Advanced Search

المحرر موضوع: الاتصالات الخلوية من طقطق الى سلم عليكم  (زيارة 9472 مرات)

0 الأعضاء و 1 ضيف يشاهدون هذا الموضوع.

يناير 02, 2008, 03:00:07 صباحاً
زيارة 9472 مرات

خارق القلوب

  • عضو مبتدى

  • *

  • 11
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
الاتصالات الخلوية من طقطق الى سلم عليكم
« في: يناير 02, 2008, 03:00:07 صباحاً »
اولا احب ان انوه هنا الى انه يوجد بعض الافكار ماخوذة من بعض الشباب في المنتدى هنا وذلك لزيدة التوضح
ثانيا اليكم الموضوع......

اخترع الدكتور مارتن كوبير الهاتف الخلوي الحديث .اخترع التقنية المسؤولة عن الهاتف الخلوي عندما كان مدير البحث و
التطوير في (موتورولا).مارتن هو الشخص الذي اطلق على اختراعه باسم الهاتف الخلوي,وهو حاليا المدير التنفيذي لشركة CEO .

بوادر الهاتف الخلوي :

الهاتف الخلوي الحديث انشئه كوبر, لكي تفهم حقيقة اختراع الهاتف الخلوي الخلوي بالكامل عليك بالرجوع الى العام 1947.
التقنية التحتية التي كانت زراء اختراع الهواتف الخلوية هي الخلايا السداسية لقواعد الهاتف الخلوي . ان الهواتف الخلوية اخترعت خلال جهد مشترك بين شركة AT&T و Bell Labs (مختبرات بيل ). وهم لم يستخدماها حتى أواخر الخمسينات.

قبل اختراع الخلايا السداسية ,الجيش وبعض الافراد الاغنياء ورجال الاعمال اعتمدوا علىا مايسمى ب radiophones (الهاتف
الراديوي) هذه الهواتف تطلبت حقيبة ظهر كبير مجهزة لارسال  اشارات الهاتف الى محطة قريبة . وباختراع الخلايا السداسية في اواخر الاربيعنيات اعد (الهاتف الراديوي )عديم الفائدة تقريباً.

منافسو الهواتف الخلوية :

كان هناك تنافس بين الشركات " porttabl handset" التي ابتكرت ""phone for the road  (الهاتف للطريق ) لكن هذا الهاتف لم يصبح جوال حقيقي لانه حدد الى خلية واحدة فقط ,بينما نظام الخلايا السداسية يسمح بتنقل من خلية الى اخر بعكس (الهاتف للطريق)
شكل الخلايا السداسية :
 

الهواتف الخلوية النقالة :

عندما طبقت ميزة التسليم handover , كانت مسألةوقت وهي حجم الهاتف الخلوي ليصبح صغيرا بما فيه الكفاية ليكون نقال . نعم كان هناك هاتف خلوية قبل اختراع مارتن كوبير في عام 1973 ,لكن تتطلب اختراعهم جميعا حقيبة ظهر يوجد في داخلها المعدات المطلوبة , وعندما جاء كوبر حول الحقيبة الظهر الى الهاتف الجوال ,بعد العام 1973 انطلقت الهواتف الخلوية ببطئ وذلك لكبر حجمها وتكلفتها كبيرة الى حد ما , وهي كانت تقريبا غير نافعة لأكثر أفراد , في منتصف الثمانينات نقصت الاسعار بالنسبة لشبكات الخلوي  لتصبح بسعر معتدل وازداد ربة الناس في استعمال الهاتف الخلوي في سياراتهم وفي مكاتبهم وفي طريقهم الى السفر.......الخ,حتى منتصف التسعينات جعلت الهواتف الخلوية بسعر رخيص بما فيه الكفاية لمناشدة الزبون العادي .

شبكة الإتصال :

يتم تعيين المنطقة المراد تغطيتها بالارسال على الخريطة و توضع محطات إرسال مؤقتة عند نقاط مختارة .
يقوم الفنيون بحمل جهاز قياس لشدة الإشارة و يتنقلون ضمن المنطقة بحيث يضعون نتائج قياساتهم على  الخريطة ..
و نتيجة لهذه الدراسة يتم تحديد طبيعة انتشار الإشارة ضمن المنطقة المرادة و يتم رسم حدود العتبة الدنيا للاشارة و يستفاد منها في تحديد حدود كل خلية

بعد رسم حدود الخلايا الافتراضية يتم نصب محطات الإرسال يكون الهوائي ثلاثي بحيث يوضع على حامل واحد ثلاثة هوائيات بزاوية مقدارها 120 درجة

اختيار ترددات العمل لكل خلية

يوجد لكل خلية  تردد مركزي و عرض مجال ترددي
يتم توليف أو برمجة هذا التردد لخلايا متجاورة بحيث يكون لكل منها تردد عمل مختلف عن الخلايا الملاصقة تماماً .. و بحيث يكون السماح بتكرار التردد مشروطاً بوجود فاصل خلية واحدة على الأقل .
يوجد قوانين رياضية خاصة لدراسة هذا النوع من المسائل

تترابط المحطات المشكلة لشبكة الاتصال جميعها فيما بينها بواسطة وصلات ميكروية (خط اتصال لاسلكي ذو تردد عالي ) أو بواسطة أي نوع من الوصل بحيث تشكل شبكة كاملة يحكمها مركز تحكم رئيسي .


