تلفنهاي سلولي يا موبايل چگونه کارمیکنند؟

[mohsen 88 10106]

مقدمه:

ميليونها نفر در سراسر دنيا از تلفنهاي سلولي يا موبايل استفاده مي نمايند. آنها ابزار کوچک بسيار مفيد وجالبي ميباشند. با يک تلفن سلولي( موبايل ) شما مي توانيد با هر شخصي در روي کره زمين از تقريباً هر نقطه اي ارتباط برقرار کرده و صحبت نماييد!

اين روزها، تلفنهاي سلولي (موبايل) يک آرايه باور نکردني از توابع و کارها را براي کاربرش فراهم آورده و توابع و کارهاي جديد نيز بايک گام سريع در حال اضافه شدن هستند. بستگي به مدل تلفن سلولي(موبایل)تان شمامي توانيد امور زير را با آن انجام دهيد :

• اطلاعات مربوط به تماسها را د ر آن ذخيره نماييد.

• ليستهاي امور يا وظايفي را که بايد انجام دهید در آن ايجاد نماييد.

• قرار ملاقاتها را با آن پيگيري و دنبال نموده و يادآوري کننده ها را در آن تنظيم نماييد.

• از ماشين حساب تعبيه شده در درونش براي عمليات رياضي ساده استفاده نماييد.

• پست الکترونيکي (ايميل) را ارسال يا دريافت نماييد.

• اطلاعات (اخبار، سرگرمي، مظنه هاي سهام) را از اينترنت بگيريد.

• بازيهاي ساده را با آن انجام دهيد.

• دستگاهها و وسايل ديگري نظير pda ها، پخش کننده هاي mp3 و دريافت کننده هاي gps را در آن يکي يا مجتمع نماييد.

اما آيا هرگز از خود سئوال کرده ايد که يک تلفن سلولي (موبايل) چگونه کار مي کند؟ چه چيزي باعث تفاوتش از يک تلفن عادي (ثابت) مي شود؟ همه اين اصطلاحات نظير tdma‚ cdma‚ gsm‚ pcs چه معنايي ميدهند؟ در اين مقاله، ما در مورد فن آوري(تکنولوژي) اي که در پشت اين تلفنها ي سلولي (موبايل) وجود دارد، توضيح ميدهيم که از اينرو شما متوجه شويد که تلفنها ي سلولي( همراه) چقدر شگفت انگيزند!

[mohsen 88 10106]

مشي سلول

يکي از جالب توجه ترين موارد راجع به يک تلفن سلولي (موبايل) اينست که موبايل در حقيقت يک راديو مي باشد. يک راديوی بسيار پيشرفته، ولي با اينحال يک راديو است. تلفن توسط الکساندر گراهام بل در سال 1876 ميلادي اختراع شد، و ارتباطات بي سيم مي تواند ريشه اش را در اختراع راديو توسط نيکولاي تسلا(Nikolai Tesla) در دهه 1880 ميلادي ( که به طور رسمي در 1894 ميلادي توسط يک ايتاليايي جوان با نام گوگليمو مارکوني [Guglielmo Marconi] ارائه شد)، رديابي شود. خيلي طبيعي بود که اين دو تکنولوژي بزرگ تدريجاً با يکديگر ادغام شدند.

در دوره هاي تاريک قبل از تلفنهاي سلولي(موبايل)، افراد عامه اي که واقعاً به توانايي در ايجاد ارتباطات متحرک نياز داشتند، تلفنهاي راديويي را در اتومبيل هایشان نصب و راه اندازي نمودند.

در سيستم تلفن راديويي، يک برج آنتن مرکزي در هر شهر وجود داشت، و شايد 25 کانال بر روي آن برج موجود بود. اين آنتن مرکزي به اين معنا بود که تلفن در اتومبيل شما به يک فرستنده قدرتمند نياز داشت، به قدري قدرتمند که بتواند تا 40 يا 50 مايل (حدود 70 کيلومتر) قدرت انتقال داشته باشد. اين نيز به اين معنا بود که افراد زيادي نمي توانستند از تلفنهاي راديويي استفاده نمايند، به اين دليل که فقط به تعداد کافي کانال موجود نبودند.

نبوغ سيستمهاي سلولي، تقسيم يک شهر به سلولهاي کوچک مي باشد. اين مسئله به بطور گسترده ای به استفاده مجدد از فرکانس های مشابه در سرتاسر يک شهر اجازه مي دهد.

[mohsen 88 10106]

تلفنهاي سلولي و باندهاي شهروندان (CBS)

يک روش خوب براي درک پيشرفته بودن يک تلفن سلولي اينست که آن را با يک راديوي باند شهروندان(راديوي آماتور بدون مجوز) يا يک دستگاه بي سيم مقايسه کنيم.

• دوپلکس کامل (Full Duplex)-به توانايي انتقال اطلاعات در هر دو جهت در يک کانال ارتباطي گفته میشود، اگر سيستم توانايي انتقال اطلاعات را در هر دو جهت و بصورت همزمان داشته باشد، در مقابل دوپلکس نیمه(Half Duplex)

• اگر در هر زمان اطلاعات فقط در يک جهت منتقل شوند به آن نصف دوپلکس يا Half Duplex گفته مي شود.

هم بي سيم ها و هم راديو هاي با باندهاي شهروندان (CB)، نصف دوپلکس( Half Duplex )ميباشند.

این به اين معنا است که دو نفری که ازطريق راديو هايي با باند شهروندان ارتباط برقرار مي نمايند از فرکانس مشابه استفاده مي نمايند، ازاينرو در هرزمان فقط يکنفر مي تواند صحبت نمايد.

