[PENDING] Διαχείριση συχνοτήτων στα συστήματα κινητής τηλεφωνίας. Frequency Allocation in Mobile Communications.

0 ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΚΟ ΔΚΠΑΗΓΔΤΣΗΚΟ ΗΓΡΤΜΑ

Σ.Δ.Η. ΚΑΒΑΛΑ΢

ΣΜΖΜΑ ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΗΑ΢

Άγηνο Λνπθάο, 65404 Καβάια ηει.2510462142, fax.2510462141

e-mail: eesec@teikav.edu.gr

ΠΣΤΥΑΚΗ ΔΡΓΑ΢ΙΑ

ΓΙΑΥΔΙΡΙ΢Η ΢ΤΥΝΟΣΗΣΩΝ ΢ΣΑ ΢Τ΢ΣΗΜΑΣΑ ΚΙΝΗΣΗ΢ ΣΗΛΔΦΩΝΙΑ΢

Frequency Allocation in Mobile Communications

ΠΑ΢ΒΑΝΣΙΓΗ΢ ΑΝΣΩΝΙΟ΢

Α.Δ.Μ. 4115

ΔΠΙΒΛΔΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΣΗ΢

: Γπ. ΑΘΑΝΑ΢ΙΟ΢ ΙΩΑΝΝΟΤ

ΚΑΒΑΛΑ 2011

1

ΠΔΡΗΔΥΟΜΔΝΑ

Δηζαγσγή………...….ζει.4 Πεξίιεςε...ζει.4 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1^Ο

1.1 Κηλεηά Γίθηπα Δπηθνηλσληψλ..………...ζει.6 1.2 Οη δηάθνξεο γεληέο θηλεηψλ δηθηχσλ………..ζει.14 1.2.1 Κηλεηά δίθηπα 1^εο γελίαο………..ζει.14 1.2.2 Κηλεηά δίθηπα 2^εο γελίαο………...…..…….ζει.15 1.2.3 Κηλεηά δίθηπα 2.5 γεληάο...ζει.16

ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2^Ο

2.1 Κηλεηά δίθηπα 3εο γεληάο...ζει.18 2.1.1 Πξνβιήκαηα δηάδνζεο...ζει.20 2.1.2 Γεληθά πξνβιήκαηα δηάδνζεο...ζει.22 2.2 Θεκειηψδεηο ελαιιαθηηθέο ιχζεηο ζρεδηαζκνχ γηα ζπζηήκαηα θηλεηψλ

επηθνηλσληψλ...ζει.25 2.3 Πξφηππα ζπζηήκαηα θηλεηψλ επηθνηλσληψλ...ζει.36 2.4 Απνινγηζκφο ησλ 3G...ζει.42 2.5 Κηλεηά δίθηπα 3.5 γεληάο...ζει.42

ΚΔΦΑΛΑΗΟ 3^Ο

3.1 ΢ηφρνη θαη απαηηήζεηο ησλ 4G...ζει.43 3.2 Απαηηήζεηο ζπζηεκάησλ 4εο γεληάο...ζει.44 3.3 Αζχξκαηα δίθηπα ηέηαξηεο γεληάο...ζει.45 3.4 Γεληθά ραξαθηεξηζηηθά δηθηχσλ 4εο γεληάο...ζει.47

2 ΚΔΦΑΛΑΗΟ 4^ν

4.1 Σν ζχζηεκα UMTS...ζει.49 4.1.1 Γεληθά ραξαθηεξηζηηθά...ζει.49 4.1.2 Ζ δνκή ηνπ UMTS...ζει.49 4.1.3 Γνκή θπςειψλ...ζει.52 4.1.4 Γηεπαθέο θαη αξρηηεθηνληθή πξσηνθφιισλ...ζει.56 4.2 Μεηάδνζε πνιπκεζηθψλ δεδνκέλσλ πάλσ απφ UMTS...ζει.60 4.2.1 Μεηάδνζε Γεδνκέλσλ ζε Πξαγκαηηθφ Υξφλν...ζει.61 4.2.2 Σα παξαδνζηαθά πξσηφθνιια κεηαθνξάο...ζει.61 4.2.3 Πξσηφθνιια πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ...ζει.61 4.2.4 Μεηάδνζε δεδνκέλσλ κε πξσηφθνιια πξαγκαηηθνχ ρξφλνπ...ζει.64 4.3 Μεηάδνζε βίληεν ζην UMTS κε δπλαηφηεηα πξνζαξκνγήο ηνπ ξπζκνχ

κεηάδνζεο...ζει.67

ΚΔΦΑΛΑΗΟ 5^Ο

5.1 Πνηφηεηα ππεξεζίαο (QOS) ζε 3G δίθηπα...ζει.69 5.1.1 QOS ζε 3G δίθηπα...ζει.70 5.1.2 Ζ Πν ηφ ηεηα ππ εξ εζ ίαο απφ ηελ ν πηηθ ή ην π ρξήζηε...ζει.71 5.1.3 Ο δίαπινο ππεξεζηψλ ζε UMTS...ζει.71 5.2 Λεηηνπξγίεο δηαρείξηζεο QOS...ζει.72 5.3 Σάμεηο QOS θαη ραξαθηεξηζηηθά ζην UMTS...ζει.74 5.3.1 Σάμεηο QOS ζην UMTS...ζει.74 5.3.2 ΢εκαληηθέο παξάκεηξνη γηα ην QOS...ζει.76 5.3.3 Παξάκεηξνη QOS...ζει.76 5.4 Φσλή (voice/Rich Voice)……….……..……….ζει.81 5.5 Βίληεν-ηειεθσλία...ζει.83 5.6 Βίληεν-ζπλδηάζθεςε...ζει.86

3 5.7 Multimedia messaging service (MMS)...ζει.85

ΚΔΦΑΛΑΗΟ 6^Ο

6.1 GSM(Global System for Mobile Telecomunications)...ζει.86 ΒΗΒΛΗΟΓΡΑΦΗΑ...ζει.96 ΠΖΓΔ΢ ΢ΥΖΜΑΣΧΝ...ζει.97

4

Δηζαγσγή

Ζ θαζεκεξηλή καο δσή πιαηζηψλεηαη απφ κηα εθπιεθηηθή εθεχξεζε πνπ αθνχεη ζην φλνκα θηλεηφ ηειέθσλν. Απφ ηε ζηηγκή πνπ ζα μππλήζνπκε, έσο φηνπ πνχκε ην ηειεπηαίν «θαιελχρηα», ε κηθξή απηή ζπζθεπή «θνιιάεη» καδί καο θαη δελ ηελ απνρσξηδφκαζηε πνηέ. Δίλαη απνδεδεηγκέλν πιένλ πσο ην θηλεηφ ηειέθσλν απνηειεί απφ ηα ζεκαληηθφηεξα ζηνηρεία ηεο δσήο καο, θαη ην δέζηκφ κα πηα καδί ηνπ είλαη αλαπφζπαζην. Μπνξεί λα μεράζνπκε ην πνξηνθφιη καο ζην ζπίηη, ιίγν πξηλ μεθηλήζνπκε γηα ηε δνπιεηά, αιιά ην θηλεηφ φρη. Σν κεξίδην ηεο παγθφζκηαο αγνξάο πνπ ζρεηίδεηαη ηφζν κε ηηο ζπζθεπέο, φζν θαη κε ηελ παξνρή ππεξεζηψλ είλαη πνιχ πςειφ θη νη ηερλνινγίεο πξνρσξνχλ κε ηαρχηαηνπο ξπζκνχο, ψζηε λα παξαζχξνπλ ηνπο πάληεο ζε έλα μέθξελν θπλήγη γηα ην κηθξφηεξν, πην θνκςφ, ιεηηνπξγηθφ θαη πινχζην πξντφλ. Ζ ζχγθιηζε ηειεπηθνηλσληψλ – πιεξνθνξηθήο έθεξε πνιχ θνληά ηνλ θφζκν ησλ ππνινγηζηψλ θαη ησλ θηλεηψλ ηειεθψλσλ, ψζηε πιένλ λα έρνπκε παξαδείγκαηα θαη απφ ηηο δχν πιεπξέο πνπ λα κελ κπνξνχκε λα ηα δηαθξίλνπκε, ηη αθξηβψο είλαη θηλεηφ ηειέθσλν θαη ηη ειεθηξνληθφο ππνινγηζηήο ρεηξφο. Σν πέξαζκα απφ ηα αλαινγηθά ζηα ςεθηαθά δίθηπα θαη ηψξα ε εκθάληζε ησλ ιεγφκελσλ δηθηχσλ 3εο γεληάο, θαη ηεο 4εο αξγφηεξα, ζεκαηνδνηνχλ κηα επνρή λέα θαη ζπλάκα αξθεηά θηιφδνμε, πνπ φκνηά ηεο ίζσο δελ έρεη γλσξίζεη ε αλζξσπφηεηα, ζηνλ ηνκέα ηεο ηειεπηθνηλσλίαο. Δίλαη αλάγθε λα γίλεη κηα κηθξή πεξηγξαθή ηεο ιεηηνπξγίαο ησλ θηλεηψλ ηειεθψλσλ, παξάιιεια κε ηελ αλάπηπμε ησλ δηθηχσλ θαη ησλ ηερλνινγηψλ, ψζηε λα γίλεη πεξηζζφηεξν γλσζηφο ν θφζκνο πνπ θξχβεηαη πίζσ απφ απηέο ηηο κηθξνζπζθεπέο, πνπ ρσξνχλ παληνχ θαη κεηαθέξνληαη παληνχ.

Πεξίιεςε

Ζ αζχξκαηε επηθνηλσλία, ζηηο κέξεο καο, απνθηά ηδηαίηεξε αμία ζε κηα ρψξα φπσο ε Διιάδα, φπνπ ε κνξθνινγία ηνπ εδάθνπο, δελ επηηξέπεη ζε αξθεηά γεσγξαθηθά δηακεξίζκαηα ηελ εγθαηάζηαζε θαη ρξήζε επξπδσληθψλ κέζσλ κεηάδνζεο φπσο γηα παξάδεηγκα νη νπηηθέο ίλεο. Δηδηθφηεξα ν ηνκέαο ηεο θηλεηήο ηειεθσλίαο είλαη έλαο ηαρχηαηα εμειηζζφκελνο ηνκέαο θαζψο ζηηο κέξεο καο βηψλνπκε ην πέξαζκα απφ ηε δεχηεξε γεληά ζπζηεκάησλ θηλεηψλ ηειεπηθνηλσληψλ πξνο ηελ ηξίηε. ΢ηελ εμέιημε ηνπ ηνκέα απηνχ ζπκβάινπλ ηα κέγηζηα θαη νη απαηηήζεηο ησλ ζχγρξνλσλ θαηξψλ γηα έλα ελνπνηεκέλν θαη ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα θηλεηήο ηειεθσλίαο κε ζθνπφ ηελ παξνρή κηαο πιεζψξαο ππεξεζηψλ ζηνπο ζπλδξνκεηέο.

