ارتباط تلفن همراه سلولی با دکل های BTS موبایلی

درسیاهکل/امیرحسین شبرنگ: سلام و عرض ادب دارم خدمت همه دانش دوستان عزیز، امروز میخواهیم درباره ارتباط تلفن همراه سلولی با دکل های BTS موبایلی باهم صحبت کنیم.

تمام گره های شبکه (ایستگاه ها) چه بیسیم چه به صورت سیمی همه‌اشان به یک گره(ایستگاه) اصلی متصل هستند و از آنجا به شبکه اصلی کشوری و جهانی متصل میشوند. حالا شاید برایتان سوال باشد که وقتی در حال صحبت با تلفن همراه هستیم و یک مسیر ۱۵ کیلومتری یا ۳۰ کیلومتری را طی میکنیم و در همین لحظه هم درحال اطات موبایلی یا همان شبکه سلولی ، فرایندی داریم به اسم HandOff که توسط (Base Station Controller)BSC یا RNC (Radio Network Controller) کنترل و مدیریت میشوند. ایستگاه های BTS موبایل ، در هنگام نصب و راه اندازیشان ، در فاصله معینی از یکدیگر قرار میگیرند که بتوانند با BTS های دیگر همپوشانی داشته باشند ، یعنی شبیه یک چتر وای فای عمل میکنند که کاربران در زیر آنان قرار دارند و متر به متر دارای سیگنال های رادیویی هستند. حتی اگر باتوجه به شرایط جغرافیایی ممکن نبود که این bts ها در یک فاصله معین قرار بگیرند با دستکاری بُرد آنتن ها و سکتور ها در bts ها با رعایت استاندارد و قوانین IEEE مشکل عدم همپوشانی را رفع میکنند. به بحث اصلی برمیگردیم.

صحبت با تلفن همراه هستیم ، اصلا قطعی حس نمیکنیم. اصلا حس نمیکنیم که در این مسیر تلفن همراه ما به چند ایستگاه bts موبایل متصل شده است. دقیقا برخلاف شبکه وای فای در حیاط دانشگاه.

در حوزه ارتبوقتی شما در یک مسیر طولانی هستید ، در چهار جهت ( شمال ، جنوبی ، شرق ، غرب) شما دکل های bts موبایل در فاصله های معین از هم قرار دارند. باتوجه به موقعیت شما ممکن است به یک bts نزدیک تر باشید یا دور تر باشید. باتوجه به اینکه همه bts ها باهمدیگر همپوشانی دارند ، تلفن همراه شما به چندی دکل bts موبایل متصل میشود. هنگامی که تلفن همراه شما به چندین دکل bts متصل شد ، اطلاعاتی شامل ، قدرت ، اندازه ، توان ، فاصله و… را به صورت دائم برای همه bts ها ارسال میکند. Bts های موبایل هم به صورت دائم این اطلاعات را برای BSC یا RNC که پیشتر توضیح دادیم ارسال میکنند. Bsc و Rnc گزارش هایی که از تلفن های همراه برای bts ها ارسال شده و از طریق bts ها بدست آنان رسیده را دائما به همینگونه دریافت میکنند. وقتی سیگنال تلفن همراه موبایل نسبت به bts ای که به آن متصل شده است در حال کاهش بود و از یه حدی کاهش یافت ، BSC یا RNC تصمیم به سوئیچ دکل میگیرند و نزدیک ترین دکل که بهترین سیگنال را نسبت به آن تلفن همراه داشت را انتخاب میکند برای عملیات HandOff ، پس از انتخاب و ارسال دستور رزرو از BSC و RNC منابع مورد نیاز برای آن تلفن همراه در دکل مورد نظر رزرو و اختصاص میابد. (در همین لحظه هم دکل جدید به همراه دکل های قبلی که هنوز تلفن همراه به آن متصل است به صورت دائم در حال ارسال گزارش وضعیت تلفن همراه به BSC یا RNC است.) پس از اختصاص منابع ، دستور سوئیچ اجرا میشود و تلفن همراه به دکل جدید سوئیچ میکند بدون اینکه کاربر لحظه ای قطعی حس کند ، زیرا تا آخرین لحظه که هنوز کاربر سوئیچ نکرده بود به دکل جدید ، به دکل قبلی هنوز متصل بود. (به این گونه نیست که کامل ارتباط کاربر از شبکه ها قطع شود و سپس متصل شود مثل وای فای و بلوتوث و… . موبایل دقیقا زیر چتر سیگنالی چندین bts موبایل قرار دارند با قدرت سیگنالی متفاوت و به چندین bts هم همزمان متصل میشوند.) پس از عملیات سوئیچ و انتخاب دکل ، ارتباط کاربر با دکل قبلی به آرامی قطع میشود یعنی وقتی دکل جدید انتخاب میشود ، کاربر هم به دکل جدید متصل است و هم دکل قبلی به صورت مولتی کانکشن (در این بین باز هم سیگنال های دکل های اطراف را دریافت و گزارش میکند تا در صورت نیاز به آنها متصل شود) اتصال دارد. در این بین عملیات بروزرسانی موقعیت کاربر ، مسیر ها و… در دکل bts جدید در حال انجام است و قدرت سیگنال دکل قبلی از یه حدی کمتر شد انتقال تماس به طور کامل به دکل جدید سوئیچ میکند و اتصال به دکل قبلی قطع میشود. در این مسیر ۱۵ الی ۳۰ کیلومتری این فرایند که شامل ارزیابی سیگنال و ارسال گزارش به bts ها و bsc و rns و اجرای عملیات HandOff است ، به صورت دائم و مکرر انجام میشود. اجرای این عملیات با این حجم از مراعات باعث میشود که در هنگام سوئیچ بیه ایستگاه های bts درون شهری یا برون شهری اصلا قطعی حاصل از سوئیچ کردن را حس نکنیم.

