Cellulaire. Les systèmes de communication cellulaires assurent le transfert d'informations entre les points, dont au moins l'un est mobile. Présentation sur le thème "communications cellulaires" Présentation sur le thème physique des communications cellulaires

«Radiation physique» - Il y a 10 centrales nucléaires en service dans notre pays actuellement. Cette définition de la radioactivité a été donnée par Marie Curie, une célèbre physicienne. Complété par: Nalivaiko G.G. I.A. analphabète De petites doses de rayonnement ne sont pas dangereuses, bien au contraire. La radioactivité aide une personne dans la vraie vie. Cette source est l'énergie des atomes.

"Structure atomique de l'expérience de Rutherford" - Le mécanisme de dispersion. Faits indiquant la complexité de la structure de l'atome. Modèles de la structure de l'atome. L'expérience de Rutherford. La structure de l'atome. Les scientifiques de l'Antiquité sur la structure de la matière. Tous les modèles étaient spéculatifs et non le résultat d'une expérience. La charge du noyau est égale en grandeur à la charge de tous les électrons, donc l'atome est neutre.

"Réaction thermonucléaire" - Le fait que lors d'une réaction thermonucléaire, une réaction thermonucléaire libère beaucoup plus d'énergie pour chaque nucléon que lors d'une réaction nucléaire, par exemple, lorsqu'un noyau d'hélium est synthétisé à partir de noyaux d'hydrogène, une énergie égale à 6 MeV sont libérés, et lorsqu'un noyau d'uranium est fission, un nucléon représente »0,9 MeV. Quelle source d'énergie énorme et «inépuisable» possède une personne!

"Effet biologique du rayonnement radioactif" - Une personne, à l'aide de ses sens, n'est pas capable de détecter une dose de rayonnement radioactif. Le rayonnement radioactif a un fort effet biologique sur les tissus d'un organisme vivant, consistant en l'ionisation des atomes et des molécules du milieu. Terminé: 2009

"Influence du rayonnement sur une personne" - - "Hormone de vigueur". Un téléphone portable affecte l'ensemble du système cardiovasculaire dans son ensemble. Comment se protéger des CEM. Couche d'ozone. Comment l'État aide-t-il? Question fondamentale: comment les rayonnements et les rayonnements électromagnétiques affectent-ils la santé humaine?

«Modèle de l'atome» - 7., Où? 0 \u003d const, n \u003d 3, 4, 5,… 7.1. Régularités dans les spectres atomiques. 7.3. Théorie élémentaire de Bohr. Lors de la conduite en cercle, il y a une accélération centripète. L'atome d'hydrogène selon la théorie de Bohr. Où k \u003d 1, 2, 3, ...; n \u003d k + 1, k + 2,…. En physique, la constante de Rydberg est également appelée une autre quantité égale à R \u003d R? · S.

Il y a 11 présentations au total

Le but de la leçon:développement des compétences d'information et de communication des étudiants.

Équipement: écran, projecteur, aimants, feuilles Whatman, surligneurs verts et rouges, marqueurs noirs, poêle en fonte.

PENDANT LES COURS

Professeur: Le sujet de notre cours est proche de vous, familier et très pertinent. Il est crypté sur ces images.

Annexe 2 ... Diapositive 1.

Je l'ai deviné: cellulaire.

Annexe 2 ... Diapositive 2. (Étapes de développement)

L'enseignant dit ou l'élève fait un message:

Téléphone portable N'est rien de plus que radiotéléphone... Le téléphone a été inventé en 1876, la radio est aussi une découverte du siècle avant-dernier. Il ne restait plus qu'à combiner ces deux technologies, et cela a pris près de 100 ans. Cela est devenu possible après l'avènement des circuits intégrés et des batteries relativement légères. Cette année, le «téléphone portable» a un petit anniversaire - il a eu 35 ans.
Le premier appel depuis un mobile a été effectué en 1973, et il a fallu 10 annéespour apporter l'invention au consommateur de masse.