Ζ πηπρηαθή απηή έρεη ζαλ ζθνπφ λα κειεηήζεη ηελ κεηάδνζε πνιπκεζηθψλ δεδνκέλσλ φπσο εηθφλα θαη ήρνο κέζα απφ ηελ έλλνηα ηνπ streaming, πάλσ απφ αζχξκαηα δίθηπα 3εο γεληάο (UMTS). Λακβάλνληαο ππφ φςε ηηο δπζθνιίεο πνπ ζπλεπάγεηαη ε αζχξκαηε κεηάδνζε δεδνκέλσλ, φπσο απψιεηα παθέησλ εμαηηίαο ιαζψλ ή ζπκθφξεζεο ζην δίθηπν, αιιά θαη ηελ θαζπζηέξεζε πνπ πνιιέο θνξέο παξαηεξείηαη,. ΢ηφρνο είλαη ε αληηκεηψπηζε ησλ παξαπάλσ πξνβιεκάησλ, αιιά θαη ε πξνζπάζεηα γηα ηελ φζν ην δπλαηφλ αλεκπφδηζηε ιεηηνπξγία ηεο streaming ππεξεζίαο αθφκα θαη ζε κε επλντθέο δηθηπαθέο ζπλζήθεο.

Ο έιεγρνο ηνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο απνηειεί έλα ζεκαληηθφ ζέκα ηφζν ζηα ελζχξκαηα φζν θαη ζηα αζχξκαηα δίθηπα κηαο θαη ζρεηίδεηαη κε ηε ζηαζεξφηεηα ηνπ δηθηχνπ, ζπκβάιιεη ζηε δίθαηε θαηαλνκή ηνπ bandwidth κεηαμχ ησλ ξνψλ δεδνκέλσλ θαη ζηελ νκαιή κεηάδνζε πνιπκεζηθψλ δεδνκέλσλ. Μία κέζνδνο ειέγρνπ θαη πξνζαξκνγήο ηνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο δεδνκέλσλ πάλσ απφ δίθηπα είλαη γλσζηή ζαλ TCP Friendly Rate Control (TFRC). Υξεζηκνπνηείηαη θπξίσο ζηα ελζχξκαηα δίθηπα θαη ζχκθσλα κε απηή, ν ξπζκφο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ είλαη ζπλάξηεζε θάπνησλ παξακέηξσλ νη νπνίεο

5 αληηπξνζσπεχνπλ ηελ θαηάζηαζε πνπ επηθξαηεί ζην δίθηπν. Οη παξάκεηξνη απηνί είλαη ην κέγεζνο ησλ παθέησλ, ν ξπζκφο απψιεηαο ησλ παθέησλ θαη ην Round Trip Time (RTT). Ζ κέζνδνο απηή κπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί θαη ζηα αζχξκαηα δίθηπα κε ηε βνήζεηα απαξαίηεησλ ηξνπνπνηήζεσλ/παξαιιαγψλ αιιά θαη ππφ ηελ πξνυπφζεζε φηη ιακβάλνληαη ππφςε νη ηδηαηηεξφηεηεο ηεο αζχξκαηεο κεηάδνζεο.

΢ηα πιαίζηα ηεο έξεπλαο πνπ έγηλε ζηελ εξγαζία απηή, ζα δείμνπκε ηελ ηθαλφηεηα πνπ κπνξεί λα έρεη έλαο streaming server γηα έιεγρν θαη πξνζαξκνγή ηνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο πνιπκεζηθψλ δεδνκέλσλ ζχκθσλα κε ηα πξνβιήκαηα πνπ πξναλαθέξζεθαλ θαη ηηο ηξέρνπζεο ζπλζήθεο ηνπ δηθηχνπ. Βαζηθφ ζηνηρείν ζηελ πξνζπάζεηα απηή απνηέιεζε ε ιεηηνπξγία ηνπ TFRC κεραληζκνχ ζε ζπλδπαζκφ κε ηε ρξήζε ηνπ RTP πξσηνθφιινπ.

Σν Real-Time Transport Protocol (RTP) παξέρεη κηα απφ άθξν ζε άθξν ππεξεζία γηα απνζηνιή δεδνκέλσλ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν. Δθαξκνγέο πνπ ρξεζηκνπνηνχλ ην πξσηφθνιιν απηφ είλαη θπξίσο ππεξεζίεο γηα κεηάδνζε (streaming) ήρνπ (θσλή) θαη βίληεν. Παξφιν πνπ ην RTP πξσηφθνιιν δελ παξέρεη θάπνηα εγγχεζε γηα ηελ έγθαηξε παξάδνζε ησλ παθέησλ, εληνχηνηο πεξηέρεη έλα κεραληζκφ γηα ηελ απεηθφληζε ηεο θαηάζηαζεο ηνπ δηθηχνπ θαη ησλ ραξαθηεξηζηηθψλ ηεο ζχλδεζεο κεηαμχ ησλ δχν άθξσλ. Πξφθεηηαη γηα ην RTP Control Protocol (RTCP) ην νπνίν απνζηέιιεη παθέηα (αλαθνξέο) κεηαμχ ηνπ streaming server θαη ελφο ρξήζηε, κε πιεξνθνξία φπσο ν ξπζκφο απψιεηαο παθέησλ, ε θαζπζηέξεζε κεηάδνζεο θαη ν RTT ρξφλνο. Με ηνλ ηξφπν απηφ, θαη γηα ηηο αλάγθεο ηεο αζχξκαηεο κεηάδνζεο βίληεν ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν απφ έλαλ server πξνο έλαλ θηλεηφ ρξήζηε κπνξεί λα γίλεη κηα ζπλεξγαζία ηνπ TFRC κεραληζκνχ θαη ησλ RTP θαη RTCP πξσηνθφιισλ. Ο server, θαηά ηε δηάξθεηα απνζηνιήο (streaming) πνιπκεζηθψλ δεδνκέλσλ ζε πξαγκαηηθφ ρξφλν πξνο έλα θηλεηφ ρξήζηε, ζα κπνξεί λα γλσξίδεη αλά πάζα ζηηγκή ηα ραξαθηεξηζηηθά ηεο αζχξκαηεο ζχλδεζεο, βαζηδφκελνο ζηα RTCP παθέηα πνπ ζα ηνπ ζηέιλεη ν ρξήζηεο θαη ζηε ζπλέρεηα κε ηε βνήζεηα ηνπ TFRC λα θάλεη ππνινγηζκφ ελφο άλσ θξάγκαηνο γηα ηνλ επηηξεπηφ ξπζκφ κεηάδνζεο ησλ δεδνκέλσλ. Ζ δπλαηφηεηα γηα αιιαγή ηνπ ξπζκνχ κεηάδνζεο απφ ηνλ server αλάινγα κε ηηο δηθηπαθέο ζπλζήθεο, βαζίδεηαη ζην γεγνλφο ηεο ηθαλφηεηαο λα επηιέγεη ην πξνο κεηάδνζε βίληεν κέζα απφ έλα ζχλνιν δηαθνξεηηθψλ θσδηθνπνηήζεσλ ηνπ βίληεν απηνχ. Με άιια ιφγηα, ν streaming server δηαηεξεί δηάθνξεο εθδφζεηο (αξρεία) ηνπ ίδηνπ βίληεν, κε ηε κφλε δηαθνξά φηη είλαη θσδηθνπνηεκέλα ζε δηαθνξεηηθνχο ξπζκνχο (Kbps) κε βάζε θάπνην πξφηππν (π.ρ MPEG-2).

Βέβαηα είλαη γεγνλφο, φηη έλαο ρακειφο ξπζκφο θσδηθνπνίεζεο ηεο πνιπκεζηθήο πιεξνθνξίαο, ζε ζρέζε κε έλα πςειφ ξπζκφ, ζπλεπάγεηαη κηα κέηξηα πνηφηεηα ζηελ εηθφλα ηνπ βίληεν. Απφ ηελ άιιε φκσο πιεπξά, ε κεηάδνζε κέηξηαο πνηφηεηαο (ρακεινχ ξπζκνχ) βίληεν, ζπλδέεηαη κε ην ρακειφ ξπζκφ ζηελ κεηάδνζε ησλ πνιπκεζηθψλ δεδνκέλσλ, γεγνλφο πνπ είλαη επηζπκεηφ ζε πεξηπηψζεηο φπνπ ζην δίθηπν παξαηεξείηαη ζπκθφξεζε, κεγάιεο θαζπζηεξήζεηο θαη απψιεηεο παθέησλ. Καηά αλάινγν ηξφπν, φηαλ ζην δίθηπν δελ παξαηεξνχληαη ηδηαίηεξα πξνβιήκαηα, είλαη επηζπκεηή ε κεηάδνζε απφ ηνλ streaming server βίληεν πςεινχ ξπζκνχ (θαιήο πνηφηεηαο), θαζψο ην δηαζέζηκν εχξνο δψλεο είλαη ζε ζέζε λα εμππεξεηήζεη ηηο απαηηήζεηο γηα κεηάδνζε πνιπκεζηθψλ δεδνκέλσλ κε πςειφ ξπζκφ.

Abstract

Wireless communication has become valuable, in a country like Greece, where the morphology of the ground does not allow the massive use of alternative means of communication like fiber optics. Especially, the field of mobile telecommunications has shown a remarkable growth over the past years, as we are now witnessing the pass from the second generation (2G) networks to the third generation (3G). However, this evolution can be regarded as the result of the demands for an integrated and functional

6 mobile telecommunication system, with a plethora of new services offered to its users.

The aim of this master thesis is to make a research in the transmission of multimedia content over a UMTS network, with the capability of adapting the transmission rate, depending on the network conditions. The control of the transmission rate is a very important aspect, not only in the wired networks, but also in the wireless networks, as it is responsible for the stability of the network, the fair sharing of the bandwidth between the traffic flows and the unaffected transmission of multimedia, like video and voice.

One method for the control and the adaptation of the transmission rate over networks is known as TCP Friendly Rate Control (TFRC). This method is mainly used in wired networks and according to its function, the transmission rate is the outcome of various parameters across the network. These parameters are the size of the packets, the packet loss rate, and the Round Trip Time (RTT). This method can also be used in wireless networks as long as some modifications take place and that special needs of the wireless transmission have been taken into consideration.

During this research, we can show how the TFRC mechanism and the Real-Time Transport Protocol (RTP) can be combined together for the needs of multimedia streaming over a wireless network. The RTP protocol provides end-toend delivery services for data with real-time characteristics such as interactive audio and video, while applications typically run RTP on top of UDP. RTP itself does not provide any mechanism to ensure timely delivery or other quality-ofservice guarantees. However, RTP consists of the RTP Control Protocol (RTCP),which monitors the quality of service like packet loss, delay, round trip time and conveys information about the participants in an on-going session. By this way, during a streaming session, the server would be able to have an image of the network conditions thanks to the RTCP information sent by the mobile client. Then, using the TFRC mechanism an upper bound for the transmission rate can be calculated in order to take advantage of the available bandwidth and to avoid causing network instability or abuse. The server would have the same video in different versions, depending on the coding in Kbits per second (Kbps) and then would have the capability of increasing or decreasing the transmission rate by switching the video files during the streaming session.

