wcs 21 Mobile Cellular Networks

Terms
BS - เสาอากาศรับส่งข้อมูล
MTSO - เชื่อมต่อการโทรระหว่างโมบายยูนิต

ช่องทาง 2 แบบระหว่าง mobile unit และ BS

1. ช่องสัญญาณควบคุมการแลกเปลี่ยนข้อมู,ระหว่างโทรศัพท์กับสถานีเป็นข้อมู,เซตอัพที่ไม่ใช้เสียงเช่น เบอร์คนโทรมาจากสถานีใด เป็นต้น
2. หลังจากติดต่อได้แล้วจะมีช่องทางให้เราติดต่อกันเช่น เสียง

Interference = รบกวนกัน
frequency reuse = การใช้ความถี่ซ้ำ ทำให้ใช้ความถี่ได้ทั้งประเทศ หรือทั่วทวีป

cellular telephony ทำงานอย่างไร
คีย์ของ cellular telephone networks
1. cells-city cells ประมาณ 10 ตารางไมล์
-ที่ศูนย์กลางของแต่ละ cell คือ cell transmiiter ที่ต่อกับ BS
-แต่ละ BS ต่อกับ MTSO โดยเชื่อมระหว่าง cellular network และ wired telephone world และควบคุม transmitter และ BS ทั้งหมด

2. Transmitters และ cell phone ทำงานด้วยกำลังงานต่ำ
สามารถคงสัญญาณในเวลล์ได้ สัญญาณที่มีคลื่นเฉพาะไปไม่เกินพื้นที่ cell ด้วยความถี่เดียวกันสามารถถูกใช้ในเซลล์อื่นๆในเวลาเดียวกันได้ นอกจาก เซลล์ประชิด (เซลล์ที่ติดกัน)

3. cell phone มีโค้ดพิเศษ
1) SID เลขประจำเครือข่ายที่ให้บริการ
2) ESN เลขซิม
3) MIN เบอร์โทรศัพท์

4. เมื่อผู้ใช้เคลื่อนที่ภายนเซลล์เดียว
-Transmitters และ BS ควบคุมการรับส่งทั้งหมด
-ขณะที่ผู้ใช้เคลื่อนที่ไปยังเซลล์ข้างๆ จะเกิดกระบวนการ handoff
*handoff คือการส่งต่อจาก BS หนึ่งไปอีก BS หนึ่ง
-ใช้ Roaming เมื่อผู้ใช้เคลื่อนที่ไปเครือข่ายอื่น
*Roaming การขอใช้งานอีกเครือข่ายหนึ่ง เช่นการใช้งานใน ต่างประเทศ

โทรศัพท์มือถือทำงานอย่างไร

ขั้นตอนการรับ

-โทรศัพท์รับรับ SIDจาก BS
-โทรศัพท์ส่งคำร้องขอลงทะเบียนแก่ BS
-BS รับ incoming call ที่เข้ามา
-BS ตรวจสอบว่าตรงกับ registration request หรือไม่
-BS ส่งข้อมูลแก่โทรศัพท์มือถือที่ค่าความถี่หนึ่ง ผู้ใช้สามารถรับสายและคุยได้
-BS ทำการ switch ความถี่ต่อไป

ขั้นตอนที่ MSTO Controlled Call ระหว่างผู้ใช้เคลื่อนที่
1. Mobile Unit Initialization
-เริ่มตั้งค่า mobile unit
-cells มีหลายช่องความถี่ที่ใช้ซ้ำกันจึงต้องเริ่มตั้งค่าช่องต่างๆ เพื่อเตรียม broadcast
-เมื่อเปิด โมบาย ยูนิต คือเริ่มสแกนและเลือกค่าช่องควบคุมที่ตั้งไว้แรงสุดจาก BS จากนั้น handshake ระหว่างโมบายยูนิตและ MTSO เพื่อกำหนดผู้ใช้และพื้นที่ที่ลงทะเบียน

2. Mobile-Originated Cell
-เป็นฝ่ายโทรเข้าหรือออก (ขั้นตอนต่างกัน)
-ส่งข่าวไปที่ mobile switching center (msc)
-msc เช็คเบอร์ที่โทรมาว่าอยู่ในเครือข่ายเดียวกันหรือไม่ ถ้าใช่อยู่ในพื้นที่ใด
-กรณีที่โทรไปที่โทรศัพท์บ้าน msc เช็คก่อนว่าอยู่เครือข่ายใด ประเทศใด หากโทรข้ามเครือข่าย operator เสียค่าข้ามเครือข่าย

3.Paging
MTSO ส่ง paging msg ไปที่ทุก BS

4.Call Accepted
-ตรวจว่าโทรมาจากที่ใด เบอร์ที่โทรหาเราอยู่ที่ไหน
-BS ส่ง msg มาที่เครื่องผู้ใช้ หากเป็นของผู้ใช้คนนั้น เครื่องจะรับ msg แล้วเปิดริงโทนรับเข้าให้เราได้ยิน

5.Ongoing call
-คุยกันอยู่ ขึ้นกับว่าอยู่ที่สถานีใด
-แม้เป็นเครือข่ายเดียวกันก็ต้องส่งข่อความไปที่ MSTO ก่อนแล้วค่อยส่งกลับมา

