Rrjeti celular

parapamje| Maja e një kulle radioje celulare
parapamje| Vendndodhje qelizash të mbyllura në Gjermani
Një rrjet celular ose rrjet celular është një rrjet telekomunikacioni ku lidhja me dhe nga nyjet fundore është me valë dhe rrjeti shpërndahet në zona tokësore të quajtura qeliza, secila e shërbyer nga të paktën një marrës me vendndodhje fikse (siç është një stacion bazë). Këto stacione bazë i sigurojnë celularit mbulimin e rrjetit i cili mund të përdoret për transmetimin e zërit, të dhënave dhe llojeve të tjera të përmbajtjes nëpërmjet valëve të radios. Zona e mbulimit të çdo qelize përcaktohet nga faktorë të tillë si fuqia e transmetuesit, terreni dhe brezi i frekuencës që përdoret. Një qelizë zakonisht përdor një grup të ndryshëm frekuencash nga qelizat fqinje, për të shmangur ndërhyrjet dhe për të ofruar cilësi të garantuar të shërbimit brenda çdo qelize. 

Kur bashkohen së bashku, këto qeliza ofrojnë mbulim radio në një zonë të gjerë gjeografike. Kjo u mundëson pajisjeve të shumta, duke përfshirë telefonat celularë, tabletët, laptopët e pajisur me modemë celularë me brez të gjerë dhe pajisje të mbathshme si orët inteligjente, të komunikojnë me njëra-tjetrën dhe me marrës dhe telefona fiks kudo në rrjet, nëpërmjet stacioneve bazë, edhe nëse disa nga pajisjet lëvizin nëpër më shumë se një qelizë gjatë transmetimit. Dizajni i rrjeteve celulare lejon dorëzimin pa probleme, duke mundësuar komunikim të pandërprerë kur një pajisje lëviz nga një qelizë në tjetrën.

Rrjetet moderne celulare përdorin teknologji të avancuara të tilla si Multiple Input Multiple Output (MIMO), beamforming dhe qeliza të vogla për të rritur kapacitetin dhe efikasitetin e rrjetit.

Rrjetet celulare ofrojnë një numër karakteristikash të dëshirueshme: 

## Koncept 
parapamje| Shembull i faktorit ose modelit të ripërdorimit të frekuencës, me katër frekuenca (F1-F4)

Kapaciteti i rritur në një rrjet celular, krahasuar me një rrjet me një transmetues të vetëm, vjen nga sistemi i komutimit të komunikimit celular i zhvilluar nga Amos Joel i Bell Labs që lejoi telefonuesit e shumtë në një zonë të caktuar të përdorin të njëjtën frekuencë duke kaluar thirrjet në kullën celulare më të afërt të disponueshme që ka atë frekuencë të disponueshme. Kjo strategji është e zbatueshme sepse një frekuencë e caktuar radio mund të ripërdoret në një zonë tjetër për një transmetim të palidhur. Në të kundërt, një transmetues i vetëm mund të trajtojë vetëm një transmetim për një frekuencë të caktuar. Në mënyrë të pashmangshme, ekziston një nivel i interferencës nga sinjali nga qelizat e tjera që përdorin të njëjtën frekuencë. Rrjedhimisht, duhet të ketë të paktën një hendek qelizash midis qelizave që ripërdorin të njëjtën frekuencë në një sistem standard me qasje të shumëfishtë me ndarje të frekuencës (FDMA).

Merrni parasysh rastin e një kompanie taksie, ku çdo radio ka një çelës përzgjedhës kanali që funksionon manualisht për t'u sintonizuar në frekuenca të ndryshme. Ndërsa drejtuesit lëvizin, ata ndryshojnë nga kanali në kanal. Drejtuesit janë të vetëdijshëm se cila frekuencë mbulon afërsisht një zonë. Kur nuk marrin sinjal nga transmetuesi, ata provojnë kanale të tjera derisa të gjejnë një që funksionon. Shoferët e taksive flasin vetëm një nga një kur ftohen nga operatori i stacionit bazë. Kjo është një formë e qasjes së shumëfishtë të ndarjes së kohës (TDMA).

## Histori 
Ideja për të krijuar një rrjet standard të telefonisë celulare u propozua për herë të parë më 11 dhjetor 1947. Ky propozim u paraqit nga Douglas H. Ring, një inxhinier i Bell Labs, në një memo të brendshme ku sugjeronte zhvillimin e një sistemi telefonik celular nga AT&T.  