ΚΔΦΑΛΑΗΟ 1

1.1 Κηλεηά Γίθηπα Δπηθνηλσληώλ

Σν θεθάιαην απηφ θάλεη κηα αλαθνξά ζηα δίθηπα πνπ πξνεγήζεθαλ ηνπ UMTS θαη ηεο 3εο γεληάο, μεθηλψληαο απφ απηά ηεο 1εο. Γίλεηαη κηα αλαδξνκή ζηελ πνξεία πνπ έρνπλ δηαλχζεη κέρξη ηψξα ηα θηλεηά δίθηπα επηθνηλσληψλ, ζηα ραξαθηεξηζηηθά πνπ είραλ, ηηο δπζθνιίεο πνπ αληηκεηψπηδαλ θαη ζηνπο ιφγνπο πνπ ηα ψζεζαλ γηα λα εμειηρζνχλ.

Πξντζηνξία

Οη ξίδεο ησλ θηλεηψλ ηειεθψλσλ εληνπίδνληαη ήδε απφ ην δεχηεξν κηζφ ηνπ 19νπ αηψλα, φηαλ άξρηζαλ λα μεπεδνχλ ηερλνινγίεο θη εθεπξέζεηο φπσο ην ηειέθσλν, ν ηειέγξαθνο ή ε αλαθάιπςε θαη κειέηε ησλ ειεθηξνκαγλεηηθψλ θπκάησλ. Σα νλφκαηα κεγάισλ θαη πξσηνπφξσλ, φπσο ηνπ Αιεμάληεξ Γθξάρακ Μπει, ηνπ Γνπιηέικνπ Μαξθφλη, ηνπ Δλξίθνπ Υεξηδ θη άιισλ ραξάρηεθαλ καδί κε ηηο βάζεηο ηεο ζχγρξνλεο επνρήο ζηηο ηειεπηθνηλσλίεο. Δίλαη ραξαθηεξηζηηθφ ην φηη ζρεδφλ παξάιιεια κε ηελ αλάπηπμε ηνπ ηειεθψλνπ, ππήξμε θη ε ηδέα γηα αζχξκαηε ηειεπηθνηλσλία, αλ θαη νη αληίζηνηρεο ηερλνινγίεο εκθαλίζηεθαλ αξθεηά αξγφηεξα, φζνλ αθνξά ζηνλ ηνκέα απηφλ.

Σν θηλεηφ ηειέθσλν ζπλδπάδεη ζα ιέγακε δχν βαζηθέο ηερλνινγίεο. Δίλαη ηειέθσλν, σζηφζν ην φιν ζχζηεκα απφ πιεπξάο δηθηχνπ ζπκίδεη ξαδηφθσλν. Λεηηνπξγεί, κηιψληαο

7 πην απιά, ζαλ ην ξαδηφθσλν, φπνπ ππάξρνπλ ζηαζκνί – θεξαίεο πνπ αλακεηαδίδνπλ ην ζήκα, ψζηε λα βξίζθεηαη ζε ζπλερή ζχλδεζε ε Μνλάδα – ζπζθεπή θηλεηήο ηειεθσλίαο.

Μάιηζηα, πξηλ ππάξμεη ε θηλεηή ηειεθσλία, κε ηελ ηειηθή ζεκαζία ηεο ιέμεο, ηα ξαδηνηειέθσλα ήηαλ ην θαηαιιειφηεξν ζχζηεκα θηλεηήο ηειεπηθνηλσλίαο. ΢ε απηήλ ηελ πεξίπησζε, ππήξρε έλαο θεληξηθφο πνκπνδέθηεο, κηα κφλν θεξαία ζε θάζε πφιε, ζηελ νπνία ππήξραλ πεξίπνπ 25 δηαζέζηκα θαλάιηα. Απηφ ζήκαηλε απηνκάησο πσο ρξεηαδφηαλ έλαο αξθεηά ηζρπξφο πνκπφο, ηφζν ψζηε λα είλαη ηθαλφο λα εθπέκπεη ζε απφζηαζε πεξίπνπ 70 ρηιηνκέηξσλ, πξάγκα πνπ ζήκαηλε φηη δελ κπνξνχζε ν θαζέλαο λα ρξεζηκνπνηήζεη ηα ξαδηνηειέθσλα, θαζψο δελ ππήξραλ αξθεηά θαλάιηα επηθνηλσλίαο.

Με κηα επηζηξνθή πίζσ ζηηο πξψηεο ζπίζεο ηεο ηερλνινγηθέο απηήο επαλάζηαζεο, γπξίδνπκε ζηνλ Αιεμάληεξ Γθξάρακ Μπει, ν νπνίνο επηλφεζε ην ηειέθσλν, επηρεηξψληαο λα μεπεξάζεη ηηο δπλαηφηεηεο ηνπ ηειέγξαθνπ. Ο ηειεπηαίνο απνηεινχζε κηα δηάηαμε πνπ αλαπηχρζεθε θη εμειίρζεθε θαηά ην 1938 απφ ηνλ Ακεξηθαλφ Μνξο (Samuel Finley Breese Morse, 1791-1872) θαη ήηαλ δπλαηφλ λα κεηαθέξεη κφλν ζήκαηα. Δπηρεηξψληαο λα κεηαδψζεη ηε θσλή ινηπφλ, ν Μπέι νδεγήζεθε ζην ηειέθσλν, θαηά ην 1876. Δπφκελνο ζεκαληηθφο ζηαζκφο ήηαλ ην 1985, φηαλ ν Γνπιηέικνο Μαξθφλη (Giuglielmo Marconi) θαηάθεξε λα απειεπζεξψζεη απφ ηα ζχξκαηα ηελ επηθνηλσλία, θαη πξαγκαηνπνίεζε ην 1901 κέζσ ξαδηνθπκάησλ ηελ απνζηνιή κελχκαηνο απφ ηελ Αγγιία ζηε Ακεξηθή, ε πξψηε ππεξαηιαληηθή εθπνκπή κελχκαηνο. Σα ίδηα ηα ξαδηνθχκαηα έρνπλ ηηο ξίδεο ηνπο ζην Νηθνιάη Σέζια, ν νπνίνο αλαγλψξηζε ηελ χπαξμή ηνπο, ηελ φιε βάζε ηεο αζχξκαηεο ηειεπηθνηλσλίαο.

Σν 1903, νη Γεξκαληθέο AEG θαη Siemens&Halske ηδξχνπλ ηελ Deutsche Telefunken GmbH θαη ζε ζπλεξγαζία κε ηελ Lorezn AG πξαγκαηνπνηνχλ ηελ πξψηε εθπνκπή ήρνπ θαη νκηιίαο κφιηο 3 ρξφληα κεηά. Όηαλ θη ε Ακεξηθαληθή Σειεθσληθή θαη Σειεγξαθηθή Δηαηξεία AT&T ζπλεξγάζηεθε ην θαηφξζσκα απηφ βειηηψζεθε, νδεγψληαο ζηελ πξψηε ππεξαηιαληηθή κεηάδνζε ήρνπ, απφ ηηο Ζ.Π.Α. ζηε Γαιιία. Δπηζήκσο κπνξνχκε λα ηνπνζεηήζνπκε ηε γέλεζε ηεο θηλεηήο ηειεθσλίαο, φπσο ηελ αληηιακβαλφκαζηε ζήκεξα, γχξσ ζηα 1918, αλ θαη κεηά ην δεχηεξν κηζφ ηνπ 20νχ αηψλα ζπλέβεζαλ νη πην ζεκαληηθέο εμειίμεηο. Δίλαη ραξαθηεξηζηηθφ φηη εγθαηαζηάζεηο θηλεηήο ηειεθσλίαο ππήξραλ ζε ηξέλα. ΢πγθεθξηκέλα,κεξηθέο πξψηεο δνθηκέο είραλ πξαγκαηνπνηεζεί ζηε Γεξκαλία,ζηελ ζηξαηησηηθή γξακκή Βεξνιίλν – Zossen. Ύζηεξα, θαη ζε ηδησηηθήγξακκή πνπ ζπλέδεε ην Teltow, πξνάζηην ηνπ Βεξνιίλνπ, κε ηελ Saxony – Anhalt πφιε Lichterfelde. Πιένλ, ην 1926, θάζε ηαρχ ηξέλν πνπ εθηεινχζε ην δξνκνιφγην Ακβνχξγν – Βεξνιίλν ήηαλ εμνπιηζκέλν κε ζχζηεκα θηλεηήο ηειεθσλίαο, ελψ απφ δηάθνξεο ζηαηηζηηθέο πξνθχπηνπλ θαηά κέζν φξν 40 ηειεθσληθέο θιήζεηο ηελ εκέξα, θαηά ηελ πεξίνδν 1926-1927.

Απφ ηελ άιιε κεξηά ν εμνπιηζκφο πνπ ππήξρε ζηα ηξέλα ήηαλ ηεξάζηηνο ζε δηαζηάζεηο, ελψ θαη ην θφζηνο ρξήζεο ήηαλ αλάινγα κεγάιν.Γηα λα πξαγκαηνπνηήζεη θάπνηνο κηαθιήζε, ρξεηαδφηαλ λα ρξεζηκνπνηήζεη κηα εηδηθή θακπίλα ζην ηξέλν, κε έλα ζπκβαηηθφ ζεη ζπζθεπήο ηειεθψλνπ. ΢ηε ζπλέρεηα, ην ζήκα κεηαδηδφηαλ κέζσ θαισδίσλ ζηελ νξνθή ηνπ ηξέλνπ, φπνπ ππήξραλ ζηεξεσκέλα δηάθνξα θαιψδηα.

θεξαίεο χζηεξα κεηέδηδαλ ην ζήκα ζε ηειεθσληθέο γξακκέο, νη νπνίεο βξίζθνληαλ δίπια ζηηο ζηδεξνηξνρηέο. Αθνινχζσο, ρεηξνθίλεηνη δηαθφπηεο κεηέδηδαλ ηε ζχλδεζε ζην ζηαζεξφ ηειεθσληθφ δίθηπν. Ο αλαινγηθφο, φπσο ιέγεηαη, ηχπνο δηθηχσλ θηλεηήο ηειεθσλίαο άξρηζε λα απφ ηφηε λα εκθαλίδεηαη θη επέδεζε σο θαη ηηο αξρέο πεξίπνπ ηεο δεθαεηίαο ηνπ ’90, φηαλ θη ε ςεθηαθή επνρή άξρηζε λα εδξαηψλεηαη. Απηνχ ηνπ ηχπνπ ε θηλεηή ηειεθσλία ζπληζηά ηελ 1ε γελεά ησλ Κηλεηψλ ηειεπηθνηλσληψλ.