به اجرای عملیات HandOff که ابتدا به دکل جدید متصل میشود و سپس طی مراحلی و بررسی های خاص به دکل جدید سوئیچ میکند بیشتر در شبکه های ۴G,LTE یا ۵G دیده میشود چون این شبکه ها از لحاظ سیگنالی بسیار حساس هستند ، در شبکه های GSM که خدماتی مثل sms ، mms و یا GPRS یا ارائه میدهند این عملیات میتواند به صورت فوری اجرا شود یعنی به دکل جدید متصل شود و بلافاصله ارتباطش را با دکل قبلی قطع کند. به همین دلیل است که مجریان این امر تاکید دارند که در طول روز کمتر از تلفن های همراه استفاده کنیم چون تلفن های همراه دست کم حداقل به دو bts متصل میشوند با آن اطلاعاتی که در بالا گفته شد تبادل میکنند. شاید میزان حجم دیتا کم باشد اما بر روی همان باند های فرکانسی که در مقالات قبل تر درباره آن صحبت شد کار میکنند. در موبایل های همراه یا مودم هایی که از اینترنت سیم کارت استفاده میکنند ، قابلیتی وجود دارد به اسم cell lock ، این قابلیت باعث میشود که وقتی شما به یک دکلی متصل میشوید که وضعیت خوبی در منطقه شما دارد نسبت به دکل های مجاور ، مودم یا تلفن همراه شمارا مجبور کند که تحت هر شرایطی فقط به آن دکل متصل باشد. چرا که جدای از موقعیت جغرافیایی و متحرک بودن کاربر که باعث میشود به دکل جدید سوئیچ کنیم ، عواملی مثل کم و زیاد شدن قدرت سیگنال دکل ها بر اساس آب و هوا ، نوسانات قطعات الکترونیکی استفاده شده در آنتن ها باعث شود سیگنال کم و زیاد شود و شما به دکل جدید متصل شوید و آن کیفیت مطلوب را دریافت نکنید. اما وقتی قابلیت cell lock را فعال میکنید ، از طریق bts ها به bsc یا rns میفهمانید که شما تمایل به اتصال به دکلی دارید که شامل این اطلاعات باشد ، bsc و rns هم در صورت وجود در محدود شما ، شمارا به آن دکل متصل میکند ، در غیر این صورت کلا ارتباط شما را با شبکه قطع میکند و حتی اجازه ارتباط با دکل های مجاور را هم نمیدهد.

انتهای یادداشت/