يک تلفن سلولي (موبايل) يک دستگاه دوپلکس کامل (Full Duplex) مي باشد. اين به اين معناست که شما از يک فرکانس براي صحبت کردن استفاده مي کنيد و از يک فرکانس ثانويه جداگانه براي گوش کردن. هر دو نفر در حال تماس بايکديگر مي توانند در آن واحد و هم زمان با هم صحبت نمايند.

 

• کانالها

يک دستگاه بي سيم بطور نمونه فقط يک ( 1 ) کانال دارد، و يک راديوي باباند شهروندان(CB Radio) داراي 40 کانال مي باشد. يک تلفن سلولي (موبايل) ميتواند بر روي 1664 کانال يا بيشتر ارتباط برقرار نمايد.

• برد(محدوده- Range)

يک دستگاه بي سيم مي تواند تا حدود يک 1 مایل (1/6 کيلومتر) با بکارگيري فرستنده 0/25 وات صدا را انتقال دهد. يک راديوي با باند شهروندان (CB Radio) براي اينکه قدرت بسيار بالاتري نسبت به بي سيم ها دارد ميتواند در حدود 5 مايل (8 کيلومتر) با بکارگيري فرستنده 5 وات صدا را انتقال دهد. تلفنهاي سلولي (موبايل) در درون سلولها عمل مي نمايند، و ميتوانند درحال حرکت از يک سلول به سلول ديگر سوئيچ نمایند. سلولها به تلفنهاي سلولي (موبايل) برد باور نکردني را خواهند داد.

يک شخص با بکارگيري يک تلفن سلولي ميتواند صدها مايل را در حالت رانندگي پيموده و مکالمه اش را باطرف ديگر در کل زمان مکالمه اش بخاطر مشي سلولي حفظ نمايد.

 

تصویر 1

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

 

در راديوي Half Duplex هر دو فرستنده ها از فرکانس مشابه استفاده مي کنند. در اين نوع ارتباط فقط يک طرف ميتواند در هر مقطع زماني صحبت نمايد.

تصویر 2

برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید.

• ورود
• یا
• ثبت نام

[mohsen 88 10106]

مهندسي سلولي (Cell Engineering)

دريک سيستم تلفن سلولي(موبايل) آنالوگ نمونه در ايالات متحده، کریر یا (اپراتور) تلفن سلولي (موبایل) در حدود 800 فرکانس را جهت استفاده مشترکین اش در سراسر شهر دريافت مي نمايد. کریر يا اپراتور، شهر را به سلولها تقسيم مي کند. هر سلول بطور نمونه اندازه اش در حدود 10 مايل مربع (26 کيلومتر مربع) مي باشد. مي توان به سلولها بطور عادي بعنوان شش ضلعي ها بر روي يک توري بزرگ که هر واحدش تشکيل شده از يک شش ضلعي، در نظر گرفت.

به علت اينکه تلفنهاي سلولي (موبایل) و ايستگاههاي پايه (Base Stations) از فرستنده هاي با قدرت کم استفاده مي نمايند، همان فرکانسها را ميتوان در سلول هاي غير مجاور مجددا" استفاده نمود. بعنوان مثال در 2 سلول پر رنگ ميتوان از فرکانسهاي مشابه و يکسانی استفاده نمود.

هر سلول داراي يک ايسنگاه مبنا يا پايه مي باشد که از يک برج با يک ساختمان کوچک حاوي تجهيزات راديويي تشکيل شده است.

يک سلول منفرد در يک سيستم آنالوگ از یک هفتم (1/7) کانالهاي صوتي دوپلکس موجود استفاده مي نمايد. به اين معنا که هر سلول (از هفت سلول بر روي توري يا شبکه شش ضلعي)، (1/7) کانالهاي موجود استفاده می نمايد، از اينرو داراي مجموعه منحصر بفردی از فرکانسها بوده و هيچ تصادمي بوجود نخواهد آمد:

• یک کریر يا اپراتور تلفن سلولي (موبایل) بطور نمونه 832 فرکانس راديويي را جهت استفاده مشترکین اش در يک شهر ميگيرد.

• هر تلفن سلولي (موبایل) براي هر مکالمه تلفني از دو فرکانس استفاده مي نمايد (يک کانال دوپلکس کامل) از اينرو به طور نمونه براي هر کریر (اپراتور) 395 کانال صوتي وجود دارند و 42 فرکانس ديگر براي کانالهاي کنترلي استفاده مي شوند .

• بنابراين ، هر سلول در حدود 56 کانال صوتي آماده استفاده مشترکین دارد.

به عبارت ديگر، در هر سلول، 56 نفر مي توانند با تلفن سلولي (موبایل) شان بطور همزمان صحبت نمايند.

سيستم هاي سلولي (موبايل) آنالوگ ، به عنوان فن آوري متحرک (موبايل) نسل اول يا 1G در نظر گرفته مي شوند.

با روشهاي نقل و انتقال ديجيتالي در نسل دوم یا2G تعداد کانالهاي موجود افزايش مي يابند .براي مثال يک سيستم ديجيتال بر پايه TDMA قادر است 3 برابر تماسهاي سيستم آنالوگ را حمل نمايد، از اين رو در هر سلول در حدود 168 کانال قابل استفاده ی مشترکین وجود دارند.

