ระบบเซลลูล่าร์คือระบบของโทรศัพท์เคลื่อนที่ ซึ่งใช้เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายเป็นหัวใจสำคัญ มีการจัดสรรช่วงความถี่เฉพาะสำหรับระบบและมีการประยุกต์ใช้ความถี่หลายซ้ำหลายๆชุด โดยจัดสรรลงบนพื้นที่ให้บริการต่างๆกัน ซึ่งพื้นที่ให้บริการดังล่าวจะถูกเรียกว่า เซลล์ (Cell) โดยขนาดของเซลล์นั้นจะขึ้นอยู่กับปริมาณความหนาแน่นของผู้ใช้บริการต่อพื้นที่ คือ ถ้าเป็นบริเวณเมืองหลวงก็จำเป็นต้องใช้เซลล์ที่มีขนาดเล็กหลายๆ เซลล์เพื่อเพิ่มจำนวนช่องสัญญาณให้กับระบบในขณะที่บริเวณต่างจังหวัดอาจมีผู้ใช้บริการน้อยการกำหนดขนาดของเซลล์ให้มีขนาดใหญ่จะคุ้มในการลงทุนมากกว่า ( เซลล์ขนาดเล็กนั้นมีความหนาแน่นมากกว่าเซลล์ขนาดใหญ่เมื่อพื้นที่การให้บริการเท่ากัน )
ภาพ ระบบเซลลูล่าร์
ที่มา https://earthlinggb.wordpress.com
การจัดระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์
ระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์นั้นต้องนำความถี่ที่ใช้แล้วกลับมาใช้อีกในเซลล์ต่าง ๆ ที่อยู่ห่างไกลออกไป จำนวนช่องสัญญาณมากน้อยขึ้นอยู่กับแถบคลื่นความถี่ที่จัดสรรให้โดยองค์กรที่รับผิดชอบ และช่วงห่างของช่องสัญญาณที่เป็นมาตรฐานใช้กันอยู่เป็นเครือข่ายช่องสัญญาณ ในกลุ่มเซลล์ที่ติดกันจะต้องใช้ความถี่ที่แตกต่างกัน ระบบทำงานของโทรศัพท์เซลลูลาร์ต้องระมัดระวังการสอดแทรกของสัญญาณที่ใช้ความถี่เดียวกันในบริเวณที่ใกล้เคียง (Co-Channel Interference) ต้องให้อยู่ในขีดจำกัดที่ยอมรับได้ตามมาตรฐานการสื่อสารในระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์
ภาพ Frequency reuse concept
ที่มา http://www.ustudy.in/node/8133
ในการนำความถี่เดิมมาใช้ใหม่ต้องเลือกจำนวนช่องเซลล์ที่แตกต่างกัน (K) ควรให้มีมากที่สุดที่จะจัดได้เท่าที่จำเป็นจะต้องไม่ให้เกิดการทับกันหรือเกิดช่องว่างระหว่างเซลล์จำนวนช่องเซลล์ที่แตกต่าง (K) ที่ยอมรับได้และนิยมใช้งานคือ K = 4, 7, 12, และ 19 เซลล์เป็นต้น ลักษณะการวางเซลล์สัญญาณที่แตกต่างกัน
หลักการทำงานของระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์
ภาพ การทำงานของระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์
ที่มา http://howcellphonesreallywork.weebly.com/the-science.html
The Life of a Telephone Operator in 1969
(switchboard operator)
การทำงานของระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์จะต้องมีการทำงานพร้อมตัวเครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์ สถานีฐาน และชุมสายโทรศัพท์เซลลูลาร์ ซึ่งทั้งหมดถูกต่อกันเป็นเครือข่ายโทรศัพท์เซลลูลาร์ ขั้นตอนการทำงานดั้งนี้
1. เมื่อเครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์เริ่มเปิดเครื่อง เครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์จะตรวจสอบหาสัญญาณจากช่องสัญญาณที่มีอยู่ในบริเวณนั้นเองอย่างอัตโนมัติ ปรับความถี่เข้าหาช่องสัญญาณที่มีคามแรงมากที่สุดของสถานีฐานที่อยู่ใกล้ที่สุด และคงไว้ชั่วขณะหรือจนกว่าตัวเครื่องโทรศัพท์จะเคลื่อนที่ไปยังเครื่องอื่นที่มีความแรงสัญญาณแรงกว่าเซลล์เดิม
2. เมื่อผู้ใช้เครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์ต้องการติดต่อเลขหมายปลายทางหลังจากกดเลขหมายปลายทางเรียบร้อยและกดส่ง การหาช่องสัญญาณและความถี่ตัวสถานีฐานจะทำหน้าที่เลือกช่องสัญญาณโดยอัตโนมัติ ข้อมูลของสัญญาณควบคุมและสัญญาณเรียกถูกส่งในคลื่นวิทยุในระดับกำลังส่งต่ำออกจากเครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์ขึ้นไปในอากาศส่งไปยังสถานีฐานที่มีสายอากาศติดตั้งอยู่ในตำแหน่งใกล้ที่สุด สถานีฐานจะเชื่อมต่ออยู่กับชุมสายโทรศัพท์เซลลูลาร์ ที่เป็นตัวควบคุมและสลับสายชิ่งสัญญาณสนทนา ซึ่งต่อกันเป็นระบบเครือข่ายโทรศัพท์เซลลูลาร์สัญญาณเรียกเข้าจะถูกส่งต่อเข้าไปยังชุมสายโทรศัพท์ขององค์การโทรศัพท์ หากผู้รับปลายทางเป็นโทรศัพท์บ้าน หรือต่อไปยังชุมสายเซลลูลาร์ระบบอื่นหรือระบบเดียวกัน เมื่อผู้รับปลายทางเป็นโทรศัพท์เซลลูลาร์ สัญญาณเรียกนี้ต้องส่งผ่านช่องปรับแต่ง (Setup Channel)
