O que é um celular? É um sistema que utiliza um grande número de transmissores sem fio de baixa potência para criar células, a principal área de cobertura geográfica de um sistema de comunicação sem fio. Níveis de potência variáveis permitem que os tamanhos das células sejam determinados de acordo com a densidade de assinantes e as necessidades regionais.
Quando os usuários móveis mudam de uma célula para outra, suas conversas são "transferidas" entre essas áreas para garantir um serviço ininterrupto. Os canais (frequências) usados em uma dessas unidades podem ser reutilizados em outra a alguma distância.
Celular é…
Celular refere-se ao Enhanced Mobile Phone Service (AMPS), que divide uma região geográfica em áreas chamadas células. O objetivo desta divisão é aproveitar ao máximo o número limitado de frequências de transmissão.
Celular é uma forma de tecnologia de comunicação que permite o uso de telefones celulares.
Celularé um rádio bidirecional que oferece transmissão e recepção simultâneas.
A comunicação móvel celular é baseada na divisão geográfica da área de cobertura da comunicação. Cada célula recebe um certo número de frequências (ou canais), o que permite que um grande número de assinantes conduza conversas simultaneamente.
O elemento comum de todas as gerações de tecnologias de comunicação móvel é o uso de certas frequências de rádio (RF), bem como a reutilização de frequências. Isso permite que você forneça serviços a um grande número de assinantes enquanto reduz o número de canais (largura de banda). Ele também permite que você crie redes amplas integrando totalmente recursos avançados de telefonia móvel.
O aumento da demanda e do consumo, bem como o desenvolvimento de vários tipos de serviços, acelerou o rápido desenvolvimento tecnológico das redes modernas, bem como a melhoria contínua dos próprios dispositivos celulares.
Como funciona a comunicação móvel
Cada celular usa um canal de rádio temporário separado para se comunicar com o site da célula. Este site suporta a comunicação com vários telefones ao mesmo tempo usando um canal por telefone. Os canais usam um par de frequências de celular:
- Linha direta para transmissão do site da célula.
- Linha inversa para que a estação celular possa receber chamadas dos usuários.
A energia do rádio se dissipa à distância, portanto, os telefones celulares devem ficar perto da estação base para manter contato. Estrutura básica do celularredes inclui sistemas de telefonia e serviços de rádio.
O princípio da comunicação celular (para manequins)
O processo começa com a ativação do chip, digitando o código PIN do cartão SIM inserido. Em seguida, o sinal celular é transmitido pelos canais de controle. A resposta do número chamado é transmitida por um canal de controle livre para a antena da estação base, de onde é transmitida para a central de comutação móvel.
A central de comutação está procurando uma estação base com a intensidade máxima de sinal de celular de um assinante de celular e muda a conversa para ela.
Arquitetura inicial do sistema telefônico
O serviço móvel tradicional era estruturado de forma semelhante à transmissão de televisão: um transmissor muito potente, localizado no ponto mais alto da área, transmitia até um raio de cinquenta quilômetros.
O conceito de celular estruturou a rede telefônica de forma diferente. Em vez de usar um transmissor poderoso, muitos transmissores de baixa potência foram colocados em toda a área de cobertura celular.
Por exemplo, dividindo uma área em cem áreas diferentes (células) com transmissores de baixa potência usando doze conversas (canais), a capacidade do sistema poderia teoricamente ser aumentada de doze conversas ou canais de voz usando um transmissor poderoso para doze cem conversas (canais) usando cem transmissores de baixa potência.
Área da cidade configurada como tradicionalrede de telefonia móvel com um transmissor poderoso.
Sistema de comunicação móvel usando o conceito de celular
Problemas de interferência causados por dispositivos móveis usando o mesmo canal em áreas adjacentes provaram que todos os canais não podem ser reutilizados em todas as células. Embora tenha afetado a eficácia do conceito original, a reutilização de frequência tornou-se uma solução viável para os problemas dos sistemas de telefonia móvel.
Engenheiros descobriram que o efeito da interferência não estava relacionado à distância entre as zonas, mas à razão entre a distância e a potência (raio) dos transmissores de zona. Ao reduzir o raio da zona em cinquenta por cento, os provedores de serviços podem quadruplicar o número de clientes em potencial na zona.