Βαζικέρ Λειηοςπγίερ και Σεσνολογίερ

i. Οη θπςέιεο

8 Πξηλ πξνρσξήζνπκε ζηελ πεξηγξαθή ησλ δηθηχσλ ίζσο ζα ήηαλ αλαγθαίν λα γίλεη κηα αλαθνξά ζηηο ηερλνινγίεο θαη ηε κνξθή ιεηηνπξγίαο ηνπ ιεγφκελνπ θπςεινεηδνχο ηχπνπ δηθηχνπ θηλεηήο ηειεθσλίαο. ΢ε κηα πξνεγνχκελε αλαθνξά παξαηεξήζεθε πσο ηα ξαδηνηειέθσλα ρξεηάδνληαλ κηα θεληξηθή θεξαία κε κεγάιν εχξνο κεηάδνζεο, γηα λα θαιχςεη κηα ζπγθεθξηκέλε γεσγξαθηθή πεξηνρή, π.ρ. κηα πφιε.

Σν θαηλνηνκηθφ εδψ ζηνηρείν ήηαλ ε δηαίξεζε ηεο πεξηνρήο ζε κηθξέο θπςέιεο. Οη γεσγξαθηθέο πεξηνρέο δειαδή, απαξηίδνληαλ απφ έλα ζχλνιν θπςειψλ, ε κνξθή ησλ νπνίσλ εμαξηάηαη θπξίσο απφ ηε κνξθνινγία ηνπ εδάθνπο, αιιά γηα θαζαξά ππνινγηζηηθνχο ιφγνπο έρεη πηνζεηεζεί ε αλαπαξάζηαζε κηαο θπςέιεο κε εμάγσλν.

Οη θιήζεηο ζε θάζε θπςέιε εμππεξεηνχληαη απφ δηαχινπο (θαλάιηα) νη νπνίνη κπνξνχλ λα επαλαρξεζηκνπνηεζνχλ ζπγρξφλσο απφ άιιεο θπςέιεο, κε γεηηνληθέο. Οη θπςέιεο ινηπφλ παξέρνπλ ηε δπλαηφηεηα εθηεηακέλεο επαλαρξεζηκνπνίεζεο ζπρλφηεηαο, έηζη ψζηε ρηιηάδεο άλζξσπνη λα κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηνχλ ηα θηλεηά ηειέθσλα ηαπηνρξφλσο.

΢ε έλα ηππηθφ αλαινγηθφ θπςεινεηδέο ζχζηεκα π.ρ. ζηηο ΖΠΑ, ν θνξέαο θηλεηήο ηειεθσλίαο δέρεηαη πεξίπνπ 800 ζπρλφηεηεο γηα ρξήζε ζε φιε ηελ πεξηνρή/πφιε.

Σππηθφ κέγεζνο γηα ηελ θάζε θπςέιε είλαη ηα 26 ηεηξαγσληθά ρηιηφκεηξα. ΢ε θάζε θπςέιε ππάξρεη έλαο ζηαζκφο βάζεο ν νπνίνο παξέρεη δηεπηθνηλσλία κεηαμχ ηνπ θέληξνπ κεηαγσγήο ηεο θηλεηήο ηειεθσλίαο (MTSO) θαη ησλ θηλεηψλ κνλάδσλ (ζπζθεπψλ), ηα νπνία είλαη δηαζθνξπηζκέλα κέζα ζηελ θπςέιε.

Σν θέληξν έρεη ππφ ηελ επνπηεία ηνπ φιν ην θπςεινεηδέο ηειεπηθνηλσληαθφ ζχζηεκα, ζπληνλίδεη ηηο θηλεηέο κνλάδεο κε ηνπο ζηαζκνχο βάζεο, εθηειεί ηε δηαδηθαζία αλάζεζεο ησλ θιήζεσλ ζε δηαχινπο θαη παξέρεη ελδνεπηθνηλσλία κε ην δεκφζην ηειεθσληθφ δίθηπν κεηαγσγήο. ΢ηνλ θάζε ζηαζκφ βάζεο πεξηέρεηαη ν θαηάιιεινο εμνπιηζκφο θη έλαο πνκπφο – θεξαία, γηα ηε κεηάδνζε ηνπ ζήκαηνο.

΢ρήκα 1.1:Κπςεινεηδήο Αξρηηεθηνληθή

9

΢ρήκα 1.2 :Πιέγκα απφ θπςέιεο

Όπσο θαίλεηαη θαη ζην ζρήκα, ζε έλα πιέγκα απφ θπςέιεο βιέπνπκε 7 ζπλνιηθά νη νπνίεο εθάπηνληαη κεηαμχ ηνπο. Ζ θαζεκηά ινηπφλ θπςέιε ρξεζηκνπνηεί ην έλα έβδνκν (1/7) ησλ δηαζέζηκσλ θαλαιηψλ, θη έηζη έρεη έλα κνλαδηθφ ζεη ζπρλνηήησλ θαη δελ ππάξρνπλ ζπγθξνχζεηο-ζπγρχζεηο. Έηζη ινηπφλ, εάλ ν θνξέαο/ παξνρέαο ιακβάλεη 832 ξαδηνζπρλφηεηεο γηα λα ρξεζηκνπνηήζεη, απφ απηέο, νη 42 ρξεζηκνπνηνχληαη γηα θαλάιηα ειέγρνπ θαη νη ππφινηπεο 792 κνηξάδνληαη ζηα δχν, επεηδή ε θάζε ζπζθεπή θηλεηήο ηειεθσλίαο ρξεζηκνπνηεί 2 ζπρλφηεηεο θάζε θνξά. Δίλαη ην ιεγφκελν duplex θαλάιη. Έρνπκε ινηπφλ 395 θαλάιηα γηα ήρν θαη 42 ζπρλφηεηεο γηα θαλάιηα ειέγρνπ, ζπλεπψο θάζε θπςέιε (απφ ηηο 7 ζην πιέγκα) έρεη δηαζέζηκα (395/7=) 56 θαλάιηα ήρνπ.

Απηφ ζεκαίλεη δειαδή φηη ζηελ θάζε θπςέιε κπνξνχλ λα κηινχλ ηαπηφρξνλα 56 άηνκα ζην θηλεηφ ηνπο ηειέθσλν.

΢ηα ςεθηαθά ζπζηήκαηα, ιφγσ ηεο ζπκπίεζεο πνπ γίλεηαη ζηα δεδνκέλα, ν αξηζκφο ησλ δηαζέζηκσλ θαλαιηψλ απμάλεηαη. Γηα παξάδεηγκα, ζε έλα ςεθηαθφ ζχζηεκα πνιιαπιήο πξφζβαζεο κε δηαίξεζε ρξφλνπ (TDMA) ε θάζε θπςέιε κπνξεί λα έρεη ην ηξηπιάζην αξηζκφ θαλαιηψλ, δειαδή πεξίπνπ 168 αθφκε θαλάιηα δηαζέζηκα. Σα θηλεηά ηειέθσλα έρνπλ κηθξήο ηζρχνο πνκπνχο, κάιηζηα, ηα πεξηζζφηεξα εθπέκπνπλ ζε 0,6 ή 3 Watts.

Μηθξήο ηζρχνο πνκπνχο έρνπλ θη νη ζηαζκνί βάζεο. Πιενλεθηήκαηα πνπ πξνθχπηνπλ είλαη απφ ηε κηα φηη νη εθπνκπέο δελ μεθεχγνπλ έμσ απφ ηελ θπςέιε ζηελ νπνία βξίζθνληαη ην θηλεηφ ηειέθσλν θη ν ζηαζκφο βάζεο θη έηζη επηηξέπεηαη θη επαλαρξεζηκνπνίεζε ησλ ζπρλνηήησλ απφ κε γεηηνληθέο θπςέιεο. Απφ ηε άιιε, νη ρακειήο ηζρχνο εθπνκπέο δελ απαηηνχλ κεγάια πνζά ελέξγεηαο, θαηά ζπλέπεηα, ε θαηαλάισζε γηα έλα θηλεηφ ηειέθσλν είλαη κηθξή, φζν ρξεηάδεηαη γηα κηα κηθξνχ κεγέζνπο κπαηαξία. Έλα ζεκείν ζεκαληηθφ είλαη φηη, πξνθεηκέλνπ λα επηηεπρζεί έλα ηέηνην ζχζηεκα κε θπςέιεο, ρξεηάδεηαη ζηε γεσγξαθηθή πεξηνρή λα ππάξρνπλ πνιινί ζηαζκνί βάζεο θαη πχξγνη-θεξαίεο εθπνκπήο. Δπεηδή φκσο είλαη αξθεηνί νη ρξήζηεο ησλ θηλεηψλ ηειεθψλσλ, ην θφζηνο αλά ρξήζηε παξακέλεη ρακειφ.

ii. Ζ κεηάβαζε από θπςέιε ζε θπςέιε

Δίλαη πξαγκαηηθά εθπιεθηηθφ πφζα θξχβνληαη πίζσ απφ κηα απιή θαηά ηνλ ρξήζηε δηαδηθαζία, φπσο είλαη ε πξαγκαηνπνίεζε κηαο θιήζεο. Μηα αιπζηδσηή αιιεινπρία απφ πνιιέο θαη πνιχπινθεο δηεξγαζίεο πξαγκαηνπνηνχληαη, ψζηε λα γίλεη ε επηθνηλσλία εθηθηή, κε έλα θηλεηφ ηειέθσλν.

Έζησ ινηπφλ φηη ππάξρεη έλα θηλεηφ ηειέθσλν, θαη θάπνηνο πξνζπαζεί λα θαιέζεη ηνλ θάηνρφ ηνπ. Να ζεκεησζεί φηη ππάξρνπλ θάπνηνη θσδηθνί πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη απφ ηε

10 ζπζθεπή θαη ηελ ππεξεζία γηα λα πξαγκαηνπνηείηαη ε αλαγλψξηζε θαη ζπλδηαιιαγή ηεο ζπζθεπήο κε ην δίθηπν.

Σα βαζηθά ινηπφλ βήκαηα πνπ αθνινπζνχληαη είλαη ηα εμήο:

• Αξρηθά, φηαλ ε ζπζθεπή ελεξγνπνηείηαη, αλαδεηεί ηνλ εηδηθφ SID θσδηθφ κέζσ ηνπ θαλαιηνχ ειέγρνπ. Σν θαλάιη ειέγρνπ είλαη κηα εηδηθή ζπρλφηεηα ηελ νπνία ρξεζηκνπνηνχλ ην θηλεηφ ηειέθσλν κε ην ζηαζκφ βάζεο γηα λα επηθνηλσλνχλ ην έλα κε ην άιιν ζρεηηθά κε ξπζκίζεηο θιήζεσλ ή αιιαγή θαλαιηψλ. Δάλ ε ζπζθεπή δελ βξεη θαλέλα θαλάιη ειέγρνπ γηα λα ζπλνκηιήζεη, μέξεη φηη είλαη εθηφο εχξνπο θη εκθαλίδεη έλα κήλπκα «εθηφο δηθηχνπ» ή «no service».

