Представяне на принципа на работа на клетъчните комуникации. Презентация на тема "клетъчни комуникации"

Слайд 4

Попов Александър Степанович

Слайд 5

Слайд 6

През юли 1947 г. служителите на Bell Laboratories W. Shockley, J. Bardeen и W. Brattain изобретяват

транзистор.

Идеята на Д. Ринг - Базовите станции със своите зони на покритие образуват клетки, чийто размер се определя от териториалната плътност на мрежовите абонати. Честотните канали, използвани за работата на една от базовите станции на мрежата, могат да се използват от други базови станции на тази мрежа.

Слайд 7

Мартин Купър

Вземайки Motorola Dina-TAC в ръцете си, Мартин Купър излиза и провежда първия телефонен разговор в света. мобилен телефон.

Слайд 8

Първо поколение клетъчни комуникации (1G).

Стандартни CDMA, TDMA, iDEN, PDS, PHS

Данните в такива мрежи можеха да се предават само при ниски скорости до 2,4 kbit/s, а спектърът беше ограничен отгоре с честота от 900 MHz.

Слайд 9

Второ поколение клетъчни комуникации (2G).

GSM стандарт

Основната разлика между системите от второ поколение е, че те са „цифрови“, т.е. гласът се предава цифрово.

Слайд 10

Трето поколение клетъчни комуникации (3G).

Системите работят при следните скорости на пренос на данни: за абонати с висока мобилност (до 120 km/h) - минимум 144 kbit/s, за абонати с ниска мобилност (до 3 km/h) - 384 kbit/s, за неподвижни обекти на малки разстояния - 2.048 Mbit/s.

Слайд 11

Базови станции.

Базовата станция (по отношение на клетъчните комуникации) е комплекс от радиопредавателно оборудване (ретранслатори, приемо-предаватели), което комуникира с устройството на крайния потребител - мобилен телефон.

Слайд 12

Комуникацията между телефона и станцията може да бъде по аналогов протокол (AMPS, NAMPS, NMT-450) или цифров (DAMPS, CDMA, GSM, UMTS).

Слайд 13

1. Бутон за графичен манипулатор2. Бутон за повикване3. Телефонен указател 4. Клавиатура5. Антена6. Звуков високоговорител7. LCD дисплей8. Бутон за включване/изключване и нулиране на повикване9. Ключ за отказ10. Микрофон (разположен в долната част)

Външен вид мобилен телефон

Слайд 14

Блокова схема на мобилен телефон

Слайд 15

Процеси на клетъчно кодиране и декодиране GSM комуникациителефон

Слайд 16

Работа на телефона в клетъчна мрежа

Слайд 17

Слайд 18

Мобилният телефон е различен по това, че нанася „троен удар“ на нашето тяло. Тук имаме предвид три източника на излъчване на микровълнови полета, разположени в едно устройство и генериращи различни ЕМП в различни режими на неговата работа.

1. Първата от тях е антената на мобилния телефон, която излъчва ЕМП, чиято мощност се определя във ватове.

2. Това излъчване се извършва в режим на предаване и значителна част от ЕМР, частично отслабена от черепа, прониква в нашия мозък. В режим на готовност мобилният телефон е подобен на други електронни устройства и излъчва слаби полета с нетермичен интензитет, които, когато се натрупват в тялото, могат да доведат до негативни последици.

3. В режим на приемане микровълновото лъчение прониква директно в мозъка през ушния канал.

Слайд 19

В резултат на множество изследвания в областта на биологичните ефекти електромагнитно излъчване, беше намерено:

1. че имат свойството да се натрупват с течение на времето в човешкото тяло, като по този начин нарушават биоенергийния му баланс и на първо място структурата на т.нар. обмен на енергийна информация (ENIO), осигуряващ нормалното функциониране на процесите на обмен на информация между всички органи и системи на всички нива на организацията човешкото тяло, включително и тези между организма и външната среда.

2. Най-чувствителните системи на човешкия организъм са: нервна, имунна, ендокринна и репродуктивна (полова).

3. Биологичният ефект на ЕМП при условия на дългосрочно, дългосрочно излагане може да доведе до развитие на дългосрочни последици, включително дегенеративни процеси на централната нервна система, рак на кръвта (левкемия), мозъчни тумори, хормонални заболявания, и т.н.

4. ЕМП са особено опасни за деца и бременни жени, тъй като тялото на детето, което все още не е оформено, е силно чувствително към въздействието на такива полета.

5. Хората със заболявания на централната нервна, хормонална, сърдечно-съдова система, страдащите от алергии и хората с отслабена имунна система също са много чувствителни към въздействието на ЕМП.

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Мобилният телефон пречи на здравия сън.

Слайд 23

Децата се забавят...

