Sare zelular

Sare zelular edo sare mugikor bat, azkeneko lotura haririk gabekoa duen lotura bat da. Sarea zelula deituriko zatietan dago banatuta, hauetako bakoitza gutxienez kokapen finkoa duen transmisore batez zerbitzaturik dago. Hala ere, normalean 3 zelula dorre edo oinarri estazio batez osaturik egon ohi dira. Oinarri estazio hauek zelula estalduraz hornitzen dute, ahots, datu edo beste edozein eduki transmititzeko erabili daitekeena. Zelula batek, normalean, inguruko zelulen maiztasun ezberdinak erabiltzen ditu, interferentziak ekidin eta zelula bakoitzaren zerbitzuen kalitatea bermatzeko.

Elkarrekin lan egitean, zelula hauek eremu geografiko zabal bat hornitzen dute irrati estalduraz. Honek ahalbidetzen du transmisore eramangarri askoren arteko komunikazioa, oinarri estazioen bidez, nahiz eta transmisore hauetariko bat zelula bat baino gehiagoren artean mugitzen ari den komunikazioa mantentzen den bitartean.

Sare zelularrek honako ezaugarriak dituzte:
свсф

 Transmisore handi batek baino kapazitate handiagoa eta maiztasun berbera erabili daiteke lotura askotarako zelula ezberdinetan aurkitzen badira.
 Gailu mugikorrek energia gutxiago erabiltzen dute transmisore edo sateliteekin, zelula torreen inguruan badaude.
 Lurreko transmisore batek baino estaldura eremu handiagoak ditu eta horretaz gain, zelula torre berriak gehitu daitezke inongo mugarik gabe.

 Kontzeptua 
Irrati zelular sistema batean, lursail eremu bat irrati zerbitzuez hornitu behar denean, lursailaren edo hartzailearen ezaugarrien arabera banatzen da zelulen patroia. Patroi hauek gutxi gorabehera forma erregularren antza izan ohi dute: hexagonoak, karratuak, biribilak... hexagonoak izanik ohikoenak. Zelula hauetako bakoitzari maiztasun multzo bat esleitzen zaio, bakoitzak irrati oinarri estazio bat izanik. Maiztasun multzo hauek beste zeluletan berrerabili daitezke, baldintza bakarra ondoko bi zelulen artean ez erabiltzea izanik, kanalen arteko interferentziak ekiditeko.

 Historia 
Lehen sare zelular komertziala, 1G belaunaldia, Japonian jarri zen abian 1979an, hasiera batean Tokioko metropoli eremuan. Bost urteren buruan, sare hau zabaldu egin zen, Japoniako biztanleria osoa estaltzeko eta nazio mailako lehenengo 1G sarea bihurtu zen. Haririk gabeko sare analogikoa zen.

Haririk gabeko iraultza 1990eko hamarkadaren hasieran hasi zen, sare analogikotik digitaletara igarotzea ekarri zuen. Hau dena teknologiaren aurrerakuntzak ahalbidetu ziren, MOSFET teknologiak hain zuzen.

2G belaunaldiko lehenengo sare zelular digital komertziala, 1991n jarri zen abian. Horrek sektorean lehia piztu zuen operadore berriek 1G sareko operadore analogikoen erronkari aurre egin baitzioten.

 Zelula seinaleen kodifikazioa 
Hainbat igorleren seinaleak bereizteko, denboraren banaketaren bidezko multiplexazioa (TDMA), maiztasunaren banaketaren bidezko multiplexazioa (FDM), sarbide anitzeko kode banatzaile (CDMA) eta sarbide anitzeko maiztasun ortogonal banatzaileak (OFDMA) garatu ziren.

TDMArekin, zelula bakoitzean erabiltzaileek erabilitako denbora-transmisioa bata bestearengandik ezberdina da.

FDMn, zelula bakoitzean erabiltzaileek erabiltzen dituzten transmisio eta jasotze maiztasunak ezberdinak dira.

CDMAren printzipioa konplexuagoa da, baina emaitza bera lortzen du; banatutako transmisoreak zelula bat aukeratu eta entzun dezakete.

Multiplexatzeko beste metodo erabilgarri batzuk, esate baterako polarizazio zatiketaren bidezko multiplexazioa (PDMA), ezin dira seinaleak gelaxka batetik bestera bereizteko erabili, bien efektuak posizioarekin aldatzen direlako, eta, beraz, seinalea bereiztea ia ezinezkoa izango litzatekeelako. TDMArekin, FDMrekin edo CDMArekin konbinatuta erabiltzen dira hainbat sistematan zelula bakar baten estalduraren eremuan kanal ugari emateko.

 Maiztasun berrerabilpena 
Sare zelular baten funtsezko ezaugarria maiztasunak berrerabiltzeko gaitasuna da, estaldura nahiz ahalmena handitzeko. Lehen azaldu den bezala, ondoko zelulek maiztasun ezberdinak erabili behar dituzte; hala ere, ez dago arazorik bi zelulek maiztasun berdinean funtzionatuta ere elkarrengandik nahiko urrun dauden bitartean, baldin eta mastak eta sare zelularreko erabiltzaileen ekipamenduak ez badute potentzia gehiegirekin transmititzen.