انظمة الهاتف النقال الرئيسية في النسوات 25 الاخيرة كانت :

1983   Advanced Mobile Phone System (AMPS)

1985   Total Access Communication Systems (TACS)
1986   Nordic Mobile Telephony (NMT)
1991   American Digital Cellular (ADC)

1991   Global System for Mobile Communication (GSM)

1992   Digital Cellular System (DCS) 1800
1994   Japanese Personal Digital Cellular (PDC)
1995   Personal Communications Service (PCS) 1900 - Canada
1996   Personal Communications Service (PCS) - USA






تقنيات الهاتف النقال التشابهية والرقمية :

ان انظمة الهاتف النقال اما تشابهية او رقمية,وايضا يستعمل النظام التشابهي في ارسال الرسائل الصوتية كموجات صوتية ,عندما تتكلم الى هاتف نقال يعمل وفق النظام التشابهي فان صوتك يحول الى موجة صوتية ويرسل على هذا الاساس,
 اما في النظام الرقمية فان الرسائل الصوتية مرسلة بهيئة اصفار و واحدات عندما تتكلم في هاتف يعمل وفق النظام الرقمي فان موجة صوتك تحول او تشفر الى النظام الثنائي (اصفار و واحدات ).


تقنيات الهاتف النقال FDM ,TDMA,CDMA, :

يسمح نظام الاتصال الهواتف النقالة باستعمال النظام الذي يسمح للمشتركين ب اقامة اتصال وارسالها في نفس اللحظة ,يوجد ثلات طرق لعمل هذا :


FDM   Frequency Division Multiplexing
TDMA   Time Division Multiple Access
CDMA   Code Division Multiple Access



في نظام FDM  ,التردد المتوفر منقسم الى القنوات كل محادثة معطية قناة . عندما يستنفذ النظام القنوات في منطقة معينة ,لا يمكن ان يوصل مكالمات هاتفية اكثر
في نظام ال TDMA  تم اعتماد هذا النظام من قبل بعض المؤسسات و أخذ معياراً دولياً هو IS-54 و IS-136
أو الحزمة
30 كيلوهرتز و الفترة الزمنية 6.7 ميلي ثانية تقسم الزمن إلى ثلاثة
شرائح .

كل مكالمة تأخذ الراديو ثلث الزمن و يكون ذلك ممكناً حيث أن معلومات الصوت التي تم تبديلها إلى معلومات رقمية
تضغط بحيث تأخذ زمناً أقصر في الإرسال . إذاً الإشارة TDMA  تتميز بسعة مضاعفة ثلاث مرات مقارنة بنظيرتها في النظام التمثيلي .

المواصفة IS-54 تخصص التردد 800 ميغا هرتز
بينا المواصفة  IS-136 فتخصص التردد 1900 ميغا هرتز
 
GSM

يستخدم التعديل TDMA في تقنية  الوصول  المسماة GSM – النظام العام لاتصالات الهاتف النقال
Global System for Mobile communications (GSM).
و لكن هذه التقنية تستخدم هذا التعديل بصورة مغايرة لما عليه الوضع في المواصفة IS-136  حيث أن GSM  يستخدم نوعاً من التشفير لتوفير أمن معلومات أكبر .
في أوربا و أسيا تردد العمل المستخدم هو 900 و 1800 ميغا هرتز .
بينما في امريكا 1900 ميغا هرتز .

و يعتبر المعيار GSM المعيار المعتمد في كل من أوربا و اوستراليا و جزء كبير من آسيا و افريقيا .
و طالما أن المنطقة مغطاة بهذا المعيار فيمكن للانسان إن يشتري هاتفاً نقالاً أينما حل في هذه المناطق و أن يستخدمه بسهولة حيث يتم ضبط كرتاً خاصاً يدعى SIM  )وحدة تعريف المشترك )  للتعريف عن الزبون و هذا الكرت عبارة عن ديسك معلومات صغير يخزن معلومات الاتصال و أرقام التعريف الخاصة بمزود الخدمة ضمن المنطقة
subscriber identification module SIM




في نظام ال CDMA صوتك يرمز الى ارقام ثنائية ويقسم الى رزم ,هذه رزم معلمة برموز خاصة , يتم مزج كل الرزم الاخرى للمرور في شبكة CDMA  المحلية بينما تتساقط الرزم على النظام يقبل فقط بالرزم التي تتوجه اليه . بكلام اخر }  هذا النظام يقوم بتحويل المعلومات إلى الصيغة الرقمية و من ثم يبدأ عملية نثر المعلومات ضمن مجال الطيف المتوفر الكلي و بالتالي فإن عدة مكالمات تكون متراكبة على بعضها البعض ضمن القناة و يتم تعريف كل منها من خلال رمز تتابعي مميز . تعتبر هذه التقنية أحد أشكال تطبيقات الطيف المنثور و هذا المفهوم يعني أن المعلومات ترسل على شكل قطع صغيرة  بواسطة الترددات المفردة المتوفرة للاستخدام في أي لحظة في المجال المحدد .

إن كل المشتركين يرسلون ضمن نفس المجال الترددي و تنثر المعلومات مع رمز مميز حيث يوجد في طرف المستقبل نفس الكود للتعرف على المرسل { .


يعمل كلا من TDMA.CDMA في النظام الرقمي اما الFDM  يعمل في النظام التشابهي.


يسمح نظام الFDM بنداء واحد فقط , في نظام TDMA  ضافعت قدرة انظمة FDM  ثلاث مرات ويمسى FTDMA

ويعد CDMA متطور اكثر من TDMA

ان كلاً من المعيارين TDMA و CDMA   شفاف كل للآخر حيث أن زيادة استطاعة CDMA يسبب زيادة قاعدة الضجيح للـ TDMA بينما زيادة استطاعة الـ TDMA تسبب حمل زائد و أخطاء لمستقبلات CDMA .