• Γηαθνξεηηθά, φηαλ ιάβεη ηνλ θσδηθφ SID, ηνλ ζπγθξίλεη κε ηνλ αληίζηνηρν πνπ είλαη πξνγξακκαηηζκέλνο κέζα ζηε ζπζθεπή. Δάλ ηαηξηάδνπλ, ε ζπζθεπή γλσξίδεη πιένλ φηη ε θπςέιε κε ηελ νπνία επηθνηλσλεί είλαη κέξνο ηνπ εγρψξηνπ δηθηχνπ κε ην νπνίν είλαη ξπζκηζκέλν (home system).

• Δθηφο απφ ηνλ SID, ε ζπζθεπή εθπέκπεη επίζεο κηα έθθιεζε γηα εγγξαθή (registration) θαη ην Κέληξν Μεηαγσγήο Κηλεηήο Σειεθσλίαο (MTSO) θαηαρσξεί ζε κηα βάζε δεδνκέλσλ ηελ αθξηβή γεσγξαθηθή ζέζε ηνπ θηλεηνχ ηειεθψλνπ. Έηζη, γλσξίδεη αθξηβψο πνηα θπςέιε ρξεζηκνπνηεί φηαλ ζέιεη λα θάλεη ηε ζπζθεπή λα θνπδνπλίζεη, θαζψο ε θιήζε έξρεηαη.

• Σν MTSO ιακβάλεη ηελ θιήζε θαη αλαδεηά ηε ζπζθεπή γηα λα δεη ζε πνηα θπςέιε βξίζθεηαη ηε ζπγθεθξηκέλε ζηηγκή.

• Ύζηεξα δεζκεχεη έλα δεπγάξη ζπρλνηήησλ (έλα θαλάιη) ην νπνίν ζα ρξεζηκνπνηεζεί απφ ην θηλεηφ ηειέθσλν γηα λα ιάβεη ηελ θιήζε.

• Σν MTSO επηθνηλσλεί κε ην ηειέθσλν κέζσ ηνπ θαλαιηνχ ειέγρνπ γηα λα ην ελεκεξψζεη πνηεο ζπγθεθξηκέλεο ζπρλφηεηεο λα ρξεζηκνπνηήζεη. Απφ ηε ζηηγκή πνπ ην ηειέθσλν θαη ην θέληξν-θεξαία ζπγρξνληζηνχλ ζε απηέο ηηο ζπρλφηεηεο, ε θιήζε ζπλδέεηαη θαη πξαγκαηνπνηείηαη, κε απνηέιεζκα λα κπνξνχλ νη δχν ζπλδξνκεηέο- ρξήζηεο λα κηιήζνπλ κεηαμχ ηνπο.

• Καζψο ηψξα ε ζπζθεπή θηλείηαη πξνο ηε άθξε κηαο θπςέιεο, ν ζηαζκφο βάζεο ζηελ θπςέιε ζηελ νπνία πιεζηάδεη ην θηλεηφ ηειέθσλν βιέπεη φηη εθεί ην ζήκα κεγαιψλεη.

(ν ζηαζκφο βάζεο ειέγρεη θαη κεηξά γεληθά ηελ ηζρχ ηνπ ζήκαηνο ζε φιεο ηηο ζπρλφηεηεο, φρη κφλν ηελ δηθή ηνπ – ην 1/7). Οη δχν ζηαζκνί βάζεο ζπλεξγάδνληαη κεηαμχ ηνπο κέζσ ηνπ MTSO θαη, ζε θάπνην ζεκείν, ην ηειέθσλν δέρεηαη έλα ζήκα απφ ην θαλάιη ειέγρνπ πνπ ηνπ δεηά λα αιιάμεη ζπρλφηεηεο. Απηή ε «πάζα» πνπ δίλεηαη, ζηελ νπζία κεηαζηξέθεη/ πξνζαξκφδεη ην θηλεηφ ηειέθσλν ζηε λέα θπςέιε.

iii. Roaming

Δάλ ν θσδηθφο SID ζην θαλάιη ειέγρνπ δελ ηαηξηάδεη κε εθείλνλ πνπ είλαη πξνγξακκαηηζκέλνο ζηε ζπζθεπή, ηφηε ην θηλεηφ ηειέθσλν μέξεη φηη βξίζθεηαη ζε πεξηαγσγή. Σν MTSO ηεο θπςέιεο ζηελ νπνία πεξηάγεηαη επηθνηλσλεί κε ην MTSO ηνπ εγρψξηνπ ζπζηήκαηνο, ην νπνίν ειέγρεη ζηε ζπλέρεηα ζηε βάζε δεδνκέλσλ ηνπ γηα λα επηβεβαηψζεη φηη ν SID είλαη έγθπξνο. Σν εγρψξην ζχζηεκα επηθπξψλεη ηε ζπζθεπή ζην ηνπηθφ MTSO, ην νπνίν χζηεξα θαηαρσξεί θη παξαθνινπζεί ην θηλεηφ ηειέθσλν θαζψο

11 θηλείηαη ζηηο θπςέιεο. Καη ην εθπιεθηηθφ είλαη φηη φιεο απηέο νη δηαδηθαζίεο πξαγκαηνπνηνχληαη κέζα ζε ειάρηζηα δεπηεξφιεπηα!

΢ρήκα 1.3 :Βαζηθά βήκαηα κεηάβαζεο

Παπάπηημα 1 – Κυδικοί

• ESN – Electronic Serial Number: έλαο κνλαδηθφο αξηζκφο απφ 52 ςεθία πνπ πξνγξακκαηίδεηαη ζηε ζπζθεπή ηνπ θηλεηνχ ηειεθψλνπ φηαλ θαηαζθεπάδεηαη.

• MIN – Mobile Identification Number: Έλαο 10ςήθηνο αξηζκφο, πνπ πξνέξρεηαη απφ ηνλ αξηζκφ ηνπ ηειεθψλνπ.

• SID – System Identification Code: Έλαο κνλαδηθφο 5ςήθηνο αξηζκφο πνπ πξνζδηνξίδεηαη ζε θάζε θνξέα. Σν ESN απνηειεί κφληκν κέξνο ηνπ θηλεηνχ ηειεθψλνπ, ελψ νη SID θαη MIN θσδηθνί πξνγξακκαηίδνληαη ζην ηειέθσλν φηαλ αγνξάδεηαη έλα παθέην ζχλδεζεο θη ελεξγνπνηείηαη ε ζπζθεπή.

Παπάπηημα 2 – Μονόρ και διπλόρ (duplex) δίαςλορ

Έρεη γίλεη πξνεγνπκέλσο αλαθνξά ζε duplex θαλάιηα θαη δηακνηξαζκφ ζπρλνηήησλ. Ση αθξηβψο είλαη απηά φκσο; Μνλά θαλάιηα ρξεζηκνπνηνχλ ηα γλσζηά Walkie-Talkie θαη ηα CB radios, πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα επηθνηλσλία π.ρ. κεηαμχ θνξηεγψλ-ληαιηθψλ, πνιχ ζπρλά ζηηο ΖΠΑ. Πξφθεηηαη γηα ζπζθεπέο πνπ επηηξέπνπλ κνλφδξνκε επηθνηλσλία κέζσ κίαο κφλν ζπρλφηεηαο. Απηφ ζεκαίλεη φηη δελ κπνξεί λα ππάξμεη ηαπηφρξνλε απνζηνιή-ιήςε ζήκαηνο, λα κηινχλ δειαδή θη νη δχν ηελ ίδηα ζηηγκή. ΢ηα θηλεηά ηειέθσλα είλαη εθηθηφ θάηη ηέηνην, αθνχ κνηξάδνληαη έλα θαλάιη πνπ απνηειείηαη απφ δχν ζπρλφηεηεο, κηα γηα νκηιία θαη κηα γηα αθξφαζε. ΢ρεηηθά κε ηα θαλάιηα, έλα Walkie-Talkie έρεη έλα κφλν θαλάιη, έλα CB radio 40, ελψ έλα θηλεηφ ηειέθσλν κπνξεί λα επηθνηλσλήζεη ζε 1664 ή πεξηζζφηεξα θαλάιηα! Σν εχξνο ηεο εθπνκπήο είλαη δηαθνξεηηθφ. Έλα Walkie-Talkie κπνξεί λα εθπέκςεη ζε πεξίπνπ 1,5 – 1,6km, ρξεζηκνπνηψληαο έλαλ πνκπφ ησλ 0,25 watts. Έλα CB radio έρεη πεξηζζφηεξε ηζρχ θη εθπέκπεη ζηα 8km, κε πνκπφ ησλ 5 watts. Καζψο ηα θηλεηά ηειέθσλα ζηεξίδνληαη ζην θπςεινεηδέο ζχζηεκα, δελ έρνπλ φξην εχξνπο, αθνχ κφιηο ε ζπζθεπή απνκαθξπλζεί απφ ην θέληξν ηεο κηαο θπςέιεο, εηζάγεηαη ζηε γεηηνληθή. Έηζη, κηα ζπδήηεζε κπνξεί λα ζπλερίδεηαη γηα πνιιά ρηιηφκεηξα, ρσξίο λα δηαθνπεί.

12

Βαζικά μέπη μιαρ ζςζκεςήρ κινηηήρ ηηλεθυνίαρ

Έλα ζχγρξνλν θηλεηφ ηειέθσλν κπνξεί λα έρεη δηαζηάζεηο κηθξφηεξεο θη απφ έλα παθέην ηζηγάξα θαη λα πξαγκαηνπνηεί δηζεθαηνκκχξηα ππνινγηζκνχο ην δεπηεξφιεπην, ράξε ζηνπο πνιχπινθνπο θη παλίζρπξνπο κηθξνεπεμεξγαζηέο ηνπ. Όπσο θαη κε ηελ εμέιημε ησλ ππνινγηζηψλ, έηζη θαη ηα θηλεηά ηειέθσλα ζηελ αξρή είραλ δηαζηάζεηο πνπ κπνξνχζαλ θηάζνπλ φιν ηνλ φξνθν ελφο θηηξίνπ. 30 ρξφληα αξγφηεξα, είλαη ηφζν κηθξά θαη δηαθξηηηθά, πνπ κπνξεί λα ην ράζεη θηφιαο θαλείο, εχθνια!

΢ρήκα 1.4 : απιή ζπζθεπή θηλεηήο ηειεθσλίαο

Αλεμάξηεηα απφ ηηο εηδηθεπκέλεο ιεηηνπξγίεο θαη ην ζχγρξνλν ζπκπιεξσκαηηθφ εμνπιηζκφ, έλα θηλεηφ ηειέθσλν απνηειείηαη θπξίσο απφ κεξηθά βαζηθά κέξε:

• Σελ πιαθέηα πνπ πεξηέρεη φια ηα θπθιψκαηα θαη ηνπο επεμεξγαζηέο

• Σελ θεξαία, ε νπνία κπνξεί λα είλαη εζσηεξηθή ή εμσηεξηθή.

