Πώς λειτουργούν οι μεταδόσεις κινητών τηλεφώνων και τα σήματα;

Τα κινητά τηλέφωνα έχουν γίνει συνηθισμένα εργαλεία επικοινωνίας στη σύγχρονη κοινωνία, με ορισμένους χρήστες να αντικαθιστούν ακόμη και τα σταθερά τους με τα φορητά τηλέφωνα. Αν και τα σύγχρονα κινητά τηλέφωνα διαθέτουν μια μεγάλη ποικιλία διαφορετικών πρόσθετων και λειτουργιών, στην καρδιά της τεχνολογίας είναι ένα απλό αμφίδρομο ραδιοσύστημα. Η υποδομή που διαχειρίζεται και κρυπτογραφεί αυτή την αμφίδρομη επικοινωνία είναι αυτό που κάνει την κυτταρική τηλεφωνία την επιτυχημένη τεχνολογία επικοινωνίας σήμερα.

Πύργοι κυττάρων

Η καρδιά του κινητού τηλεφωνικού συστήματος είναι ο πύργος των κυττάρων. Οι πάροχοι χρησιμοποιούν ένα δίκτυο από αυτές τις κεραίες μικρής ισχύος που διαδίδονται σε όλη την περιοχή κάλυψης για την παροχή υπηρεσιών στους συνδρομητές. Κάθε πύργος χειρίζεται μια σχεδόν εξαγωνική περιοχή λίγα μίλια κατά μήκος, μαζεύοντας σήματα από τα κινητά τηλέφωνα και συνδέοντάς τα με το σταθερό τηλεφωνικό δίκτυο. Κάθε πύργος διατηρεί επίσης συνδέσεις με τους γύρω πύργους, επιτρέποντας στο σύστημα να εκτελεί απρόσκοπτα κλήσεις από πύργο σε πύργο καθώς οι χρήστες κινητών τηλεφώνων ταξιδεύουν μέσω της περιοχής κάλυψης.

Συχνότητες

Κάθε πύργος κυττάρων χειρίζεται σήματα σε ένα συγκεκριμένο υποσύνολο του φάσματος εκπομπής. Τα πρώτα κινητά τηλέφωνα θα κάλυπταν δύο ολόκληρες συχνότητες για μια συνομιλία, αλλά καθώς αυξήθηκε ο αριθμός των χρηστών, οι πάροχοι έπρεπε να βρουν νέους τρόπους για να τροφοδοτήσουν περισσότερα σήματα στο διαθέσιμο φάσμα. Χρησιμοποιώντας πομπούς χαμηλής κατανάλωσης επιτρέπει στο σύστημα να επαναχρησιμοποιεί τις συχνότητες, καθώς δύο πύργοι αρκετά μίλια μακριά δεν μπορούν να παρεμβαίνουν στα σήματα του άλλου. Άλλη τεχνολογία κοινής χρήσης συχνοτήτων περιλαμβάνει τη μετάδοση σε κοντινούς ρυθμούς παλμούς, αφήνοντας τη συχνότητα ελεύθερη για άλλους χρήστες μεταξύ των ριπών. Η τεχνολογία ψηφιακής κρυπτογράφησης βοηθάει να διασφαλιστεί ότι οι συνομιλίες παραμένουν ξεχωριστές και ιδιωτικές, εμποδίζοντας τους άλλους να ακούν.

Όταν ενεργοποιείτε το κινητό σας τηλέφωνο, η συσκευή αρχίζει να ψάχνει για ορισμένες βασικές συχνότητες που χρησιμοποιεί το δίκτυο για σκοπούς αναγνώρισης . Εάν μπορεί να συνδεθεί σε έναν πύργο σε μία από αυτές τις συχνότητες, στέλνει ένα μοναδικό αναγνωριστικό αριθμό στο δίκτυο, επιτρέποντας στο σύστημα να γνωρίζει την κατάσταση του τηλεφώνου σας και την τρέχουσα θέση του. Μόλις συνδεθεί, το τηλέφωνό σας θα συνεχίσει να παρακολουθεί αυτή τη συχνότητα φορέα για εισερχόμενες κλήσεις και θα το χρησιμοποιήσει για να σηματοδοτήσει μια εξερχόμενη κλήση εάν χρειαστεί να το κάνετε.

Πραγματοποίηση και λήψη κλήσεων

Εάν το τηλέφωνό σας λάβει κλήση, το σύστημα θα καθοδηγήσει τη σύνδεση στον πλησιέστερο πύργο και θα στείλει μια ειδοποίηση σχετικά με τη συχνότητα φερεγγυότητας που προκαλεί την κλήση του τηλεφώνου σας. Εάν πραγματοποιήσετε μια κλήση, το σύστημα λαμβάνει τον εξερχόμενο αριθμό και δρομολογεί την κλήση μέσω του σταθερού τηλεφωνικού συστήματος, φτάνοντας στη φυσική τηλεφωνική γραμμή ή στον κατάλληλο κυψελοειδή πύργο στο άλλο άκρο. Αφού συνδεθούν, τόσο το τηλέφωνο όσο και ο πύργος κρυπτογραφούν τα δεδομένα ήχου ψηφιακά, αποστέλλοντας αυτά τα πακέτα μέσω του αέρα στις επιλεγμένες συχνότητες. Τα σύγχρονα τηλέφωνα μπορούν να παρακολουθούν ταυτόχρονα πολλές διαφορετικές συχνότητες, επιτρέποντας στο σύστημα να προσαρμόζεται σε συμφόρηση ή παρεμβολές με τη μετάβαση σε καθαρότερα κανάλια, εξασφαλίζοντας μια σταθερή σύνδεση ακόμη και υπό δυσμενείς συνθήκες.