6.Handoff
-mobile unit ย้ายออกจากระยะของเซลล์ไปในเซลล์อื่นระหว่างการเชื่อมต่อ จึงมีการเปลี่ยน BS ไปที่เซลล์ใหม่

ฟังก์ชันเพิ่มเติมใน MTSO Controlled Call
-Call blocking -กรณีช่องสัญญาณเต็ม
-Call termination - กรณีโทรศัพท์จบการคุย - กดปุ่มวางหู
-Call drop - คุยอยู่แล้วสายหลุด

Digital Cellular Telephony
มีมาตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1980 แบ่งได้ดังนี้ 1G, 2G, 2.5G, 3G

1st Generation Cellular Telephony
-สัญญาณอนาล็อก
-AMPS

ความถี่ 800-900 MHz
ช่องกว้าง 30 KHz ด้วย 45 KHz passband
มี 832 ความถี่
ใช้ FDMA ที่จอง 1 ช่องด้วย 2 ความถี่แก่ ผู้ใช้ 1 คนที่เวลาหนึ่งๆ

-CIRCUIT-SWITCHING TECHNOLOGY
เชื่อมต่อทางกายภาพโดยตรงระหว่างผู้โทรและผู้รับ

2nd Generation Cellular Telephony
-ส่งข้อมูลด้วยอัตราเร็ว 9.6 kbps และ 14.4 kbps ในช่วความถี่ 800 MHz และ 1.9 GHz
-CIRCUIT-SWITCHING TECHNOLOGY
-เป็นระบบดิจิตอล
ประโยชน์ของดิจิตอลคือ ใช้ความถี่ให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น,ระยะทางไกลขึ้น, คุณภาพเสียงดี และปลอดภัยกว่าเพระถอดรหัสยาก
ใช้พลังงานน้อยและค่าโทรถูกขึ้น
-Multiple Access Technology: TDMA, CDMA, GSM คือ ใช้ FDMA กับ TDMA รวมกัน

2.5 Generation Cellular Telephony
-Generation ที่เกิดระหว่าง 2G และ 3G
-ความเร็วสูงสุดที่ 384 kbps
-PACKET - SWITCHED
ข้อดีของ packet switching
-มีประสิทธิภาพมากขึ้น สามารถควบคุมการรับส่งผ่านช่องทางได้
-เชื่อมต่อได้ตลอด
-GPRS สำหรับเครือข่าย TDMA หรือ GSM 2G โดยใช้ 8 timeslots ใน 200 KHz และเทคนิคการเข้ารหัสที่ต่างกัน 4 แบบ
-EDGE สามารถส่งได้ถึง 384 kbps ขึ้นอยู่กับเทคนิค modulation ที่เรียกว่า 8 PSK
-CDMA2000 1xRTT ทำงานบน 2 ช่องทางที่มีความถี่ 1.25 MHz สนับสนุนการส่ง packet ข้อมูล 144 kbps

3rd Generation Cellular Telephony
ตั้งใจสร้างรูปแบบทั่วไป และแบบเดียวกัน ของ cellular wireless communication
มาตรฐานอัตราการส่งข้อมูล
- 144Mbps สำหรับ mobile user
- 386 Kbps สำหรับผู้ใช้ที่เคลื่อนที่ช้า
- 2 Mbps สำหรับผุ้ใช้ที่อยู่กับที่
เทคโนโลยี 3 G คือ CDMA200 1xEVDO สำหรับเครือข่าย 2.5 G CDMA2000 1xRTT

สรุป
-cell คือขอบเขต เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ ที่ครอบคลุมใน 1 พื้นที่
-handoff vs roaming
-Generation ของท.มือถือ

1G, 2G, 2.5G, 3G

-SMS เป็นการส่งข้อความสั้นๆ ในเครือข่าย

In-Depth Cellular Networks
Cellular Concept
สร้างจากแลบ Bell ปี 1971 ด้วยการบริการด้านภูมิศาสตร์แบ่งเป็น "cells" ขนาดเล็ก

เซลล์ข้างๆไม่ใช้ความถี่เดียวกันเพื่อป้องกันการชนกัน

สมมติรูปเซลล์ในอุดมคติเป็นรูปหกเหลี่ยม

เพิ่มความสามารถระบบโดยการใช้ความถี่ซ้ำกันได้

Cellular Networks
-รูปแบบเซลล์ที่นำเสนอเป็นรูปวงกลม
-ประมาณการพื้นที่ครอบคลุมด้วยรูปหกเหลี่ยม ทำให้วิเคราะห์ได้ง่าย
-ระบบมีความถี่ F MHz
-เทคนิค multiple access แปลงช่อง F เป็น T
-คลัสเตอร์ของเซลล์ K = กลุ่มของเซลล์ที่ประชิดกันด้วยการใช้ระบบความถี่ที่กำหนดให้ทั้งหมด

ต่อจากนี้เป็นเรื่องคำนวณของ cell design กับ hand off ค่ะ ดูตามชีทสรุปของพี่แสนได้เลยนะคะ ลัคกี้จริงๆ
ขอบคุณค่ะ