Алън Прийс, ръководител на отдела по биофизика в онкологичния център в Бристол, даде телефони на 10- и 11-годишни деца в продължение на половин час. За половината работеха в режим на разговор, за други бяха деактивирани. И тогава ученият проведе неврофизиологични тестове. При тези с включени мобилни телефони всички реакции бяха бавни. Друг експеримент показа, че дори след двуминутен разговор биоелектричната активност на мозъка се променя при юноши на възраст 11-13 години. Връща се към нормалното само след два часа. Какво означава? Настроението на детето се променя, то възприема материала в клас по-лошо, ако чатеше по мобилния си телефон по време на междучасието.

Слайд 24

И кръвта на възрастните кипи

Унгарският биолог Turocsi помоли 76 доброволци да направят две обаждания, всяко с продължителност от 7,5 минути. Тялото трепереше с всичките си фибри: биотоковете на мозъка се промениха, мозъчното кръвообращение се забави, кръвното налягане падна. Лекарите регистрираха безпокойство и стрес при субектите.

А руският професор Игор Беляев, работещ в Стокхолмския университет, включи телефона до епруветки с човешка кръв. Час по-късно кръвта в няколко от тях „кипна“! „Не, не се нагрява“, обяснява изследователят. „Но кръвните клетки, лимфоцитите, се държаха така, сякаш човекът имаше много висока температура - 44 градуса.“ Ефектът от топлинния шок е продължил 72 часа.

Слайд 25

Ембрионите умират...

В Московския институт по биофизика проф. Юрий Григориев направи два инкубатора. Във всяко сложих 63 кокоши яйца. Над една „къщичка за птици” на височина 10 cm беше окачен GSM мобилен телефон. Телефонът работеше в този режим: 1,5 минути включен, половин минута изключен. На третия ден започнаха нарушения в ембрионалното развитие. Само 16 птици се излюпиха и „слушаха” телефона! Но и те се оказаха нежизнеспособни. За сравнение: в инкубатор, където яйцата не са били тормозени с обаждания, са се родили без проблеми 51 пиленца.

Учени от Московския държавен университет откриха, че мобилните телефони убиват дрождите и бактериите на оцетната киселина. Това означава, че устройство на колана или в джоба - до червата - може да съсипе живота на един от 500-те микроорганизми, живеещи там! И те ще отмъстят на невнимателния собственик.

Слайд 26

SAR - Specific Absorption Rate - единица за измерване, показваща максималната специфична мощност, погълната от човешкото тяло (W/kg) по време на нормален разговор по мобилен телефон.

Максималното безопасно ниво е 2.0, повечето съвременни телефони имат SAR между 0.5 и 1.0.

Слайд 27

• На каква възраст започнахте да използвате мобилен телефон?
• Колко време на ден говорите по мобилния си телефон?
• Какъв модел телефон имате сега?
• Къде обикновено държите мобилния си телефон?
• Къде е мобилният ти телефон през нощта?
• Знаете ли устройството на мобилния телефон?
• Знаете ли за вредното въздействие на мобилните телефони върху човешкото тяло?

Слайд 28

На колко години получихте мобилен телефон?

Слайд 29

2. Колко време на ден говорите по мобилния си телефон?

Слайд 30

3. Какъв модел телефон имате сега?

Слайд 31

РЕЗУЛТАТИ ОТ ИЗМЕРВАНЕ НА НИВОТО НА SAR - НАЙ-БЕЗОПАСНОТО

Имате възможност да се запознаете със списъка на мобилните телефони, които имат най-ниско ниво на SAR излъчване. Всички данни са предоставени за телефони, работещи в GSM стандарт 900. Таблицата показва стойностите на SAR, определени за 10 g тъкан. Запомнете: колкото по-ниска е стойността на SAR, толкова по-малко въздействие има мобилният телефон върху човек! Повече за SAR

• SAR модел
• MagComMagCom 0,04
• Motorola StarTac 130? 0,07
• Samsung SGH-F700v Qbowl 0.07
• Motorola V100 0.09
• Samsung SGH-Z560 0.10
• Swisscom XPA v1615 0.10
• Motorola MPx200 0.12
• Philips 362 0.12
• Телефон Общ Основен Телефон 0.12
• Mitac Mio A501 0.12
• Samsung SGH-X830 0.12
• LG S5200 0.12
• Audiovox XV6600 0.12
• LG KG320S 0.13
• Sagem myMobileTV2 0.13
• Motorola V101 0.14
• Sony Ericsson T292a 0.15
• Nokia 8810 0.15
• E-ten M500 0.16
• Vodafone VPA IV 0.17
• BlackBerry 7280 0.17
• Samsung GT-I8000 Omnia II 0.17
• T-Mobile MDA Pro 0.17
• BlackBerry 6280 0.18
• Samsung SGH-s105 0.18

Слайд 37

Заключение: влиянието на електромагнитните полета върху човешкото здраве е изследователски проблем на науката. Човек може да осигури собствената си безопасност, ако разполага с необходимата информация. Всеки от нас може и дори трябва да вземе прости предпазни мерки. Мобилният телефон е безопасен само ако го използвате разумно.