[mohsen 88 10106]

ارسال

تلفنهاي سلولي (موبايل) در درون خود داراي فرستنده هاي با توان و قدرت پايين مي باشند. برخي از تلفنهاي همراه داراي 2 قدرت سيگنال: 6/0 وات و 3 وات مي باشند. (برای مقایسه بیشتر: تلفنهای باند شهروندان [CB] با 4 وات صوت را انتقال می دهند). ایستگاه پایه نیز باتوان و قدرت پایینی عمل انتقال و مخابره را انجام می دهد. فرستنده های با توان و قدرت پایین دارای 2 مزیت می باشند:

• فرستنده های يک ايستگاه پایه و تلفنهاي درون همان سلول نمي توانند خيلي دورترازآن سلول عمل انتقال صوت را انجام دهند. بنابراين در شکل بالا، هر دو سلول پر رنگ مي توانند از 56 فرکانس مشابه استفاده مجدد بنمايند.

• مصرف انرژي تلفن سلولي، که معمولا" توسط باتري تغذيه مي شود نسبتا" پايين است، قدرت و انرژي پايين به معناي باتريهاي کوچک مي باشد، و اين چيزي است که تلفنهاي سلولي که دردست جاي ميگيرند را امکان پذير نموده است.

مشي سلولي احتياج به تعداد بالايي از ايستگاههاي پايه در يک شهر با هر اندازه ی دارد. يک شهر بزرگ نمونه مي تواند صدها برج را براي استفاده از تلفنهاي سلولي (موبایل)اش در اختیار بگیرد.

به علت اينکه افراد زيادي از تلفنهاي سلولي (موبایل) استفاده مي نمايند، هزينه های استفاده از تلفنهای سلولی براي هر کاربر پايين باقي مي ماند. هر کریر (اپراتور) در هر شهر دارای يک دفتر مرکزي است که دفتر سوئيچينگ تلفن همراه يا متحرک (Mobile Telephone Switching Office-MTSO) ناميده ميشود. اين دفتر تمام ارتباطات تلفني سلولی یا موبایل را با سيستم تلفني زميني معمولي یا ثابت را اداره و مدیریت کرده و تمام ايستگاههاي پايه (Base Stations) را در آن منطقه کنترل مي نمايد

[mohsen 88 10106]

رومينگ(Roaming)

حال بگوييم که شما مشغول صحبت با تلفن سلولي( موبايل)تان هستيد و در حال حرکت از يک سلول به سلول ديگر، اما سلولي که شما در حال حرکت به سمت آن مي باشيد توسط يک فراهم کننده خدمات يا اپراتور ديگر خدمات دهي ميشود، و نه توسط اپراتور شما. بجاي قطع نمودن ارتباط، اين مکالمه در حقيقت به فراهم کننده خدمات يا اپراتور ديگر منتقل خواهد شد.

اگر کد شناسايي سيستم (SID) برروي کانال کنترل با کد شناسايي سيستم (SID) برنامه ريزي شده در تلفن سلولي (موبايل) تان مطابقت ننمايد، تلفن سلولي (موبايل) شما متوجه ميشود که در حال انجام رومينگ مي باشد. MSTO سلولي که شما در حال رومينگ درآن مي باشيد با MTSO سيستم اپراتور (Home) خودتان تماس برقرار نموده، که بانک اطلاعاتي اش را چک نمايد که تآييد کند که آيا SID تلفن سلولي (موبايل) که از آن استفاه مي نماييد معتبر است يا خير؟ سيستم اپراتور (Home) شما مشخصات تماس تلفن سلولي (موبايل) شما را به MTSO محلي تان جهت بازبيني ورسيدگي، ارسال، که سپس تلفن سلولي (موبايل) شما را به گونه اي که شما در حال حرکت از ميان سلولهايش هستيد ردگيري و دنبال مي کند. شگفت انگیز ترین مسئله اينست که همه اينها در چند ثانيه اتفاق مي افتند.

موردی که کمتر شگفت آور است اینست که شما ممکن است با نرخهاي بسيار سرسام آور براي تماسی که از طريق رومينگ با شخصی که داشته ايد، شارژ شويد. بر روی بیشتر تلفنهای سلولی (موبایل) لغت “Roam” بر روی صفحه نمایش تلفن سلولی (موبايل) تان زمانيکه منطقه پوشش دهي فراهم کننده خدماتتان را ترک مي کنيد و وارد منطقه پوشش دهي فراهم کننده خدمات ديگر مي شويد، ظاهر ميشود.

در غير اينصورت بهتر است که نقشه هاي پوشش دهي را با دقت مطالعه نماييد. تاکنون بيش از یک شخص بطور زجرآوری از هزينه هاي رومينگ سورپرايز شده اند. قرارداد خدمات تان را با دقت چک نماييد که دقيقاً متوجه شويد زمانيکه رومينگ مي کنيد چقدر بايد براي آن هزینه نماييد.

دقت نماييد که اگر ميخواهيد بطور بين المللي رومينگ نماييد، به تلفن سلولي يا موبايلي نياز خواهيد داشت که هم در موطن خود و هم خارج از آن بتواند کار کند. کشورهاي مختلف از فن آوريهاي دسترسي سلولي گوناگون استفاده مي نمايند

[mohsen 88 10106]

داخل يک تلفن سلولي(موبايل)

در مقياس "پيچيدگي در هر اينچ مکعب"، تلفنهاي سلولي (موبايل) يکي از پيچيده ترين وسايلي هستند که مردم روزانه از آنها بسيار استفاده مي کنند. تلفنهاي سلولي (موبايل) ديجيتالي مدرن ميتوانند ميليونها محاسبات را در هر ثانيه پردازش نمايند براي اينکه بتوانند جرياني از اصوات را فشرده سازي نموده یا ازحالت فشرده سازي درآورند.

اگر قطعات يک تلفن سلولي (موبايل) را از هم باز کنيد، متوجه خواهيد شد که آن تلفن سلولي(موبايل) فقط حاوي چند بخش منحصربفرد و تک مي باشد:

• يک مادربرد شگفت آور حاوي ICهای تلفن سلولي(موبايل).