ويوجد نظام متطور عن FDM   وهو ال
FDMA   حيث في هذا النظام
تفصل الطيف إلى أقنية صوتية محددة بتقسيمه إلى قطعاً ذات عرض ترددي متساوي . و يمكن مقارنة هذا المفهوم  بالنظر إلى محطات الراديو التي كل منها يرسل معلوماته ضمن المجال الترددي الكلي المحدد .
و غالباً يستخدم هذا التعديل للإشارات التمثيلية و قلما يستخدم للإشارات الرقمية بسبب عدم كفاءته مقارنة بالأنظمة الأخرى

سنقوم بشرح كلا من الFDM , TDMA  وسنفوم بشرحهما وذلك لأهميتهم :

طريقة FDM :
يستخدم نظام التجميع بطريقة التقسيم الترددي في التطبيقات التي تتطلب ارسال عدة إشارات عبر قناة اتصال واحدة , فمثلا عند الحاجة إلى نقل عدد من المكالمات الهاتفية من مدينة إلى اخرى عبر قناة اتصال واحدة فإننا نحتاج إلى ترتيب و تجميع النطاق الترددي لكل المكالمات في نطاق أساسي واحد و الذي بعدها تستطيع ارساله عبر قناة الاتصال و تسمى هذه العملية نظام التجميع بطريقة التقسيم الترددي FDM
و لتوضيح مفهوم هذه الطريقة نفترض أننا نريد ارسال ثلاثة اشارات عبر قناة اتصال واحدة , و الذي تقوم به هو أن تستخدم نظام التضمين بنطاق جانبي مفرد SSB   في نقل كل اشارة من نطاقها الأساسي إلى نطاق محدد و ترتيبها بجانب بعضها البعض مع ترك نطاق حماية بين هذه الأنطقة لمنع التداخل بينها , و بعدها نستطيع جمع هذه الإشارات في إشارة واحدة دون أن تتداخل هذه الإشارات , و بالتالي إرسالها عبر قناة الاتصال المستخدمة


طريقة TDM :
يعتبر التجميع بطريقة التقسيم الزمني أحد الطرق المستخدمة لارسال عدة إشارات معلوماتية عبر قناة أو وسيلة واحدة . و الفكرة العامة لهذه الطريقة تعتمد على تقسيم المجال الزمني إلى عدد من الفتحات أو الفترات الزمنية و تخصص كل فترة زمنية لإرسال عينة من عينات إشارة واحدة و يتكرر إرسال هذه العينات بنفس معدل أخذ العينات " تردد العينة " و يترك زمن حماية بين الفترات الزمنية المخصصة للإشارات أو القنوات المتعددة , و تسمى الفترة الزمنية التي تشتمل على عدد من الفترات الزمنية مساوي لعدد الإشارات بالإطار الزمني .
و لتوضيح مفهوم هذه الطريقة نفترض أنه من المطلوب ارسال عدد N  من الإشارات عبر قناة واحدة و كل إشارة لها نطاق ترددي W  فالخطوة الأولى هي أن يتم أخذ عينات من هذه الإشارات بطريقة تتابعية أي عينة من كل إشارة و يتم هذا بواسطة مفتاح دوار أو ما يسمى بالمبدل  Commutator   , و يعمل هذا المفتاح في كل فترة زمنية أقل من أو تساوي "1/(2w)  " و في هذه الدورة يكون قد أخذ عينة من كل إشارة أي عدد N  و تكون الإشارة الخارجة من هذا المفتاح أو المبدل عبارة عن إشارة نبضية ذات تضمين اتساع تحتوي على نبضات متتابعة كل منها تحمل عينة من عينات الإشارات المرسلة .
الإطار الزمني هو الفترة الزمنية التي تشتمل على عدد N   من النبضات و كل نبضة تحتوي على عينة من عينات الإشارة المختلفة N  , أي أن عدد النبضات في كل إطار زمني هو N  .
و يتم إرسال الإشارة المجمعة عبر قناة الإرسال إلى جهة الإستقبال و في الReceiver  يوجد مفتاح دوار مماثل تماما لنظيره في المرسل و يسمى أيضا بالموزع , و مهمته فصل النبضات الخاصة بكل إشارة و إدخال كل منها إلى مرشاح تمرير منخفض  Low Pass Filter   لتكوين الإشارة الأصلية المرسلة .
و المفتاح المستخدم هو في الواقع مبدل الكتروني و يعمل بالتزامن مع المفتاح المستخدم في جهة الإرسال و يتم هذا بواسطة إشارة تزامنية ترسل للمبدلين لتجعل حركة المبدل الموزع متزامنة تماما مع حركة المبدل المجمع , و إذا فقد هذا التزامن يحدث تداخل بين نبضات الإشارات المختلفة و يحدث تشوه للإشارات المستقبلة , و بذلك تعطى أهمية قصوى لعملية التزامن و ضمان تحقيقها .
يتضح من كل ذلك أنه في حالة الإشارات التماثلية Analog   نستخدم طريقة FDM  , و في حالة الإشارات الرقمية نستخدم طريقة  TDM



انظمة الهاتف النقال المبكرة:

قبل كان هناك انظمة هاتف خلوي كان هناك MTS (Mobile Telephone Service)
                   (خدمة هاتف نقال)  وكان هناك
IMTS (Improved Mobile Telephone Service).
(تحسين خدمة هاتف نقال ) وهذه الانظمة المبكرة توقفت .

انظمة هواتف نقالة اخرى:

هناك العديد من انظمة الهواتف النقال خارج الولايات المتحدة و تتضمن TACS/ETACS, and JTACS NTM,
وهناك العديد من الانظمة على قيد التطوير والبحث .

