تلفن همراه چگونه کار مي کند؟
تلفن همراه چگونه کار مي کند؟
----------------------------------
توي تاکسي نشسته ايد و در افکار خود فرو رفته ايد که يک دفعه تلفن همراهتان زنگ مي زند؛ دوستي است که از کيلومترها آن طرف تر تماس گرفته تا تولدتان را تبريک بگويد؛ غافلگير مي شويد و کلي هم ذوق مي کنيد!
اين خوشحالي را مديون فناوري ارتباطات سيار هستيد. هيچ فکر کرده ايد تلفن همراه ، وسيله اي که بتازگي همه گير شده و در جيب اکثر مردم يافت مي شود، چگونه کار مي کند؟
امروزه ميلياردها نفر در اين کره خاکي از تلفن همراه استفاده مي کنند و براحتي مي توانند از هر جايي که هستند با هر جاي دنيا که دلشان بخواهد، تماس بگيرند.
تلفن هاي همراه امروزي قابليت هاي باور نکردني دارند و بسيار پيشرفته اند. از طريق آنها مي توانيد: اطلاعات و مشخصات دوستان خود را ثبت کنيد.
کارها و وظايف روزانه تان را يادداشت کنيد. قرارهاي ملاقات خود را ثبت کنيد و بخواهيد مثل يک منشي آنها را به شما يادآوري کند.
از ماشين حساب دروني آنها استفاده کنيد. ايميل هايتان را چک کنيد و براي دوستان خود ايميل بفرستيد. سري به سايت هاي اينترنت بزنيد و از اخبار و بازار بورس مطلع شويد، يا به وب گردي بپردازيد.
بازي کنيد، يا موزيک بشنويد. آن را به دستگاه هاي ديگر مثل رايانه ، MP3Player و... وصل کنيد و اطلاعاتتان را منتقل کنيد.
براي اين که بفهميم يک تلفن سلولار (CellularPhone) يا همان تلفن همراه چگونه کار مي کند، بايد کمي به عقب برگرديم.
همان گونه که مي دانيد؛ تلفن در سال 1876 از سوي الکساندر گراهام بل اختراع شد. اولين بار در دهه 1880هم نيکلاي تسلا قضيه ارتباطات بي سيم را مطرح کرد و تلفن هاي همراه امروزي چيزي نيست جز ادغام 2 فناوري فوق.
شايد باورش کمي مشکل باشد، ولي تلفن همراه در واقع يک راديو است.
درست است که در واقع خيلي پيچيده تر است ، اما به هر حال طرز کار آن ، بسيار شبيه راديو است. سالها قبل از اختراع تلفن همراه ، مردم نياز به تلفن متحرک را احساس مي کردند، از اين رو تلفن هاي راديويي موجود در ماشين ها ساخته شد.
در هر شهر يک آنتن مرکزي با تعداد محدودي کانال وجود داشت و يک فرستنده قوي که تا شعاع 70 کيلومتري را پوشش مي داد.
در اين محدوده ، دارندگان تلفن هاي راديويي مي توانستند باهم ارتباط برقرار کنند. البته محدوديت تعداد کانال ها (مثلا 25 عدد) باعث مي شد تعداد بسيار کمي از مردم از اين فناوري استفاده کنند.
اما در فناوري سلولار، يک شهر به سلول هاي کوچکي تقسيم مي شود و به اين ترتيب ، سطح وسيعي از شهر و اطراف آن را پوشش مي دهد و در نتيجه ميليون ها نفر مي توانند به طور همزمان از تلفن همراه استفاده کنند.
سلول ها معمولا به شکل 6 ضلعي هستند و مثل لانه زنبور در کنار هم چيده شده اند. هر گوشي تلفن همراه از طريق امواج راديويي با ايستگاه هاي اصلي خود ارتباط دارد.
اين ايستگاه هاي راديويي ثابت به وسيله يک مرکز کنترل به نام BSS يا Base Station Subsystem اداره مي شوند که وظيفه اش کنترل و اداره کانال هاي راديويي و برقراري ارتباط است.