• يک آنتن.

• يک صفحه نمايش کريستال مايع (LCD).

• يک صفحه کليد(که شبيه آن چيزي که بر روي ريموت کنترل تلويزيون تان مي بينيد، نمي باشد.)

• يک ميکروفون.

• يک بلند گو.

• يک باتري.

مادربرد قلب سيستم مي باشد.

تراشه تبديل آنالوگ به ديجيتال و تبديل ديجيتال به آنالوگ، سيگنال صوتي خارج شده را از آنالوگ به ديجيتال و سيگنال وارد شده را از ديجيتال مجدداً به آنالوگ برمي گرداند. پرسسور يا پردازشگر سيگنال ديجيتالي يا(Digital Signal Processor – DSP) یک پروسسور بسیار سفارشی طراحی شده میباشد تا بتواند محاسبات تبدیلاتی سیگنال را در سرعت بالا انجام دهد.

ريز پردازنده يا ميکرو پروسسور تمام کارهاي عادي وروزمره اداره نمودن تلفن سلولي (موبايل) را براي صفحه کليد وصفحه نمايش انجام داده، و با سيگنال دهي فرامين و کنترلها از و به ايستگاه پايه (Base Station) و همچنين هماهنگي بقيه توابع برروي تخته مدار سر و کار دارد.

 

برخي تلفنهاي سلولي (موبايل) اطلاعات معيني را نظير کدهايSID و MIN (شناسايي موبايل[Mobile Identification Number]) که يک عدد 10 رقمي مي باشد که از شماره تلفن شما استخراج مي گردد را در حافظه فلش داخلي شان ذخيره مي نمايند، در حاليکه انواع دیگر تلفنهاي سلولي(موبايل) براي اينکار از کارتهاي خارجي (External) که مشابه کارتهاي اسمارت مديا (Smart Media) هستند، استفاده مي نمايند.

 

تلفنهاي سلولي (موبايل) داراي بلندگوها و ميکروفونهاي ريزو کوچکي هستند که به طور غيرقابل باوری برخي از آنها ميتواندصوت را توليد مجدد نمايند. همانطور که در عکس صفحه قبل مشاهده مي کنيد، بلندگو از نظر اندازه در حد يک پول خرد 50 ریالی است و ميکروفون کمی بزرگتر از یک باطري ساعت مچي است. حال که از باطري ساعت مچي صحبت شد خوب است بدانیم که اين باطري توسط تراشه ساعت داخلي تلفن سلولي يا موبایل بکار برده ميشود.

چيزي که بسيار شگفت آور است اينست که این امکانات در 30 سال پيش فضایی به مساحت کل کف يک دفتر در يک ساختمان را مي پوشاند و در زمان حال در يک بسته اي که به راحتي در کف دستان شما جاي ميگيرد، ارائه ميشود.

[mohsen 88 10106]

در سال 1983 ميلادي، استاندارد تلفنهاي سلولي (موبايل) آنالوگ که Advanced Mobile Phone System) AMPS یا سيستم تلفن متحرک پيشرفته) ناميده ميشد توسط FCC تآييد و براي اولين بار در شهر شيکاگوي ايالت متحده استفاده شد. اين استاندارد (AMPS) از يک محدوده فرکانسهاي بين 824 مگا هرتز تا 894 مگاهرتز برای تلفنهای سلولی (موبایل) آنالوگ استفاده می کرد. برای اینکه رقابت تشویق شده و قيمتها پايين نگاه داشته شوند دولت ايالات متحده احتياج به حضور دو(2) خدمات دهنده (کرير- يا اپراتور) در هر بازار داشت که بعنوان خدمات دهنده يا اپراتورA و خدمات دهنده یا اپراتورB شناخته ميشدند. يکي از خدمات دهنده (اپراتورها) معمولاً خدمات دهنده تبادل محلي يا LEC(Local Exchange Carrier) بود که به زبان ساده همان شرکت تلفن محلي می باشد.

[mohsen 88 10106]

ديجيتال پديدار شد

تلفنهاي سلولي (موبايل) ديجيتالي، نسل دوم(2G) فن آوري سلولي مي باشند. آنها از همان فن آوري راديويي همانند تلفنهاي آنالوگ استفاده مي کنند، اما تکنولوژي راديويي را به روش ديگري نسبت به تلفنهاي آنالوگ استفاده مي کنند. سيستمهاي آنالوگ فقط از سيگنال بين تلفن و شبکه سلولي بهره نمي برند. به همین دلیل است که چرا بسياري از شرکتهاي ارائه دهنده خدمات تلفني به سيستمهاي ديجيتالي سوئيچ کردند و از اينرو آنها مي توانند کانالهاي بيشتري را در درون يک پهناي باند اختصاص داده شده قرار دهند.

تلفنهاي ديجيتالي صداي شما را به اطلاعات باینری (یک ها و صفرها) تبديل نموده وسپس آنرا فشرده سازي مي نمايند. اين فشرده سازي به 3 تا 10 تماس تلفني سلولي (موبايل) ديجيتالي اجازه ميدهد که از فضایي که برای فقط يک تماس آنالوگي استفاده میشد بهره برداری مفید نماید.

بسياري از سيستمهاي سلولي (موبايل) ديجيتالي بر FSK (Frequency Shift Keying) جهت ارسال و دریافت دیتا بر روی AMPS استفاده می نمایند. FSK از 2 فرکانس يکي براي يک ها وديگري براي صفرها استفاده مي کند و با سرعت زيادي بين اين دو (صفر و يک) جهت فرستادن اطلاعات ديجيتالي بين برج سلولي (موبايل) و تلفن تغيير مي کند.

