موقع خلوي

مثال عملي للمدى

علاوةً على ذلك، برج محطة قاعدة متنقلة 3G / 4G / 5G (FR1): من الممكن تقنيًا تغطية ما يصل إلى 50 كم -150 كم. (ماكروسيل)

من جهة ثانية، 5G (FR2) محطة قاعدة متنقلة: المسافات بين محطة القاعدة 5G نحو 250-300 متر، بسبب استخدام موجات المليمتر.

أنظمة خارج الشبكة

من جانب آخر، توفر أنظمة الطاقة المتجددة الطاقة الكهربائية عند توفرها. يتم تنشيط خلايا الوقود فقط عندما لا تكفي المصادر الطبيعية لتوفير الطاقة التي يحتاجها النظام. تم تصميم مصدر الطاقة في حالات الطوارئ (خلايا الوقود) لتدوم 10 أيام في المتوسط. وبهذه الطريقة يكون الهيكل مكتفيًا ذاتيًا تمامًا: وهذا يمكّن فريق الصيانة من القيام بزيارات قليلة فقط إلى الموقع، حيث يصعب الوصول إليه عادةً.

إضافةً إلى ذلك، يتم تخزين الطاقة الكهربائية من مصادر متقطعة في بطاريات ثانوية مصممة عادةً للحصول على متوسط يومين من الاكتفاء الذاتي، والمعروف كذلك باسم الاستقلالية، لإتاحة الوقت لموظفي الصيانة للوصول إلى الموقع عند الحاجة إلى الإصلاح.

علاوةً على ذلك، الموقع الخلوي خارج الشبكة غير متصل بشبكة الكهرباء العامة. عادة ما يكون النظام خارج الشبكة بسبب صعوبة الوصول أو الافتقار إلى البنية التحتية. تتم إضافة خلايا الوقود أو أنظمة الطاقة الاحتياطية الأخرى إلى مواقع الخلايا الحرجة لتوفير الطاقة اليومية وحالات الطوارئ. تستعمل المواقع تقليديًا مجموعات المولدات التي تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي، ومع ذلك، نظرًا لكونها أقل كفاءة من الطاقة العامة، فإنها تزيد من نفقات التشغيل وتشكل مصدرًا للتلوث (الغلاف الجوي، والصوت، وما إلى ذلك) وبعضها في المناطق المحمية بالبيئة والمحافظة على المناظر الطبيعية.

وفي هذا الصدد، قد تكون المصادر المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح متاحة حيث توجد مواقع الخلايا. يمكن أن يقلل هذا من تكلفة الوقود إلى الموقع الخلوي أو برج الاتصالات بنسبة تصل إلى 75٪ ويمكن دعمها بواسطة نظام مولد الوقود الذي يسمح لموقع الخلية بالعمل عندما لا تكفي المصادر المتجددة. يتكون أحد أنظمة إنتاج الطاقة من:في دراسة حالة حديثة، خفضت رايس للطاقة الإنفاق التشغيلي الشهري لمواقع الخلايا من 1300 إلى 1500 دولار أمريكي باستخدام أجيال الديزل التقليدية، إلى 150 دولارًا أمريكيًا باستخدام تركيبات تخزين طاقة الرياح والطاقة الشمسية والبطارية.

مصغر

من جانب آخر، طور باحثون في ألكاتل-لوسنت موقعًا خلويًا يسمى لايتراديو يناسب راحة اليد. إنه بحجم مكعب روبيك. إنه قادر على ترحيل إشارات 2G و3G و4G . فهي أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وتوفر النطاق العريض بكفاءة أكبر من المواقع الخلوية الحالية. يمكن استخدامها في المناطق الحضرية المكتظة بالسكان لإفساح المجال لمزيد من الفضاء الراديوي.

• انظر كذلك
• شبكه خلوية
• العقدة ب
• إشعاع الهاتف المحمول والصحة
• محطة الإرسال والاستقبال الأساسية
• متسلق البرج
• مراجع
• روابط خارجية

عامل تحديد الإشارة

وفي السياق ذاته، تعمل وحدة التحكم في المحطة الأساسية (كمبيوتر مركزي متخصص في إجراء اتصالات الهاتف) وذكاء الهاتف المحمول على تتبع وتسمح للهاتف بالتبديل من عمود إلى آخر أثناء المحادثة. عندما يتحرك المستعمل نحو السارية، فإنه يختار أقوى إشارة ويطلق الصاري الذي أصبحت الإشارة منه أضعف؛ تصبح هذه القناة على هذا الصاري متاحة لمستعمل آخر.