ما تاريخ الهواتف النقالة ؟

ان تاريخ الهواتف النقالة بداء من التقنية الاذاعية التي طورت من الاربعنيات .
على سبيل المثال بداية الهواتف النقالة يمكن ان تتبع في الابداع في لاسلكي سيارات الشرطة او سيارات التاكسي
حيث هناك قناة راديوية تستعملان لاتصال مع بعضهم البعض او مع قاعدة مركزية .
الهاتف الجوال الاول الرسمي استعمل في السويد من قبل الشرطة السويدية في عام 1946 وهذه التقنية اوصلتنا الى تقنية الهواتف النقالة .
ولكن كان يوجد مشكلة في هذه الهواتف (الاسلكي) كان هذا الهاتف يجري فقط 6 مكالمات هاتفية وبعد ذالك البطارية الهاتف تفرغ (تصبح فارغة)

تقنية الهواتف الخلوية الحديثة بدات بخلق الخلايا السداسية للهواتف النقالة من قبل D.H. .

تخيل مهندس اخر من مختبرات بيل الابراج الخلية السداسية التي ترسل وتستلم الاشارات الفي ثلاثة اتجاهات بدلا من لوامس اتجاهية ثنائية طبيعية بالرغم من ان بعض التقنيات طورت الكترونيا وتقنيات اخرى التي تاخذ العقود حتى تتطور على سبيل المثال الالكترنيات لالتي استعملت في الهواتف الخلوية الاولى كانت طورت اولا في الستينات

بحلول ال1967 تقنية الهاتف الجوال كانت متوفرة .

المتصل او المستخدم كان لابد ان يبقى ضمن خلية سداسية واحدة كانت الخلية السداسية غير قادرة على تسليم الاتصال الى الخلية المجاورة
اما اليوم تستطيع ان تتنقل من خلية الى خلية اخرى بكل سهولة
في 1970 قام المهندس Amos Edward Joel الذي ايضا كان في مختبرات بيل طور النداء HANDOFF
الذي سهلة التقنية استمرارية المكالمة الهاتفية بدون ان ينقطع الخط.
ان هذه التقنية اسبحت جاهزة لاستخدام عام 1971 قامت AT&T بتقديم طلب الى FCC للخدمة الخلوية, اخذ اكثر من 10 سنوات لموافقة عليه 1982 خصص FCC تردات 824-894 MH  الى خدمة الهاتف الجوال المتقدمة  
Advanced Mobile Phone Service (AMPS).  , من عام 1982 -1990 AMPS كان يعمل على النظام التشابهي جاء AMPS رقمي متطور في العام 1990 .
على مادر العقود كانت هناك العديمن التقنيات التي وجدت والتي قدمت هواتف جوالة اغلب الهواتف كانت في السيارات وذلك لاحتياجها الى البطارية كبيرة على سبيل المثال MTA (Mobile Telephone System A
طور من قبل Eriksson كان متوفر في السويد في الخمسينات لسوء الحظ كان يزن اكثر من 80 باوند وطور حتى اصبح يزن 20 باوند



هواتف الجيل الاول :

في 1983 ,كشف موتررولا الى العالم الهاتف الخلوي النقال لاول مرة وكاان يدعى ب DynaTAC 8000X وصدق لاستعمال في الولايات المتحدة الامركية من قبل FCC طور موتورولا التقنية الهواتف النقالة لعقود وهذا الهاتف اخذا 15 سنة حتى يطرح في الاسواق وكانت تكلفة البحث اكثر من 100 مليون دولار DynaTAC 8000X كان خفيفا جدا ووزنه كان حوالي 28 اونسة ounces كانت 13بوصة *1.75بوصة*3.5بوصة
طور بمساعدة الدكتور مارتن كوبير مع شركة موترورلا من عام 1983 حتى نهاية الثمانينات الخلوية اذادة شعبية بسبب الابداع في الشبكات الخلوية التي كانت قادرة على معالجة المكالمات الهاتفية في اي منطة ضمن مجال التغطية (طبعا) وسبب نشرها انك تستطيع ان تحملها في اليد عوضا عن وضعها في السيارة او حملها على الظهر وعوضا عن البطارية التي تحتاج الى استطاعة كبيرة

هواتف الجيل الثاني :

الهواتف من اواشل التسعينيات تعتبر الجيل الثاني (2G) وهم كانوا قادرين على العمل على اظمة الهاتف النقال
GSM, IS-136 (TDMA) و  IS-95 (CDMA).. شبكات الهاتف النقال الرقمية كانت قيد الاستعمال في الولايات المتحدة
في 1990 وفي اوربا بحلول 1991  2G  هواتف نقالة تستعمل الدارة الرقمية لنقل (ارسال) المعطيات . هذه الشبكة الاسرع الممكنة .

لقد كان الجيل الثاني 2G اصغر بكثير من الجيل الاول حيث كان يصل وزن الجهاز اخفض من وزن الجيل الاول ب 200الى 100 غرام , وذلك نتيجة تقدم الرقائق ics  وتصغير البطارية ولكن بجودة اكبر مما كانت عليها  والكمبيوتر ساعد ايضا على جعل الجيل الثاني اصغر هواتف خلوية من اجدادها وبهذا الابداع كان استعما الهواتف الخلوية في تزايد .

 هواتف الجيل الثالث :

 تقنية الهواتف الجيل الثالث متوفرة حاليا اليوم وهي مدعو عموما باسم 3G , إن 3G جاء بعد ال الجيل الثاني ببضع سنوات فقط
وذلك بسبب الابداع في التقنيات والخدمات و التكنولوجيا  , مقياس الجيل الثالث مختلفة فهي  تعتمد على الشبكة .