مدولاسيون هوشمند والگوهاي کد نمودن براي تبديل اطلاعات آنالوگ به ديجيتال، فشرده سازي آن ودوباره تبديل آن به حالت قبل در حاليکه کيفيت صوت را در سطح قابل قبول نگاه ميدارد، نياز مي باشد. تمام مطالب عنوان شده در بالا به معناي اينست که تلفنهاي سلولي (موبايل) ديجيتالي بايد حاوي قدرت پردازش بالايي باشند.

[mohsen 88 10106]

فن آوري هاي دسترسي سلولي(موبايل)نسل دوم(G2)

سه فن آوري (تکنولوژي) همگاني که توسط شبکه هاي تلفن سلولي(موبايل) نسل دوم استفاده ميشوند براي نقل وانتقال اطلاعات استفاده ميگردند:

•Frequency Division Multiple Access)FDMA- دسترسي چندگانه با تقسيم فرکانس).

•Time Division Multiple Access) TDMA- دسترسي چندگانه با تقسيم زمان).

•Code Division Multiple Access) CDMA – دسترسي چندگانه با تقسيم کد).

اگر چه اين فن آوري ها ممکن است بسيار هراسناک بنظر آيند، اما شما ميتوانيد حس خوبي را در مورد اينکه آنها چگونه کار مي کنند با شکستن تيتر هر کدام بدست آوريد.

آخرين لغت بشما مي گويد که روش دسترسي چه مي باشد؟ لغت قبل از آخرین لغت، يعني تقسيم، به شما مي گويد آن متدچگونه تماسها را بر پايه روش دسترسي شکسته و خرد مي کند.

•FDMA هر تماس رابر روي یک فرکانس جداگانه مي گذارد.

•TDMA براي هر تماس يک بخش معيني از زمان را برروي فرکانس تعيين شده اختصاص مي دهد.

•CDMA به هر تماس يک کد منحصر به فرد ميدهد وآنرا برروي فرکانسهاي موجود پخش مي کند.

اولين بخش هر نام دسترسي چندگانه(Multiple Access) است. اين بسادگي بدين معناست که بيش از يک کاربر مي تواند از هر سلول استفاده نمايد.

 

FDMA

FDMA طیف فرکانسی را به کانالهاي صوتي جداگانه تقسیم میکند به این شکل که پهنای باند را به قطعه های مساوی تقسیم میکند. براي اينکه FDMA را بهتر در ک کنيد به ايستگاههاي راديويي فکر کنيد: هر ايستگاه سيگنالش را در محدوده باند موجود با فرکانس متفاوتي ارسال مي کند. FDMA اساسا" براي نقل و انتقال آنالوگي استفاده ميشود. به هر صورت با اینکه FDMA مطمئناً قادر به حمل اطلاعات مي باشد به عنوان يک روش کارآ و مناسب براي نقل وانتقال ديجيتالي در نظر گرفته نمي شود.

 

 

TDMA

TDMA يک روش دسترسي است که توسط اتحاديه صنعت الکترونيک (Electronic Industry Alliance) وانجمن صنعت ارتباطات راه دور(Telecommunication Industry Association) براي استاندارد ميان زماني (Interim Standard)54(IS-54) واستاندارد ميان زماني 136(IS-136) استفاده ميشود. با بکارگيري TDMA، يک باند باريک که 30 کیلو هرتز پهنا و 7/6 ميلي ثانيه طول دارد زمان را به 3 ترتيب زماني تقسيم مي نمايد.

باریکه ها یا قطاع های باند در حالت سنتي به معناي "کانالها" مي باشد. هر مکالمه، راديو را براي يک سوم زمان به خود اختصاص ميدهد. اين به این علت امکان پذیر است که ديتا يا اطلاعات صوتي که به اطلاعات ديجيتالي تبديل شده فشرده سازي ميگردد و از اينرو به طور قابل توجه اي فضاي انتقال کمتري را اشغال ميکند. بنابراين TDMA ظرفيتش سه برابر از سيستم آنالوگي که از همان تعداد کانالها استفاه مي کند، بيشتر است. سيستمهاي TDMA درباندهاي فرکانس 800 مگا هرتز (IS-54) و يا 1900 مگاهرتز(IS-136) کار مي نمايند.

 

 