Sistemas baseados em áreas com raio de um quilômetro terão cem vezes mais canais do que sistemas baseados em áreas com raio de dez quilômetros. As especulações levaram à conclusão de que reduzindo o raio da zona para algumas centenas de metros, era possível atender milhões de chamadas.
O conceito de celular usa níveis variáveis de baixa potência, permitindo que as células sejam compatíveis com a densidade de assinantes e necessidades de área. À medida que a população cresce, as células podem ser adicionadas para acomodar esse crescimento.
As frequências celulares usadas em um cluster de células podem ser reutilizadas em outras células. As conversas podem ser passadas de célula para célula para manter uma constanteconexão telefônica quando o usuário se move entre eles.
Equipamento de rádio celular (estação base) pode se comunicar com telefones celulares desde que estejam dentro do alcance. A energia do rádio se dissipa à distância, portanto, os telefones celulares devem estar dentro do alcance de operação da estação base. Como o antigo sistema de rádio móvel, a estação base se comunica com telefones celulares por meio de um canal.
O canal consiste em duas frequências: uma para transmissão para a estação base e outra para receber informações da estação base.
Arquitetura do Sistema Celular
O aumento da demanda e a baixa qualidade dos serviços existentes levaram os provedores de serviços móveis a explorar maneiras de melhorar a qualidade do serviço e oferecer suporte a mais usuários em seus sistemas. Como a quantidade de espectro de frequência disponível para uso celular móvel era limitada, era necessário o uso eficiente das frequências necessárias para cobrir as comunicações.
Na telefonia celular atual, as áreas rurais e urbanas são divididas em áreas de acordo com regras específicas de atendimento. Parâmetros de implantação, como número de divisões e tamanhos de células, são determinados por engenheiros experientes em arquitetura de celular.
O provisionamento para cada região é planejado de acordo com o plano de engenharia, que inclui células, clusters, reutilização de frequência e handover.
A célula é a unidade geográfica básica do sistema celular. Estas são as estações basetransmitindo um sinal através de pequenas áreas geográficas, que são representadas como hexágonos. O tamanho de cada um varia de acordo com a paisagem. Devido às limitações impostas pelo terreno natural e estruturas artificiais, a verdadeira forma das células não é um hexágono perfeito.
Um cluster é um grupo de células. Nenhum canal é reutilizado no cluster.
Como apenas um pequeno número de frequências de rádio estava disponível para sistemas móveis, os engenheiros tiveram que encontrar uma maneira de reutilizar os canais de rádio para transmitir mais de uma conversa por vez. A decisão tomada pela indústria foi chamada de escalonamento ou reutilização de frequência. A reutilização de frequência foi realizada reestruturando a arquitetura do sistema de telefonia móvel no conceito de comunicações celulares.
Os padrões celulares são os seguintes: o conceito de reutilização de frequência baseia-se em atribuir a cada célula um grupo de canais de rádio usados em uma pequena área geográfica. As células são atribuídas a um grupo de canais que é completamente diferente das unidades semelhantes vizinhas. Sua área de cobertura é chamada de impressão. Esta pegada é delimitada por um limite para que o mesmo grupo de canais possa ser usado em células diferentes que estejam suficientemente distantes entre si para que suas frequências não interfiram.
Células com o mesmo número têm o mesmo conjunto de frequências. Se o número de frequências disponíveis for 7, o fator de reutilização de frequênciaé igual a 1/7. Ou seja, cada célula usa 1/7 dos canais celulares disponíveis.
Obstáculos no desenvolvimento das comunicações celulares
Infelizmente, considerações econômicas tornaram impraticável o conceito de construir sistemas completos com muitas áreas pequenas. Para superar essa dificuldade, os operadores do sistema desenvolveram a ideia de divisão de células. Quando uma área de serviço fica cheia de usuários, essa abordagem é usada para dividir uma área em áreas menores. Assim, os centros urbanos podem ser subdivididos em quantas áreas forem necessárias para fornecer um nível aceitável de serviço em regiões de alto tráfego, enquanto células maiores e mais baratas podem ser usadas para cobrir áreas rurais periféricas.