3. กรณีใช้โทรศัพท์เรียกเข้าหาเครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์ ชุมสายโทรศัพท์ธรรมดา สามารถแยกได้ว่าเป็ตนการเรียกไปยังปลายทางชนิดใดจากกลุ่มรหัสเลขหมายนำหน้า ซึ่งถ้าเป็นเครื่องโทรศัพท์ต้องขึ้นต้นด้วยเลข 01 หรือ 09 ตามด้วยเลขหมายโทรศัพท์ ชุมสายโทรศัพท์เซลลูลาร์ต้องส่งข้อมูลสั้น ๆ เข้าหาเครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์ตามข้อมูลของหมายเลขนั้นในการค้นหาเครื่องงลูกข่าย แต่ละสถานีฐานทำการส่งข้อความเรียกผ่านทางช่องปรับแต่ง เมื่อเครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์รับทราบว่ามีผู้เรียกเข้าหาตัวเองจะทำการติดต่อกลับผ่านทางบช่องปรับแต่ง สถานีฐานจัดการหาช่องสัญญาณที่ว่างให้สามารถเชื่อมต่อการสนทนาได้ เครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์ทำการจูนหาความถี่ของช่องสัญญาณตามคำสั่งของสถานีฐาน
4. การเคลื่อนที่เปลี่ยนเซลล์ของเครื่องเซลลูลาร์ ระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์สามารถทราบได้ว่าสัญญาณการติดต่อของเครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์ที่กำลังใช้งานอยู่ไปยังเซลล์ถัดไปโดยอัตโนมัติในทิศทางที่เครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์เดินทางไป เรียกวิธีการนี้ว่า แฮนด์ออฟ (Handoff) หรือแฮนด์โอเวอร์(Handover)
5. การสิ้นสุดการสนทนา เมื่อใช้เครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์กดปุ่มสิ้นสุดการสนทนา มีสัญญาณสิ้นสุดการสนทนาส่งไปยังสถานีฐาน สัญญาณจะถูกส่งต่อไปยังชุมสายโทรศัพท์เซลลูลาร์ ชุมสายโทรศัพท์เซลลูลาร์ทำการยกเลิกใช้ช่องสัญญาณดังกล่าว และสถานีฐานก็ยกเลิกการใช้ช่องสัญญาณเช่น เครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์จะกลับไปวัดสัญญาณช่องปรับแต่งตามเดิม
โครงสร้างของระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์
โครงสร้างเบื้องต้นของระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์ ประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก ๆ คล้ายกันไม่ว่าระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์จะเป็นระบบใดก็ตามส่วนประกอบที่สำคัญได้แก่ เครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์ สถานีฐาน ชุมสายโทรศัพท์เซลลูลาร์ สายอากาศ และสายส่งสัญญาณ
1 เครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์ ประกอบด้วย หน่วยควบคุม ตัวรับส่งคลื่นวิทยุ ระบบสายอากาศ และแบตเตอรี่ ตัวเครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์ สามารถตรวจสอบระบบสัญญาณในบริเวณที่เครื่องอยู่ได้ มีโปรแกรมติดต่อกับสถานีฐานและชุมสายโทรศัพท์เซลลูลาร์
2 สถานีฐาน เป็นสถานีประจำเซลล์ระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์ ทำหน้าที่เชื่อมต่อสัญญาณระหว่างตัวเครื่องโทรศัพท์เซลลูลาร์กับชุมสายโทรศัพท์เซลลูลาร์ ภายในสถานีฐานประกอบด้วย หน่วยควบคุมตัวประมวลผลสัญญาณคลื่นวิทยุ ตัวรับเครื่องวิทยุ ระบบสายอากาศและแหล่งจ่ายไฟ
3 ชุมสายโทรศัพท์เซลลูลาร์ เป็นศูนย์กลางการควบคุมการทำงานของระบบ ควบคุมทั้งสถานีฐาน และตัวเครื่องเซลลูลาร์ มีการต่อเชื่อมระบบกับชุมสายโทรศัพท์ต่าง ๆ ทำหน้าที่ช่วยในการควบคุมขั้นตอนการโทรศัพท์ การเก็บข้อมูลการโทรศัพท์ การเปลี่ยนแปลงการเชื่อมต่อเซลล์ และตัดต่อระบบโทรศัพท์เซลลูลาร์กับระบบโทรศัพท์อื่นๆ
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น