GSM

TDMA همچنين بعنوان فن آوري دسترسي براي سيستم جهاني ارتباطات متحرک يا(Global System for Mobile Communication-GSM) استفاده ميشود. هر چند GSM از TDMA به گونه اي متفاوت و ناسازگار نسبت به IS-136 استفاده مي نمايد. به GSM و IS-136 بعنوان 2 سيستم عامل متفاوت که برروي يک پردازنده (پروسسور) قابل کار کردن مي باشند، نگاه نماييد، نظير Windowsو Linux که هر دو برروي پردازنده اينتل پنتيوم 3 کار مي کنند. سیستمهای GSM از روش رمزگذاری (Encryption) براي اينکه تماس هاي تلفني را ايمن تر نمايند، استفاده مي کنند. GSM در باندهاي 900 و 1800 مگا هرتز در قاره اروپا وآسيا و در باندهاي 850 مگاهرتز و 1900 مگاهرتز(که بعضي مواقع به آن به عنوان باند 9/1 گیگا هرتز اشاره ميشود) در ايالات متحده کار مي نمايد. اين باندها در تلفنهاي سلولي (موبايل) ديجيتالي و سيستمهاي بر پایه PCS استفاده ميشوند. GSM همچنين پايه و بنيانی براي شبکه ديجيتالي پيشرفته مجتمع شده IDEN Integrated Digital Enhanced Network)) می باشد که سيستم متداول معرفی شده توسط موتورولا است و توسط نکس تل(NEXTEL) استفاده ميشود. GSM استاندارد بین المللی در اروپا، استرالیا و بیشتر قاره آسیا و آفریقا می باشد. در مناطق تحت پوشش، کاربران تلفنهاي سلولي (موبايل) می توانند یک تلفن سلولی (موبایل) خریداری نمایند که در هر کجا که اين استاندارد پشتيباني ميشود، کارکند. براي اينکه به فراهم کننده خدمات (اپراتور) ويژه اي در اين کشورهاي گوناگون متصل شويم، کاربران GSM بسادگي کارتهاي ماجول شناسايي مشترک يا سيم کارت (Subscriber Identification Module-SIM ) را در کشور مربوطه جايگزين مي نمايند. سيم کارت ها ديسکهاي کوچک قابل جابجايي هستند که در تلفنهاي سلولي (موبايل) GSM قابل قراردادن هستند. در آنها تمام اطلاعات لازم جهت برقراری ارتباط و شماره هاي شناسايي لازم که شما براي دسترسي به فراهم کننده سرويس وخدمات بي سيم (اپراتور) خاص خود نياز داريد، ذخيره مي نمايند. متاسفانه تلفنهاي GSM 850/1900 مگاهرتز مگاهرتز که در ايالات متحده استفاده ميشوند با سيستم بين المللي سازگار نمي باشند. اگر شما در ايالات متحده زندگي مي کنيد و احتياج داريد که دسترسي تلفن سلولي(موبايل) تان را زمانیکه در خارج از آمریکا هستید داشته باشید، میتوانید یا تلفن سلولی (موبایل) GSM سه بانده يا چهار بانده را خريداري و آنرا هم در موطن تان و هم زمانیکه سفر میکنید استفاده نمایید یا فقط یک تلفن سلولی (موبایل) GSM 900/1800 مگاهرتز را برای سفرهایتان خریداری نمایید. در ضمن شما قادر خواهید که سیم کارتهای از قبل پرداخت شده (Prepaid) را برای محدوده گسترده ای از کشورها در زمانی که در آن کشور هستید خریداری نمایید.

[mohsen 88 10106]

CDMA

CDMACDMA به گونه اي کاملاً متفاوت نسبت بهTDMAعمل مينمايد. CDMA بعد از پروسه ديجيتال (صفر و يک) نمودن ديتا، ديتا را در کل پهناي باند موجود پخش مينمايد. تماسهاي تلفني چندگانه برروي يکديگر در کانال قرار مي گيرند که البته به هر تماس يک کد ترتیبی منحصربفرد (Unique Sequence Code) اختصاص داده ميشود. CDMA يک شکلی تقسیم شده از طيف را دارا است که بسادگي به معناي اين است که ديتا در قطعات کوچک بر روي تعدادي از فرکانسهاي جداگانه موجود فرستاده ميشود که اين فرکانسها براي استفاده در هر زمان در يک محدوده معين شده، قابل دسترس می باشند.

تمام کاربران در قسمت خاصی از کل فرکانسی مشابه، ديتا را منتقل مي نمايند. سيگنال هر کاربر در کل پهناي باند بابکارگيري يک کد پخش منحصر بفرد، پخش مي شود. در زمان دريافت، همان کد منحصر بفرد استفاده شده، که سيگنال را بازيافت نمايد. بعلت نیاز سيستمهاي CDMA برای ثبت مشخصه زمانی دقیق بر روي هر قطعه از سیگنال در این قسمت باید به سيستم GPS براي اطلاعات مورد نیاز مراجعه نمايد. بين 8 تا 10 تماس تلفني جداگانه ميتوانند همزمان در همان فضاي کانالی که براي يک تماس آنالوگ AMPS اشغال میشود منتقل شوند. تکنولوژي CDMA پايه استاندارد ميان زماني (Interim Standard) (IS-95) بوده و هم در باندهاي فرکانس 800 مگاهرتز و هم 1900 مگاهرتز عمل کرده و کار مي نمايد.

 

 

بطور ايده آل،TDMA و CDMA براي يکديگر شفاف و مرعي مي باشند ولی در عمل سيگنالهاي CDMA با قدرت بالا زمينه بروز پارازيت و سر و صدا را براي گيرنده هايTDMA افزايش داده و سيگنالهاي TDMA نیز با قدرت بالا مي توانند باعث اختلال و بارگذاری سنگین برای گيرنده هاي CDMA شوند.

تلفن سلولي(موبايل) در برابر PCS

سرويس و خدمات ارتباطاتي شخصي(Personal Communications Services - PCS) يک سرويس تلفن بي سيم بوده که بسيار شبيه سرويس وخدمات تلفن سلولي (موبايل) مي باشد، البته با تاکيد بر روي سرويس و خدمات شخصي قابليت متحرک بودن در این سرویس توسعه داده شده. اصطلاح و واژه PCS اغلب بجاي "سلولي ديجيتالي" استفاده ميشود، اما PCS واقعي به معناي اينست که سرويس و خدمات ديگري نظير پيج کردن، Caller-ID و پست الکترونيکي در داخل يک سرويس قرار داده شده اند.

در حاليکه تلفنهاي سلولي در ابتدا براي استفاده در اتومبيلها ايجاد شده بودند، PCS از شروع براي متحرک بودن بيشتر کاربر طراحي شد. PCS داراي سلولهاي کوچکتر بوده و بنابراين احتياج به تعداد بيشتري آنتن دارد که بتواند يک منطقه جغرافيايي را پوشش دهد. تلفنهاي PCS از فرکانسهاي بين 1/85 و 1/99 گيگاهرتز (1850 مگاهرتز تا 1990 مگاهرتز) استفاده مي نمايند.