ويصرح بان الجيل الثالث ليس بالضرورة أن يكون مقياس للشبكة , ولكن المتطلبات والتجهيزات مجهزة  لأغلب الشبكات والخلايا الهاتفية وهناك تجهيزات اساسية ورئيسية وهي :
ان تتضمن  2 Megabits لمستوى البيانات القصوى
ان هواتف الجيل الثالث يوجد فيها تكنولوجيا لاستلام اكثر من مكالمة هاتفية , على سبيل المثال
نص SMS متوفر, وبعض الهواتف الجيل الثالث هواتف ترسل وتستقبل  البريد الالكتروني , وبعضها يتصل بالانترنت, وحاليا يوجد هواتف الجيل الثالث تتصل بالراديو والتلفزيون
الSMS  خدمة الرسائل الصغيرة (Short Message Service)  هو عبارة عن نظام لارسال والاستقبال واستلام الرسائل على هيئة نص في الشبكات الخلوية  الرقمية , وذلك باحد النظم الTDMA, CDMA, iDEN, and GSM  , نهاية الرسالة القصير في اللغة الانكليزية 160 حرف اما في اللغة العربية 70 حرف
وهذا متعارف عليه عالمياً .


ماهو ال IS-54 and IS-136: TDMA?:

IS-54 and IS-136 هي معايير للخلوي الTDMA  الاميركي الرقمي

Mobile Frequency Range
مدى التردد النقال   Rx: 869-894; Tx: 824-849
Multiple Access Method
طريقة الوصول المتعدد   TDMA/FDM
Duplex Method
الطريقة المزدوجة    FDD
Number of Channels
عدد القنوات    832 (3 users per channel)
Channel Spacing
مبادة القناة   30Khz
Modulation
التحوير   DQPSK
Channel Bit Rate
نسبة قناة البت   48.6Kb





امن IS-54 and IS-136: TDMA:

يستعمل CAVE (Cellular Authentication, Voice Privacy and Encryption)
خوارزمية لتحقيقCMEA (Cellular Message Encryption Algorithm)  من اجل التشفير

CAVE  و CMEA  
يوثقان خوارزميات مشفرة مشتركة
Common Cryptographic Algorithms and Interface Specification for Common Cryptographic Algorithms
David Wagner , Bruce Schneier and John Kelsey وضعوا مفهم لفك الشيفرة والخوارزمية تشفير الرسالة الخلوية الذي يوثق العيوب العميقة في خوارزمية CMEA

ماهو AMPS (EIA/TIA-553) and NAMPS (IS-91)?


Mobile Frequency Range
م مدى التردد النقال   Rx: 869-894; Tx 824-849
Multiple Access Method
مقسم الترد   FDM
Duplex Method
لطريقة المزدوجة   FDD
Number of Channels
عدد القنوات   832
Channel Spacing
مبادة القناة   30kHz
Modulation
تعديل   FM
AMPS Advanced Mobile Phone Service

ان هذا النظام كان النظام الاول في الولايات المتحدة , AMPS يعمل وفق النظام التشابهي  
في عام 1983 تم اعتماد معيار الهاتف الخليوي التمثيلي AMP نظام الهاتف النقال المتقدم لأول مرة ضمن الـ    FCC  و تم  استخدامه في شيكاغو .
AMPS (Advanced Mobile Phone System
هذا النظام يستخدم المجال الترددي - 894 ميغا هرتز للهواتف الخليوية التمثيلية .
و من أجل خلق النتافس و تخفيض الأسعار فقد أقرت الحكومة وجود جهتين حاملتين للمهمة في كل مكان تم تسميتهم A و B .
و قد اتفقت الجهتين على تعيين المجال الترددي على النحو التالي :
عدد الترددات 832 .
ترددات الإشارة الصوتية 790 تردد .
ترددات إشارات المعلومات 42 تردد .
القناة تتألف من ترددين واحد للإرسال و الآخر للإستقبال .
عرض المجال للقناة الصوتية 30 كيلو هرتز بحيث تعطي جودة صوت قريبة من تلك التي تعود للاتصالات السلكية .
الفاصل الترددي بين تردد الإرسال و تردد الاستقبال 42 ميغا هرتز  و ذلك للمحافظة على عدم التداخل فيما بينها .
كل حامل ترددي يحمل 395 قناة صوتية و 21 قناة معلومات لتستخدم من قبل المخدم كمعومات تصفيح و تسجيل .

NAMPS (Narrowband Advanced Mobile Phone Service

AMPS حسنت لاحقا الى NAMPS ان ال AMPS لتعمل ب 3 اضعاف
خدمة الهاتف الخليوي المتقدم ذو المجال الضيق :
Narrowband Advanced Mobile Phone Service (NAMPS )
عبارة عن نوع مطور من الإصدار السابق تم تضمينه بعضاً من التقينة الرقيمة لزيادة فعالية المجال الترددي بحيث تضاعفت قدرته على حمل المعلومات ثلاثة أضعاف . و مع أن هذا النظام قد استغل بعضاً من تقنيات الرقميات فهو يعتبر نظاماً تمثيلياً .

فكلاً من النظامين يعملان على الحزمة 800 ميغا هرتز و لا يقدما الميزات التي تقدمها خدمة الاتصالات الرقمية مثل قراءة  البريد الالكتروني و تصفح الويب .


 
AMPS  باي اسم اخر :

يشير الاوربيين الى ان AMPS في اغلب الحيان ك " American Mobile Phone Service" . تشير تجهيزات سلعة الخلوي الرقمي والناقل الى AMPS في اغلب الاحيان الى :
Analog Mobile Phone Service
 

 معايير AMPS, NAMPS  :

AMPS معرفة في  وكالة معلمومات الطاقة بمعيار EIA/TIA-553
NAMPS معرف بمعيار TIA/EIA/IS-9

 ماهو ال PCS (Personal Communications Service:

PCS هي مجموعة من المعايير  خدمات الاتصال الشخصية :

عبارة عن خدمة هاتف لاسلكي مشابهة لخدمة الهاتف النقال و لكن مع التأكيد على الخدمات الشخصية و زيادة امكانيات التنقل ..