ومن جهة أخرى، قد لا يعمل الهاتف المحمول في بعض الأحيان لأنه بعيد جدًا عن السارية، أو لأن الهاتف في مكان حيث يتم تخفيف إشارات الهاتف الخلوي بسبب جدران المباني السميكة أو التلال أو الهياكل الأخرى. لا تحتاج الإشارات إلى خط رؤية واضح ولكن التداخل الراديوي الأكبر سيقلل أو يلغي الاستقبال. عندما يحاول الكثير من الأشخاص استخدام الصاري الخلوي في نفس الوقت، مثلًا أثناء ازدحام المرور أو حدث رياضي، فستظهر إشارة على شاشة الهاتف ولكن يتم حظره من بدء اتصال جديد. العامل المحدد الآخر للهواتف المحمولة هو القدرة على إرسال إشارة من بطاريتها منخفضة الطاقة إلى الموقع الخلوي. تعمل بعض الهواتف المحمولة بشكل أفضل من غيرها تحت طاقة منخفضة أو بطارية منخفضة، ويرجع ذلك عادةً إلى القدرة على إرسال إشارة جيدة من الهاتف إلى السارية.

قوة الراديو والصحة

وعلى صعيد آخر، تقول لجنة الاتصالات الفيدرالية: «تشير بيانات القياس التي تم الحصول عليها من مصادر مختلفة باستمرار إلى أن كثافة الطاقة على مستوى الأرض» الأسوأ «بالقرب من الأبراج الخلوية النموذجية تكون في حدود 1 µ واط / سم 2 (أو 10 ميغاواط / متر مربع) أو أقل (عادة أقل بكثير).»

وفي السياق ذاته، الهواتف المحمولة والأبراج الخلوية والواي فاي والعدادات الذكية وهواتف ديكت والهواتف اللاسلكية وأجهزة مراقبة الأطفال وغيرها من الأجهزة اللاسلكية تصدر جميعها ترددات لاسلكية غير مؤينة، والتي صنفتها منظمة الصحة العالمية على أنها مادة مسرطنة "محتملة"، على الرغم من أنه بحسب المعهد الوطني للسرطان "لم يتم تحديد آلية يمكن أن تسبب إشعاع الترددات الراديوية ELF-EMFs الإصابة بمرض السرطان.

توظيف

علاوةً على ذلك، يُطلق على عمال الموقع الخلوي اسم متسلقي الأبراج أو عمال برج الإرسال. غالبًا ما يعمل عمال برج النقل على ارتفاعات تصل إلى 1500 قدم (450 قدمًا) م)، وأداء أعمال التركيب والصيانة والإصلاح للهواتف الخلوية وشركات الاتصالات اللاسلكية الأخرى.

تحديد الموقع الجغرافي

إضافةً إلى ذلك، هناك طريقة أخرى تستعمل زاوية الوصول (AoA) وتحدث عندما يكون الجهاز في نطاق موقعين خليويين على الأقل، وينتج دقة متوسطة. يستعمل نظام جي بي إس المساعد كلاً من إشارات الأقمار الصناعية والهواتف المحمولة.

من جهة ثانية، الارتباط الأمامي المتقدم هو المكان الذي يكون فيه الجهاز ضمن نطاق ثلاثة مواقع خلوية على الأقل وحيث نفذ الناقل استخدام نظام التوقيت.

وفي هذا الصدد، في الولايات المتحدة، بالنسبة لخدمة الاتصال في حالات الطوارئ باستخدام بيانات الموقع (تسمى محليًا «911 المحسّن»)، كان مطلوبًا أن تدعم هذه الخدمة 95٪ على الأقل من الهواتف الخلوية المستعملة في 31 ديسمبر 2005. فات الكثير من شركات النقل هذا الموعد النهائي وتم تغريمها من قبل لجنة الاتصالات الفيدرالية.

وفي هذا الصدد، تحديد الموقع الجغرافي الخلوي أقل دقة من نظام التموضع العالمي، ولكنه متاح للأجهزة التي لا تحتوي على مستقبلات جي بي إس وحيث لا يتوفر نظام التموضع العالمي. تتنوع دقة هذا النظام وتكون أعلى عندما تكون طرق الارتباط الأمامية المتقدمة ممكنة وتكون أدنى مستوى حيث يمكن الوصول إلى موقع خلية واحدة فقط، وفي هذه الحالة يكون الموقع معروفًا فقط أنه ضمن تغطية ذلك الموقع.

