¿Qué es la comunicación celular, sin la cual una persona moderna no puede imaginar la vida? Este es el tipo de conexión en el que el último canal es inalámbrico. La red se distribuye en áreas terrestres llamadas celdas, cada una de las cuales es atendida por al menos un transceptor de ubicación fija, pero más comúnmente por tres estaciones transceptoras celulares o base. Brindan a la celda cobertura de red que se puede usar para transportar voz, datos y otros tipos de contenido.
¿Cómo funciona?
¿Qué es celular en acción? Una celda suele utilizar un conjunto de frecuencias distinto al de las vecinas para evitar interferencias y garantizar una calidad de servicio garantizada en cada celda (principio de celda). Cuando se combinan, estas celdas brindan cobertura de radio en una región geográfica extendida. Esto permite que un número significativo de transceptores portátiles (por ejemplo, móvilesteléfonos, tabletas y computadoras portátiles equipados con módems de banda ancha móvil, buscapersonas, etc.) se comunican entre sí y con transceptores fijos y teléfonos en cualquier parte de la red a través de estaciones base, incluso si algunos transceptores pasan por varias celdas durante la transmisión.
La comunicación celular tiene varias características útiles:
- Mayor capacitancia que un transmisor grande, ya que se puede aplicar la misma frecuencia a múltiples canales si están en diferentes celdas.
- Los dispositivos móviles consumen menos energía que cuando están conectados a un solo transmisor o satélite porque las torres de telefonía celular están más cerca.
- Cobertura más grande que un solo transmisor terrestre ya que se pueden agregar torres celulares adicionales indefinidamente y no están limitadas en visibilidad.
¿Qué tan avanzado está hoy?
Los principales proveedores de servicios de telecomunicaciones han desplegado redes celulares para la transmisión de voz y contenido en la mayor parte del territorio habitado de la Tierra. Esto permite que los teléfonos móviles y los dispositivos informáticos se conecten a la red telefónica estándar y al Internet público.
Las regiones de los operadores móviles pueden ser diferentes, desde el territorio del país hasta un objeto pequeño. Las redes celulares privadas se pueden usar para investigación o para grandes organizaciones y parques, como enviar llamadas a las agencias de seguridad pública locales o a una compañía de taxis.
¿Qué operador de telefonía móvil es el líder hoy en día? Hoy en día, cada país tiene sus propios proveedores. En Rusia, MTS y Megafon ocupan el primer lugar en términos de prevalencia.
Concepto
¿Qué es la comunicación celular y cómo funciona? En un sistema de radiocomunicaciones celular, la superficie terrestre a la que se va a prestar este servicio se divide en celdas según un patrón que depende del terreno y de las características de recepción. Puede ser aproximadamente hexagonal, cuadrada, redonda o alguna otra forma regular, aunque los panales hexagonales son estándar. A cada una de estas celdas se le asigna un conjunto de frecuencias (f1 - f6) que tienen las respectivas estaciones base de radio. Se puede volver a aplicar un grupo de frecuencias en otras celdas, siempre que no se reutilicen frecuencias similares en celdas vecinas, ya que esto puede causar interferencias cocanal.
El mayor rendimiento en una red celular en comparación con una red de un solo transmisor se debió al sistema de conmutación móvil desarrollado por Amos Joel de Bell Labs, que permitió que varios suscriptores en la misma área usaran la misma frecuencia al cambiar llamadas. Si hay un transmisor simple, solo se puede usar una llamada en cualquier frecuencia dada. Desafortunadamente, inevitablemente hay algún nivel de interferencia de otras celdas que usan la misma frecuencia. Esto significa que en un sistema FDMA estándar, debe haber al menos un espacio entre las celdas que reutilizan la misma frecuencia.
¿Cómo surgió esta tecnología?
La primera red celular comercial 1G fue lanzada en Japón por Nippon Telegraph and Telephone (NTT) en 1979, inicialmente en el área metropolitana de Tokio. En cinco años, se amplió para cubrir a toda la población de Japón, convirtiéndose en la primera red 1G nacional.
