τα επίπεδα ισχύος που χρησιμοποιούνται από τους σταθμούς βάσης είναι πολύ χαμηλότερα και οι κεραίες δεν είναι σε θέση να καλύψουν μεγάλες περιοχές. Με αυτόν τον τρόπο ελαχιστοποιείται η κάλυψη και μειώνεται η παρεμβολή σε γειτονικά κελιά.
  • Επιλεκτικά κελιά: Μερικές φορές μπορούν να χρησιμοποιηθούν κελιά που ονομάζονται επιλεκτικά κελιά όπου δεν απαιτείται πλήρης κάλυψη 360 μοιρών. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να γεμίσουν μια τρύπα στην κάλυψη του κυψελοειδούς συστήματος ή για να αντιμετωπίσουν ένα πρόβλημα όπως η είσοδος σε μια σήραγγα κ.λπ.
  • Κύτταρα ομπρέλας: Ένας άλλος τύπος κυττάρων που είναι γνωστοί ως ομπρέλα χρησιμοποιείται μερικές φορές σε περιπτώσεις όπως εκείνες όπου ένας δρόμος που χρησιμοποιείται πολύ διασχίζει μια περιοχή όπου υπάρχουν μικροκύτταρα. Υπό κανονικές συνθήκες, αυτό θα οδηγούσε σε μεγάλο αριθμό παραδόσεων καθώς οι άνθρωποι που οδηγούσαν κατά μήκος του δρόμου θα διέσχιζαν γρήγορα τα μικροκύτταρα. Ένα κελί ομπρέλας θα έπαιρνε την κάλυψη των μικροκυττάρων (αλλά χρησιμοποιούσε διαφορετικά κανάλια από αυτά που εκχωρήθηκαν στα μικροκύτταρα). Ωστόσο, θα επέτρεπε σε αυτούς τους ανθρώπους που κινούνται κατά μήκος του δρόμου να χειριστούν το κελί ομπρέλας και να βιώσουν λιγότερες μεταβιβάσεις από ό, τι αν έπρεπε να περάσουν από το ένα μικροκύτταρο στο άλλο.

Τεχνολογία υποδομής

Αν και οι εικόνες που χρησιμοποιούνται εδώ για να περιγράψουν τη βασική τεχνολογία υποδομής που χρησιμοποιείται για κυψελοειδή συστήματα αναφέρονται στα αρχικά συστήματα πρώτης γενιάς, χρησιμεύει για να παρέχει μια επισκόπηση των βασικών κυψελοειδών εννοιών που αποτελούν τους ακρογωνιαίους λίθους της σημερινής κυψελοειδούς τεχνολογίας. Χρησιμοποιούνται νέες τεχνικές, αλλά οι βασικές έννοιες που χρησιμοποιούνται εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται.

Θέματα ασύρματης και ενσύρματης σύνδεσης:
Βασικά στοιχεία για κινητές επικοινωνίες 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT ασύρματα τηλέφωνα NFC - Επικοινωνία κοντινού πεδίου Βασικές αρχές δικτύωσης Τι είναι το CloudEthernetΣυριακά δεδομέναUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Επιστροφή στην ασύρματη και ενσύρματη συνδεσιμότητα


Δες το βίντεο: ΕΛΛΗΝΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ ΜΑΣ ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΟΥΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΚΕΡΑΙΕΣ 5G. ΔΕΙΤΕ ΤΟ ΡΕΠΟΡΤΑΖ (Ιούνιος 2022).