Maiztasun berrerabilpena zehazten duten elementuak berrerabilpen distantzia eta berrerabilpen faktorea dira. Berrerabiltzeko distantzia, D gisa kalkulatzen da

non R zelularen erradioa eta N multzo bakoitzeko zelula kopurua diren. Zelulek 1 eta 30 kilometro arteko erradioa izan dezakete.

Maiztasun berrerabilpen faktorea sarean maiztasun bera erabil daitekeen ratioa da. 1 / K da (edo K liburu batzuen arabera) non, K maiztasun berdinak erabili ezin dituzten zelula kopurua den. Maiztasuna berrerabiltzeko faktorearen balio arruntak 1/3, 1/4, 1/7, 1/9 eta 1/12 dira (edo 3, 4, 7, 9 eta 12 notazioaren arabera).

 Antena direkzionalak 
Zelula dorreek maiz norabide seinale bat erabiltzen dute trafiko handiagoko guneetan harrera hobetzeko. Ameriketako Estatu Batuetan, Komunikazioen Batzorde Federalak (KBF) zelula dorrearen norabide orotako seinaleak 100 wattetara mugatzen ditu. Dorreak norabide antenak baditu, KBFk zelulen operadoreak erradiatutako potentzia eraginkorra (ERP) gehienez 500 watt izatea ahalbidetzen du.

Jatorrizko zelula-dorreek seinale berdindua eta norabide guztietakoa sortu zuten arren, zelulen muinetan zeuden. Mapa zelularrak, telefono dorre zelularrak hiru zelulak bateratzen diren hexagonoen izkinetan ezarrita bezala berridatzi daitezke. Dorre bakoitzak hiru norabide ezberdinetan zuzendutako antenak ditu, 120 gradu dituztenak zelula bakoitzerako (guztira 360 gradu) maiztasun ezberdinetan hiru zelulatan jasoz/igorriz. Gutxienez hiru kanal eta hiru dorre eskaintzen ditu zelula bakoitzerako eta asko handitzen dira seinale erabilgarria jasotzeko aukerak gutxienez norabide batetik.

 Telefono mugikorren sareak 

 Telefono mugikorren sareen egitura 
Mugikorraren irrati sarearen ikuspegi sinplea honako hau da:

 Oinarrizko estazioen azpisistema osatzen duten irrati baseen sarea.

 Zirkuituaren muinaren trukaketarako sarea ahots deiak eta testua kudeatzeko

 Mugikorreko datuak kudeatzeko pakete konmutatuzko sarea

 Telefono sare publikoa, harpidedunak telefoniako sare zabalera konektatzeko

Sare hau GSM sistema sarearen oinarria da. Sare honek egiten dituen funtzio ugari daude bezeroek nahi duten zerbitzua ziurtatzeko; hala nola, mugikortasun kudeaketa, erregistroa, deien konfigurazioa eta transferentzia.

 Telefono mugikorren sareen transferentzia zelularra 
Telefono-erabiltzailea zelula-eremu batetik beste zelula batera mugitzen ari denean deitzen ari den bitartean, estazio mugikorrak kanal berri bat bilatuko du deia ez mozteko. Kanal berri bat aurkitutakoan, sareak kanal berrira aldatzeko agindua emango dio unitate mugikorrari eta aldi berean deia kanal berrira aldatzeko.

CDMArekin, CDMAko telefono ugarik irrati-kanal jakin bat partekatzen dute. Seinaleak telefono bakoitzerako espezifikoa den kodea bat (PN kodea) erabiliz bereizten dira. Erabiltzailea zelula batetik bestera mugitzen den heinean, telefonoak aldi berean zelula anitzeko gune batzuekin (edo gune bereko sektoreekin) komunikatzen dira. "Eskuin biguna" bezala ezagutzen da, izan ere, teknologia zelular tradizionalarekin ez bezala, telefono mugikorra zelula berrira aldatzerik ez dago.

 Telefono mugikorren sareen maiztasun zelularraren aukeraketa 
Maiztasunak zelulen estalduran duen eraginak esan nahi du maiztasun ezberdinak hobeto erabiltzen direla erabilera ezberdinetarako. Maiztasun baxuak, hala nola 450 MHz, onak dira landa estaldurarako. GSM 900 (900 MHz) hiri-estaldura arina lortzeko irtenbide egokia da. GSM 1800 (1,8 GHz) horma estrukturalez mugatua izaten hasten da. UMTS, 2,1 GHz-tan, GSM 1800en estalduraren antzekoa da.

Maiztasun altuagoak desabantailak dituzte estaldurari dagokionez, baina ahalmenari dagokionez abantailak.

 Maiztasun ezberdinen estaldura konparaketa 
Hurrengo taulan zelula bateko estalduraren eremua CDMA2000 sare baten maiztasunarekin erakusten da:
+Maiztasuna (MHz)Zelularen erradioa (km)Zelularen area (km^2)Zelulen kontaketa erlatiboa45048.97521190026.922693.3180014.061812.2210012.044916.2

 Erreferentziak 

 Ikus, gainera 
Informazio teknikoa:

 LTE
 GSM

 UMTS
 Telefono mugikor
 Kanal (komunikazioa)
 IEE 802.11 WLAN
 3G

 Kanpo estekak 

 Sare Zelular
 Sare zelularren garapena

Kategoria:Ingeniaritza
Kategoria:Telekomunikazioak
Kategoria:Irrati-teknologia