خانه / شبکه داده / ارتباطات سیار / شبکه ارتباطات سیار : استانداردGSM (شبکه داده 41)

شبکه ارتباطات سیار : استانداردGSM (شبکه داده 41)

نویسنده: احد رجایی

در چند شمارة اخیر نشریه گفتیم که روند ارتباطات سیار از استاندارد AMPS به استاندارد GSM چگونه رخ داد و عملکرد استاندارد GSM که اینک در بسیاری از کشورهای دنیا و از جمله کشور ما به کار گرفته می‌شود، چگونه است.

شکل 1)

اکنون فرآیند ارتباطات سیار را یک بار مرور می‌کنیم و ضمن آن، نکاتی را در خصوص فضای واقعی عملکرد اپراتورهای تلفن همراه گوشزد می‌کنیم. فرض کنید که در مسیر از آنتن BTS  تا گوشی، چهار فرکانس FD1، FD2 ، FD3، FD4، برای دریافت اطلاعات توسط کاربر داریم. تا قبل از پیدایش ساختار سلولی مخابرات این سوال مطرح بود که آیا در بخش‌های نامگذاری شده به نام A(شکل1) کاربران متعدد می‌توانند از فرکانس های مشابه FD1  استفاده کنند؟(شکل1)

شکل 2)

فرض کنید در دو سلول از فرکانس FD1  استفاده کنیم. (شکل2)

اگر تشعشع آنتن های BTS  در هر منطقه زیاد باشد، کاربر از آنتن BTS منطقة خود سیگنالی را با فرکانس FD1   و سیگنال دیگری را نیز با همین فرکانس از آنتن BTS  منطقة سمت چپ دریافت می‌کند.(تداخل)

در ساختار مخابرات قبل از ساختار سلولی برای جلوگیری از تداخل مجبور بودند فرکانس های مختلفی را به کار گیرند. در آن صورت به دلیل محدودیت باندهای فرکانسی، نمی‌توانستند به کاربران زیادی خدمات دهند. در عین حال در شبکة تلفن ثابت چنین چیزی امکان پذیر بود. ولی با ظهور گوشی های تلفن همراه و تعلق حداقل یک سیم کارت به هر شهروند، تعداد کاربران بسیار زیاد شد و این شیوة تخصیص فرکانس دیگر کارآمد نبود. در ساختار سلولی توان فرستنده BTS  را در سلول سمت چپ، طوری تنظیم ‌کنند که تشعشعاتش به منطقة سمت راست نرسد و موجب تداخل نشود. یعنی کنترل توان فرستندة سلول سمت چپ برای کاهش تداخل در فرکانس FD1  از BTS  این سلول روی گیرنده‌ای است که در منطقه دیگری قرار دارد که ازهمین فرکانس استفاده می‌کند. در ارسال اطلاعات از گوشی به BTS  نیز رویداد مشابهی اتفاق می‌افتد. به عنوان مثال در سلول سمت چپ گوشی یک کاربر از فرکانس FU1  استفاده می‌کند تا با BTS  خودش صحبت کند. سیگنال این گوشی اگر به اندازة کافی قوی باشد به BTS  سلول سمت راست هم می‌رسد و با اطلاعات کاربری که گوشی آن هم از فرکانسFU1  استفاده می‌کند و تداخل رخ می‌دهد. پس این گوشی هم باید سیگنال قوی ارسال نکند تا در uplink گوشی های سمت راست تداخل ایجاد نکند.

در این صورت می‌توان از فرکانس‌های مشابه در مناطق مختلف استفاده کرد و در مصرف باندهای فرکانسی صرفه جویی کرد. همانگونه که پیش تر هم توضیح دادیم، به دلیل تراکم متفاوت کاربران در نواحی جغرافیایی، مساحت سلول ها یکسان نیست، به همین دلیل توان فرستندة BTSها هم یکسان نخواهد بود. این موضوع به طراحی آنتن و درایورهایی که سیگنال را به آنتن می‌فرستند، بستگی دارد. پس بسته به شرایط هر سلول، موضوع توان و الگوی(پترن) آنتن متفاوت خواهد بود و به موضوع سیگنالینگ مربوط است. گوشی ها نیز هوشمندند و براساس بازخوردی که از شبکه دریافت می‌کنند (که گاهی در یک ثانیه چند بار رخ می‌دهد)، سطح توانشان را تنظیم می‌کنند. به علاوه وقتی کاربران در حرکتند با خروج از یک سلول و ورود به سلول دیگر، فرکانسشان را عوض می‌کنند.

شکل 3)

نکته دیگر اینکه، در BTS، منبع تشعشع (آنتن)، نقطه نیست تا تشعشع اش کروی باشد، بلکه آنتن های BTS به شکل 3 هستند.

و وقتی از بالا به دکل BTS  نگاه کنیم به شکل 4 دیده می‌شود. یعنی از سه آنتن که در سه جهت قرار دارند و هرکدام یک سوم سلول را پوشش می‌دهند، استفاده می‌کنند. یعنی سلول‌ها را سکتوربندی می‌کنند و الگوی(پترن) هر آنتن را طوری تعیین می‌کنند که یک سکتور را پوشش دهد.

شکل 4)

البته شکل شش ضلعی برای سلول ها برای توضیح راحت ایدة سلولی به کارگرفته می‌شود ولی در دنیای واقعی چون جاهایی که باید پوشش داده شوند، انواع و اقسام عوارض طبیعی و شهری دارند، اپراتورها، داده‌های جغرافیایی زمینی را به نرم افزار هایی می‌دهند تا برای انتشار رادیویی به مدل‌های بهینه برسند. یعنی اگر   BTS ای در نقطه ای قرار دارد، آنتن با چه پترنی، با چه زاویه‌ای نسبت به زمین و چه مقدار توان، تا چه مسافتی پوشش خوبی برقرار می‌کند؟ گاهی نتیجة این مدل سازی برای آنتن جایی است که امکان نصب  آن وجود ندارد که در آن صورت باید در طراحی بازنگری کرد. این روند، تکرارشونده است و اپراتورها به صورت مستمر باید این کار را انجام دهند. زیرا در اثر ساخت و سازهای شهری بخش هایی از مناطق در سایه قرار می‌گیرند و لازم است، سلول دیگری در منطقة سایه تعریف شود و برای آنجا آنتن دیگری نصب کنند و البته از فرکانس متفاوتی هم استفاده کنند که تداخل صورت نگیرد. بنابراین cell planning  یکی از فعالیت دائمی‌اپراتورهای تلفن همراه است.

 

حتما ببینید

شبکه ارتباطات سیار : استانداردGSM (شبکه داده 42)

      در چند شمارة گذشته به تفصیل عملکرد شبکة ارتباطات سیار و استاندارد GSM  را …

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *