سیستم تلفن همراه سلولی یا تلفن موبایل (Mobile Phone) چیست و چگونه کار می‌کند؟

تلفن همراه یا تلفن موبایل (en: Mobile Phone) که در فارسی موبایل هم گفته می‎شود، یک وسیله شخصی و قابل حمل برای ارتباط مخابراتی است. برای استفاده از تلفن همراه باید فرد استفاده کننده که مشترک نامیده می شود، به یک شبکه مخابراتی متصل گردد. برای اتصال به شبکه باید حساب اشتراک تلفن همراه در نزد یک سرویس دهنده (اپراتور) برای مشترک خاص، ایجاد شده باشد. شبکه های مخابراتی تلفن عمومی در تمام دنیا با قرارداد های تجاری و شیوه‎های حسابرسی ویژه خود، به هم متصل می‎شوند و هر مشترک تلفن همراه معمولا می تواند با گوشی خود، یک ارتباط تلفنی با دارندگان تلفن‎های ثابت یا همراه در هر جای زمین (مشروط به ارایه سرویس در آن نقطه) برقرار کند.
● گوشی همراه
منظور از گوشی همراه (گوشی موبایل) وسیله‎ای است که برای اتصال به شبکه تلفن همراه به کار می رود. این وسیله که نسل‎های گوناگونی دارد توسط شرکت‎های بزرکی در دنیا تولید می‎شود و به فروش می‎رسد.
● شرکت‎های بزرگ تولیدکننده گوشی همراه در دنیا:
برخی از شرکت‎های بزرگ تولیدکننده گوشی همراه در دنیا:
▪ نوکیا
▪ موتورولا
▪ سونی اریکسون
▪ سامسونگ
▪ ال جی
▪ ساژم
▪ پن تک
در تلفن‎های همراه معمولا یک مجموعه نرم‎افزار یا سیستم عامل برای کنترل سخت‎افزار به کار می‎رود و برنامه‎های جانبی توسط سیستم عامل اجرا می شوند. یکی از سیستم عامل های معروف برای تلفن همراه، سیستم عامل سیمبیان (Symbian) است. (منبع ۱)
● تلفن همراه : Mobile Phone چیست؟
در واقع تلفن‌‌های همراه نوع پیشرفته رادیو تلفن‌های دهه ۱۸۸۰ هستند که در آن زمان روی خودروها نصب و استفاده می‌شد . این سامانه دارای یک یا چند دکل آنتن مرکزی برای هر شهر بود وهر دکل می‌توانست تا ۲۵ کانال ارتباطی را تا شعاع ۴۰ الی ۵۰ مایل پوشش دهد . اما به علت محدودیت کانال‌های ارتباطی امکان مشترک شدن برای همه وجود نداشت. تلفن همراه سامانه ای سلولی است زیرا مناطق تحت پوشش آن به سلول‌های تقریباً ۶ گوش تقسیم بندی می شود. بدین ترتیب کل فضای مورد نظر تحت پوشش سلول‌های مختلف قرار می‌گیرند .
در مرکز هر سلول یک دکل آنتن به نام (BTS) نصب می‌شود و بر حسب ظرفیت هر سلول تعداد مشترکان تغییرمی کند.معمولاً هر سلول آ‌نالوگ قادر است تا ۵۶ کانال رادیویی را پشتیبانی کند به عبارت دیگر هر سلول می‌تواند همزمان مکالمه‌ی ۵۶ نفر با تلفن همراه را در محدوده‌ی تحت پوشش خود اداره نماید .
● در مورد تلفن همراه – موبایل : Mobile Phone
امروزه میلیون‌ها نفر در سراسر جهان از تلفن‌های سلولی (همراه) استفاده می‌کنند . در واقع تلفن‌‌های همراه نوع پیشرفته رادیو تلفن‌های دهه ۱۸۸۰ هستند که در آن زمان روی خودروها نصب و استفاده می‌شد.
این سامانه دارای یک یا چند دکل آنتن مرکزی برای هر شهر بود وهر دکل می‌توانست تا ۲۵ کانال ارتباطی را تا شعاع ۴۰ الی ۵۰ مایل پوشش دهد . اما به علت محدودیت کانال‌های ارتباطی امکان مشترک شدن برای همه وجود نداشت. تلفن همراه سامانه ای سلولی است زیرا مناطق تحت پوشش آن به سلول‌های تقریباً ۶ گوش تقسیم بندی می شود. بدین ترتیب کل فضای مورد نظر تحت پوشش سلول‌های مختلف قرار می‌گیرند .
در مرکز هر سلول یک دکل آنتن به نام (BTS) نصب می‌شود و بر حسب ظرفیت هر سلول تعداد مشترکان تغییرمی کند.معمولاً هر سلول آ‌نالوگ قادر است تا ۵۶ کانال رادیویی را پشتیبانی کند به عبارت دیگر هر سلول می‌تواند همزمان مکالمه‌ی ۵۶ 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 ۱۶۸ کانال را پوشش داد.
● عملکرد تلفن همراه چگونه است؟
تلفن همراه یک سامانه ی کم توان رادیویی است . اکثر تلفن های همراه دارای دو سطح توان خروجی ۰.۶ وات و ۰.۳ وات هستند. به همین ترتیب ایستگاه‌های مبنای هر سلول نیز با توان کم کار می‌کنند.
عملکرد با توان کم دارای دو مزیت است:
۱) 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 یک دکل آنتن ارتباط برقرار می‌سازد و از این جهت کانال‌های BTS‌های دیگر برای یک نفر اشغال نخواهد شد.
۲ ) مصرف انرژی باتری گوشی تلفن بهینه و نسبتاً کم می‌شود.
شبکه‌ی سلولی همچنان که گفته شد نیازمند نصب دکل‌های زیادی است. یعنی یک شهر بزرگ ممکن است دارای هزاران دکل جهت پوشش سرتاسری باشد و هزینه‌ی سنگینی را در بر دارد، ولی از جهتی که امکان استفاده از این سامانه برای تعداد زیادی از مردم را فراهم می‌آورد هزینه‌ی لازم به مرور جبران خواهد شد.
● جابجایی سلولی
هر تلفن یک کد شناسه‌ی مختص خود دارد. این کد‌ها جهت شناسایی مالک تلفن و شرکت خدمات دهنده است. هنگامی‌که گوشی روشن می‌شود، منتظر دریافت سیگنال‌ از یک کانال کنترل می‌ماند. این کانال یک کانال ارتباطی مخصوص جهت ارتباط گوشی و نزدیک‌ترین ایستگاه BTS است.
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. کاربر چه در حال صحبت و چه در حال آماده باش حرکت و جابجایی داشته باشد، ممکن است از حیطه‌ی یک 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 ۱۹۸۳ با عنوان (سامانه پیشرفته تلفن متحرک) Amps مجوز ایجاد خود را از کمیسیون فدرال ارتباطات آمریکا دریافت نموده و با بسامد ۸۲۴ الی ۸۹۴ مگاهرتز آغاز به کار کردند.
این تلفن‌ها دارای ۸۳۲ کانال به صورت جفت بودند، ۷۹۰ کانال برای انتقال صوت و ۴۲ کانال جهت تبادل داده، در واقع هر جفت بسامد (یکی جهت ارسال و دیگری جهت دریافت) در این سامانه ‌ها تشکیل یک کانال ارتباطی را می‌دادند که پهنای باند هر کانال نیز برابر ۳۰ کیلوهرتز تعیین شده بود.
● نسل جدید تلفن‌‌های سلولی دیجیتالی
تلفن‌‌های سلولی دیجیتالی مشابه نوع آنالوگ اما متفاوت از آن کار می‌کنند و قادر به ایجاد کانال‌های ارتباطی بیشتر و با کیفیت مطلوب‌تری هستند. این سامانه ‌ها اطلاعات مورد تبادل را به صورت ۰ و ۱ و فشرده شده ارسال و دریافت میکنند به این دلیل حجم سیگنال اشغالی در شبکه‌ی دیجیتالی توسط هر گوشی برابر ۱/۳ تا ۱/۱۰ سامانه آنالوگ است.