از نظر فني، سيستمهاي سلولي (موبايل) در ايالات متحده در باندهاي فرکانس 824 مگاهرتز تا 894 مگاهرتز عمل مي نمايند، در حاليکه سيستمهاي سلولي برپايه TDMA ميباشند.

تکنولوژي نسل سوم

فن آوري نسل سوم در حال حاضر متداولترین تکنولوژی در ارتباطات متحرک مي باشد. 3G اختصار "نسل سوم" مي باشد. اين تکنولوژي سلولي آنالوگ را نسل اول و ديجيتال/PCS را نسل دوم ميسازد. فن آوري نسل سوم براي تلفنهاي سلولي (موبايل) که به معناي واقعي چندرسانه اي (Multimedia) شده اند، منظور شده است که بطور نمونه تلفنهاي هوشمند(Smart Phones) ناميده مي شوند و از ويژگيهاي پهناي باند (Bandwidth) افزايش يافته و نرخهاي انتقال (Bit rate) افزايش يافته جهت بهره برداری از برنامه هاي کاربردي مبتنی بر وب و فايلهاي صوت و تصوير برپايه تلفن سلولي (موبايل) استفاده مينمايد.

نسل سوم از چندين فن آوري دسترسي سلولي (موبايل) تشکيل شده. 3 تا از متداولترين آنها تا سال 2005 ميلادي بشرح زير مي باشند:

• CDMA2000 - بر پايه دسترسي چندگانه با تقسيم کد نسل دوم مي باشد.

• WCDMA - یا UMTS دسترسي چندگانه با تقسيم کد و باند پهن.

•TD-SCDMA - دسترسي چندگانه تقسيم کد همزمان با تقسيم زمان.

شبکه هاي نسل سوم داراي سرعتهاي انتقال بالقوه تا 3 مگابايت در ثانيه (در حدود 15 ثانيه براي دانلود نمودن يک آهنگ MP3 سه دقيقه اي) مي باشند. براي مقايسه، سريعترين تلفن سلولي (موبايل) نسل دوم ميتوانست تاسرعت 144 کيلو بيت در ثانيه (در حدود 8 دقيقه براي دانلود کردن يک آهنگ 3 دقيقه اي) عمل نماید. نرخهاي بالاي نقل و انتقال ديتا براي دانلود نمودن اطلاعات از اينترنت و ارسال و دريافت فايلهاي بزرگ چندرسانه اي (مالتي مديا) ايده آل ميباشند. تلفنهاي نسل سوم شبيه کامپيوترهاي مینی لپ تاپ بوده و ميتوانند استفاده هاي با باند پهن را نظير ويديو کنفرانس نمودن، (دريافت تصوير از وب، ارسال و دريافت فکس ها و دانلود کردن بسيار سريع پيامهاي پست الکترونيکي (ايميل) با ضميمه هايش) را انجام دهند.

[mohsen 88 10106]

باند دوگانه در مقابل حالت دوگانه

اگر شما زياد به سفر مي رويد مسلماً به دنبال تلفن سلولي (موبايل) خواهيد گشت که بتواند چندين باند، یا چندين حالت يا هر دو را ارائه دهد. حال اجازه دهيد که به هر کدام از اين انتخابها نگاه نزديکتري بیندازیم:

• باند چندگانه (Multiple Band) - تلفن سلولي (موبايل) مي باشد که داراي توانايي کار با چندين باند را داشته و ميتواند بين فرکانسهاي مختلف سوئيچ نمايد. براي مثال يک تلفن TDMA دو بانده مي تواند از سرويس و خدمات TDMA يا در سيستم 800 مگا هرتزي و يا در سيستم 1900 مگاهرتزي استفاده نمايد. يک تلفنGSM 4 بانده ميتواند از سرويس و خدمات GSM در باندهاي 850، 900، 1800 و 1900 مگاهرتز استفاده نمايد.

• حالت چندگانه(Multiple Mode) - در تلفنهاي سلولي (موبايل)، " حالت(Mode) " به نوع فن آوري نقل و انتقال مورد استفاده اشاره مي نمايد. از اينرو يک تلفني که AMPS و TDMA را پشتيباني مي نمايد مي تواند بين اين حالتها در زماني که نياز است سوئيچ نمايد. اين مسئله زمانی اهمیت خود را نشان می دهد که يکي ازاين حالتها AMPS باشد تا براي شما در زمانی که در منطقه اي فاقد پشتیبانی دیجیتال قرار دارید سرويس و خدمات آنالوگ را فراهم آورد.

• باند چند گانه/حالت چندگانه - بهترين و کاملترین حالت که به شما اجازه مي دهد تا بين باندهاي فرکانس و حالتهاي انتقال در زماني که نياز باشد، سوئيچ نماييد.

تغيير دادن باندها يا حالتها بطور خودکار و اتوماتيک توسط تلفنهايي که اين حالتها را پشتيباني مي نمايند، انجام مي گيرند. معمولاً تلفن سلولي (موبايل) يک مجموعه(ست) انتخاب بصورت پيش فرض خواهد داشت، نظير 1900 مگاهرتز TDMA، و سعي خواهد نمود که ابتدا با آن فرکانس و با آن تکنولوژي اتصال را برقرار نمايد. اگر اين تلفن باند دوگانه را پشتيباني نمايد و نتواند در باند فرکانس 1900 مگاهرتز عمل اتصال را انجام دهد به باند فرکانس 800 مگاهرتز سوئیچ خواهد نمود، و اگر اين تلفن سلولي (موبايل) بيش از يک حالت (Mode) را پشتيباني نمايد آن حالت ديجيتال را در ابتداء امتحان مي کند و اگر نتوانست ارتباط را برقرار نمايد سپس به حالت آنالوگ سوئيچ مي نمايد.