Les premiers téléphones portables étaient très chers, tandis que, pour le dire modérément, ne différaient pas par la taille de poche. Pour chaque appareil de ce type pesant 1 kg, on proposait à ceux qui le souhaitaient de payer ni plus ni moins 3500 dollars.
Cependant, la communication elle-même était déjà effectuée selon des principes tout à fait modernes. de l'autre côté stations de base, réseau lequel ressemble à un nid d'abeillePar conséquent, cette connexion est appelée cellulaire.

Professeur: Vous écoutez probablement des émissions de radio. Quelles stations? Peux-tu nommer? Pourquoi trouvez-vous 20 stations de radio en ondes et non 120? Quelle est la raison pour ça?

Les étudiants répondent.

Professeur: Et il y a plus de 2 milliards d'abonnés mobiles, comment se fait une telle connexion?
Le système utilise le principe de la division d'un certain territoire en zones, ou «cellules». Chaque "cellule" est desservie par un émetteur dont le rayonnement n'est bien capté qu'à une distance de 500 m à 10 kilomètres - le rayon de la cellule. Dans la cellule voisine, ce signal est si faible qu'il n'est pas capté par le téléphone. Cela permet à la même fréquence d'être réutilisée dans une autre cellule sans aucune interférence mutuelle. Ainsi, travaillant sur un canal dédié, mais avec un grand nombre de stations de base, la communication cellulaire peut couvrir des territoires illimités, reliant un grand nombre d'abonnés.
Lien utile? Oui!
Veuillez sortir vos téléphones portables.
Êtes-vous sûr de pouvoir garder les téléphones portables dans vos poches?
De quel type d'appareil s'agit-il - utile ou nuisible? Découvrons-le!

Diapositive 4. Communications cellulaires - pour ou contre?

Professeur: Vous avez des fiches d'information sur vos bureaux. Pièce jointe 1 ... Chacun travaille avec sa propre feuille.
Ta tâche - rouge (couleur du danger) mettre en évidence les informations sur les effets néfastes des communications cellulaires, et en vert informations sur les avantages de la communication cellulaire. Vous êtes donné pour travailler 3 minutes.

Les étudiants travaillent individuellement.

Professeur: Montrez les feuilles. Quelque chose d'un peu trop rouge. Il doit y avoir des arguments de poids pour utiliser la communication cellulaire! Cet appareil est-il utile ou dangereux?

Élèves: Un appareil utile, mais des mesures de sécurité doivent être développées.

Professeur: Continuons notre travail. Il est nécessaire de se diviser en trois groupes. Chaque groupe accomplira sa tâche.

La tâche: Le groupe 1 ne fonctionne que sur les arguments en faveur des communications cellulaires, le groupe 2 - uniquement sur les arguments sur les effets nocifs. Vous avez besoin:

1. Si possible, combinez les informations en 2-3 gros blocs, en les catégorisant. Nommez ces catégories en utilisant pas plus de 3 mots, et dépeindre sur diagramme avec un marqueur noir. Image 1 .
2. Pour des exemples spécifiques tirés du texte, utilisez pour une division plus fine... Tu peux apporter propres arguments.
3. La présentation de votre travail (présentation) peut être faite par 1 à 2 personnes du groupe.

Pour ce travail 5 minutes.

Tâche du groupe 3: discuter de tous les avantages et inconvénients et inventer les règles en utilisant un téléphone portable... Écrivez-les sur une feuille.

Ce travail dure 5 minutes.

Les groupes publient leurs travaux.

Présentation.Des représentants des groupes prennent la parole. Le reste des groupes peut être complété.

Professeur: Donnons la priorité. Classez les règles en fonction de leur importance. Comparez avec ceux proposés par les experts du comité de contrôle radiométrique.

Diapositive 5. Précautions:

1. N'utilisez pas votre téléphone portable inutilement
2. Parlez en continu pendant 3 à 4 minutes maximum.
3. Ne laissez pas les jeunes enfants utiliser le téléphone portable.
4. Lors de l'achat, choisissez un téléphone portable avec une puissance de rayonnement plus faible.
5. Dans la voiture, utilisez un téléphone portable avec un système de haut-parleur

Professeur: Et maintenant, faisons une expérience: quel est le pouvoir de pénétration du rayonnement des téléphones portables.
Mettez le téléphone dans un pot à paroi épaisse (en fonte), appelez - la connexion ne se produit pas. Répétez l'appel - se connecte! Les élèves concluent que lorsque l'appel est répété, la force du signal augmente.
Ajoutez un élément aux règles:
6. Lorsque vous appelez de nouveau, ne gardez pas l'appareil près de votre tête.

