ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่

องค์ประกอบของระบบ

ในระบบเครื่อข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ เขตพื้นที่ที่ให้บริการจะถูกแบ่งออกเป็นเขตเล็กๆ ที่เรียกว่า เซลล์ (Cell) และมีกลุ่มความถี่สัญญาณเป็นของตนเอง โดยตามธรรมชาติเซลล์จะมีรูปร่างเป็นวงกลม แต่เราจะใช้สัญลักษณ์เป็นรูปหกเหลี่ยมแทนเพื่อง่ายต่อการสร้างภาพ ซึ่งเซลล์ทั้งหมดจะต้องมีขนาดเท่ากัน 

ระบบโทรศัพท์เคลื่อนที่จะกำหนดให้สามารถใช้คลื่นความถี่เดิมในเซลล์อื่นที่ ไม่อยู่ติดกันในระบบได้ ดังนั้นเซลล์จะถูกรวมเข้าเป็นกลุ่ม ขนาดที่ใช้อย่างกันอย่างแพร่หลายคือ 7 เซลล์ต่อ 1 กลุ่ม (Reuse Factor เท่ากับ 7) คือ จะมีการซ้ำกันของความถี่ทุกๆ 7 เซลล์ (1กลุ่ม) และ ภายใน 7 เซลล์แต่ละเซลล์ จะต้องมีความถี่ที่ต่างกัน เพื่อป้องกันการรบกวนกันเองของสัญญาณ (ตัวเลขจะแสดงให้เห็นว่า สำหรับกลุ่มต่างๆ อักษรแบบเดียวกัน เซลล์นั้นมีช่วงความถี่เหมือนกัน) 

ส่วนประกอบในระบบ

1. เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ (Mobile)

2. เสาส่งสัญญาณที่ถูกควบคุมโดยสถานีฐาน (Base Station) ซึ่งภายใน 1 เซลล์จะมี 1 สถานีฐานไว้กระจายคลื่นสัญญาณความถี่ควบคุม สำหรับติดต่อกับเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่

3. ชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่ (Mobile Switching) มีหน้าที่ติดต่อและควบคุมสถานีฐาน

4. ชุมสายส่วนกลาง (Central Network)

5. โครงข่ายโทรศัพท์สวิตช์สาธารณะ (Public Switched Telephone Network)

ขั้นตอนการทำงานของเครือข่ายโทรศัพท์ เคลื่อนที่

การลงทะเบียน (Register)

1. เมื่อเปิดเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่ เครื่องก็จะพยายามติดต่อกับสถานีฐาน โดยทำการสแกนในหลายช่องสัญญาณความถี่ควบคุม ที่มาส่งจากแต่ละสถานี 

2. เครื่องจะวัดหาช่องสัญญาณที่แรงชัดที่สุดจากสถานีหนึ่ง แล้วจูนสัญญาณติดต่อกับช่องสัญญาณนั้นตลอดเวลา สัญญาณนั้นจะบอกให้เครื่องโทรศัพท์รู้ข้อมูลเกี่ยวกับเซลล์ ส่วนมากสถานีฐานที่อยู่ใกล้กับโทรศัพท์มือถือมากที่สุดจะ ให้สัญญาณความถี่ควบคุมแรงชัดที่สุด

โทรออก (Service Request)

1. หลังจากทำการลงทะเบียนติดต่อกับสถานีฐานของเซลล์แล้ว ผู้โทรจะกดเบอร์โทรศัพท์ของผู้รับ และกดปุ่มส่ง (Send) จากนั้นเครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่จะส่งข้อมูลทำการร้องขอไปยังสถานีฐานที่ เครื่องนั้นติดต่อสัญญาณความถี่ควบคุมอยู่ โดยข้อมูลนั้นจะแนบเบอร์โทรศัพท์ของทั้งผู้รับและผู้ส่งไปด้วย

2. เมื่อสถานีฐานได้รับข้อความร้องขอ ก็จะส่งข้อความนั้นต่อไปยังชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่ (Mobile Switching Center)