تمويه

من جهة ثانية، يمكن لمواقع الخلايا المخفية أن تميز نفسها بشكل أوراق الشجر ونوع اللحاء. تتكون أوراق كل هذه الهوائيات من أوراق مصنوعة من مادة بلاستيكية مصممة بدقة، مع مراعاة الكمية والشكل والمصفوفة المناسبة لإخفاء الهوائيات تمامًا وجميع أجزاء الملحقات بطريقة طبيعية. تضمن المواد المستعملة الشفافية المطلقة للكهرباء الراديوية ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية. تشمل الألقاب «مونوبالم» لمونوبول متنكّر في هيئة شجرة نخيل أو لصاري متنكّر في هيئة شجرة صنوبر. في أحادي القطب، يتم إخفاء الهوائيات الاتجاهية أحيانًا في غلاف بلاستيكي بالقرب من أعلى العمود بحيث يمكن التخلص من العارضتين المتقاطعتين.

وفي هذا السياق، أصبحت محطات الهواتف المحمولة رمزًا معاصرًا، ومتصلة ومتشابكة مع الشبكات المادية وغير المادية. تيليستايلز هي أبراج خلوية ممزوجة معمارياً، نتيجة التعاون مع المصممين والمهندسين المعماريين.

إضافةً إلى ذلك، غالبًا ما توجد معارضة محلية للصواري الجديدة لأسباب تتعلق بالسلامة والمظهر. يتم التعامل مع هذا الأخير أحيانًا عن طريق إخفاء الصاري كشيء آخر، مثل عمود العلم أو مصباح الشارع أو شجرة (مثل أشجار النخيل وأشجار الصنوبر والسرو) أو هياكل الأسطح أو الميزات الحضرية مثل المداخن أو الألواح.

كذلك، قد تخفي الهياكل السطحية مثل المداخن أو الألواح المخفية، التي يبلغ ارتفاعها من 6 إلى 12 مترًا، واحدًا أو أكثر من مشغلي الهاتف المحمول في نفس المحطة. يمكن تثبيت ألواح أقنعة السقف على الهياكل الموجودة على السطح، وإعادة تصميمها بسرعة وبتكلفة منخفضة.

مواقع مؤقتة

وفي السياق ذاته، تُستعمل الخلايا على العجلات كذلك في مواقع الخلايا الدائمة - كبديل مؤقت للمعدات التالفة، أثناء الانقطاعات المخطط لها، ولزيادة القدرات مثل أثناء الاتفاقيات.

كذلك، على الرغم من أن الهوائيات الخلوية عادة ما تكون متصلة بهياكل دائمة، إلا أن شركات النقل تحتفظ كذلك بأساطيل من المركبات، تسمى الخلايا على عجلات (COWs)، والتي تعمل كمواقع خلوية مؤقتة. قد يتم تضمين مولد للاستخدام حيث شبكة الطاقة الكهربائية غير متوفرة، والنظام قد يكون لاسلكي حيث استخدام رابط يتيح وصلة سلكية غير متوفر.

إعادة استخدام القناة

وفي السياق ذاته، مفهوم النطاق «الأقصى» مضلل في الشبكة الخلوية. تم تصميم الشبكات الخلوية لدعم الكثير من المحادثات مع عدد محدود من القنوات الراديوية (شرائح من طيف الترددات الراديوية اللازمة لإجراء محادثة واحدة) المرخصة لمشغل خدمة خلوية. للتغلب على هذا القيد، من الضروري تكرار وإعادة استخدام نفس القنوات في مواقع مختلفة. مثلما يتغير راديو السيارة من محطة محلية إلى محطة محلية مختلفة تمامًا بنفس التردد عند السفر إلى مدينة أخرى، يتم إعادة استخدام نفس قناة الراديو على سارية خلوية على بعد أميال قليلة فقط. للقيام بذلك، يتم الاحتفاظ بإشارة سارية الخلية عن قصد عند طاقة منخفضة وفي كثير من الحالات تميل إلى الأسفل للحد من وصولها. يسمح هذا بتغطية مساحة صغيرة بما يكفي لعدم الاضطرار إلى دعم محادثات أكثر مما يمكن أن تحمله القنوات المتاحة. نظرًا للترتيب القطاعي للهوائيات على البرج، فمن الممكن تغيير القوة والزاوية لكل قطاع اعتمادًا على التغطية من الأبراج الأخرى في المنطقة.