Слайд 38

Списък на използваните източници и литература

А. Гридин, К. Романов, И. Зубик „МОБИЛЕН ЗА ВСЕКИ. Проектиране и работа на мобилни телефони"

Маляревски А., Олевская Н. Вашият мобилен телефон (популярен урок). М, "Петър", 2004 г

Закиров З.Г., Надеев А.Ф., Файзулин Р.Р. Стандарт за клетъчна комуникация GSM. Текущо състояние, преход към мрежи от трето поколение („Библиотека на MTS“). М., "Еко-тенденции", 2004 г

Попов В.И. Основи на клетъчните комуникации на стандарта GSM („Инженерна енциклопедия на горивно-енергийния комплекс“). М., "Еко-тенденции", 2005 г

Слайд 39

Устройство за мобилен телефон

Вижте всички слайдове

Слайд 1

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

Слайд 31

Принципи на клетъчната комуникация ( използване на светлина, сигнали и звук)Началото на историята на безжичните комуникации

• Много пъти в историята, хелиографи, знамена (семафор),...
- Китай, династия Хан (206 г. пр. н. е. – 24 г. сл. н. е.) използване на сигнални кули; - 150гр. пр.н.е. димни сигнали за комуникация (Полибий, Гърция) - 1793 г., оптичен телеграф, френски инженер К. Шапе

• Начало на комуникация с електромагнитни вълни:

Джеймс Максуел (1831-79): теория на електромагнитните полета, вълнови уравнения (1864)

Телефонът на Александър Греъм Бел от 1876 г

G. Hertz (1857-94) демонстрира вълновия тип електрическо предаване през пространството (1888)

На 7 май 1895 г. петербургският физик Александър Попов прави доклад пред Физикохимичното дружество, в който демонстрира създадено от него радио устройство за записване на атмосферни вибрации.

На 2 юни 1896 г. Гулиелмо МАРКОНИ патентова радиото като свое изобретение (научните публикации на Попов по този въпрос се появяват през същия месец, но са адресирани до съвсем друга аудитория).

През 1896 г. в Лондон той успява да предаде съобщение на разстояние от 10 километра.

1907 Търговски трансатлантически комуникации - огромни базови станции (с височина на антената от 30 - 100 м)

1915 гласово предаване Ню Йорк - Сан Франциско

През 1896 г. той демонстрира експериментите си пред Физическото общество в Санкт Петербург, предавайки сигнали, използвайки морзовата азбука вътре в сградата на университета.

Началото на историята на безжичните комуникации Концепции:

• голяма площ за един предавател
• По-голяма „мобилност“ поради високата консумация на енергия
• Системи с малък капацитет, склонни към смущения
• Висока цена

1911 г. - мобилен предавател на дирижабъл

1926 - влак (Хамбург Берлин)

1927 - първото търговско автомобилно радио (само за приемане)

Първо мобилни системивръзките започват през 40-те години в САЩ и през 50-те години в Европа.

Развитието на телекомуникациите в Русия

Развитие на телекомуникациите в Русия. Класификация на безжичните мрежи

Обща употреба

ведомствени

контролни стаи

Канал

страниране

сателит

компютър

оптичен

Разработване на стандарти за клетъчни комуникационни системи Разработване на стандарти за клетъчни комуникационни системи Клетъчни комуникационни мрежи

• 1G: аналогови мрежи. Идеята: покриване на пространството с „клетки“ (зони на покритие на една базова станция) и организиране на клъстери от клетки. Поддържаха само телефония. Стандарти: NMT, AMPS.
• 2G: цифрови мрежис превключване на веригата. Използва се метод за достъп с разделяне на времето. Освен това се основава на структура от пчелна пита. Поддържа телефония и пренос на данни. Да организира повече бърз достъпМоже да се използва GPRS (2G+) Стандарти: GSM, D-AMPS, PDC.
• 3G: цифрови мрежи с комутация на вериги/пакети. Използва се методът за широколентов достъп с кодово разделяне и поддържа пренос на мултисервизен трафик. Стандарти: CDMA, WCDMA, cdma2000, i-mode и др.
• 4G: Цифрови мрежи с пакетна комутация. В момента в процес на разработка 

