تلفن همراه - موبایل

 
امروزه میلیون‌ها نفر در سراسر جهان از تلفن‌های سلولی (همراه) استفاده می‌كنند . در واقع تلفن‌‌های همراه نوع پیشرفته رادیو تلفن‌های دهه 1880 هستند كه در آن زمان روی خودروها نصب و استفاده می‌شد . این سامانه دارای یك یا چند دكل آنتن مركزی برای هر شهر بود وهر دكل می‌توانست تا 25 كانال ارتباطی را تا شعاع 40 الی 50 مایل پوشش دهد . اما به علت محدودیت كانال‌های ارتباطی امكان مشترك شدن برای همه وجود نداشت. تلفن همراه سامانه ای سلولی است زیرا مناطق تحت پوشش آن به سلول‌های تقریباً 6 گوش تقسیم بندی می شود.
بدین ترتیب كل فضای مورد نظر تحت پوشش سلول‌های مختلف قرار می‌گیرند . در مركز هر سلول یك دكل آنتن به نام (BTS) نصب می‌شود و بر حسب ظرفیت هر سلول تعداد مشتركان تغییرمی كند. در مورد بی تی اس به مقالات دیگر سایت ایران کالا مراجعه کنید. معمولاً هر سلول آ‌نالوگ قادر است تا 56 كانال رادیویی را پشتیبانی كند به عبارت دیگر هر سلول می‌تواند همزمان مكالمه‌ی 56 نفر با تلفن همراه را در محدوده‌ی تحت پوشش خود اداره نماید. اما این ظرفیت در روش‌های ارتباطی دیجیتالی امروزه افزایش یافته است . برای مثال درسامانه ی دیجیتالی TDMA می توان تا سه برابر ظرفیت آنالوگ یعنی تقریباً 168 كانال را پوشش داد.
تلفن همراه یك سامانه ی كم توان رادیویی است . اكثر تلفن های همراه دارای دو سطح توان خروجی 0.6 وات و 0.3 وات هستند. به همین ترتیب ایستگاه‌های مبنای هر سلول نیز با توان كم كار می‌كنند. عملكرد با توان كم دارای دو مزیت است:

1- تبادل سیگنال‌ در محدوده‌ی هر سلول بین ایستگاه و گوشی با آنتن همان سلول انجام می‌پذیرد و سیگنال‌ها از حیطه‌ی سلول فراتر نرفته بنابر این هر گوشی فقط با یك دكل آنتن ارتباط برقرار می‌سازد و از این جهت كانال‌های BTSهای دیگر برای یك نفر اشغال نخواهد شد.
2- مصرف انرژی باتری گوشی تلفن بهینه و نسبتاً كم می‌شود.
شبكه‌ی سلولی همچنان كه گفته شد نیازمند نصب دكل‌های زیادی است. یعنی یك شهر بزرگ ممكن است دارای هزاران دكل جهت پوشش سرتاسری باشد و هزینه‌ی سنگینی را در بر دارد، ولی از جهتی كه امكان استفاده از این سامانه برای تعداد زیادی از مردم را فراهم می‌آورد هزینه لازم به مرور جبران خواهد شد.

جابجایی سلولی
هر تلفن یك كد شناسه‌ی مختص خود دارد. این كد‌ها جهت شناسایی مالك تلفن و شركت خدمات دهنده است. هنگامی‌كه گوشی روشن می‌شود، منتظر دریافت سیگنال‌ از یك كانال كنترل می‌ماند. این كانال یك كانال ارتباطی مخصوص جهت ارتباط گوشی و نزدیك‌ترین ایستگاه BTS است. توصیه می کنم به مقاله هایی که در این زمینه در سایت ایران کالا موجود است مراجعه کنید. اگر تلفن به هر دلیلی نتواند چنین سیگنالی را دریافت و شناسایی نماید، پیغام خارج از محدوده « No Service» خواهد داد. در صورت دریافت این سیگنال گوشی آماده‌ی برقراری ارتباط می‌شود. كاربر چه در حال صحبت و چه در حال آماده باش حركت و جابجایی داشته باشد، ممكن است از حیطه‌ی یك سلول خارج و وارد محدوده‌ی سلول دیگر شوید. سامانه‌های سلولی می توانند بدون قطع ارتباط تلفنی، آن را از سلولی به سلول دیگر هدایت نماید.
سامانه ‌های آنالوگ اولیه در سال 1983 با عنوان (سامانه پیشرفته تلفن متحرك) Amps مجوز ایجاد خود را از كمیسیون فدرال ارتباطات آمریكا دریافت نموده و با بسامد 824 الی 894 مگاهرتز آغاز به كار كردند. این تلفن‌ها دارای 832 كانال به صورت جفت بودند، 790 كانال برای انتقال صوت و 42 كانال جهت تبادل داده، در واقع هر جفت بسامد (یكی جهت ارسال و دیگری جهت دریافت) در این سامانه ‌ها تشكیل یك كانال ارتباطی را می‌دادند كه پهنای باند هر كانال نیز برابر 30 كیلوهرتز تعیین شده بود.

