Mobilni telefon (sleng: mobitel) je prijenosni elektronički uređaj za komuniciranje na veće ili velike udaljenosti. Glavna komunikacijska funkcija je prijenos glasa (telefon), no u novije vrijeme dodate su funkcije kao: kratke poruke (SMS), elektronička pošta, internet, te slike i video (MMS). Mobilni telefoni se razlikuju od prijenosnih telefona, po tome što imaju veći domet i nisu vezani uz jednu baznu stanicu. Osnovne koncepte iza mobilne telefonije izumljeni su u Bell Labs 1947.
Sadržaj/Садржај
1 Kako je počelo?
2 Kao pčelinje saće
3 Broj je govor
4 Komercijalni CDMA
Kako je počelo?
Mobilni telefoni iz razdoblja od 1980-ih do 2000-ihU pionirskoj fazi mobilne telefonije (1921 - 1945), dominirale su vojna i policijska primena. Najveća teškoća bila je izgradnja radio-predajnika koji može da funkcioniše pod ograničenjima karakterističnim za automobil u pokretu. U to vreme je mobilni telefon bio znatno većih dimenzija i trošio je mnogo energije, pa se jedino mogao smestiti u automobil, dok je džepni mobilni telefon (danas se, praktično, samo takvi i koriste) bio nezamisliv. Glavni tehnološki proboj u ovoj oblasti je uvođenje frekvencijske modulacije (FM) 1935. godine. Prvi funkcionalni mobilni sistem instaliran je za potrebe policije 1928. u Detroitu. Mada je bio jednosmeran, tj. prenos govora je bio moguć samo od centrale ka telefonu (Calling all cars, poznata je fraza iz policijskih filmova iz tog perioda), znatno je podigao efikasnost lokalne policije i ubrzo je počeo da se koristi i u ostalim velikim gradovima po Americi. Edvin Armstrong je 1935. pronašao FM i izazvao pravu revoluciju u radio-industriji, naročito u radio-difuznim sistemima. Posle toga, FM je ubrzo uveden i u mobilne komunikacije. Mobilni radio-sistemi na bazi FM-a su do 1940. potpuno potisnuli prethodnu generaciju s amplitudskom modulacijom (AM). Drugi svetski rat imao je presudan uticaj na razvoj industrijskih potencijala za masovnu proizvodnju FM radio-uređaja. Veličina, cena i pouzdanost uređaja osetno su popravljeni i od 1946. otvorili su vrata komercijalnoj fazi mobilne telefonije. Među osnovnim karakteristikama svakog telekomunikacionog kanala koji koristi radio-prenos su “centralna frekvencija” i “širina kanala” (širina frekvencijskog opsega). Kada na skali svog radio-prijemnika birate željenu stanicu, vi zapravo birate određenu centralnu frekvenciju. Širina kanala je, uprošćeno govoreći, razmak između frekvencija na kojima rade pojedine stanice.
Kao pčelinje saće
Šezdesetih godina širina kanala FM sistema ograničena je na jednom od popularnih frekvencijskih opsega (UHF - Ultra High Frecuency) na 25 MHz, i na taj način se došlo do ideje o celularnoj (ćelijskoj) radio-mreži sa dovoljnim brojem kanala u zadatom opsegu. Drugo značajno tehničko dostignuće ovog perioda jeste pronalazak automatskih trunking radio-sistema, u kojima mobilnom radio-primopredajniku nije trajno dodeljen određeni frekvencijski kanal, već se u momentu poziva automatski bira trenutno slobodan kanal iz skupa dozvoljenih. Dalji razvoj mobilne telefonije obeležile su dve revolucionarne ideje: celularna struktura mobilne telefonske mreže i uvođenje digitalnog prenosa. Celularna, tj. ćelijska struktura mobilnih mreža, podrazumeva deljenje teritorije koju mreža pokriva na izvestan broj manjih delova, tzv. ćelija (eng. cell). Termin “ćelija” nastao je asocijacijom na pčelinje saće čije šestougaone ćelije imaju oblik kakav bi u idealnom teorijskom slučaju trebalo da imaju i ćelije mobilne mreže koje u potpunosti pokrivaju neku teritoriju. U svakoj ćeliji postoji radio-uređaj koji komunicira sa mobilnim telefonima koji se u zadatom trenutku nalaze na teritoriji te ćelije. Taj uređaj se obično naziva bazna stanica (Base Transmitter Station) i ima nekoliko radio-primopredajnika koji istovremeno podržavaju komunikaciju sa desetak do tridesetak mobilnih telefona. Sve bazne stanice povezane su žičnom ili radio-vezom sa telefonskim centralama mobilne mreže, a one sa telefonskim centralama klasične javne telefonske mreže, a preko njih i sa celim svetom. Ćelijska struktura omoguđava da se isti frekvencijski kanal istovremeno koristi u više ćelija, pod uslovom da su one međusobno dovoljno udaljene (da ne bi dva bliska korisnika na istom frekvencijskom kanalu ometali jedan drugog). U susednim ćelijama obavezno se koriste različiti frekvencijski kanali. Na taj način je omogućeno višestruko iskorišćavanje frekvencijskih kanala, što je od presudnog značaja da broj korisnika koje mreža može da opsluži bude dovoljno veliki da bi mreža bila komercijalno isplativa. Celularnost mobilne mreže olakšava modifikacije mreže i poveđanje kapaciteta mreže u slučaju potrebe (povećanje broja korisnika). Ćelijska struktura nameće i nove tehničke probleme, npr. prelazak mobilnog telefona iz ćelije u ćeliju tokom razgovora mora biti propraćen komandnom procedurom u mreži, koja taj prelazak mora da učini neosetnim za korisnika (tzv. Handover). Prvi celularni sistem ušao je u komercijalnu upotrebu 1983. godine u Čikagu.