Rrjeti i parë celular komercial, gjenerata 1G, u lançua në Japoni nga Nippon Telegraph and Telephone (NTT) në 1979, fillimisht në zonën metropolitane të Tokios. Megjithatë, NTT fillimisht nuk e komercializoi sistemin; nisja e hershme u motivua nga një përpjekje për të kuptuar një sistem celular praktik dhe jo nga një interes për të përfituar prej tij.[1][2] Në vitin 1981, sistemi i telefonisë celulare Nordic u krijua si rrjeti i parë që mbuloi një vend të tërë. Rrjeti u lëshua në 1981 në Suedi dhe Norvegji, pastaj në fillim të 1982 në Finlandë dhe Danimarkë. Televerket, një korporatë shtetërore përgjegjëse për telekomunikacionet në Suedi, lançoi sistemin..   

Në shtator të vitit 1981, Jan Stenbeck, një financier dhe biznesmen, lançoi Comvik, një kompani të re suedeze të telekomunikacionit. Comvik ishte firma e parë evropiane e telekomunikacionit që sfidoi monopolin shtetëror të telefonisë në industri.    Sipas burimeve, Comvik ishte i pari që lançoi një sistem celular automatik komercial përpara se Televerket të lançonte të vetën në tetor 1981. Megjithatë, në kohën e publikimit të rrjetit të ri, Autoriteti Suedez i Postës dhe Telekomunikacionit kërcënoi ta mbyllte sistemin pasi pretendoi se kompania kishte përdorur një pajisje automatike pa licencë që mund të ndërhynte në rrjetet e veta.  Në dhjetor të vitit 1981, Suedia i dha Comvik një licencë për të operuar rrjetin e vet automatik celular në frymën e konkurrencës në treg. 

Sistemi Bell kishte zhvilluar teknologjinë celulare që nga viti 1947 dhe kishte rrjete celulare në funksionim në Çikago, Illinois, dhe Dallas, Teksas, përpara vitit 1979; megjithatë, betejat rregullatore vonuan vendosjen e shërbimit celular nga AT&T deri në vitin 1983, kur Kompania e saj Holding Rajonale Illinois Bell ofroi për herë të parë shërbimin celular.

Teknologjia e rrjetit celular të gjeneratës së parë vazhdoi të zgjeronte shtrirjen e saj në pjesën tjetër të botës. Në vitin 1990, Millicom Inc., një ofrues shërbimesh telekomunikacioni, krijoi një partneritet strategjik me operacionet ndërkombëtare celulare të Comvik për t'u bërë pjese e Milicom International Cellular SA.  Kompania vazhdoi të krijonte një bazë të sistemeve 1G në Ganë, Afrikë nën emrin e markës Mobitel.  Në vitin 2006, operacionet e kompanisë në Gana u riemëruan në Tigo. 

Revolucioni i teknologjisë pa tel filloi në fillim të viteve 1990,    duke çuar në kalimin nga rrjetet analoge në ato dixhitale .  MOSFET-i i cili u shpik në Bell Labs midis viteve 1955 dhe 1960,      u adaptua për rrjetet celulare në fillim të viteve 1990, me përdorimin e gjerë të pajisjeve MOSFET të fuqisë, LDMOS ( amplifikator RF ) dhe RF CMOS ( qark RF ) që çuan në zhvillimin dhe përhapjen e rrjeteve dixhitale mobile pa tel.  

Rrjeti i parë celular digjital komercial, gjenerata 2G, u lançua në vitin 1991. Kjo shkaktoi konkurrencë në sektor, pasi operatorët e rinj sfiduan operatorët ekzistues të rrjetit analog 1G.

## Kodimi i sinjalit qelizor 
Për të dalluar sinjalet nga disa transmetues të ndryshëm, janë zhvilluar një numër metodash qasjesh në kanal, duke përfshirë qasjen e shumëfishtë me ndarje të frekuencës (FDMA, e përdorur nga analogët dhe D-AMPS).  sisteme), qasje e shumëfishtë me ndarje kohore (TDMA, e përdorur nga GSM ) dhe qasje e shumëfishtë me ndarje kodi (CDMA, e përdorur për herë të parë për PCS dhe baza e 3G ). 