نسل جدید
تلفن‌‌های سلولی دیجیتالی مشابه نوع آنالوگ اما متفاوت از آن كار می‌كنند و قادر به ایجاد كانال‌های ارتباطی بیشتر و با كیفیت مطلوب‌تری هستند. این سامانه ‌ها اطلاعات مورد تبادل را به صورت 0 و 1 و فشرده شده ارسال و دریافت میكنند به این دلیل حجم سیگنال اشغالی در شبكه‌ی دیجیتالی توسط هر گوشی برابر 1/3 تا 1/10 سامانه آنالوگ است.

فناوری دسترسی سلولی
سه نوع روش معمول جهت انتقال اطلاعات توسط شبكه‌های تلفن سلولی عبارتنداز:
- دسترسی چند‌گانه‌ی تقسیم بسامدی (FDMA): كه هر تماس را برروی یك بسامد مجزا قرار می‌دهد.
- دسترسی چندگانه‌ی تقسیم زمانی (TDMA): هر تماس را به بخشی از یك زمان روی یك بسامد واگذار می‌كند.
- دسترسی چندگانه‌ی تقسیم كدی (CDMA): كه به هر تماس یك كد منحصر اختصاص داده و به كل طیف پخش می‌كند. در قسمت اول هر یك از این سه روش عبارت «دسترسی چندگانه» را می‌بینیم، این بدین مفهوم است كه هر سلول امكان برقراری ارتباط بیش از یك نفر را در یك زمان فراهم می‌آورد.
1-FDMA
در این روش كل طیف بسامد به چندین كانال تقسیم می‌شود، این روش اكثراً جهت سامانه‌های آنالوگ به كار می رود ولی قابلیت طراحی به صورت دیجیتال را نیز دارد، اما جهت سامانه ‌های دیجیتالی كارآیی موثر نخواهد داشت.
2- TDMA
از یك پهنای باند نازك 30khz كیلوهرتز و به طول 6.7 میلی‌ثانیه جهت تقسیم زمان به سه بخش استفاده می‌كند. هر مكالمه 1/3 حجم زمانی معمول را در این حالت اشغال نموده و موجب فشرده‌سازی و افزایش بهره‌وری می‌گردد و باعث افزایش تعداد كانال‌های هر سلول خواهد شد. این سامانه در باند‌های 900 و 1800 مگاهرتز در اروپا و آسیا و نیز 1900 مگاهرتز در آمریكا مورد استفاده قرار دارد. متأسفانه باند 1900 GSM)) كه در آمریكا كاربرد دارد با سامانه ‌های جهانی همساز نیست.
3- CDMA
یك تفاوت كلی با سامانه TDMA دارد. در این روش بعد از تبدیل سیگنال‌ها به دیجیتال آن‌ها را بر روی كل پهنای باند موجود انتشار می‌دهند و همچنین به هر تماس و سیگنال‌ یك كد منحصر به فرد اختصاص می‌دهند. در این حالت گیرنده‌ نیز جهت بازیابی اطلاعات از كد مشابه مختص هر تلفن استفاده می‌نماید. بازده‌ی این سامانه 8 الی 10 برابر سامانه ‌های آنالوگ (AMPS) است و ظرفیت را به میزان چشم‌گیری افزایش خواهد داد.