• Σελ νζφλε πγξψλ θξπζηάιισλ (LCD),

• Σν πιεθηξνιφγην, ην νπνίν κνηάδεη αξθεηά κε εθείλν ελφο απινχ ηειεθψλνπ

• Σν κηθξφθσλν

• Σν αθνπζηηθφ

• Σελ κπαηαξία

΢ηηα εηθφλεο θαίλεηαη θαζαξά ε θαξδηά ηνπ θηλεηνχ ηειεθψλνπ, ε κεηξηθή πιαθέηα:

΢ηελ πιαθέηα ππάξρνπλ αθφκε θάπνηα απηφλνκα θπθιψκαηα, φπσο είλαη ν κηθξνεπεμεξγαζηήο ή ηα chips ςεθηνπνίεζεο – απνςεθηνπνίεζεο ηνπ ήρνπ. Σα ηειεπηαία κεηαηξέπνπλ ζε ςεθηαθή κνξθή ηελ (αλαινγηθή) νκηιία θαη ην αληίζηξνθν, αλάινγα κε ην εμεξρφκελν ή εηζεξρφκελν ζήκα. Ο Δπεμεξγαζηήο Φεθηαθνχ ΢ήκαηνο (Digital Signal Processor – DSP) είλαη έλα κέξνο ηεο δηεξγαζίαο απηήο θαη πξαγκαηνπνηεί ππνινγηζκνχο δηαρείξηζεο ηνπ ζήκαηνο, ζε πςειή ηαρχηεηα.

Τπάξρεη αθφκε θη ν κηθξνεπεμεξγαζηήο, ν νπνίνο δηεθπεξαηψλεη φιεο ηηο ιεηηνπξγίεο ηεο ζπζθεπήο, απφ ηα δεδνκέλα πνπ εηζάγνληαη νπφ ην πιεθηξνιφγην ή πξνβάιινληαη ζηελ νζφλε, έσο ηελ επηθνηλσλία κε ην ζηαζκφ βάζεο θη άιιεο ζπκπιεξσκαηηθέο ελέξγεηεο. Τπάξρνπλ αθφκε θάπνηα ζεκεία απνζήθεπζεο, φπσο είλαη ε ROM κλήκε, ζηελ νπνία βξίζθεηαη ην ιεηηνπξγηθφ ζχζηεκα ηνπ ηειεθψλνπ. Τπάξρεη επίζεο θη ε εμσηεξηθή κλήκε ηχπνπ Flash, ζηελ νπζία ε ιεγφκελε θάξηα SIM, πνπ παξέρεη επηπιένλ ραξαθηεξηζηηθά, ηα νπνία κπνξεί λα ηξνπνπνηήζεη ν ρξήζηεο, π.ρ. ν ηειεθσληθφο θαηάινγνο. Ο ηνκέαο ελέξγεηαο θαη ξαδηνζπρλφηεηαο ειέγρεη φιεο ηηο ελεξγεηαθέο ιεηηνπξγίεο ηνπ ηειεθψλνπ (π.ρ. θφξηηζε) θαζψο θαη αιιειεπηδξά κε ηα FM θαλάιηα. Σέινο, νη αληίζηνηρνη εληζρπηέο ξαδηνζπρλνηήησλ δηαρεηξίδνληαη ηα ζήκαηα πνπ δηαθηλνχληαη απφ θαη πξνο ηελ θεξαία. Ζ νζφλε είλαη απφ ηα ζεκαληηθφηεξα κέξε ηνπ θηλεηνχ ηειεθψλνπ, αθνχ κέζσ απηήο θαη ηνπ πιεθηξνινγίνπ, ν ρξήζηεο επηθνηλσλεί θη δηακνξθψλεη – ειέγρεη ηηο ιεηηνπξγίεο ηεο ζπζθεπήο.

Απνθηψληαο έλα ηδηαίηεξν γξαθηθφ πεξηβάιινλ, κεγαιψλεη ζε κέγεζνο, γηα λα

13 απεηθνλίζεη ηα δηάθνξα ραξαθηεξηζηηθά. Σα ζχγρξνλα ηειέθσλα πξνζθέξνπλ βειηησκέλνπο ηειεθσληθνχο θαηαιφγνπο, παηρλίδηα, εθαξκνγέο, αξηζκνκεραλέο, εκεξνιφγηα θ.η.ι., ελψ ην ρξψκα έρεη αξρίζεη λα κπαίλεη δπλακηθά ζηα ραξαθηεξηζηηθά ησλ νζνλψλ. Μεξηθνί ζεκαληηθνί θσδηθνί (SID, MIN θ.η.ι.) απνζεθεχνληαη είηε ζην ηειέθσλν είηε ζε εμσηεξηθέο θάξηεο, νη νπνίεο κπνξνχλ θαη λα αληηθαηαζηαζνχλ πνιχ εχθνια.

΢ρήκα 1.5 :Βαζηθά κέξνη θηλεηήο ζπζθεπήο

΢ρήκα 1.6 Κάξηα sim θαη κηθξνεπεμεξγαζηήο

Αθφκε, έλα εθπιεθηηθφ ζηνηρείν είλαη ην πφζν κηθξνζθνπηθά είλαη ηα εμαξηήκαηα ησλ θηλεηψλ ηειεθψλσλ, φπσο ηα κηθξφθσλα ή ηα κεγάθσλα. Πξαγκαηηθά, ηα κεγέζε κπνξεί λα είλαη κηθξφηεξα θη απφ κηα δεθάξα, ή ην λφκηζκα ησλ 5 ιεπηψλ ηνπ ΔΤΡΧ, θη φκσο, ν ήρνο πνπ παξάγεηαη είλαη πνιχ θαζαξφο.

Σα δίκηςα

Ύζηεξα απφ ηελ αλαθνξά ζηηο βαζηθέο αξρέο ιεηηνπξγίαο ηνπ θπςεινεηδνχο ζπζηήκαηνο θαη ηεο ζχληνκεο πεξηγξαθήο ησλ κεξψλ κηαο ζπζθεπήο θηλεηήο

ηειεθσλίαο, ζα πξέπεη λα γίλεη κηα νπζηαζηηθή αλαθνξά ζηα δίθηπα θηλεηήο ηειεθσλίαο

14 θαη ηελ εμέιημή ηνπο. Ζ πνξεία φκσο απφ ηα αλαινγηθά ζηα ςεθηαθά δίθηπα θη χζηεξα νη ζπγθινληζηηθέο θαηλνηνκίεο πνπ έθεξε ε ςεθηαθή επνρή είλαη άμην λα ηνληζηνχλ.

1.2 Οη δηάθνξεο γεληέο θηλεηώλ δηθηύσλ 1.2.1 Κηλεηά δίθηπα 1εο γεληάο

Σα πξψηα δίθηπα θηλεηψλ ηειεπηθνηλσληψλ έθαλαλ ηελ εκθάληζή ηνπο ζηα ηέιε ηεο δεθαεηίαο ηνπ 70 ζηηο Ζ.Π.Α. θαη ζηηο αξρέο ηεο δεθαεηίαο ηνπ 80 ζηελ Δπξψπε. Σα απνθάιεζαλ αζχξκαηα δίθηπα 1εο γεληάο ή αιιηψο αλαινγηθά. Παξφιν πνπ νη δπλαηφηεηεο ηνπο ήηαλ ιίγεο, ε εκθάληζε ηνπο ηελ επνρή εθείλε ζεσξήζεθε σο έλα ηεξάζηην ηερλνινγηθφ επίηεπγκα. Σν Advanced Mobile Phone Service (AMPS), ήηαλ ην πξψην ζχζηεκα ζηηο θηλεηέο ηειεπηθνηλσλίεο πνπ έθαλε ηελ εκθάληζε ηνπ ην 1978 ζε κεξηθέο πνιηηείεο ησλ Ζ.Π.Α. θαη ζηε ζπλέρεηα, ε ηδέα (ηεο θηλεηήο ηειεθσλίαο), δηαδφζεθε ζηηο ππφινηπεο επείξνπο.

΢ηελ Δπξψπε έθαλαλ ηελ εκθάληζε ηνπο δχν ζπζηήκαηα θηλεηψλ ηειεπηθνηλσληψλ ηα νπνία ήηαλ:

(α) ην Nordic Mobile Telephony (NMT) θαη

(β) ην Total Access Communication System (TACS).

Μηα απφ ηηο πην ζεκαληηθέο αλαθαιχςεηο ζην ρψξν ησλ θηλεηψλ ηειεπηθνηλσληψλ ήηαλ ε έλλνηα ηεο θπςέιεο. Ο ιφγνο γηα ηνλ νπνίν ηα ζπζηήκαηα απηά νλνκάδνληαη θπςεισηά, είλαη γηαηί αθφκα θαη ζήκεξα ζηεξίδνπλ ηελ ιεηηνπξγία ηνπο ζηηο θπςέιεο ησλ νπνίσλ ην ζρήκα, αληηπξνζσπεχεη θαηά κηα έλλνηα ηα γεσγξαθηθά φξηα κέζα ζηα νπνία κπνξνχλ λα εμππεξεηνχληαη νη θηλεηνί ρξήζηεο. ΢ε θάζε θπςέιε αληηζηνηρεί έλαο ζηαζκφο βάζεο ν νπνίνο αλαιακβάλεη ηε δεκηνπξγία θαη ηε δξνκνιφγεζε ησλ θιήζεσλ.

Έλα θχξην ραξαθηεξηζηηθφ πνπ κπνξνχζε θαλείο λα παξαηεξήζεη, ήηαλ ην γεγνλφο φηη o πνκπφο θαη ν δέθηεο επηθνηλσλνχζαλ ρξεζηκνπνηψληαο ηελ ίδηα ζπρλφηεηα. Απφ ηελ άιιε πιεπξά, φηαλ θάπνηνο ρξήζηεο κηινχζε ηελ ζηηγκή φπνπ πνπ βξηζθφηαλ ελ θηλήζεη, απηφ είρε ζαλ απνηέιεζκα ε θιήζε λα ηεξκαηίδεηαη, ηε ζηηγκή πνπ μεπεξλνχζε ηα φξηα ηεο πεξηνρήο θάιπςεο. Ζ έιιεηςε ηεο δπλαηφηεηαο γηα δηαηήξεζε ηεο θιήζεο θαηά ηε δηάξθεηα κεηάβαζεο ζε κηα άιιε θπςέιε (handover), πεξηφξηδε ζεκαληηθά ηηο δπλαηφηεηεο ηεο θηλεηήο επηθνηλσλίαο θαζψο εκπφδηδε ηελ θηλεηηθφηεηα ηνπ ρξήζηε.