Professeur: Que choisirez-vous pour vous-même le plus important et le plus intéressant de la leçon d'aujourd'hui?

Les élèves répondent, une réflexion est menée.




Trunking Communication au sein d'un groupe, appel de groupe à tous les membres du groupe Présence de priorités Vitesse de connexion élevée Faible besoin d'accès au réseau public Transmission préférentielle des données Utilisation fréquente de la transmission semi-duplex Protocoles: MPT-1327 (analogique), TETRA ( numérique)


Technologies mobiles Paging (MHz) Tweaking Téléphonie cellulaire Trunking


Histoire des communications cellulaires La première génération de systèmes de communications cellulaires 1946 - à Saint-Louis (USA) - le premier système de communication radiotéléphonique au milieu des années 1940 AT&T Bell Laboratories - l'idée de diviser toute la zone de service en cellules Fin des années 70 - travail sur la création d'une norme de communication unifiée (Suède, Finlande, Islande, Danemark, Norvège) - NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) 1983 - USA, Chicago - Réseau standard AMPS (Advanced Mobile Phone Service) 1985 - Norme NMT - Grande-Bretagne - TACS (Total Access Communications System), 1987 - ETACS (Enhanced TACS) 1985 - France - Radiocom-2000


Systèmes analogiques Un procédé analogique est utilisé pour transmettre des informations en utilisant une modulation de fréquence ou de phase conventionnelle, comme dans les stations radio classiques. Inconvénients: possibilité d'écouter les conversations d'autres abonnés; il n'existe pas de méthodes efficaces pour lutter contre la décoloration du signal en raison de l'influence du paysage et des bâtiments environnants, ou en raison du mouvement des abonnés. Solution: élargir la gamme de fréquences; transition vers une planification rationnelle des fréquences.


Global System for Mobile Communications -\u003e 1990 1989 UK - "Personal Communication Networks" PCN (Personal Communication Networks "title \u003d" (! LANG: History of Cellular Communications Second Generation of Cellular Communications 1982) La CEPT crée le Groupe Special Mobile (GSM) -\u003e Global System for Mobile Communications -\u003e 1990 1989 Grande-Bretagne - "Personal Communication Networks" PCN (Personal Communication Networks" class="link_thumb"> 7 !} L'histoire des communications cellulaires La deuxième génération de systèmes de communications cellulaires 1982 La CEPT crée le Groupe Special Mobile (GSM) -\u003e Global System for Mobile Communications -\u003e 1990 UK - Personal Communication Networks (PCN) America - Personal Communication Networks communications "PCS (Personal Communication Services 1990 Amérique TIA (Telecommunications Industry Association) - norme nationale IS-54 (D-AMPS ou ADC) La société américaine Qualcomm a commencé le développement actif de CDMA (Code Division Multiple Access) en Europe - DCS standard -1800 (Digital Cellular System) 1991 au Japon - JDC (Japanese Digital Cellular) 1992 en Allemagne, le premier système de communication cellulaire de la norme GSM est entré en service commercial En 1993, la norme CDMA (IS-95) a été adoptée aux États-Unis 1993 Royaume-Uni - le premier DCS One- le réseau to-One a été mis en service Global System for Mobile Communications -\u003e 1990 1989 Grande-Bretagne - "Personal Communication Networks" PCN (Personal Communication Networks "\u003e Global System for Mobile Communications -\u003e 1990 1989 Grande Bretagne -" Personal Communication Networks "PCN (Personal Communication Networks) America -" Personal Communication Services "PCS (Personal Communication Services 1990 America TIA (Telecommunications Industry Association) - norme nationale IS-54 (D-AMPS ou ADC) La société américaine Qualcomm a commencé le développement actif de CDMA (Code Division Multiple Access 1991 en Europe - DCS-1800 standard (Digital Cellular System) 1991 au Japon - JDC (Japanese Digital Cellular) 1992 en Allemagne, le premier système de communication cellulaire de la norme GSM est entré en service commercial En 1993 aux États-Unis, la norme CDMA (IS-95) a été adoptée 1993 Grande Grande-Bretagne - le premier réseau DCS-1800 One-to-One a été mis en service "\u003e Global System for Mobile Communications -\u003e 1990 1989 Grande-Bretagne -" Réseaux personnels Réseaux de communication ”PCN (Personal Communication Networks" title \u003d "(! LANG: The History of Cellular Communication Second Generation of Cellular Communication Systems 1982) La CEPT a créé Groupe Special Mobile (GSM) -\u003e Global System for Mobile Communications -\u003e 1990 1989 Royaume-Uni - PCN «Personal Communication Networks» (Personal Communication Networks"> title="Histoire des communications cellulaires Deuxième génération de systèmes de communications cellulaires 1982 Création de la CEPT Groupe Special Mobile (GSM) -\u003e Global System for Mobile Communications -\u003e 1990 1989 Royaume-Uni - Personal Communication Networks (PCN)"> !}