إعداد وكالة تجسس

علاوةً على ذلك، في نوفمبر 2014، ذكرت صحيفة وول ستريت جورنال أن مجموعة العمليات الفنية التابعة للمارشال الأمريكيين تستعمل أجهزة تجسس، تُعرف باسم «ديرتبوكس»، لتقليد إشارات برج الخلية القوية. تم تصميم هذه الأجهزة لجعل الهواتف المحمولة تنتقل إلى البرج، حيث إنها أقوى إشارة في متناول اليد. يتم وضع الأجهزة على الطائرات لإنشاء «شبكة سحب» بشكل فعال، وجمع البيانات حول الهواتف أثناء تحرك الطائرات فوق المناطق المأهولة بالسكان.

وعلى صعيد آخر، بحسب الوثائق التي تم تسريبها إلى دير شبيجل، فإن وكالة الأمن القومي تبيع 40 ألف دولار «محطة قاعدة جي إس إم نشطة» لاستخدامها كأداة لتقليد برج الهاتف المحمول وبالتالي مراقبة الهواتف المحمولة.

نطاق

علاوةً على ذلك، بشكل عام، في المناطق التي يوجد بها عدد كافٍ من مواقع الخلايا لتغطية مساحة واسعة، سيتم تعيين نطاق كل منها على:

ومن جهة أخرى، في الممارسة العملية، يتم تجميع مواقع الخلايا في مناطق ذات كثافة سكانية عالية، مع أكثر المستعملين المحتملين. حركة الهاتف الخلوي من خلال موقع واحد محدودة بقدرة المحطة الأساسية؛ يوجد عدد محدود من المكالمات أو حركة البيانات التي يمكن لمحطة أساسية التعامل معها في وقت واحد. عادةً ما يكون تحديد السعة هذا هو العامل الذي يحدد التباعد بين مواقع سارية الخلايا. في مناطق الضواحي، عادة ما تكون الصواري متباعدة من 1 إلى 2 ميل (2-3 كم) بعيدًا وفي المناطق الحضرية الكثيفة، قد تكون الصواري قريبة من مسافة-ميل (400-800 م).

ومن ناحية أخرى، تأكد من وجود تداخل كافٍ لـ «التسليم» من / إلى مواقع أخرى (نقل إشارة جهاز محمول من موقع خلوي إلى آخر، لتلك التقنيات التي يمكنها التعامل معها - مثلًا، إجراء مكالمة هاتفية عبر GSM أثناء التواجد في السيارة أو القطار).

من جهة ثانية، نطاق عمل الموقع الخلوي (النطاق الذي تتصل به الأجهزة المحمولة بشكل موثوق بالموقع الخلوي) ليس رقمًا ثابتًا. سيعتمد على عدد من العوامل، بما في ذلك مثلًا لا الحصر:

وفي السياق ذاته، يعتمد المدى الأقصى للصاري (حيث لا يكون مقيدًا بالتداخل مع صواري أخرى قريبة) على نفس الاعتبارات. على أي حال، فإن العامل المحدد هو قدرة الهاتف الخلوي الشخصي منخفض الطاقة على الإرسال مرة أخرى إلى السارية. كدليل تقريبي، بناءً على سارية طويلة وتضاريس مسطحة، قد يكون من الممكن الحصول على ما بين 50 و 70 كم (30-45 ميلاً). عندما تكون التضاريس شديدة التلال، يمكن أن تختلف المسافة القصوى من إلى بسبب تعدي الأجسام الوسيطة في منطقة فريسنل ذات المركز الواسع للإشارة. اعتمادًا على التضاريس والظروف الأخرى، يمكن لبرج جي إس إم أن يحل محل ما بين 2 و من الكابلات للشبكات اللاسلكية الثابتة. علاوةً على ذلك، تتمتع بعض التقنيات، مثل جي إس إم، بمدى أقصى مطلق إضافي يبلغ ، والتي تفرضها القيود التقنية. CDMA و IDEN ليس لهما حد محدد بالتوقيت.

وفي هذا السياق، تأكد من أن مساحة التداخل ليست كبيرة جدًا، لتقليل مشاكل التداخل مع المواقع الأخرى.