Codificación celular
Para comprender qué es la comunicación celular, debe comprender sus estándares. Para distinguir las señales de varios transmisores diferentes, se han desarrollado las siguientes variedades de acceso múltiple:
- división de división de tiempo (TDMA);
- división de frecuencia (FDMA);
- División de división de código (CDMA);
- División de frecuencia ortogonal (OFDMA).
En TDMA, los intervalos de tiempo de transmisión y recepción utilizados por diferentes usuarios en cada celda son diferentes.
En FDMA, las frecuencias de transmisión y recepción utilizadas por diferentes usuarios en cada celda son diferentes.
El principio CDMA es más complejo pero logra el mismo resultado: los transceptores distribuidos pueden seleccionar una celda y escucharla.
TDMA se usa en combinación con FDMA o CDMA en algunos sistemas para proporcionar múltiples canales en un área de cobertura de una sola celda.
Tendencia moderna
¿Qué es LTE celular en una tableta? Recientemente, los sistemas basados en acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal, comoLTE, reutilización de frecuencia 1.
Debido a que dichos sistemas no propagan la señal en la banda de frecuencia, la gestión de recursos de radio entre celdas es importante para coordinar la asignación de recursos entre diferentes celdas y para limitar la interferencia entre celdas. Existen varios métodos de Coordinación de Interferencia Intercelular (ICIC) ya definidos en el estándar.
La programación coordinada, MIMO multisitio o formación de haces multisitio son otros ejemplos de gestión de recursos de radio entre celdas que pueden estandarizarse en el futuro.
Transmitir mensajes y señales
¿Qué es un teléfono celular? La definición se da arriba. Casi todos estos sistemas tienen algún tipo de mecanismo de transmisión. Esto se puede usar directamente para distribuir información a múltiples teléfonos móviles. Para este propósito, también se utilizan amplificadores celulares.
Típicamente, por ejemplo, en los sistemas de telefonía móvil, el uso más importante de la información de transmisión es establecer canales para la comunicación uno a uno entre un transceptor móvil y una estación base. Esto se llama una señal celular. Generalmente se utilizan tres procedimientos de señalización diferentes: serie, paralelo y selectivo.
Los detalles del proceso de buscapersonas varían un poco de una red a otra, pero generalmente hay un número limitado de celdas en las que reside un teléfono (este grupo se denomina área de cobertura en un sistema GSM o UMTS, o enrutamiento). si hay una sesión involucrada).paquete de datos; en LTE, las celdas se agrupan en un área de seguimiento).
La señalización se produce mediante el envío de un mensaje de difusión a todas estas células. Los mensajes de señalización se pueden utilizar para transmitir información. Esto ocurre en buscapersonas, en sistemas CDMA para enviar mensajes SMS y en un sistema UMTS donde permite un bajo retardo de enlace descendente en las conexiones de paquetes.
Movimiento entre celdas y transmisión de datos
¿Qué es un tipo moderno de comunicación celular? En un sistema de comunicación celular, cuando los transceptores móviles distribuidos se mueven de una celda a otra durante la comunicación continua, el cambio de una frecuencia de celda a otra se realiza electrónicamente sin interrupción y sin el operador de la estación base o el cambio manual. Esto se llama datos móviles. Por lo general, se selecciona automáticamente un nuevo canal para el dispositivo móvil en la nueva estación base que lo atenderá. A continuación, el dispositivo cambia automáticamente del canal actual al nuevo y la conexión continúa.
Los detalles exactos del traslado de las comunicaciones celulares de una estación base a otra varían considerablemente de un sistema a otro.
Arquitectura de red GSM
El ejemplo más común de una red celular es una red telefónica móvil (celular). Este es un teléfono portátil que recibe o realiza llamadas a través de un sitio celular (base) o torre de transmisión. Las ondas de radio se utilizan para transmitir señales hacia o desde un teléfono móvil.