L'histoire de la communication cellulaire Russie À Saint-Pétersbourg, à Moscou - systèmes de la norme NMT-450i - Sotel (1991) 1994 Adoption du concept de développement des réseaux mobiles terrestres Proclamation de la norme GSM comme l'une des deux normes fédérales ( NMT et GSM) Les conditions de développement des réseaux CDMA en Russie sont définies par arrêté du ministère des Communications de la Fédération de Russie n ° 18 du 24 février 1996. Le premier réseau CDMA a commencé à fonctionner à Tcheliabinsk, puis à Moscou, à Saint-Pétersbourg.


Systèmes de troisième génération en Europe - UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) combinant les fonctionnalités des systèmes de communication numériques existants en un seul système de troisième génération FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunications System 2002 - les exigences pour un système de communication mobile unique ont été formulées dans le cadre de le nouveau programme IMT) -2000 (Télécommunications mobiles internationales).


Méthode d'accès aux canaux radio Accès aléatoire (méthode Aloha, ainsi nommée en relation avec la première application de la méthode de communication entre un groupe d'Hawaï). Applicable uniquement pour les charges légères. Son développement a été la méthode MDKN / OK utilisée dans les réseaux locaux et d'entreprise. (la méthode Aloha, ainsi nommée en relation avec la première application de la méthode de communication entre le groupe d'Hawaï). Applicable uniquement pour les charges légères. Son développement a été la méthode MDKN / OK utilisée dans les réseaux locaux et d'entreprise. Par la technologie CDMA Par la technologie TDMA


Technologie CDMA Direct Sequence (Pseudo Noise) Spread Spectrum (séquence directe (pseudo-bruit) avec un large spectre) a sa propre combinaison de codes la capacité de transmettre simultanément plusieurs messages dans la bande de fréquences allouée avec différents codes de symboles








NMT-450 Système de communication analogique Gamme de fréquences MHz Portée de communication directe - plusieurs dizaines de km Inconvénients: faible immunité au bruit Déficience des canaux Difficulté à assurer une protection contre les écoutes


Caractéristiques générales de la norme GSM Utilisation du spectre mobile dans la gamme MHz Un accès multiple par répartition dans le temps à bande étroite (NB TDMA) est utilisé Pour se protéger contre les erreurs dans les canaux radio lors de la transmission de messages d'information, on utilise un codage par blocs et par convolution avec entrelacement Augmenter le codage et efficacité d'entrelacement à de faibles taux de mouvement les stations mobiles sont obtenues par commutation lente des fréquences de fonctionnement (SFH) pendant une session de communication à une vitesse de 217 sauts par seconde, des égaliseurs sont utilisés pour assurer l'égalisation des signaux d'impulsion avec un écart type du temps de retard de jusqu'à 16 μs. Le système de synchronisation est conçu pour compenser le temps de retard absolu des signaux jusqu'à 233 μs, ce qui correspond à la portée de communication maximale ou au rayon de cellule maximal 35 km Décalage de fréquence gaussien avec décalage de fréquence minimum (GMSK)