Έλα άιιν πξφβιεκα ήηαλ ε ρακειή απφδνζε ησλ ζπζηεκάησλ απηψλ θαζψο ήηαλ πνιχ κηθξφο ν αξηζκφο ησλ ρξεζηψλ πνπ κπνξνχζαλ λα κηιήζνπλ ηαπηφρξνλα, απφ ηε ζηηγκή πνπ ην δηαζέζηκν θάζκα ζπρλνηήησλ δελ ήηαλ αξθεηφ.

΢ε γεληθφηεξεο γξακκέο ηα πξψηα ζπζηήκαηα, δελ άθελαλ πεξηζψξηα γηα βειηηψζεηο θαη γηα ηελ εθαξκνγή ηερληθψλ φπσο ζπκπίεζε θαη θσδηθνπνίεζε ηεο πιεξνθνξίαο, θαζψο απηφ ζα είρε ζαλ πξνυπφζεζε ηελ ρξήζε ςεθηαθνχ ζήκαηνο. Αθφκα θαη ηα ηεξκαηηθά, δειαδή νη ζπζθεπέο πνπ ρξεζηκνπνηνχζαλ νη ρξήζηεο, ήηαλ νγθψδεηο κε κεγάιεο θεξαίεο θαη πςεινχ γηα ηελ επνρή εθείλε θφζηνπο.

1.2.2 Κηλεηά δίθηπα 2εο γεληάο

Καζψο ηα δίθηπα 1εο γεληάο αλήθνπλ πιένλ ζην παξειζφλ, δε ζπλέβε ην ίδην κε ηα δίθηπα 2εο γεληάο αθνχ αξθεηά απφ ηα ραξαθηεξηζηηθά ηνπο ιήθζεθαλ ππ’ φςε γηα ην ζρεδηαζκφ ησλ δηθηχσλ ηεο 3εο γεληάο. ΢ε αληίζεζε κε ηα πξψηα δίθηπα πνπ κεηέδηδαλ αλαινγηθφ ζήκα θαη ν δηαρσξηζκφο κεηαμχ ησλ ρξεζηψλ γηα ηαπηφγρξνλε πξφζβαζε ζην αζχξκαην κέζν γηλφηαλ κε ηελ Frequency Division Multiple Access (FDMA) ηερληθή, ηα δίθηπα 2εο γεληάο ρξεζηκνπνηνχζαλ ηερληθέο ςεθηαθήο δηακφξθσζεο ηνπ ζήκαηνο, ελψ νη ρξήζηεο δηαρσξίδνληαλ κε Time Division Multiple Access (TDMA) ή

15 Code Division Multiple Access (CDMA) φπσο θαίλεηαη ζην ΢ρήκα 1.7: Σερληθέο πνιιαπιήο πξφζβαζεο.

΢ρήκα 1.7: Σερληθέο πνιιαπιήο πξφζβαζεο Σα πην γλσζηά ζπζηήκαηα 2εο γεληάο ήηαλ

(α) ην Global System for Mobile communication (GSM) ην νπνίν ρξεζηκνπνηεί ηελ TDMA ηερληθή θαη ππνζηεξίδεη 8 ρξνλν-ζρηζκέο (time-slots) κε εχξνο δψλεο 200 ΚHz ε θάζε κηα,

(β) ην Interim Standard 136 (IS-136) γλσζηφ θαη ζαλ North American Digital Cellular (NADC) ή US Digital Cellular (USDC),

(γ) ην Pacific Digital Cellular (PDC) έλα Ηαπσληθφ ζχζηεκα πνπ είρε αξθεηέο νκνηφηεηεο κε ην IS-136 θαη

(δ) ην Interim Standard 95 Code Division Multiple Access (IS-95) επίζεο γλσζηφ ζαλ cdmaOne ην νπνίν ρξεζηκνπνηεί ηελ CDMA ηερληθή ε νπνία ήηαλ επξέσο δηαδεδνκέλε ζηε Βφξεηα Ακεξηθή αιιά θαη ζε ρψξεο φπσο Κνξέα, Ηαπσλία, Κίλα θαη Απζηξαιία.

΢ηελ Δπξψπε, ε αλάγθε γηα ηε δεκηνπξγία ελφο εληαίνπ ζπζηήκαηνο πνπ ζα εμππεξεηνχζε φινπο ηνπο Δπξσπαίνπο πνιίηεο αλεμαξηήησο ρψξαο, νδήγεζε ζηε δεκηνπξγία ηνπ GSM ππφ ηελ επίβιεςε ηνπ European Technical Standards Institute (ETSI). Tν ζχζηεκα απηφ ήηαλ ην πην επξέσο δηαδεδνκέλν, κεηξψληαο 350 εθαηνκκχξηα ρξήζηεο ζε 140 ρψξεο θαη 400 δίθηπα θηλεηψλ ηειεπηθνηλσληψλ. Σν GSM μεθίλεζε λα ιεηηνπξγεί ζηελ δψλε ησλ 800-900 MHz ελψ ζε θάπνηεο άιιεο ρψξεο πνπ ην πηνζέηεζαλ, ιεηηνπξγεί ζηα 1.8 θαη 2 GHz.

΢ην ΢ρήκα 1.8: Ζ δνκή ηνπ GSM δηθηχνπ θαίλεηαη ε δνκή ηνπ GSM δηθηχνπ.

Σέινο, κεξηθέο απφ ηηο ππεξεζίεο νη νπνίεο έθαλαλ ηελ εκθάληζε ηνπο καδί κε ηα δίθηπα 2εο γεληάο ήηαλ ε δπλαηφηεηα γηα πεξηνξηζκέλε πξφζβαζε ζην Internet θαη ε απνζηνιή ζχληνκσλ γξαπηψλ κελπκάησλ κεηαμχ ησλ ρξεζηψλ γλσζηά θαη ζαλ Short Messaging Service (SMS).

16

΢ρήκα 1.8: Ζ δνκή ηνπ GSM δηθηχνπ

1.2.3 Κηλεηά δίθηπα 2.5 γεληάο

΢ε κηα πξνζπάζεηα γηα επαλαζρεδηαζκφ ησλ πξνηχπσλ 2εο γεληάο, έηζη ψζηε απηά λα κπνξνχλ λα ππνζηεξίμνπλ πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ φπσο απαηηνχζαλ νη δηάθνξεο εθαξκνγέο ζην ρψξν ηνπ Internet, πξνέθπςε ν ζρεδηαζκφο λέσλ πξνηχπσλ πνπ αληηπξνζψπεπαλ ηελ γεληά 2.5. Σα πξφηππα απηά επέηξεπαλ ζηνλ ππάξρνληα εμνπιηζκφ 2εο γεληάο, λα ηξνπνπνηεζεί έηζη ψζηε λα κπνξεί λα ππνζηεξίδεη ππεξεζίεο φπσο πινήγεζε ζην Internet, e-mail, Wireless Applications Protocol (WAP) θ.α.

΢ηα πιαίζηα ηεο αλαβάζκηζεο ησλ ζπζηεκάησλ πξνέθπςαλ ηξία λέα ζπζηήκαηα πνπ αληηπξνζψπεπαλ ηελ γεληά 2.5. Απηά είλαη ηα:

(α) High Speed Circuit Switched Data (HSCSD), (β) General Packet Radio Service (GPRS) θαη (γ) Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).

Σν φλνκα HSCSD αληηπξνζσπεχεη ηελ ηερληθή ηεο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο, ε νπνία επηηξέπεη ζε έλα θηλεηφ ρξήζηε λα ρξεζηκνπνηεί δηαδνρηθέο ρξνλνζρηζκέο ηνπ GSM πξνηχπνπ. ΢ε ζπλδπαζκφ κε θάπνηεο άιιεο ηξνπνπνηήζεηο ην HSCSD θαηαθέξλεη λα πεηχρεη ξπζκνχο κεηάδνζεο ζηα 14,4 Kbps απφ ηα 9,6 Kbps πνπ πξνζέθεξε ην GSM.

Δπίζεο, θάλνληαο ρξήζε ηεζζάξσλ ζπλερφκελσλ ρξνλνζρηζκψλ ην πξφηππν απηφ, έδηλε ηε δπλαηφηεηα γηα ξπζκφ κέρξη θαη 57,6 Kbps αλνίγνληαο έηζη ηνλ δξφκν γηα εθαξκνγέο φπσο streaming. Σν βαζηθφηεξν κεηνλέθηεκα ηνπ HSCSD ήηαλ ην γεγνλφο φηη ε ρξήζε ηεο κεηαγσγήο θπθιψκαηνο ζπαηαινχζε ηνπο πφξνπο ηνπ δηθηχνπ αθνχ νη ρξνλνζρηζκέο δεζκεχνληαλ αθφκα θαη φηαλ ε ρσξεηηθφηεηα ηνπο δελ ρξεζηκνπνηνχληαλ. Σν GPRS πξφηππν, βαζίδεηαη ζηε ιεηηνπξγία ηεο κεηαγσγήο παθέηνπ, γεγνλφο πνπ ην θαζηζηά θαηάιιειν γηα ππεξεζίεο φπσο e-mail, fax θαη asymmetric web browsing φπνπ ν ρξήζηεο θαηεβάδεη απφ ην Internet πνιχ πεξηζζφηεξα δεδνκέλα απφ φηη αλεβάδεη.

17 Σα θχξηα πιενλεθηήκαηά ηνπ είλαη φηη δεζκεχεη ηνπο πφξνπο ηνπ δηθηχνπ κφλν φηαλ ππάξρνπλ δεδνκέλα πνπ πξέπεη λα κεηαδνζνχλ θαη φηη δελ εμαξηάηαη ηφζν πνιχ απφ ηα κέξε εθείλα ησλ δηθηχσλ πνπ ιεηηνπξγνχλ κε κεηαγσγή θπθιψκαηνο. Δπεηδή ζην GPRS ην θαλάιη, δε δεζκεχεηαη απφ ηνλ θηλεηφ ρξήζηε κε ηνλ ηξφπν πνπ γίλεηαη ζην HSCSD, ην GPRS έρεη ηε δπλαηφηεηα λα ππνζηεξίδεη πεξηζζφηεξνπο ρξήζηεο. Όηαλ θαη νη νθηψ ρξνλνζρηζκέο ηνπ GSM είλαη δεζκεπκέλεο ζην GPRS απφ έλα ρξήζηε, ηφηε απηφο κπνξεί λα πεηχρεη ξπζκφ κεηάδνζεο κέρξη θαη 171,2 Kbps.