● فناوری دسترسی سلولی
▪ سه نوع روش معمول جهت انتقال اطلاعات توسط شبکه‌های تلفن سلولی عبارتنداز:
- دسترسی چند‌گانه‌ی تقسیم بسامدی (FDMA): که هر تماس را برروی یک بسامد مجزا قرار می‌دهد.
- دسترسی چندگانه‌ی تقسیم زمانی (TDMA): هر تماس را به بخشی از یک زمان روی یک بسامد واگذار می‌کند.
- دسترسی چندگانه‌ی تقسیم کدی (CDMA): که به هر تماس یک کد منحصر اختصاص داده و به کل طیف پخش می‌کند. در قسمت اول هر یک از این سه روش عبارت «دسترسی چندگانه» را می‌بینیم، این بدین مفهوم است که هر سلول امکان برقراری ارتباط بیش از یک نفر را در یک زمان فراهم می‌آورد.
۱) FDMA:
در این روش کل طیف بسامد به چندین کانال تقسیم می‌شود، این روش اکثراً جهت سامانه‌های آنالوگ به کار می رود ولی قابلیت طراحی به صورت دیجیتال را نیز دارد، اما جهت سامانه ‌های دیجیتالی کارآیی موثر نخواهد داشت.
۲) TDMA:
از یک پهنای باند نازک ۳۰khz کیلوهرتز و به طول ۶.۷ میلی‌ثانیه جهت تقسیم زمان به سه بخش استفاده می‌کند. هر مکالمه ۱/۳ حجم زمانی معمول را در این حالت اشغال نموده و موجب فشرده‌سازی و افزایش بهره‌وری می‌گردد و باعث افزایش تعداد کانال‌های هر سلول خواهد شد. این سامانه در باند‌های ۹۰۰ و ۱۸۰۰ مگاهرتز در اروپا و آسیا و نیز ۱۹۰۰ مگاهرتز در آمریکا مورد استفاده قرار دارد. متأسفانه باند ۱۹۰۰ GSM)) که در آمریکا کاربرد دارد با سامانه ‌های جهانی همساز نیست.
۳) CDMA:
یک تفاوت کلی با سامانه TDMA دارد. در این روش بعد از تبدیل سیگنال‌ها به دیجیتال آن‌ها را بر روی کل پهنای باند موجود انتشار می‌دهند و همچنین به هر تماس و سیگنال‌ یک کد منحصر به فرد اختصاص می‌دهند. در این حالت گیرنده‌ نیز جهت بازیابی اطلاعات از کد مشابه مختص هر تلفن استفاده می‌نماید. بازده‌ی این سامانه ۸ الی ۱۰ برابر سامانه ‌های آنالوگ (AMPS) است و ظرفیت را به میزان چشم‌گیری افزایش خواهد داد.
●مختل کننده‌ی تلفن همراه
وسیله‌ای است که با ارسال سیگنال‌های همسان با بسامد کار تلفن و با ایجاد تناوب‌های نامنظم، با توانی بیشتر از یک تلفن سلولی، مانع ارتباط بین گوشی و BTS سلول خواهد شد و ایجاد ارتباط و مکالمه را غیر ممکن می‌سازد.
این وسیله غالباً در مواردی که استفاده از تلفن همراه مخاطرات امنیتی در بردارد به کار می‌رود، مثلاً در مکان‌هایی مانند مراکز نظامی ، تالارهای همایش و جلسات مهم از نظر حفظ امنیت، این وسایل می‌توانند ثابت و یا قابل حمل باشند.
● تقویت کننده تلفن همراه
این دستگاه وسیله‌ای است که قادر است سیگنال‌های بسامدی مربوط به تلفن همراه را که از طرف سلول (BTS) پخش می‌شود، حتی اگر بسیار ضعیف باشند، به‌ طوری‌که گوشی تلفن قادر به تشخیص و دریافت آن‌ها نباشد، دریافت نموده و پس از تقویت دوباره ارسال نماید، این وسایل تقریباً شبیه تکرار کننده‌ها‌ی رادیویی عمل می‌کنند.