Combiné - ME (Mobile Equipment) a IMEI (International Mobile Equipment Identity); la carte à puce SIM (Subscriber Identity Module) contient IMSI (International Mobile Subscriber Identity))








BSC est un ordinateur puissant qui contrôle le fonctionnement des stations de base (BTS) et surveille l'opérabilité de toutes les unités de la station de base (BTS), et est également responsable de la procédure de transfert (transfert de service vers une station mobile à partir d'une station de base). à un autre en mode conversation). - un ordinateur puissant qui contrôle le fonctionnement des stations de base (BTS) et surveille l'opérabilité de tous les blocs de la station de base (BTS), ainsi que responsable de la procédure de transfert (transfert de service à une station mobile d'une station de base à un autre en mode conversation).




Structure NSS (SSS) MSC (centre de commutation mobile) - centre de commutation; HLR (Home Location Register) - registre de localisation du domicile; VLR (Visitor Location Register) - registre de localisation des invités; AuC (Authentication Center) - Centre d'authentification.



Les principaux objectifs du MSC sont l'acheminement (direction) du signal, c'est-à-dire l'analyse des nombres pour les appels sortants et entrants; établissement, contrôle et déconnexion des connexions; formation de fichiers CDR (Call Data Recorder) pour soumission au système de facturation.




Données à long terme stockées dans le HLR et le VLR International Subscriber Identity Number (IMSI) Numéro de téléphone de l'abonné dans le sens commun (MSISDN) , qui peut être transmise Notification de l'appelant Calendrier d'opération d'identification du numéro de l'appelé Contrôle de la signalisation de notification de l'appelé pour les connexions d'abonnés Caractéristiques d'un groupe d'utilisateurs fermé Avantages d'un groupe d'utilisateurs fermé Appels sortants interdits dans un groupe d'utilisateurs fermé Nombre maximum d'abonnés Mots de passe utilisés Accès prioritaire Classer


Données temporaires stockées dans le HLR Paramètres d'identité et de cryptage Paramètres d'identité et de cryptage Numéro d'abonné mobile temporaire (TMSI) Numéro d'abonné mobile temporaire (TMSI) Adresse du registre de mouvement où se trouve l'adresse du registre de mouvement (VLR) de l'abonné (VLR) Mouvement de la station mobile zones Zones de mouvement de la station mobile Numéro de cellule de transfert Numéro de cellule de transfert Statut d'enregistrement Statut d'enregistrement Pas de temporisateur de réponse Pas de temporisateur de réponse Composition du mot de passe actuellement utilisé




AuC - le centre d'authentification génère des paramètres pour la procédure d'authentification et détermine les clés de cryptage des stations mobiles d'abonnés. - le centre d'authentification génère des paramètres pour la procédure d'authentification et détermine les clés de cryptage des stations mobiles des abonnés. Procédure d'authentification - une procédure pour confirmer l'authenticité de l'abonné (validité, légalité, droits d'utilisation des services cellulaires) du réseau GSM.




Processus d'authentification de l'abonné SRES \u003d Ki * RAND TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) Lorsque l'IMEI est reçu par le réseau, il est envoyé à l'EIR, où il est comparé aux soi-disant «listes» de numéros.


Division du réseau en LA BTS - stations de base (un BTS - une "cellule", cellule). Les BTS sont réunis en groupes - des domaines appelés LA (Zone de localisation). Chaque LA a son propre code LAI (Location Area Identity).


Algorithme de transfert Types de changement de canal dans une station de base changeant le canal d'une station de base en canal d'une autre station, mais sous le patronage du même BSC. commutation de canal entre des stations de base contrôlées par différents BSC, mais une commutation de canal MSC entre des stations de base, dont non seulement différents BSC, mais également des MSC sont responsables. Signaux de diagnostic de base concernant une erreur Triple bip (durée de chaque partie 330 ms), 1 s pause 950 ± 50Hz 1400 ± 50Hz 1800 ± 50Hz Erreur générale 200 ms bip, 200 ms pause 425 ± 15 Hz Surcharge secteur 500 ms bip, 500 ms pause 425 ± 15 Hz Numéro d'abonné occupé Type de signal Fréquence Type d'erreur


Au cours du siècle et demi qui s'est écoulé depuis l'invention du téléphone, la communication téléphonique est devenue si fermement ancrée dans la vie quotidienne d'une personne moderne que l'absence de téléphone dans un appartement est pratiquement devenue une exception. Les avantages des réseaux téléphoniques filaires comprennent la fiabilité de la communication et un système développé de réseaux d'abonnés, qui permet à l'utilisateur de contacter un abonné dans presque tous les pays du monde.

