اختراعات وأفكار

كيف يعمل الهاتف الذكي ؟ ثورة القرن

تؤمن شبكات الهاتف الجوال للمشتركين الاتصالات البعيدة ضمن مناطق واسعة إقليمياً ودولياً، وعلى خلاف طرق الإرسال اللاسلكي التقليدية فإن المرسل لا يرتبط هنا بشكل مباشر مع المستقبل، وإنما يتبادلان الإشارات من خلال شبكة من المحطات الثابتة. بنية شبكة الهاتف الجوال (1) هنالك أمور كثيرة يجب مراعاتها عند بناء شبكة الهاتف الجوال: يجب أن تؤمن الشبكة إجراء عدد كبير من الاتصالات في وقت واحد وضمن مساحة ضيقة، حتى لو كانت الترددات المتاحة قليلة. ويجب أن تستمر المكالمات دون أي تشويش أو انقطاع حتى لو كان المشترك يجري مكالمته وهو في حالة حركة (في السيارة مثلاً)، وبشكل أساسي يجب ضمان استمرار الاتصال بين الهاتف الجوال «الموبايل» وبين إحدى المحطات الأرضية الثابتة في كل لحظة، وبما أن جهاز الجوال يعمل بمدخرة صغيرة الحجم (وذلك من ضرورات تخفيف وزن الجهاز) لذا فإن مدى إشارته محدود لهذا السبب كان من الضروري إنشاء أنظمة بث لاسلكي خليوية (الشكل (1) (آ))،

حيث يجري تقسيم المنطقة الجغرافية إلى خلايا، تبنى في كل منها محطة ثابتة (محطة قاعدة) وبما أن شبكات الهاتف الجوال لا يتاح لها إلا مجال محدود من الترددات، فعلى المشتركين اقتسام حزمة تردد واحدة عند الضرورة، وقد صممت الخلايا بقياسات مختلفة، حيث يساعد ذلك على مكافحة التشويش إلى حد بعيد . يبلغ قطر الخلية في شبكات الخليوي الحديثة المصممة لتخدام هواتف السيارات بين ٢٠ إلى ٥ “كم كحد أعظمي، وذلك في حال ازدحام مروري متوسط، أما في حالات الازدحام الشديد في حركة السيارات (كما في المدن الكبرى والمناطق الصناعية) فإن قطر الخلية يبلغ حوالي، ٢كم (الشكل (1) – ب).








المكالمات في الشبكة :C لقد أمكنت الشبكة C التي عمل تمثيلياً حين استخدمت عام ١٩٨٥ بمساعدة أنظمة البث الخليوي من إجراء مكالمات بعيدة المدى، وهي غير متوفرة للمشتركين إلا في ألمانيا فقط، تصنف بيانات كل مشترك في شبكة الهاتف الجوال على ثلاثة أنواع من المعطيات: هو ملف الإقامة: وفيها يتم تسجيل المشترك من خلال المنطقة التي قدم فيها طلقه (مكان سكنه أو عمله).

• ملف الزيارة: يسجل المشترك ضمن حقل الزائرين في قطاع الشبكة، في المكان الذي يوجد فيها آنياً. هو ملف الفعالية: يسجل الهاتف عندما يكون في حالة عمل في تلك الخلية من الشبكة التي يكون موجوداً فيها. عند تشغيل الهاتف الجوال يتم الاتصال مباشرة مع أقرب محطة ثابتة من أجل «الحجز) ويتم تسجيله في بيانات الزائرين، تستعمل المحطة الثابتة في ملف الإقامة عن هوية المشترك وعند التحقق من صحتها يتم تسجيل موقعه الحالي في الذاكرة، حيث يكون الجوال الآن في حالة جاهزيته للعمل. وتقوم المحطة الثابتة بشكل دوري (كل ٤ , ٢ ثانية) بالتأكد من بقاء الجوال في حالة الجاهزية أم أنه قد أقفل، وتخزن هذه المعلومات في ملف الفعالية. عن طريق مفتاح النداء المناسب للشبكة (C) يتم توصيل الهاتف (طالب المكالمة) على أقرب محطة بث، التي تعلم بيانات الإقامة، حيث تقوم الأخيرة بتأمين الاتصال إلى أقرب محطة ثابتة إلى موقع الجوال المطلوب،








أثناء المكالمة يتم التأكد من استمرار اتصال بين الجوال والمحطة الثابتة، إذا غادر المشترك الجوال مجال البث، فإن الاتصال سينقطع لفترة وجيزة (٢٠٠ ميلي ثانية كحد أعظمي) ثم يعاد مع المحطة الثابتة التالية (استلام باليد : OVer – Hand) يعمل الهاتف الجوال في الشبكة C بمساعدة بطاقة مغناطيسية أو إلكترونية تركب ضمن الهاتف، وبذلك يتمكن المشترك من الاتصال مع أية محطة ثابتة تابعة للشبكة – C – عن طريق التقنيات الرقمية في الشبكتين : DE 29) (3) إن السعي نحو هاتف جوال قابل للاستخدام بين جميع الدول ومحاولات تحسين جودة المكالمات ورفع المناعة ضد التنصت أدت مجتمعة إلى إحداث ما يسمى بالشبكة الرقمية D التي تعمل في المجال الترددي / * * */ ميغاهرتز حسب نظام GSM (global System for mobile communications).

تتألف الشبكات الرقمية GSM (أنظر الشكل ٢) من خلال ذات محطات ثابتة ترتبط فيما بينها عن طريق نقاط وربط فيما يسمى شبكات صغرى، يوجد في ألمانيا شبكتان: D1 من دي تي موبايل Detemobile d2 من منس من موبايل فونك، ولكل منها بطاقة (رقاقة) SIM خاصة بها . وتعمل شبكة Plus-E حسب النظام DS – * * ١٨، التي يعمل ضمن المجال الترددي / * * ١٨/ ميغاهرتز وبذات الاستطاعة المستخدمة في GSM لكن بمدى إرسال أقل، حيث يبلغ نصف قطر الإرسال الأعظمي /8كم/ تقريباً. وبذلك يستطيع الهاتف الجوال تأدية مكالماته باستطاعة أقل نسبياً.. الأمر الذي يحقق الفوائد الآتية للشبكة (Plus-E): – زيادة زمن المكالمات وزمن الجاهزية. – رفع سعة الشبكة لاستيعاب العدد المتزايد من المشتركين.








الوسوم

مقالات ذات صلة

إغلاق