و يستخدم هذا المصطح عادة للدلالة على أن الهاتف النقال رقمي . و لكن المعنى الأصح لهذا المصطلح أن الهاتف يوفر خدمات مثل مستعرض صفحات الويب و خدمة البريد الالكتروني و كاشف هوية المتصل .
الـ PCS يخصص لها خلاسا أصغر قياساً و بالتالي من الضروري استخدام عدد أكبر من الهوائيات لتغطية منطقة جغرافية معينة . و هذه الهواتف تستخدم المجال الترددي 1.85 – 1.99 جيغا هرتز .
في الولايات المتحدة :  الأنظمة الخليوية تعمل ضمن المجال 824 –894 ميغا هرتز .
بينما أنظمة الـ PCS تعمل ضمن المجال الترددي 1850-1990 ميغا هرتز .
و بما أنها تقوم على التعديل TDMA فإن الفاصل التردي لكل قناة 200 كيلوهرتز و ذات ثمانية شرائح زمنية .
بينما في الهواتف الرقمية فإن الفاصل الترددي للقناة 30 كيلو هرتز و عدد الشرائح الزمية ثلاثة
.

PCS Standard   Base Standard
PCS TDMA   IS-136
PCS CDMA   IS-95
PCS 1900   GSM
PACS   PHS cordless
DCT-U   DECT cordless
Composite CDMA/TDMA   n/a


What is UMTS?

UMTS (Universal Mobile Telephone Service
هو من الجيل الثالث التي تذود البيانات و تصل الى سرعة 2 Mbps مما تجعل مشاهدة  مشاهد(الفيديومثلا) الهاتف حقيقية
UMTS طور ووحد من قبل  ETSI (European Telecommunications Standard Institute )
المعهد اتصالات الاوربية القياسية
ضمن اطار ITU's IMT-200 . ان هذه التقنية تحسن من السماح لحالات الفن العصري الحديث  ,
تصبح سرعة ارسال واستقبال الصورة والصوت اسرع بكثير فمثلا لعرض موتمرات فيديو ومشاهدة فيديو فيه حركات كثيرة دون أي تقطيش في الصورة ويمكنك الاتصال بالانترنت .
خدمة الهاتف النقال العالمية حاولت خلق فرصة لبناء سوق للوصول الى الهاتف النقال حسب الطلب وسهولة الاستعمال للوصول الى المعلومات . ان نية ال UMTS ان تخلق في الوقت الحاضر   تقنيات قمر صناعي والنقالة الاخرى  و اللاسلكية  وقابلية للوصو الى المعلومات ,وقدرة ومدى اعظم من الخدمات .
ان UMTS تعرض خدمات كثيرة وتتضمن الخدمات المكالمة الصوتية والSMS وارسال المعلمومات من نقطة الى نقطة اخرى , خدمة الهاتف الناقل العالمية UMTS

ماهي القنوات الامامية والعكسية:
 What are forward and reverse channels?

القنوات الامامية والعكسية هي الاتصالات التي يقوم بها الهاتف الخلوي مع الابراج الخاصة لتحويل الهاتف النقال
القنوات الامامية : وهي الترددات التي يستعملها ابراج الخلية لاتصال مع الهاتف الخلوي.
القنوات العكسية: وهي الترددات التي يستعملها الهاتف الخلوي لاتصال مع الابراج الخلية.

في نظام AMPS القناة الامامية 45 ميغا هيرتز زيادة عم  القناة العكسية ,على سبيل المثال: اذا القناة العكسية
824 ميغا هرتز فان القاناة الامامية تكون 824+45=869 ميغا هرتز  .

ماهي وحدة هوية المشترك SIM:

Subscriber Identity Module ان ال SIM بطاقة صغيرة ذكية التي تحتوي على المعلومات وخورزمية الاتصال التي موضوعة من الشركة

في GSM ال A3 and A8 خورزميات مطبقة في وحدة هوية المشترك .

معلومات المشترك مثلIMSI (International Mobile Subscriber Identity), مخزونة في ال SIM.
المعلومات المعروفة من قبل المستخدم مثل سجل الهاتف او الاسماء المخزونة على الهاتف .........الخ

عند تشغيل جهاز الموبايل يبدأ عملية تخاطب مع الشبكة بحيث يعرف عن وجوده بينما ترد الشبكة عليه لتخصيصه مع خلية معينة يولف  عليها بشكل آلي بحيث تقوم الشبكة بربط الموبايل مع هذه الخلية بحكم أنها تتبادل معه المعلومات( بأشد إشارة ممكنه )

احدى فوائد هندسة GSM المعمارية بان SIM قد تنتقل من محطة واحدة الى اخرى ,هذا يجعل ترقيى الهوتاف النقالة بسيطة جدا لمستملي ال GSM .

 





كيفية اجاد ال IMEI

International Mobile Equipment Identity or IMEI  
هوية الاجهزة النقالة الدولية
هو عبارة عن رقم موجود في العادة تحت البطارية للجهاز الخلوي او عن طريق ادخال الرمز *#06#
ولا يمكن ان يتكرر هذا الرقم عند اي جهازين خلوي ويفيد هذا الرقم اذا سرق الهاتف من مالك الهاتف الخلوي
باسترجاعة لحظة استخدام الجهاز وهذه الميزة موجودة فقط لمشتركي  GSM و UMTS .


What is a MTSO: Mobile Telephone Switching Office?
        