تقویت کننده‌ها معمولاً در نقاطی که سیگنال‌ها بسیار ضعیف اند (نقاط کور) مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین می‌توان از آن‌ها جهت انتقال گستره‌ی سیگنال مثلاً انتقال سیگنال‌ تا چندین طبقه زیرزمین ساختمان که در حالت عادی امکان پذیر نیست و یا مسیر‌های مترو زیرزمین استفاده نمود. (منبع ۲: سایت بیسیم)
نیم نگاهی بر تاریخچه سیستم های تلفن رادیویی همراه تا فناوری تلفن همراه سلولی مدرن
سیستم های تلفن رادیویی همراه مقدمه ای برای فناوری تلفن همراه سلولی مدرن بودند. از زمانی که نسل اول تلفن همراه سلولی راه اندازی شد، این سیستم ها گاهی به عنوان نسل۰ (نسل صفر) هم شناخته میشند. فناوری هایی که در سیستم های نسل صفر شامل می شدند، عبارت اند از : PTT یا Push To Talk، سیستم تلفن همراه یا MTS، سرویس تلفن همراه تقویت شده یا IMTS و AMTS که به معنی سیستم تلفن همراه پیشرفته است.
این سیستم های تلفن همراه قدیمی می توانستند از سایر سیستم های بسته تلفن رادیویی متمایز شوند به خاطر اینکه آن ها به عنوان سیستم های خدماتی تجاری بودند و قسمتی از شبکه تلفنی عمومی سوئیچ شده بودند که هر کدام شماره تلفن خود را داشتند، به خاطر همین هم متفاوت از شبکه های بسته از قبیل بیسیم پلیس یا سیستم تاکسی بیسیم بودند.
این تلفن های همراه عموما در داخل ماشین ها یا کامیون ها جاسازی می شدند، بعدها مدل کیفی آن ها نیز ساخته شد. عموما، دستگاه انتقال دهنده داخل بدنه خودرو جاسازی شده و به «سر» (منظور نمایشگر و گوشی) که در کنار صندلی راننده قرار میگرفت، متصل بود.
این سیستم ها از طریق WCCها ، RCC ها و فروشنده بیسیم های دو طرفه فروخته میشد. کاربران اصلی آن ها سرکارگرهای ساختمانی، دلال معاملات ملکی و افراد مشهور بودند.
قدیمی ترین این سیستم ها به عبارت زیر هستند :
موتورولا با همکاری شرکت Bell System نخستین سرویس تلفن همراه تجاری را در آمریکا در سال ۱۹۴۶ به عنوان شرکت تلفنی WireLine راه اندازی کرد.
اولین سیستم خودکار به وسیله‌ی IMTS متعلق به شرکت Bell System در سال ۱۹۶۲ راه اندازی شد، که شماره گیری خودکار به و با تلفن همراه را ارائه میکرد.
نخستین سیستم تلفن همراه دستی نروژ در سال ۱۹۶۶ توسط Televerket راه اندازی شد. بعدها نروژ اولین کشور اروپا بود که سیستم تلفن همراه خودکار را تهیه کرد.
شرکت Autoradiopuhelin در سال ۱۹۷۱ در فنلاند اولین شبکه تلفن همراه تجاری را در کشور راه اندازی کرد.
شرکت B-Netz در سال ۱۹۷۲ در آلمان غربی به عنوان دومین شبکه تلفن همراه تجاری راه اندازی شد (اما قبلی احتیاج به یک اپراتور انسان که تماس ها را به هم متصل کند نداشت).

http://yazdit.mihanblog.com/More-۱۲۰۹.ASPX
منبع :۱
منبع اصلی مقاله : از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد. زبان فارسی
منبع اصلی مقاله : وب سایت بیسیم
نویسنده: نت الکترونیکی
تاریخ انتشار : August ۲۴, ۲۰۰۶ ۵:۳۲ pm
منبع وبلاگ : http://enotes.blogsome.com/۲۰۰۶/۰۸/۲۴/about-blogday-۲۰۰۶-in-farsi
عنوان اصلی مقاله: تلفن همراه چگونه کار می کند
موضوع مقاله : تلفن همراه سلولی
لینک مستقیم مقاله اصلی
http://www.bisim.org
منبع۳ : وبلاگ یک پزشک