ModernoLas redes celulares usan celdas porque las frecuencias de radio son un recurso común limitado. Las estaciones celulares y los teléfonos cambian de frecuencia bajo el control de la computadora y usan transmisores de baja potencia para que muchos suscriptores puedan usar una cantidad normalmente limitada de frecuencias de radio simultáneamente con menos interferencia.
Cómo funciona la conexión
La red celular es utilizada por el operador móvil para lograr cobertura y capacidad para sus suscriptores. Las áreas geográficas grandes se dividen en celdas más pequeñas para evitar la pérdida de la señal de la línea de visión y admitir una gran cantidad de teléfonos activos en esa área. Todas las áreas de cobertura están conectadas a centrales telefónicas (o conmutadores), que a su vez están conectadas a la red telefónica pública.
¿Qué es el celular como módem? De hecho, esta es una conexión similar que transmite paquetes de información a través de Internet.
En las ciudades, cada sitio celular puede tener un alcance de hasta aproximadamente 0,80 km, mientras que en las zonas rurales este alcance puede ser de hasta 8 km. Es posible que en áreas abiertas, el usuario pueda recibir señales de un sitio celular a una distancia de hasta 40 km.
Debido a que casi todos los teléfonos móviles usan comunicaciones celulares GSM, CDMA y AMPS, el término "teléfono celular" se usa indistintamente con "móvil". Pero vale la pena considerar algunas diferencias entre estos dispositivos.
¿Qué es la comunicación celular?en un iPhone? Esta es la capacidad de conectarse a la red utilizando dos estándares al mismo tiempo: GSM y CDMA. Sin embargo, los teléfonos satelitales son dispositivos móviles que no se comunican directamente con una torre celular terrestre, pero pueden hacerlo indirectamente vía satélite.
¿Qué formatos de comunicación se pueden utilizar?
Hay varias tecnologías celulares digitales diferentes, que incluyen:
- Sistema global para comunicaciones móviles (GSM).
- Servicio general de paquetes de radio (GPRS).
- CDMAOne.
- CDMA2000 datos optimizados (EV-DO).
- Tarifas de datos mejoradas para GSM (EDGE).
- Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS).
- Comunicaciones digitales inalámbricas mejoradas (DECT).
- AMPERIOS digitales (IS-136 / TDMA).
- Red mejorada digital integrada (iDEN).
La transición del estándar analógico al digital existente fue muy diferente en Europa y EE. UU. Como resultado, han aparecido muchos estándares digitales en EE. UU., Europa y muchos países se han acercado a GSM. Esto explica la peculiaridad del trabajo de los iPhone en la red.
Estructura de red celular
Una representación simple de una red celular en términos de comunicación por radio consta de elementos como:
- Una red de estaciones base de radio que forman un subsistema de estaciones base.
- La red principal de conmutación de circuitos que existe para gestionar llamadas de voz y de texto.
- Red de conmutación de paquetes diseñada para manejar datos móviles.
- Red telefónica pública conmutada para conectar suscriptores a una red telefónica más amplia.
Esta red es la columna vertebral del sistema GSM. Realiza muchas funciones para garantizar que los clientes reciban el servicio deseado, incluida la gestión de la movilidad, el registro, la configuración de llamadas y el traspaso.
Cada teléfono se conecta a la red mediante una RBS (estación base de radio) en el sector de la celda correspondiente, que a su vez se conecta al Centro de Conmutación Móvil (MSC). El MSC se conecta a la red telefónica pública conmutada (PSTN). El enlace del teléfono al RBS se define como enlace ascendente y la ruta de retorno se define como enlace descendente.
¿Cómo se transmiten los datos?
Los canales de radio utilizan el medio de transmisión de manera eficiente mediante el uso de los siguientes esquemas de multiplexación y acceso múltiple:
- división de frecuencia (FDMA);
- división de división de tiempo (TDMA);
- División de división de código (CDMA);
- División espacial (SDMA).
Las celdas pequeñas, que tienen un área de cobertura más pequeña que las estaciones base, se clasifican de la siguiente manera:
- Microcelda - menos de 2 kilómetros.
- Picocell - menos de 200 metros.
- Femtocell - unos 10 metros.