مكتب تحويل الهاتف النقال ,مكتب التحويل الذي يوصل ابراج الخلية الى المكتب المركزي
MTSO مسؤولة عن مراقبة القوة البارزة النسبية من هاتفك الخلوي كما هو منشور او متفق عليه من ابراج الخلية , وينقل محادثتك الى برج الخلية التي ستعطيك افضل استقبال محتمل .
بكلام اخر:
 وظيفة هذا المكتب التعامل مع كافة الهواتف المرتبطة مع شبكة الهاتف العادية و يتحكم أيضاً بجميع محطات القاعدة المتواجدة في المنطقة

مبدأ الشبكة الخليوية :

يقوم الهاتف الخلوي على فكرة عبقرية تستند على تقسيم المدينة إلى مناطق صغيرة (خلايا)  و هذا يؤدي إلى إمكانية استخدام التردد مراراً ضمن نفس المدينة حيث أن استطاعة ارسال كل من الخلية و جهاز الهاتف النقال منخفضة و بالتالي يمكن اعادة استخدام نفس التردد في الخلايا الغير متجاورة .
فمثلاً في الشكل الخلايا الغامقة يمكنها استخدام نفس التردد .
يقوم الحامل بتقطيع المدينة إلى خلايا مساحة كل منها قرابة 26 كم2 بشكل خلايا مسدسة
في نظام الهاتف الخليوي التشابهي في أمريكا التردد الحامل يقوم باستقبال قرابة الـ 800تردد ضمن المدينة
كل خلية تتضمن محطة قاعدة تتكون من برج و بناء صغير يضم تجهيزات راديوية
خلية واحدة في  النظام التمثيلي  تحوي  واحدة من السبعات من الأقنية الصوتية الدوبلكس المتوفرة و يعني ذلك كل خلية  (من الخلايا السبعة المكونة لشبكة مسدس كامل ) تستخدم واحدة من سبعة أقنية  متوفرة  و بالتالي تملك تردداً منفرداً غير متكرر بحيث لا يحدث تضارب بين الترددات
الهاتف الخليوي يمكن  له أن يملك حامل ترددي يأخذ تردد ما من أصل 832 تردد متوفر  يستخدم ضمن المدينة
يخصص الهاتف الخليوي ترددين للعمل ضمن المكالمة الواحدة قناة دوبلكس
يتم توزيع الترددات بالشكل الآتي :
395 قناة صوتية لكل حامل
42 تردد لاشارات التحكم
و لذلك فإن كل خلية تملك 56 قناة صوتية متوفرة
بحيث يمكن ل 56 شخص أن يتحدثوا ضمن الخلية بآن واحد

ضمن وسائل الإرسال الرقمي يتزايد عدد الأقنية الهاتفية
مثلاً الأنظمة الرقمية TDMA يمكنها أن تستوعب سعة مضاعفة ثلاث مرات عما هو في الأنظمة التمثيلية و بالتالي تملك كلي خلية 168 قناة متوفرة .


بنية شبكة الاتصال :
إن استخدام تقنية الخلايا تتطلب إقامة عدد كبير من المحطات في كل مدينة و لما كان عدد المستفيدين من مثل هذا النظام كبيراً فإن كلفة  إنشاء مثل هذه الأبراج تتوزع و تصبح معقولة
كل حامل في كل مدينة أيضاً يستخدم مكتب مركزي يدعى " مكتب مقسم الهاتف النقال "
Mobile Telephone Switching Office (MTSO)

وظيفة هذا المكتب التعامل مع كافة الهواتف المرتبطة مع شبكة الهاتف العادية و يتحكم أيضاً بجميع محطات القاعدة المتواجدة في المنطقة



عملية التعارف بين الشبكة و الهاتف النقال :
إن كل جهاز هاتف خليوي يملك كودات  خاصة  مرتبطة به .  تستخدم هذه الكودات للتعريف عن الهاتف و مالك الجهاز و مزود الخدمات ..
فرضاً أنك تحمل جهاز هاتف نقال و اتصل بك . إليك ما يحدث حينها :

مجرد تشغيل الهاتف يعمل بوضعية اصغاء للـ SID المحمولة على قناة التحكم
قناة التحكم تحمل على تردد خاص و تستخدم للتخاطب بين الشبكة و جهاز الهاتف بشكل متبادل حول أمور تتعلق بإعدادات المكالمة و تبديل الأقنية ..
فيما لو لم يستطع جهاز الهاتف من التقاط إشارة قناة التحكم فإنه عندئذ يعتبر نفسه خارج نطاق التغطية و يعطي رسالة تعلم بذلك الأمر على شاشة الإظهار .
أما في حال تلقيه معلومات SID من قناة التحكم فإنه يقارنها مع معلومات الـ SID المبرمجة ضمن الهاتف
و في حال التطابق يعلم جهاز الهاتف بأن الخلية التي استطاع التخاطب معها هي جزء من نظامه الأساسي
يرسل الهاتف إشارة طلب تسجيل و عندئذ يقوم مركز الخدمة  MTSO بتدوين الهاتف ضمن قاعدة البيانات الموافقة ضمن الشبكة بحيث تحافظ الشبكة على ملاحقة الهاتف . طبعاً يفيد ذلك بأن الشبكة أصبحت قادرة على معرفة أي الخلايا عليها أن تخاطب لإرسال إشارة رنين لك مثلاً .
عملية الاتصال :
يقوم الـ MTSO بتلقي المكالمة الواردة لك و يبحث ضمن قاعدة البيانات لتحديد موقعك على أي خلية أنت . ثم يخصص لك زوجاً من الترددات ضمن خليتك لتستخدمها أثناء مكالمتك . تستخدم قناة التحكم لإعلام الهاتف و برج الإرسال بزوج الترددات التي عليهما  أن يستخدموها  للإرسال و الإستقبال . و عند إتمام التوليف يكون الاتصال قد بدأ


التحدث أثناء الحركة :
عندما تقوم بالتحرك من وسط الخلية إلى الحافة فإن محطة القاعدة التي تتبع لها تقيس شدة الإشارة باستمرار و تعلم بأنها تضعف و بنفس الوقت فإن محطة القاعدة التابعة للخلية التي تقترب منها تقيس شدة الإشارة النابعة عن جهازك و تعلم بأنك أصبحت قريباً من  منطقة عملها (تقوم الخلية بمسح دائم لشدة الإشارة المخصصة  لها-تردد واحد من أصل سبعة - إضافة لمسح شامل  لجميع التردادات )
و تحدد كل من الخليتين موقعك من خلال شدة الإشارة التي تصدر عن هاتفك بحيث عند انتقالك إلى خلية ثانية يقوم الـ MTSO بإعلام هاتفك عن تغيير في زوج الترددات التي كنت تعمل عليها و أنك أصبحت تابعاً للخلية الجديدة . و طبعاً يتم ذلك عن طريق قناة التحكم .