شما مي توانيد تلفنهاي سلولي (موبايل) دو يا سه حالته پيدا و خريداري نماييد. اصطلاح و واژه "سه حالته"ميتواند غلط انداز باشد. اين بدان معناست که تلفن سلولي (موبايل) 2 فن آوري (تکنولوژي) ديجيتالي رانظيرCDMA و TDMA و همينطور آنالوگ را پشتيباني مي نمايد.

در آن حالت، آن تلفن سلولي (موبايل) يک تلفن سه حالته واقعي مي باشد. اما اين ميتواند به معناي اينکه آن تلفن يک تکنولوژي (فن آوري) ديجيتالي را در 2 باند پشتيباني مينمايد و همچنين پشتيباني آنالوگ را نيز ارائه مي دهد، باشد. يک نسخه متداول نوع سه حالته تلفن سلولي (موبايل) براي افراديکه سفرهاي بين المللي زيادي را دارند، سرويس و خدمات GSM در باند 900 مگاهرتز براي اروپا و آسيا و باند 1900 مگاهرتز براي ايالات متحده باشد، بعلاوه سرويس و خدمات آنالوگ. از نظر فني اين نوع تلفن يک تلفن دو حالته بوده که يکي از آن حالتها GSM است که دو باند را پشتيباني مي نمايد.

 

مشکلات تلفنهاي سلولي (موبايل)

يک تلفن سلولي (موبايل) همانند ديگر وسايل الکترونيکي، داراي مشکلاتي نیز مي باشد.

• معمولاً خوردگي يا فرسايش قطعات داخلي که قابل تعمير نيز نمي باشند در صورتيکه تلفن همراهتان مرطوب يا خيس شود يا با دستان خيس جهت فشردن دگمه ها استفاده شود، پيش مي آيد. حتی الامکان يک کيف يا نگهدارنده محافظت کننده را تهیه کنید. اگر تلفن همراه شما مرطوب و خيس شود، کاملاً اطمينان حاصل نماييد که قبل از اينکه روشنش کنيد خشک شده که از اينرو بتوانيد از صدمه ديدن قطعات داخلي جلوگيري نماييد.

• حرارت بسيار زياد در يک اتومبيل ميتواند به باتري يا قطعات الکترونيکي تلفن همراهتان صدمه بزند.

• سرماي بسيار زياد ميتواند باعث از دست دادن اطلاعات برروي صفحه نمايش بطور موقتي شود.

• تلفنهاي سلولي (موبايل) آنالوگ از مشکلي که بعنوان" همنوع سازي يا تکثير سازي (Cloning)" معروف است، دچار مشکل مي شود. زمانيکه فردي نابکار شماره هاي شناسايي تلفن آنالوگ را سرقت نموده و قادر باشد تماسهایي را به حساب مالک آن تلفن آنالوگ بگيرد، گفته ميشود که آن تلفن تکثير شده.

در اينجا به اينکه چگونه حالت همنوع يا تکثير سازي (Cloning) بوجود مي آيد، مي پردازيم:

زمانيکه تلفن شما يک تماس را برقرار مي نمايد، آن تلفن ESN یا (Electronic Serial Number) شماره سريال الکترونيکي و MIN یا (Mobile Identification Number) شماره شناسايي متحرک خود را به شبکه در زمان شروع تماس منتقل مي نمايد. زوج MIN و ESN يک نشانه منحصر بفرد براي تلفن همراه شما مي باشند. اين روشي است که شرکت تلفن متوجه ميشود که جهت آن تماس براي چه شخصي صورتحساب بفرستد. زمانيکه تلفن شما زوج MIN و ESNاش را انتقال ميدهد، اين امکان وجود دارد که افراد نابکار (با يک اسکنر) مشغول گوش کردن سیگنال ارسالی (Sniffing) باشند و اين زوج را سرقت نمایند. با تجهيزات صحيح، کاملا ساده است که يک تلفن ديگر را تغيير داده و اطلاعات زوج MIN وESN سرقت شده را بر روی آن حک کرد و به فرد نابکار اجازه ميدهد که به حساب شما تلفنهايش را بزند.

[mohsen 88 10106]

برجهاي تلفنهاي سلولي(موبايل)

يک برج تلفن سلولي (موبايل) معمولاً يک دکل فولادي يا ساختار داربستي بوده که از چند متر تا حتی ده ها متر در هوا برافراشته مي شود.

 

اين يک برج مدرن با 3 فراهم کننده سرويس و خدمات تلفن همراه متفاوت بر روي يک ساختار مي باشد. اگر شما به پايه آن برج نگاه کنيد، مي توانيد ببينيد که امروزه چه تجهیزات کمی برای این مسئله نیاز است.

در اينجا تجهيزاتي مي باشند که متعلق به يکي از فراهم کنندگان سرويس و خدمات است:

جعبه هاي ارسال کننده ها و دريافت کننده هاي راديويي را در خود جاي داده و به برج اجازه ميدهد که با تلفنها ارتباط برقرار نمايد. راديوها (تلفنهاي همراه) از طريق آنتن هاي موجود بر روي برج (دکل) از طريق يک مجموعه (ست) کابلهاي کلفت، عمل اتصال را برقرار مي سازند.

 

يک علامت جهت اطمينان بخشي در مورد اينکه چندین فراهم کننده سرويس و خدمات اين برج (دکل) را بصورت اشتراکي استفاده مي نمايند اينست که يک قفل 5 راهه بر روي در موجود مي باشد. هر کدام ازاين 5 فراهم کننده ميتوانند قفل در را باز نموده و وارد شوند.