Клетъчни мрежи 3G

746-794 MHz, 1,7-1,85 GHz, 2,5-2,7 GHz

Клетъчен GSM

• 800-900 MHz

Клетъчен GSM

• 1,85-1,99 GHz

Безжична LAN (IEEE 802.11b/g)

• 2,4 GHz

Bluetooth

• 2,45 GHz

Безжична LAN (IEEE 802.11a)

• 5 GHz

Геометрична структура на клетъчна система Модел на повторно използване на честотата

Видове клетки

Макроклетки (3 до 35 км)

Микроклетки (0,1 до 1 km)

Picocells (0,01 до 1 км)

Наноклетки (1m до 10m)

Общ изглед на клетъчната система

Мрежова подсистема

Пример за мобилна клетъчна връзка Пример за мобилна клетъчна връзка Пример за мобилна клетъчна връзка Пример за мобилна клетъчна връзка Пример за мобилна клетъчна връзка Пример за мобилна клетъчна връзка

В течение на век и половина, изминал от изобретяването на телефона, телефонната комуникация стана толкова твърдо установена в ежедневието на съвременните хора, че липсата на телефон в апартамента на практика се превърна в изключение. Към предимствата на жичния телефонни мрежитрябва да включва надеждност на комуникацията и развита система от абонатни мрежи, позволяваща на потребителя да се свърже с абонат в почти всяка страна по света.

Въпреки това, „твърдото обвързване“ на абонат към стационарен телефон телефонен апарат, „ограничен“ от дължината на кабела на слушалката, не позволяваше на потребителя да бъде Подвижен, т.е. се движат свободно в пространството по време на разговори или между тях.

През втората половина на миналия век, с усъвършенстването на технологиите и технологиите, започна да се развива идеята за създаване на световна (глобална) мрежа мобилна (клетъчна) телефония, което позволява на потребителя да има достъп до развита абонатна мрежа с помощта на преносим преносим (мобилен) телефон-слушалка със значителен (десетки километри) обхват.

Реализирането на тази идея би позволило телефонията да бъде изведена на ново ниво на популярност и достъпност от гледна точка на потребителя, който ще има свой индивидуален телефонен номери практически неограничена свобода на движение (мобилност) по време на или между разговорите.

Предложеният принцип на работа на мобилната телефония е доста прост: с помощта на слушалка (мобилен телефон) абонатът комуникира с най-близката базова станция (предавател) на мрежата (фиг. 224).

Ориз. 224. Базова станция на клетъчната мрежа (предавател)

Тази базова станция от своя страна комуникира със следващия предавател в мрежата и т.н., както се изисква от абоната (фиг. 225).

Ориз. 225. Клетъчна мрежа от предаватели

Описаният принцип на създаване на развита абонатна мрежа се нарича мобилен телефонпринцип, тъй като пчелите изграждат пчелни пити вътре в кошера, използвайки същия принцип. В този случай всяка създадена клетка служи като основа за създаване на следващата точно същата клетка и т.н.

Поради това обстоятелство се нарича и мобилната телефония мобилен телефонкомуникация Когато абонатът се движи (например в кола) (виж фиг. 225), базовите станции го наблюдават независимо и „предават“ една на друга, което се случва практически без загуба на качество на комуникация, бързо и напълно незабелязано от потребителя .

Най-лесната част блокова схемаклетъчна комуникация - мобилен (преносим) телефон, който се състои от две части: самата „слушалка“ или ME (мобилно оборудване) и модул за идентификация на абоната, или смарт карти SIM (Subscriber Identity Module), получава се при сключване на договор с определен оператор.

На всеки мобилен телефон се присвоява собствен номер или международен идентификатор по време на производството. мобилно устройствоΙΜΕΙ (Международен идентификатор на мобилно оборудване), което ви позволява да го разграничите от второто точно същото.

Страната ни използва второ поколение мрежов стандарт GSM (Глобална система за мобилни комуникации), разработен през 1990 г. Този стандарт използва работна честота ν = 900 MHz, което може значително да подобри качеството на комуникацията в сравнение със стандартите от първо поколение.

Първият GSM оператор прие абонати през 1991 г., а до началото на 1994 г. глобалните мрежи, базирани на този стандарт, имаше 1,3 милиона абонати. До края на 1995 г. техният брой нараства до 10 милиона!

Когато включите мобилен телефон с активирана смарт карта, той „сам“ намира най-близкия основна станциясъответната клетъчна мрежа, след което целия пакет телефонни услугиот тази мрежа става достъпна за абоната.

Всеки предавател осигурява радиопокритие средно на разстояние до две десетки километра от него (фиг. 226). За рационалното използване на клетъчната мрежа от предаватели се разработват оптимални схеми за тяхното взаимно разположение на земята, като се вземе предвид нейната топография.