در شبکه راديويي ، هر تلفن همراه در هر لحظه بايد بتواند محل خود را اعلام کند و به محض جابه جايي و رفتن به يک سلول ديگر مرکز را مطلع سازد.
به اين کار Location Updating مي گويند. ايستگاه راديويي ثابت(BTS) که در اصطلاح عامه آنتن گفته مي شود در واقع کوچکترين واحد سرويس دهي در شبکه راديويي است.
هر BTS محدوده معيني را پوشش مي دهد و گوشي هاي ما از طريق اين BTSها مي توانند با شبکه ارتباط برقرار کنند.
وقتي شما تلفن همراهتان را روشن مي کنيد، او سعي مي کند تا يک سيگنال از مرکز کنترل بشنود. اگر گوشي تلفني نتواند هيچ سيگنالي از کانال کنترلي را بشنود، يعني در دسترس نيست.
در اين حالت اگر فردي با شما تماس بگيرد پيغام آشناي «مشترک مورد نظر در دسترس نمي باشد» را خواهد شنيد؛ اما اگر خوش شانس باشيد و گوشي شما سيگنالي دريافت کند، بلافاصله يک درخواست ثبت نام براي مرکز سوييچينگ (MTSO) مي فرستد.
اين مرکز اطلاعات گوشي مربوطه را در بانک اطلاعاتي خودش ثبت مي کند؛ يعني از اين به بعد مي داند که شما در کدام سلول قرار داريد.
حال فرض کنيد فردي با شما تماس مي گيرد؛ MTSO از اين درخواست برقراري ارتباط مطلع مي شود و به بانک اطلاعاتي خودش رجوع مي کند تا سلول شما را بيابد.
وقتي شما را پيدا کرد، تلفن همراهتان زنگ مي خورد، حال فرکانسي را که شما مي توانيد از آن استفاده کنيد اعلام مي کند و به اين ترتيب ارتباط برقرار مي شود.
در واقع گوشي هاي شما 2 نفر مثل 2 راديوي دو طرفه کار مي کنند و شما مي توانيد باهم حرف بزنيد.
حال فرض کنيد که شما در خودروي خود نشسته ايد و - دور از چشم پليس - در حال صحبت با تلفن همراه هستيد. در حين حرکت از محدوده سلول خود خارج و به سلول ديگري مي رويد؛ MTSO بايد بتواند اين سوئيچ را طوري انجام دهد که ارتباط همچنان باقي بماند؛ اگر اين کار بدرستي انجام نگيرد؛ ارتباطتان قطع مي شود.
داخل گوشي تلفن همراه يک مدار بسيار پيچيده وجود دارد که مي تواند ميليونها محاسبه را در ثانيه انجام دهد. اين محاسبات براي فشردن صدا و از حالت فشرده درآوردن آن انجام مي گيرد.
اگر تا به حال دل و روده تلفن همراهتان را بيرون ريخته باشيد حتما به اين اجزا برخورده ايد: بورد مدار شگفت انگيز(!) که در واقع مغز گوشي شماست ، آنتن ، صفحه نمايش کريستال مايع (LCD)، صفحه کليد، ميکرفن ، اسپيکر، باتري و حافظه.
روي بورد چندين تراشه (chip) رايانه اي وجود دارد که کار آنها تبديل سيگنال هاي آنالوگ به ديجيتال و برعکس است.
در واقع ، صداي شما را به ديجيتال تبديل و ارسال مي کند و صداي طرف مقابل را که به صورت ديجيتال دريافت کرده ، به آنالوگ تبديل مي کند تا شما بتوانيد بشنويد.
سيم کارت هم از اجزاي اصلي يک گوشي است که روي بورد قرار مي گيرد. در واقع يک کارت هوشمند از جنس حافظه سريع (flash memory) است که اطلاعاتي چون کد SID، دفترچه شماره تلفنها و... در آن ضبط مي شود.
گوش کنيد! فکر کنم موبايل شماست که زنگ مي زند!