Broj je govor
Sledeća revolucionarna pojava je uvođenje “digitalnog” prenosa u mobilnu telefoniju, umesto dotadašnjeg “analognog”. Digitalni prenos znači da se govor prvo pretvara u niz brojeva, zatim se ti brojevi radio-signalima prenose između centrale i korisnika, da bi se na kraju ponovo iz brojeva regenerisao govor. (Razliku između analognog i digitalnog pokušaćemo da objasnimo na primeru: zamislite da promene svoje težine svakodnevno pratite i upisujete u svesku na jedan od dva načina: 1. u obliku linije koja ide naviše kad vam težina raste i naniže kad vam težina opada ili 2. u obliku tabele u koju brojčano unosite promene. Ako tu svesku pošaljete svom lekaru, on će na osnovu dobijene linije ili na osnovu brojeva, steći predstavu o promenama vaše telesne težine. Prenos [[informacija] koji ste na prvi način ostvarili je analogan, a na drugi digitalan.) Digitalne mreže imaju niz prednosti u odnosu na analogne: otpornost na šum (koji čujete svakodnevno i vi na svom radio-prijemniku, ako izaberete stanicu koja je daleko), otpornost na preslušavanja, mogućnost korekcije greške i mogućnost regeneracije signala (što je od izuzetnog značaja za savlađivanje velikih razdaljina). Takođe, inteligencija digitalne mreže omogućava joj da se prilagođava izmenjenim uslovima rada (putem naprednih postupaka, kao što su: ekvalizacija, kontrola eha, monitorisanje uslova u kanalu itd.); fleksibilnost digitalne mreže često omogućava da se nove funkcije ili korekcije starih unesu jednostavnom izmenom softvera. Osim toga, jedino se na digitalne sisteme mogu primeniti moderne, efikasne i izuzetno bezbedne metode šifriranja, što je od neprocenjive važnosti za privatnost komunikacija. Konačno, digitalna mreža je “generička”, ona prenosi binarne simbole - bite (brojeve 0 i 1), bez obzira šta oni predstavljaju. To je preduslov za vezu sa modernom žičnom digitalnom ISDN mrežom (Integrated Service Digital Network), u kojoj se istim prenosnim putevima prenose informacije, bez obzira na njihovu prirodu (govor, slika, podaci...) i ona će, možda, u dogledno vreme zameniti tradicionalnu analognu telefoniju u našim domovima.
Komercijalni CDMA
Sa gledišta strateškog opredeljenja u pogledu izgradnje budućih mobilnih mreža, digitalne mreže su u prednosti u odnosu na analogne. Dilema je na koji način iskoristiti raspoloživi frekvencijski opseg na što veći broj potencijalnih korisnika u digitalnoj mreži (tzv. “način multipleksiranja signala”). Moguđnosti su frekvencijski multipleks (FDMA - Frecuenchy Division Multiple Access), vremenski multipleks – (TDMA- Time Division Multiple Access) i kodni multipleks – (CDMA- Code Division Multiple Access), preuzet iz vojnih sistema sa proširenim spektrom (Spread Spectrum Systems), preciznije iz tehnike sa direktnom sekvencom (Direct Secuence), za poznavaoce vojnih komunikacija. Komercijalni CDMA sistemi do pre nekoliko godina bili su samo u fazi testiranja, međutim danas, naročito u Severnoj Americi, kompanijama su podeljene dozvole za rad za mobilnu telefoniju koje rade na ovom principu i njihova komercijalna primena je u punom zamahu. Ostali digitalni sistemi za mobilnu telefoniju bazirani su na kombinovanom FDMA-TDMA principu i godinama su u komercijalnoj upotrebi. Tipični predstavnici su američki D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone System) i čuveni evropski GSM sistem (Global System for Mobile Communications), koji već nekoliko godina uspešno funkcioniše i u našoj zemlji.
Toranj za mobilne telefoneEvropske mreže koriste frekvenciju od 900 MHz i/ili 1800 MHz. Frekvenciju od 900 MHz podržavaju svi modeli mobilnih telefona, dok obe frekvencije 900MHz i 1800 MHz podržavaju dual-band mobilni telefoni što je naznačeno u njihovoj tehničkoj specifikaciji. Zemlje Amerike koriste frekvencije od 900 MHz ili 1900 MHz i u tom slučaju je neophodno imati tiple-band telefon koji podržava 900MHz/1800 MHz/1900 MHz. Frekvencija 1900 MHz najčešće se koristi u zemljama Severne, Centralne i Južne Amerike.