΢ην ΢ρήκα 1.9: Ζ δνκή ηνπ GPRS δηθηχνπ θαίλεηαη ε δνκή ηνπ GPRS δηθηχνπ

΢ρήκα 1.9: Ζ δνκή ηνπ GPRS δηθηχνπ

Σέινο ην πξφηππν EDGE, ζεσξείηαη σο κηα αξθεηά πξνεγκέλε βειηηζηνπνίεζε ηνπ πξνηχπνπ GSM θαη απηφ γηαηί απαηηεί ηελ αλαβάζκηζε ηφζν ζην ινγηζκηθφ (software) αιιά θαη ζην πιηθφ (hardware). Σν EDGE ζεσξείηαη σο ην απνηέιεζκα ηεο επηζπκίαο, ησλ ππεχζπλσλ γηα ηα δίθηπα GSM θαη IS-136, γηα κηα απφ θνηλνχ ηερλνινγηθή εμέιημε πνπ ζα ηνπο νδεγνχζε ζε δίθηπα πςειψλ ηαρπηήησλ 3^εο γεληάο. Σν EDGE εηζάγεη κηα θαηλνχξγηα ςεθηαθή δηακφξθσζε κε ην φλνκα 8-PSK ε νπνία πξνζθέξεη ξπζκφ κεηάδνζεο κέρξη θαη 547,2 Kbps φηαλ ρξεζηκνπνηείηαη ρσξίο δηφξζσζε ιαζψλ θαη φιεο νη νθηψ ρξνλνζρηζκέο είλαη δεζκεπκέλεο ζε έλα κφλν ρξήζηε.

ΚΔΦΑΛΑΗΟ 2

2.1 Κηλεηά δίθηπα 3εο γεληάο

Ο εξρνκφο ησλ δηθηχσλ 3εο γεληάο, άλνημε ην δξφκν γηα ηελ εκθάληζε αθφκα πεξηζζφηεξσλ ππεξεζηψλ, πνπ κέρξη ηε ζηηγκή εθείλε, θαλέλα απφ ηα πξνεγνχκελα πξφηππα δε κπνξνχζε λα ηνπο πξνζθέξεη. Με ηαρχηεηεο επηπέδνπ Megabit θάπνηνο πνπ έρεη πξφζβαζε ζε έλα ηέηνην δίθηπν κπνξεί λα πινεγεζεί ζην Internet, λα επηθνηλσλήζεη ρξεζηκνπνηψληαο ηελ ππεξεζία Voice over Internet Protocol (VoIP), λα θαηεβάζεη κνπζηθά θνκκάηηα θαη λα ρξεζηκνπνηήζεη δηάθνξεο άιιεο ππεξεζίεο κε ηε βνήζεηα ην θηλεηνχ ηνπ ηειεθψλνπ. ΢ηα πιαίζηα ηεο εμέιημεο ησλ ήδε ππαξρφλησλ δηθηχσλ 2εο γεληάο, πξνέθπςαλ ην πξφηππν cdma2000 ζαλ ζπλέρεηα ηνπ CDMA θαη ην Wideband-CDMA (W-CDMA) ή αιιηψο Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) ζαλ ζπλέρεηα ησλ GSM, IS-136 θαη PDC, φπσο θαίλεηαη θαη ζην

΢ρήκα 2.1: Ζ εμέιημε ησλ θηλεηψλ ζπζηεκάησλ ηειεπηθνηλσληψλ. Σν W-CDMA είλαη έλα πξφηππν ην νπνίν επεξεαζηεί απφ ηε θηινζνθία θαη ηνλ ηξφπν ιεηηνπξγίαο ηνπ GSM.

18 Βαζηθφο ζηφρνο ηεο αλάπηπμεο ησλ θηλεηψλ δηθηχσλ 3εο γεληάο είλαη ε παξνρή ππεξεζηψλ ζε νπνηνδήπνηε κέξνο, νπνηαδήπνηε ρξνληθή ζηηγκή. Σν γεγνλφο απηφ ζεκαίλεη φηη έλαο ρξήζηεο ησλ δηθηχσλ απηψλ, ζα έρεη ηε δπλαηφηεηα λα κεηαθηλείηαη νπνπδήπνηε θαη λα εμππεξεηείηαη, αθφκα θαη ζε γεσγξαθηθέο πεξηνρέο φπνπ ε θάιπςε πνπ παξέρεηαη, δελ είλαη απφ δίθηπν ηεο 3εο γεληάο.

΢ρήκα 2.1: Ζ εμέιημε ησλ θηλεηψλ ζπζηεκάησλ ηειεπηθνηλσληψλ

Οη ππεξεζίεο πνπ πξνζθέξνληαη επεθηείλνληαη ζε ππεξεζίεο Internet θαη ζε ππεξεζίεο πνπ ζπλδπάδνπλ εηθφλα θαη ήρν (multimedia) κε πςεινχο ξπζκνχο κεηάδνζεο. Θα πξέπεη ηέινο λα αλαθεξζεί φηη ηα ζπζηήκαηα 3εο γεληάο πνπ έρνπλ επηθξαηήζεη κέρξη ηψξα είλαη ηα

(α) UMTS ζηελ Δπξψπε,

(β) CDMA2000 ζηελ Βφξεηα Ακεξηθή θαη (γ) ην NTT Docomo ζηελ Ηαπσλία.

Ο βαζηθφο ζηφρνο ησλ ζπζηεκάησλ 3G είλαη ε παξνρή ελφο κεγάινπ αξηζκνχ ππεξεζηψλ ζην ρξήζηε ρξεζηκνπνηψληαο ηελ αξρή ηνπ ζπζηήκαηνο ζπληεηαγκέλσλ κε ελζχξκαην, επίγεην αζχξκαην ή δνξπθνξηθφ κέζν αλάινγα κε ηελ πεξίζηαζε. Ο ρξήζηεο είλαη δπλαηφ λα κελ γλσξίδεη ηε ζπγθεθξηκέλε ηερλνινγία πνπ ρξεζηκνπνηεί.

΢ηελ πιεηνςεθία ηνπο ηα πξνηεηλφκελα 3G ζπζηήκαηα δελ ζα επηηχρνπλ απηή ηε κνξθή επηθνηλσλίαο αθήλνληάο ηελ γηα ηα ζπζηήκαηα 4εο γεληάο. Ζ θάιπςε ζε φια ηα ζεκεία ηεο γεο είλαη επηζπκεηή, ελψ είλαη απνδεθηφ φηη νη κεγαιχηεξεο ηαρχηεηεο κεηάδνζεο δεδνκέλσλ δελ ζα εηλαη δηαζέζηκεο παληνχ θαη πηζαλφλ δελ ζα είλαη δηαζέζηκεο ζηηο κεγαιχηεξεο ηαρχηεηεο θίλεζεο ηνπ ζπλδξνκεηή. ΢ε απηέο ηηο ηαρχηεηεο ν ξπζκφο κεηάδνζεο ηεο πιεξνθνξίαο ζα πεξηνξίδεηαη ζηα 384 kbits/sec, ελψ γηα κηθξφηεξεο ηαρχηεηεο λα είλαη 2 Mbits/sec. Παγθφζκηα κεηαγσγή ρσξίο πξνβιήκαηα (seamless roaming) είλαη έλαο άιινο ζηφρνο ησλ ζπζηεκάησλ 3G. Δμ’αηηίαο ηνπ πεξηνξηζκέλνπ δηαζέζηκνπ εχξνπο ζπρλνηήησλ γηα ηα ζπζηήκαηα 3G είλαη αλαγθαία ε φζν ην δπλαηφλ απνδνηηθφηεξε ρξήζε ηνπ.

Σα θπςεισηά ζπζηήκαηα 2εο γεληάο ραξαθηεξίδνληαη απφ απφδνζε εχξνπο δψλεο (spectrum efficiency) κέρξη 0.5 bps/Hz/cell, ιακβάλνληαο ππφςε παξεκβνιέο απφ άιινπο ρξήζηεο θαη ηελ επαλαρξεζηκνπνίεζε ζπρλφηεηαο (frequency reuse). Αλ θαη απηή ε απφδνζε είλαη ηθαλνπνηεηηθή γηα παξαδνζηαθέο ππεξεζίεο, ζεκαληηθέο

19 βειηηψζεηο είλαη αλαγθαίεο γηα ηελ παξνρή ππεξεζηψλ πςειψλ ξπζκψλ κεηάδνζεο πιεξνθνξίαο ζε κεγάιν αξηζκφ ρξεζηψλ. Σερλνινγίεο φπσο νη πξνζαξκνζηηθέο θαηεπζπληηθέο θεξαίεο (adaptive directional antennas), ε αθχξσζε παξεκβνιψλ (interference cancellation) θαη ε δηαδνρηθή κεηάδνζε (relay transmission) κπνξνχλ λα βνεζήζνπλ πξνο απηή ηελ θαηεχζπλζε.

Με ηελ ππάξρνπζα ηερλνινγία ν ζηφρνο ηεο παξνρήο νπνηαζδήπνηε ηερλνινγίαο ζε νπνηνδήπνηε ρξήζηε θάζε ζηηγκή ζε νπνηνδήπνηε ζεκείν ζηε γε κπνξεί λα πξαγκαηνπνηεζεί κφλν ζε κηθξφ βαζκφ, θαζψο είλαη αλαγθαίεο ζεκαληηθέο βειηηψζεηο ζηηο ηερλνινγίεο ξαδηνζπρλνηήησλ θαη ζρεδηαζκνχ δηθηχσλ. Παξά ην γεγνλφο φηη έρνπλ ην πιενλέθηεκα ηεο ππνζηήξημεο ηνπ πξσηνθφιινπ IP θαη ηεο θηλεηφηεηαο, ηα δίθηπα ηξίηεο γεληάο έρνπλ ην κεηνλέθηεκα ηεο χπαξμεο δηαθνξεηηθψλ πξνηχπσλ. Σν κεηνλέθηεκα απηφ πεξηνξίδεη ηελ εχθνιε πεξηαγσγή κεηαμχ δηθηχσλ βαζηζκέλσλ ζε δηαθνξεηηθά πξφηππα, θαη απνηειεί πεξηνξηζηηθφ παξάγνληα γηα ηελ θηλεηφηεηα ησλ ρξεζηψλ.

Δπηπιένλ, ηα δίθηπα ηξίηεο γεληάο παξέρνπλ (ζηελ θαιχηεξε πεξίπησζε) ηαρχηεηεο σο 2 Mbps. Αλ θαη νη ηαρχηεηεο απηέο αξθεηέο γηα ηηο παξαδνζηαθέο εθαξκνγέο, ζα πξέπεη λα βειηησζνχλ πξνθεηκέλνπ λα ηθαλνπνηνχλ ηηο απαηηήζεηο ησλ εθαξκνγψλ θηλεηήο ηειεθσλίαο ησλ επφκελσλ δεθαεηηψλ. Όπσο ζε φινπο ηνπο ηνκείο ηεο ηερλνινγίαο, ε αλαδήηεζε γηα θαιχηεξα θαη απνδνηηθφηεξα ζπζηήκαηα δελ ζηακαηά πνηέ. Mφιηο θηάζεη ε επνρή γηα ηελ εγθαηάζηαζε ελφο ζπζηήκαηνο, ε έξεπλα γηα ηελ επφκελε γεληά ηνπ είλαη ζπλήζσο ήδε ζε εμέιημε.

΢πλεπψο, ε εγθαηάζηαζε ησλ δηθηχσλ ηξίηεο γεληάο ζπλνδεχε