3. หลังจากนั้นชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่จะส่งข้อความร้องขอนั้นต่อ ไปที่ชุมสายส่วนกลางเพื่อที่จะตรวจสอบว่าผู้รับนั้นพร้อมที่จะติดต่อได้หรือไม่

4. ถ้าผู้รับพร้อมที่จะติดต่อ ก็จะมีการส่งสัญญาณกลับมาที่ชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่ พร้อมทั้งชุมสายจะเลือกช่องสัญญาณติดต่อสำหรับการสนทนาไว้ให้

5. โทรศัพท์เคลื่อนที่ของผู้โทรก็จะจูนติดต่อช่องสัญญาณนี้ไว้ เตรียมพร้อมสำหรับการโทร

(ขณะรอให้ผู้รับรับสาย)

รับโทรศัพท์ (Receiving)

1. เมื่อโทรศัพท์เคลื่อนมีการถูกเรียกสาย ชุมสายส่วนกลางจะส่งสัญญาณเบอร์โทรศัพท์ผู้รับมาหายังชุมสายโทรศัพท์ เคลื่อนที่ของโทรศัพท์ผู้รับ

2. ชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่ของผู้รับก็ต้องทำการตรวจหาว่าผู้รับอยู่ที่เซลล์ใด โดยทำการส่งข้อความที่แนบเบอร์ผู้รับกระจายไปยังทุกสถานีฐานเหมือนกัน

3. เมื่อแต่ละสถานีฐานได้รับข้อความนั้น ก็จะควบคุมให้เสาส่งสัญญาณกระจายสัญญาณเบอร์โทรศัพท์ผ่านช่องความถี่ควบคุม ไปยังโทรศัพท์เคลื่อนที่ทุกเครื่องภายในเซลล์

4. โทรศัพท์ของผู้รับที่ติดต่อสัญญาณความถี่ควบคุมกับสถานีฐานอยู่นั้น เมื่อพบว่าเบอร์นั้นเป็นของตนก็จะทำการส่งสัญญาณตอบกลับไปยังสถานีฐาน

5. สถานีฐานก็จะส่งสัญญาณตอบกลับไปยังที่ชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่เพื่อ ให้ทำการจองช่องสัญญาณไว้สำหรับการสนทนาไว้ พร้อมทั้งส่งสัญญาณกลับมาที่ชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่ของฝ่ายผู้โทร เพื่อบอกว่าผู้รับพร้อมที่จะติดต่อด้วย

6. หลังจากนั้นสถานีฐานจะควบคุมให้เสาส่งสัญญาณไปหาเครื่องของผู้รับ เครื่องของผู้รับก็จะร้อง และเมื่อผู้รับกดรับช่องสัญญาณความถี่ที่เตรียมไว้(ทั้งของผู้รับและผู้โทร) ก็จะถูกใช้ในการสนทนา

การส่งผ่านสัญญาณ (Handoff)

1. จะเกิดขึ้นเมื่อโทรศัพท์เคลื่อนที่กำลังจะย้ายเซลล์ ชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่จะได้รับสัญญาณจากสถานีฐานว่า ช่องสัญญาณคลื่นความถี่ควบคุมของผู้ใช้นั้นอ่อนกำลังลง ชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่ก็จะส่งสัญญาณร้องขอไปสถานีฐานของเซลล์รอบข้าง

2. เมื่อได้รับการร้องขอ สถานีฐานของเซลล์รอบข้างก็จะทำการทดสอบจูนหาสัญญาณความถี่ควบคุมใหม่ให้กับ เครื่องโทรศัพท์เคลื่อนที่

3. ชุมสายโทรศัพท์เคลื่อนที่จะเลือกหาสถานีที่สามารถให้สัญญาณความถี่ควบคุมได้ แรงชัดที่สุด แล้วทำการโอนผ่านให้เครื่องโทรศัพท์ใช้สถานีใหม่