¿Qué es la comunicación celular para niños? Este término suele entenderse como tarifas especiales "para niños" con paquetes de servicios especiales.
Transmisión celular en redescomunicaciones móviles
Cuando el usuario del teléfono se mueve de un área celular a otra durante una llamada, la estación móvil buscará un nuevo canal para conectarse para no interrumpir la llamada. Una vez que lo encuentra, la red le indica al dispositivo móvil que cambie al nuevo canal y cambie la llamada al mismo tiempo.
Con el formato CDMA, varios teléfonos comparten un canal de radio específico. Las señales se separan mediante un código de pseudo ruido (código PN) específico para cada dispositivo. Cuando un usuario se mueve de una celda a otra, el teléfono establece un enlace de radio con múltiples ubicaciones (o sectores de la misma ubicación) al mismo tiempo. Esto se conoce como "transferencia suave" porque, a diferencia de las tecnologías celulares tradicionales, no hay un único punto definido donde el teléfono cambia a una nueva celda. Por lo tanto, al aplicar este estándar, se utilizan amplificadores de telefonía celular e Internet.
En los traspasos entre frecuencias IS-95 y los sistemas analógicos más antiguos, como NMT, normalmente no es posible comprobar directamente el canal de destino durante la comunicación. En este caso, se deben utilizar otros métodos, como las balizas de control en IS-95. Esto significa que cuando se busca un nuevo canal, casi siempre hay una pequeña interrupción en la comunicación, con el riesgo de un regreso inesperado al antiguo.
Si no hay una conexión permanente, o puede interrumpirse, el dispositivo móvil puede moverse espontáneamente de una celda a otra y luego notificar a la estación base con la señal más fuerte.
Elecciónfrecuencias celulares en redes móviles
El efecto de la frecuencia en la cobertura celular significa que diferentes frecuencias son más adecuadas para diferentes propósitos. Las frecuencias bajas, como 450 MHz NMT, sirven muy bien para la cobertura rural. GSM 900 (900 MHz) es una solución adecuada para pequeñas coberturas urbanas.
GSM 1800 (1,8 GHz) empieza a limitarse a paredes estructurales. UMTS a 2,1 GHz es muy similar en cobertura a GSM 1800. Dependiendo de las características de la región, los operadores móviles establecen diferentes áreas de cobertura y frecuencias.
Las frecuencias más altas son una desventaja cuando se trata de cobertura, pero una ventaja decisiva cuando se trata de ancho de banda. Se hacen posibles celdas pequeñas que cubren, por ejemplo, un piso de un edificio, y se puede usar la misma frecuencia para celdas que son prácticamente vecinas.
Áreas de cobertura y servicio
El área de servicio de una celda también puede cambiar debido a la interferencia de los sistemas de transmisión tanto dentro como alrededor de ella. Esto es especialmente cierto en los sistemas basados en CDMA. El receptor necesita una cierta relación señal-ruido, y el transmisor no debe transmitir a una potencia demasiado alta para no interferir con otros transmisores.
A medida que aumenta la interferencia (ruido) debido al aumento en la potencia recibida del transmisor, la señal se corrompe y finalmente se vuelve inutilizable. En los sistemas basados en CDMA, el impacto de la interferencia de otros transmisores móviles en la misma celda en el área de cobertura es muy notable.
Ejemplos de revestimientola cobertura celular se puede ver al examinar algunos de los mapas de cobertura proporcionados por proveedores reales en sus sitios web, o al mirar mapas independientes de colaboración abierta como OpenSignal. Muestran qué operador móvil opera en un territorio en particular. En algunos casos pueden marcar la ubicación del transmisor, en otros se puede calcular determinando el punto de mayor cobertura.
El repetidor celular se usa para expandir el área de cobertura de una celda en un área grande. Van desde repetidores de banda ancha para uso residencial y de oficina hasta repetidores inteligentes o digitales para uso industrial.
Cada proveedor de telefonía móvil tiene su propio rango de números, que por lo general difieren según el código. Se puede usar para determinar qué región y operador móvil tiene la persona que llama.