Në rastin e antenave të sektorit N në të njëjtin vend të stacionit bazë, secila me drejtim të ndryshëm, vendi i stacionit bazë mund t'i shërbejë N sektorëve të ndryshëm. N është zakonisht 3. Një model ripërdorimi i N/K tregon një ndarje të mëtejshme në frekuencë midis antenave të sektorit N për vend. Disa modele të ripërdorimit aktual dhe historik janë 3/7 (AMPS i Amerikës së Veriut), 6/4 (Motorola NAMPS) dhe 3/4 (GSM).

Nëse gjerësia totale e brezit të disponueshëm është B, çdo qelizë mund të përdorë vetëm një numër kanalesh frekuencash që korrespondojnë me një gjerësi brezi prej B/K dhe çdo sektor mund të përdorë një gjerësi brezi prej B/NK.

Sistemet e bazuara në akses të shumëfishtë të ndarjes së kodit përdorin një brez më të gjerë frekuencash për të arritur të njëjtën shpejtësi transmetimi si FDMA, por kjo kompensohet nga aftësia për të përdorur një faktor ripërdorimi të frekuencës prej 1, për shembull duke përdorur një model ripërdorimi prej 1/1. Me fjalë të tjera, vendet ngjitur të stacioneve bazë përdorin të njëjtat frekuenca, dhe stacionet bazë dhe përdoruesit e ndryshëm ndahen me kode dhe jo me frekuenca. Ndërsa N tregohet si 1 në këtë shembull, kjo nuk do të thotë që qeliza CDMA ka vetëm një sektor, por përkundrazi që e gjithë gjerësia e brezit të qelizës është gjithashtu e disponueshme për secilin sektor individualisht.

Kohët e fundit, gjithashtu sistemet e bazuara në akses të shumëfishtë me ndarje ortogonale të frekuencës, si LTE, janë duke u vendosur me një ripërdorim frekuence prej 1. Meqenëse sisteme të tilla nuk e shpërndajnë sinjalin në brezin e frekuencës, menaxhimi i burimeve radio ndërqelizore është i rëndësishëm për të koordinuar shpërndarjen e burimeve midis vendeve të ndryshme të qelizave dhe për të kufizuar ndërhyrjen ndërqelizore. Ekzistojnë mjete të ndryshme të koordinimit të ndërhyrjeve ndërqelizore (ICIC) të përcaktuara tashmë në standard.  Planifikimi i koordinuar, MIMO në shumë vende ose formimi i rrezeve në shumë vende janë shembuj të tjerë për menaxhimin e burimeve radio ndërqelizore që mund të standardizohen në të ardhmen.

## Antena e drejtimit 
parapamje|454x454px|Modeli i ripërdorimit të frekuencës së telefonit celular. Shih U.S. patent 4,144,411
Kullat celulare përdorin shpesh një sinjal drejtimi për të përmirësuar marrjen në zonat me trafik më të lartë. Në Shtetet e Bashkuara, Komisioni Federal i Komunikimeve (FCC) kufizon sinjalet e kullës celulare gjithëdrejtuese në 100 vat fuqi. Nëse kulla ka antena të drejtuara, FCC lejon operatorin e celularit të emetojë deri në 500 vat fuqi të rrezatuar efektive (ERP) 

Megjithëse kullat origjinale celulare krijuan një sinjal të barabartë, të gjithëdrejtuar, ishin në qendrat e qelizave dhe ishin të gjithanshme, një hartë celulare mund të rivizatohet me kullat celulare të vendosura në qoshet e gjashtëkëndëshave ku konvergojnë tre qeliza.  Çdo kullë ka tre grupe antenash drejtuese të drejtuara në tre drejtime të ndryshme me 120 gradë për secilën qelizë (gjithsej 360 gradë) dhe që marrin/transmetojnë në tre qeliza të ndryshme në frekuenca të ndryshme. Kjo siguron një minimum prej tre kanalesh dhe tre kulla për secilën qelizë dhe rrit shumë shanset për të marrë një sinjal të përdorshëm nga të paktën një drejtim.

