تلفن همراه چگونه کار می کند؛

توی تاکسی نشسته اید و در افکار خود فرو رفته اید که یک دفعه تلفن همراهتان زنگ می زند؛ دوستی است که از کیلومترها آن طرف تر تماس گرفته تا تولدتان را تبریک بگوید؛ غافلگیر می شوید و کلی هم ذوق می کنید!

کد خبر: ۳۸۰۸۳

این خوشحالی را مدیون فناوری ارتباطات سیار هستید. هیچ فکر کرده اید تلفن همراه ، وسیله ای که بتازگی همه گیر شده و در جیب اکثر مردم یافت می شود، چگونه کار می کند؛
امروزه میلیاردها نفر در این کره خاکی از تلفن همراه استفاده می کنند و براحتی می توانند از هر جایی که هستند با هر جای دنیا که دلشان بخواهد، تماس بگیرند.
تلفن های همراه امروزی قابلیت های باور نکردنی دارند و بسیار پیشرفته اند. از طریق آنها می توانید: اطلاعات و مشخصات دوستان خود را ثبت کنید.
کارها و وظایف روزانه تان را یادداشت کنید. قرارهای ملاقات خود را ثبت کنید و بخواهید مثل یک منشی آنها را به شما یادآوری کند.
از ماشین حساب درونی آنها استفاده کنید. ایمیل هایتان را چک کنید و برای دوستان خود ایمیل بفرستید. سری به سایت های اینترنت بزنید و از اخبار و بازار بورس مطلع شوید، یا به وب گردی بپردازید.
بازی کنید، یا موزیک بشنوید. آن را به دستگاه های دیگر مثل رایانه ، MP3Player و... وصل کنید و اطلاعاتتان را منتقل کنید.
برای این که بفهمیم یک تلفن سلولار (CellularPhone) یا همان تلفن همراه چگونه کار می کند، باید کمی به عقب برگردیم.
همان گونه که می دانید؛ تلفن در سال 1876 از سوی الکساندر گراهام بل اختراع شد. اولین بار در دهه 1880هم نیکلای تسلا قضیه ارتباطات بی سیم را مطرح کرد و تلفن های همراه امروزی چیزی نیست جز ادغام 2 فناوری فوق.
شاید باورش کمی مشکل باشد، ولی تلفن همراه در واقع یک رادیو است.
درست است که در واقع خیلی پیچیده تر است ، اما به هر حال طرز کار آن ، بسیار شبیه رادیو است. سالها قبل از اختراع تلفن همراه ، مردم نیاز به تلفن متحرک را احساس می کردند، از این رو تلفن های رادیویی موجود در ماشین ها ساخته شد.
در هر شهر یک آنتن مرکزی با تعداد محدودی کانال وجود داشت و یک فرستنده قوی که تا شعاع 70 کیلومتری را پوشش می داد.
در این محدوده ، دارندگان تلفن های رادیویی می توانستند باهم ارتباط برقرار کنند. البته محدودیت تعداد کانال ها (مثلا 25 عدد) باعث می شد تعداد بسیار کمی از مردم از این فناوری استفاده کنند.
اما در فناوری سلولار، یک شهر به سلول های کوچکی تقسیم می شود و به این ترتیب ، سطح وسیعی از شهر و اطراف آن را پوشش می دهد و در نتیجه میلیون ها نفر می توانند به طور همزمان از تلفن همراه استفاده کنند.
سلول ها معمولا به شکل 6 ضلعی هستند و مثل لانه زنبور در کنار هم چیده شده اند. هر گوشی تلفن همراه از طریق امواج رادیویی با ایستگاه های اصلی خود ارتباط دارد.
این ایستگاه های رادیویی ثابت به وسیله یک مرکز کنترل به نام BSS یا Base Station Subsystem اداره می شوند که وظیفه اش کنترل و اداره کانال های رادیویی و برقراری ارتباط است.
در شبکه رادیویی ، هر تلفن همراه در هر لحظه باید بتواند محل خود را اعلام کند و به محض جابه جایی و رفتن به یک سلول دیگر مرکز را مطلع سازد.
به این کار Location Updating می گویند. ایستگاه رادیویی ثابت(BTS) که در اصطلاح عامه آنتن گفته می شود در واقع کوچکترین واحد سرویس دهی در شبکه رادیویی است.
هر BTS محدوده معینی را پوشش می دهد و گوشی های ما از طریق این BTSها می توانند با شبکه ارتباط برقرار کنند.
وقتی شما تلفن همراهتان را روشن می کنید، او سعی می کند تا یک سیگنال از مرکز کنترل بشنود. اگر گوشی تلفنی نتواند هیچ سیگنالی از کانال کنترلی را بشنود، یعنی در دسترس نیست.
در این حالت اگر فردی با شما تماس بگیرد پیغام آشنای «مشترک مورد نظر در دسترس نمی باشد» را خواهد شنید؛ اما اگر خوش شانس باشید و گوشی شما سیگنالی دریافت کند، بلافاصله یک درخواست ثبت نام برای مرکز سوییچینگ (MTSO) می فرستد.
این مرکز اطلاعات گوشی مربوطه را در بانک اطلاعاتی خودش ثبت می کند؛ یعنی از این به بعد می داند که شما در کدام سلول قرار دارید.
حال فرض کنید فردی با شما تماس می گیرد؛ MTSO از این درخواست برقراری ارتباط مطلع می شود و به بانک اطلاعاتی خودش رجوع می کند تا سلول شما را بیابد.
وقتی شما را پیدا کرد، تلفن همراهتان زنگ می خورد، حال فرکانسی را که شما می توانید از آن استفاده کنید اعلام می کند و به این ترتیب ارتباط برقرار می شود.
در واقع گوشی های شما 2 نفر مثل 2 رادیوی دو طرفه کار می کنند و شما می توانید باهم حرف بزنید.
حال فرض کنید که شما در خودروی خود نشسته اید و - دور از چشم پلیس - در حال صحبت با تلفن همراه هستید. در حین حرکت از محدوده سلول خود خارج و به سلول دیگری می روید؛ MTSO باید بتواند این سوئیچ را طوری انجام دهد که ارتباط همچنان باقی بماند؛ اگر این کار بدرستی انجام نگیرد؛ ارتباطتان قطع می شود.
داخل گوشی تلفن همراه یک مدار بسیار پیچیده وجود دارد که می تواند میلیونها محاسبه را در ثانیه انجام دهد. این محاسبات برای فشردن صدا و از حالت فشرده درآوردن آن انجام می گیرد.
اگر تا به حال دل و روده تلفن همراهتان را بیرون ریخته باشید حتما به این اجزا برخورده اید: بورد مدار شگفت انگیز(!) که در واقع مغز گوشی شماست ، آنتن ، صفحه نمایش کریستال مایع (LCD)، صفحه کلید، میکرفن ، اسپیکر، باتری و حافظه.
روی بورد چندین تراشه (chip) رایانه ای وجود دارد که کار آنها تبدیل سیگنال های آنالوگ به دیجیتال و برعکس است.
در واقع ، صدای شما را به دیجیتال تبدیل و ارسال می کند و صدای طرف مقابل را که به صورت دیجیتال دریافت کرده ، به آنالوگ تبدیل می کند تا شما بتوانید بشنوید.
سیم کارت هم از اجزای اصلی یک گوشی است که روی بورد قرار می گیرد. در واقع یک کارت هوشمند از جنس حافظه سریع (flash memory) است که اطلاعاتی چون کد SID، دفترچه شماره تلفنها و... در آن ضبط می شود.
گوش کنید! فکر کنم موبایل شماست که زنگ می زند!