من جهة ثانية، فضلًا عن ذلك، هناك قيود زمنية في بعض التقنيات (مثلًا، حتى في المساحة الخالية، سيقتصر جي إس إم على 35 كم مع 70 كم ممكن مع معدات خاصة)

• ارتفاع الهوائي فوق التضاريس المحيطة (انتشار خط البصر).
• تردد الإشارة قيد الاستخدام.
• القدرة المقدرة لجهاز الإرسال.
• معدل بيانات الوصلة الصاعدة / الهابطة المطلوبة لجهاز المشترك.
• الخصائص الاتجاهية لمجموعة هوائي الموقع.
• انعكاس وامتصاص الطاقة الراديوية بواسطة المباني أو الغطاء النباتي.
• قد تكون مقيدة كذلك بالعوامل الجغرافية أو التنظيمية المحلية وظروف الطقس.

نظرة عامة

إضافةً إلى ذلك، الغرض من التنظيم الخلوي هو الحفاظ على عرض النطاق الترددي الراديوي عن طريق إعادة استخدام التردد؛ لا تنتقل إشارات الراديو منخفضة الطاقة المستعملة داخل كل خلية إلى أبعد من الخلية، لذلك يمكن إعادة استخدام قنوات الراديو في خلايا منفصلة جغرافيًا. عندما ينتقل مستعمل الهاتف المحمول من خلية إلى أخرى، يتم «تسليم» هاتفه تلقائيًا إلى هوائي الخلية الجديدة، وتخصيص مجموعة جديدة من الترددات، ومن ثم الاتصال بهذا الهوائي. عملية التسليم في الخلفية غير محسوسة للمستعمل ويمكن أن تحدث في منتصف مكالمة هاتفية دون أي انقطاع في الخدمة. يحتوي كل هاتف خلوي على جهاز إرسال واستقبال رقمي آلي مزدوج الاتجاه ويتصل بهوائي الخلية عبر قناتين من قنوات الراديو الرقمية في نطاق التردد فوق العالي (UHF) أو الموجات الدقيقة، واحدة لكل اتجاه في المحادثة ثنائية الاتجاه، إلى جانب قناة تحكم تتعامل مع تسجيل الهاتف مع الشبكة، الاتصال وعملية التسليم.

ومن ناحية أخرى، عادةً ما يقع برج الخلية على حافة خلية واحدة أو أكثر ويغطي خلايا متعددة باستخدام هوائيات اتجاهية. الهندسة الشائعة هي تحديد موقع الخلية عند تقاطع ثلاث خلايا متجاورة، مع ثلاثة هوائيات بزاوية 120 درجة تغطي كل منها خلية واحدة. نوع الهوائي المستعمل لمحطات القاعدة الخلوية (المستطيلات البيضاء العمودية في الصور)، المسمى الهوائي القطاعي، يتكون عادةً من مجموعة خطية عمودية من ثنائيات الأقطاب. يحتوي على نمط إشعاع مسطح على شكل مروحة، والذي يميل قليلاً لأسفل لتغطية منطقة الخلية دون أن يشع بزوايا أعلى إلى خلايا بعيدة تعيد استخدام نفس الترددات. يجب ضبط زاوية ارتفاع الهوائي بعناية، بحيث تغطي الحزمة الخلية بأكملها دون أن تشع بعيدًا جدًا. في الهوائيات القطاعية الحديثة، يمكن عادةً تعديل إمالة الحزمة إلكترونيًا، لتجنب ضرورة قيام عامل خطي بتسلق البرج لإمالة الهوائي ميكانيكيًا عند الحاجة إلى التعديل.

عملية

معرض الصور

في هذا الإطار، الشبكة الخلوية هي شبكة من الهواتف المحمولة المحمولة (الهواتف المحمولة) حيث يتصل كل هاتف بشبكة الهاتف عن طريق موجات الراديو عبر هوائي محلي في محطة قاعدة خلوية (موقع خلوي). تنقسم منطقة التغطية التي يتم فيها تقديم الخدمة إلى فسيفساء من المناطق الجغرافية الصغيرة تسمى «الخلايا»، يخدم كل منها جهاز إرسال واستقبال متعدد القنوات منفصل منخفض الطاقة وهوائي في محطة أساسية. تتواصل جميع الهواتف المحمولة داخل الخلية مع النظام من خلال هوائي تلك الخلية، على قنوات تردد منفصلة يتم تعيينها بواسطة المحطة الأساسية من مجموعة شائعة من الترددات المستعملة من قبل النظام.