Numrat në ilustrim janë numra kanalesh, të cilët përsëriten çdo 3 qeliza. Qelizat e mëdha mund të ndahen në qeliza më të vogla për zona me vëllim të lartë 

Kompanitë e telefonisë celulare përdorin gjithashtu këtë sinjal drejtimi për të përmirësuar pritjen përgjatë autostradave dhe brenda ndërtesave si stadiumet dhe arenat.. 

parapamje| Standardet e rrjetit celular dhe afati kohor i gjenerimit.
Listat dhe informacionet teknike:

* Teknologjitë mobile
** Rrjetet 2G (rrjetet e para dixhitale, 1G dhe 0G ishin analoge):
*** GSM
**** Të dhënat e ndërruara me qark (CSD)
**** GPRS
**** EDGE (IMT-SC)
**** EDGE i evoluar
*** AMPS dixhitalë
**** Të dhënat e paketave dixhitale celulare (CDPD)
*** cdmaOne (IS-95)
**** Të dhënat e ndërruara me qark (CSD)
*** Sistemi i Telefonave Personalë (PHS)
*** Celular Dixhital Personal
** Rrjetet 3G :
*** UMTS
**** W-CDMA (ndërfaqe ajrore)
**** TD-CDMA (ndërfaqe ajrore)
**** TD-SCDMA (ndërfaqe ajrore)
***** HSPA
***** HSDPA
***** HSPA+
*** CDMA2000
**** OFDMA (ndërfaqe ajrore)
***** EVDO
****** SVDO
** Rrjetet 4G :
*** IMT i Avancuar
*** LTE (TD-LTE)
**** LTE i Avancuar
**** LTE Advanced Pro
*** WiMAX
**** WiMAX-i i Avancuar (WirelessMAN-i i Avancuar)
*** Internet Ultra Mobile Broadband (kurrë i komercializuar)
*** MBWA (IEEE 802.20, Mobile Broadband Wireless Access, HC-SDMA, iBurst, është mbyllur)
** Rrjetet 5G :
*** 5G NR
**** 5G-i i Avancuar

Duke filluar me EVDO, teknikat e mëposhtme gjithashtu mund te përdoren për të përmirësuar performancën:

* MIMO, SDMA dhe Beamforming

* Frekuencat celulare
** Bandat e frekuencave CDMA
** Bandat e frekuencave GSM
** Brezat e frekuencave UMTS
** Brezat e frekuencave LTE
** Brezat e frekuencave 5G NR
* Rrjetet e vendosura sipas teknologjisë
** Lista e rrjeteve UMTS
** Lista e rrjeteve CDMA2000
** Lista e rrjeteve LTE
** Lista e rrjeteve WiMAX të vendosura
** Lista e rrjeteve 5G NR
* Rrjetet e vendosura sipas vendit (duke përfshirë teknologjinë dhe frekuencat)
** Lista e operatorëve të rrjeteve celulare në Evropë
** Lista e operatorëve të rrjeteve celulare të Amerikës
** Lista e operatorëve të rrjeteve celulare të rajonit të Azi-Paqësorit
** Lista e operatorëve të rrjeteve celulare në Lindjen e Mesme dhe Afrikë
** Lista e operatorëve të rrjetit celular (përmbledhje)
* Kodi i vendit celular - kodi, frekuenca dhe teknologjia për secilin operator në secilin vend
* Krahasimi i standardeve të telefonisë celulare
* Lista e markave të telefonave celularë sipas vendit (prodhuesve)

Paisjet:

* Përsëritës qelizor
* Router celular
* Radio profesionale mobile (PMR)
* OpenBTS
* Kokë radioje në distancë
* Njësia e brezit bazë
* Rrjeti i aksesit në radio
* Faqet e celularëve celularë

* Diversiteti i antenave
* Trafiku celular
* MIMO (hyrje dhe dalje të shumëfishta)
* Kompjuterizimi celular në skajin e edge
* Rrezatimi i telefonave celularë dhe shëndeti
* Simulimi i rrjetit
* Shërbimi i Komunikimeve Personale
* Menaxhimi i burimeve të radios (RRM)
* Rrugëzimi në rrjetet celulare
* Fuqia e sinjalit
* Titulli 47 i Kodit të Rregulloreve Federale

## Lexime të mëtejshme 
* P. Key, D. Smith. Inxhinieria e Teletrafikut në një botë konkurruese. Elsevier Science BV, Amsterdam, Holandë, 1999.ISBN&nbsp;978-0444502681 . Kapitulli 1 (Plenare) dhe 3 (mobile).
* William CY Lee, *Sistemet e Telekomunikacionit Celular të Lëvizshëm* (1989), McGraw-Hill.ISBN&nbsp;978-0-071-00790-0 .

## Lidhje të jashtme 
* 
* A History of Cellular Networks
* What are cellular networks? 1G to 6G Features & Evolution 
* Technical Details with Call Flow about LTE Paging Procedure.

## Referime