Cependant, le "hard binding" de l'abonné au poste téléphonique fixe, "limité" à la même longueur du fil du récepteur téléphonique, ne permettait pas à l'utilisateur d'être mobile, c'est-à-dire se déplacer librement dans l'espace lors de conversations ou entre elles.

Dans la seconde moitié du siècle dernier, à mesure que la technologie et la technologie s'amélioraient, l'idée de créer un réseau mondial (mondial) a commencé à se développer. téléphonie mobile (cellulaire)permettre à l'utilisateur d'avoir accès à un réseau d'abonnés développé à l'aide d'un combiné-téléphone portable (mobile) d'une portée significative (dizaines de kilomètres).

La mise en œuvre de cette idée permettrait d'amener la communication téléphonique à un nouveau niveau de popularité et d'accessibilité du point de vue d'un utilisateur qui aurait son propre numéro de téléphone individuel et une liberté de mouvement (mobilité) pratiquement illimitée pendant ou entre les appels.

Le principe de fonctionnement proposé de la communication téléphonique mobile est assez simple: à l'aide d'un combiné-téléphone (téléphone mobile), l'abonné communique avec la station de base (émetteur) la plus proche du réseau (Fig. 224).

Figure. 224. Station de base cellulaire (émetteur)

Cette station de base, à son tour, communique avec le prochain émetteur du réseau, etc. selon les besoins de l'abonné (Fig. 225).

Figure. 225. Réseau cellulaire d'émetteurs

Le principe décrit de création d'un réseau d'abonnés développé est appelé cellulaire principe, car selon le même principe, les abeilles construisent des nids d'abeilles à l'intérieur de la ruche. De plus, chaque cellule créée sert de base pour créer la suivante exactement la même cellule, etc.

En raison de cette circonstance, il est d'usage d'appeler également la téléphonie mobile téléphone portable la communication. Lorsqu'un abonné se déplace (par exemple, en voiture) (voir Fig. 225), les stations de base le surveillent indépendamment et se «transmettent» entre elles, ce qui se produit pratiquement sans perte de qualité de communication, rapidement et complètement invisible pour l'utilisateur.

La partie la plus simple du schéma structurel de la communication cellulaire - un téléphone mobile (portable), se compose de deux parties: le "combiné" proprement dit ou ME (équipement mobile) et le module d'identification de l'abonné, ou carte à puce SIM (Subscriber Identity Module), obtenu lors de la conclusion d'un contrat avec un opérateur particulier.

Pendant la production, chaque téléphone portable se voit attribuer son propre numéro ou International Mobile Equipment Identity (International Mobile Equipment Identity) pour le distinguer exactement de l'autre.

Dans notre pays, la norme des réseaux de deuxième génération GSM (Global System for Mobile Communications) est utilisée, qui a été développée en 1990. Cette norme utilise une fréquence de fonctionnement de ν \u003d 900 MHz, ce qui améliore considérablement la qualité de la communication par rapport à la première normes de production.

Le premier opérateur GSM a reçu des abonnés en 1991 et au début de 1994, les réseaux mondiaux basés sur cette norme comptaient 1,3 million d'abonnés. À la fin de 1995, leur nombre était passé à 10 millions!

Lorsqu'un téléphone mobile avec une carte à puce activée est allumé, il trouve «par lui-même» la station de base la plus proche du réseau cellulaire correspondant, après quoi l'ensemble des services téléphoniques de ce réseau devient disponible pour l'abonné.

Chaque émetteur assure une couverture radio en moyenne à une distance allant jusqu'à deux dizaines de kilomètres de lui (Fig. 226). Pour l'utilisation rationnelle du réseau cellulaire d'émetteurs, des schémas optimaux de leur disposition mutuelle sur le terrain, en tenant compte de son relief, sont en cours de développement.

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