التجوال ROAMING :
في حال استقبال أن معلومات SID   المحمولة على قناة التحكم لم تتطابق مع المعلومات المخزنة ضمن هاتفك فإن ذلك يعني أنك تتجول ضمن منطقة خارجة عن مجال عمل الشبكة التي أنت مشترك ضمنها و تابعة  لشبكة أخرى .
و هنا يقوم مركز الـ MTSO  للخلية التي أنت واقع ضمن تأثيرها بالاتصال مع مركز الـ MTSO  للشبكة التي أنت مسجل معها  و إعلامها بذلك و هكذا يمكن بحال السماح لك بذلك (الخدمة متوفرة) أن تقوم الشبكة الثانية بتخديمك دون مشكلة .
و المميز في الأمر أن كل ذلك يتم خلال ثوان معدودة .

بنية اللوحة الالكتروينة للهاتف الخلوي :



- دارة البتديل الرقمي التمثيلي : تحول الإشارة الرقيمة الواردة إلى إشارة تمثيلية صوتية .
- دارة التبديل التمثيلي الرقمي : تحول الصوت التمثيلي الصادر إلى إشارة رقمية مناسبة للإرسال .
- دارة معالج الإشارة الرقمية DSP .
- المعالج الميكروي : يعالج وظائف لوحة المفاتيح و وحدة الإظهار و إدارة الأوامر و إشارات التحكم المرتبطة مع محطة القاعدة و تحديد باقي الوظائف على اللوحة .



- الذاكرة روم و الذاكرة الومضية ( الفلاش ): تخزن نظام التشغيل الخاص بالهاتف و الإعدادات المختلفة للجهاز مثل فهرس الجهاز .
- قسم الترددات الراديوية و مكبر الترددات الراديوية : يعالج الإشارة المستقبلة و الراحلة .
- قسم التغذية : إدارة الطاقة و الشحن .
- لوحة الإظهار : تم تصميمها بحجم يساعد على إدارة الأعمال و الوظائف الحديثة التي يتميز بها الجهاز الخليوي حيث أن معظم الأجهزة تملك دليلاً للهاتف و آلة حاسبة و مجموعة من الألعاب ..
بعضاً من الأجهزة الخليوية يتضمن نوعاً من الـ PDA أو مستعرضات شبكة الويب .


تقوم بعض الأجهزة الهاتفية بتخزين معلومات الـ SID  و الـ MIN في ذاكرة ومضية داخلية .بينما بعض الأجهزة الأخرى فتخزن هذه المعلومات على كروت قابلة للفك و التركيب .


- ميكرفون و سماعة صغيرين .
-  بطارية احتياط دقيقة تستخدم للمحافظة على وظائف الساعة الداخلية .





 


الهاتف الخليوي :
انتشرت الهواتف الخليوية في جميع أنحاء العالم بشكل كبير جداً .. حيث أنها وفرت الاتصال للمستخدم تقريباً من كل بقعة من بقاع العالم إلى أي نقطة يرغبها الإنسان بكل سهولة
و إضافة إلى ما يقدمه الهاتف العادي من خدمات فإن الهاتف النقال قد أضاف ميزات إضافية جعلت منه جهازاً شخصياً  متعدد الوظائف
منها :
- حفظ معلومات الاتصالات الجارية من حيث رقم الطرف الآخر و زمن الاتصال و دليل هاتف ..
- وجود  وظائف معينة تحدد لقائمة من الأشخاص : مثل منع اتصال شخص غير مرغوب به و السماح فقط لأشخاص هامين بالاتصال
-  ميزة المنبه للمواعيد و الأوقات الهامة
-  وجود آلة حاسبة ضمن الجهاز
-  ميزة الاتصال مع شبكة الانترنت و البريد الالكتروني
-  وجود بعض الألعاب للتسلية .
- قد يتضمن جهاز الموبايل أجهزة إضافية ضمنية مثل : مسجل MP3 – أجهزة  PDAs – مستقبل GBS ..
ان شاء الله اكون قد استفدتم من هذه المعلومات .............



بسم الله الرحمن الرحيم
           وما أسالكم عليه من أجر إن أجري ألا على رب العالمين
                    


                           (109 سورة الشعراء)

مارس 02, 2008, 11:41:11 مساءاً
رد #1

balsam1

  • عضو مبتدى

  • *

  • 23
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
الاتصالات الخلوية من طقطق الى سلم عليكم
« رد #1 في: مارس 02, 2008, 11:41:11 مساءاً »
ما شاء الله .
معلومات مفيدة جدا
بانتظار المزيد
"اتق فراسة المؤمن فان المؤمن يرى بنور الله"

أكتوبر 29, 2009, 10:26:42 مساءاً
رد #2

mas89

  • عضو مبتدى

  • *

  • 1
    مشاركة

    • مشاهدة الملف الشخصي
الاتصالات الخلوية من طقطق الى سلم عليكم
« رد #2 في: أكتوبر 29, 2009, 10:26:42 مساءاً »
رائع جزاك الله خيرا ':110:'  ':203:'