O último obstáculo no desenvolvimento da rede celular está relacionado ao problema que surgiu quando um assinante de celular mudou de uma célula para outra durante uma chamada. Como as áreas adjacentes não usam os mesmos canais de rádio, a chamada deve ser interrompida ou transferida de um canal de rádio para outro quando o usuário cruzar a linha entre células adjacentes.
Como a queda de chamadas não é permitida, um processo de handover foi criado. O handover ocorre quando uma rede de telefonia móvel transfere automaticamente uma chamada para outro canal de rádio quando o dispositivo móvel atravessa células adjacentes.
Durante uma conversa, as duas partes estão no mesmo canal de voz. Quando o dispositivo móvel sai da área de cobertura destelocal da célula, a recepção torna-se fraca. Neste ponto, o site de célula em uso solicita um handover. O sistema muda a chamada para um canal de frequência mais alta no novo site sem interromper a chamada ou alertar o usuário. A chamada continua enquanto o usuário estiver falando e o chamador não perceber a transferência.
Componentes do sistema celular
O sistema celular oferece às centrais de telefonia móvel e portátil o mesmo serviço que as centrais fixas sobre loops com fio convencionais. É capaz de atender dezenas de milhares de assinantes em uma grande metrópole. O sistema de comunicação celular consiste nos quatro componentes principais a seguir que trabalham juntos para fornecer serviços de telefonia móvel aos assinantes:
- Rede Telefônica Pública Comutada (PSTN).
- Câmbio de telefonia móvel (MTSO).
- Celular com sistema de antena.
- Mobile Subscriber Station (MSU).
PSTN consiste em redes de área local, redes de área de troca e redes de longa distância que conectam telefones e outros dispositivos de comunicação em todo o mundo.
MTSO é o escritório central de comunicações móveis. Ele abriga um centro de comutação de comunicações (MSC), controle de campo e estações de retransmissão para alternar chamadas de sites de celular para escritórios centrais de telefonia fixa (PSTN).
O termo "local de célula" é usado para se referir à localização física do equipamento de rádio que fornece cobertura de célula. A lista de hardware localizada no site da célula inclui fontes de alimentação,equipamentos de interface, transmissores e receptores de RF e sistemas de antenas.
A unidade de assinante móvel consiste em uma unidade de controle e um transceptor que transmite e recebe transmissões de rádio de e para o local da célula. Três tipos de MSUs estão disponíveis:
- Celular (potência de transmissão típica 4,0W).
- Portátil (potência de transmissão típica de 0,6 W).
- Transportável (a potência de transmissão típica é 1,6W).
Torres de celular prejudiciais
A comunicação celular é um grande avanço na ciência e tecnologia de seu tempo, que não foi sem consequências. A indústria de telefonia celular continua afirmando que as torres de celular não são um perigo para a saúde, mas menos pessoas acreditam nisso hoje em dia.
As torres de celular são prejudiciais? Infelizmente, a resposta correta é sim. As microondas podem interferir nos campos eletromagnéticos do seu corpo, causando muitos problemas de saúde em potencial:
- Dores de cabeça.
- Perda de memória.
- Estresse cardiovascular.
- Baixa contagem de espermatozóides.
- Defeitos de nascença.
- Câncer.
Há fortes evidências de que a radiação eletromagnética das torres é prejudicial à saúde.
Exemplo: Um estudo sobre o efeito de uma torre de gaiola em um rebanho de gado leiteiro foi realizado pelo governo do estado da Baviera na Alemanha, os resultados foram publicados em 1998. A ereção da torre causou efeitos adversos à saúde, resultando em uma queda perceptívelprodução de leite. A movimentação do gado restaurou a produção de leite. Movê-los de volta ao pasto original recriou o problema.
Comunicação celular na Rússia
De 100 códigos de celular russos possíveis, 79 são usados e 21 são gratuitos. Os códigos gratuitos estão em reserva e ainda não pertencem a nenhuma operadora.
Mais de 80 empresas de comunicação celular estão registradas na Federação Russa, prestando seus serviços no país. As operadoras móveis têm códigos de discagem no formato 9xx. Os números de telefone celular têm dez dígitos e começam com +79xx ou 89xx.
As maiores operadoras incluem: MTS (Mobile TeleSystems), Beeline (Vympel-Communications), MegaFon, Tele2 (T2-Mobile). Os operadores Big Three (MTS, Beeline e MegaFon) possuem toda uma série de números.
