شرح عام عن الموبايل و مكوناته

الهاتف الخلوي :

انتشرت الهواتف الخلوية في جميع أنحاءالعالم بشكل كبير جداً .. حيث أنها وفرت الاتصال للمستخدم تقريباً من كل بقعة منبقاع العالم إلى أي نقطة يرغبها الإنسان بكل سهولة
و إضافة إلى ما يقدمه الهاتفالعادي من خدمات فإن الهاتف النقال قد أضاف ميزات إضافية جعلت منه جهازاً شخصياًمتعدد الوظائف
منها :
- حفظ معلومات الاتصالات الجارية من حيث رقم الطرفالآخر و زمن الاتصال و دليل هاتف ..
- وجود وظائف معينة تحدد لقائمة من الأشخاص : مثل منع اتصال شخص غير مرغوب به و السماح فقط لأشخاص هامين بالاتصال
- ميزةالمنبه للمواعيد و الأوقات الهامة
- وجود آلة حاسبة ضمن الجهاز
- ميزةالاتصال مع شبكة الانترنت و البريد الالكتروني
- وجود بعض الألعاب للتسلية .
- قد يتضمن جهاز الموبايل أجهزة إضافية ضمنية مثل : مسجل MP3 – أجهزة PDAs – مستقبل GBS
تطور الاتصال اللاسلكي :
تم اختراع جهاز الهاتف في سنة 1876 م من قبل " الكسندر غراهام بل " . بينما أخذت الاتصالات اللاسلكية ملامحها الأولى مع اختراع الراديو سنة 1880مبواسطة نيكولاي تيسلا حيث تم اعلان ذلك الاختراع رسمياً عام 1894 م بواسطة شابإيطالي يدعى ماركوني

قبل ظهور الهاتف الخليوي قد استخدم الناس الذينيحتاجون هاتفاً نقالاً هواتف راديوية في سياراتهم .
و قد كان هذا النظام قائماًعلى نصب هوائي مركزي في كل مدينة بحيث يؤمن ذلك البرج قربة 25 قناة راديوية ..
وقد كان ذلك يتطلب قدرة إرسال كبيرة بحيث تكون قادرة على الوصول مسافة تناهز 70 كم .. و طبعاً مثل هذا النظام غير قادر على تأمين الاتصال لعدد كبير من الأشخاص بحكموجود عدد محدود جداً من أقنية الاتصال ..
مبدأ الشبكة الخليوية :
يقوم الهاتف الخلوي على فكرة عبقرية تستند على تقسيم المدينة إلىمناطق صغيرة (خلايا) و هذا يؤدي إلى إمكانية استخدام التردد مراراً ضمن نفس المدينةحيث أن استطاعة ارسال كل من الخلية و جهاز الهاتف النقال منخفضة و بالتالي يمكناعادة استخدام نفس التردد في الخلايا الغير متجاورة .
فمثلاً في الشكل الخلاياالغامقة يمكنها استخدام نفس التردد .
يقوم الحامل بتقطيع المدينة إلى خلايامساحة كل منها قرابة 26 كم2 بشكل خلايا مسدسة
في نظام الهاتف الخلوي التمثيلي (التقليدي –غير الرقمي) في أمريكا التردد الحامل يقوم باستقبال قرابة الـ 800ترددضمن المدينة
كل خلية تتضمن محطة قاعدة تتكون من برج و بناء صغير يضم تجهيزاتراديوية
خلية واحدة في النظام التمثيلي تحوي واحدة من السبعات من الأقنيةالصوتية الدوبلكس المتوفرة و يعني ذلك كل خلية (من الخلايا السبعة المكونة لشبكةمسدس كامل ) تستخدم واحدة من سبعة أقنية متوفرة و بالتالي تملك تردداً منفرداً غيرمتكرر بحيث لا يحدث تضارب بين الترددات
الهاتف الخلوي يمكن له أن يملك حاملترددي يأخذ تردد ما من أصل 832 تردد متوفر يستخدم ضمن المدينة
يخصص الهاتفالخليوي ترددين للعمل ضمن المكالمة الواحدة (قناة دوبلكس )
يتم توزيع التردداتبالشكل الآتي :
395 قناة صوتية لكل حامل
42 تردد لاشارات التحكم
و لذلكفإن كل خلية تملك 56 قناة صوتية متوفرة
بحيث يمكن ل 56 شخص أن يتحدثوا ضمنالخلية بآن واحد

ضمن وسائل الإرسال الرقمي يتزايد عدد الأقنية الهاتفية
مثلاً الأنظمة الرقمية TDMA يمكنها أن تستوعب سعة مضاعفة ثلاث مرات عما هو فيالأنظمة التمثيلية و بالتالي تملك كلي خلية 168 قناة متوفرة .

توفير القدرةو تصغير الحجم :
تملك الهواتف الخلوية استطاعة ارسال منخفضة
كثير من الهواتفالخليوية لها قيمتين لقدرة الإرسال 0.6 و 3 واط
و للمقارنة فإن معظم الـ CB ترسلبما يقارب 4 واط
أيضاً المحطات المركزية ترسل باستطاعات منخفضة .
لهذهالقدرة المنخفضة في الإرسال مزايا :
- إن القدرة المحدودة للإرسال غير قادرة علىتجاوز حدود الخلية للخلية التي لها نفس التردد (الملونة بالشكل) و بالتالي يمكنإعادة استخدام الترددات عبر المدينة
- عدم الحاجة إلى استهلاك كبير للبطاريات وبالتالي إمكانية استخدام هواتف صغيرة الحجم بحجم الكف
بنية شبكة الاتصال :
إن استخدام تقنية الخلايا تتطلب إقامة عدد كبير من المحطات في كلمدينة و لما كان عدد المستفيدين من مثل هذا النظام كبيراً فإن كلفة إنشاء مثل هذهالأبراج تتوزع و تصبح معقولة
كل حامل في كل مدينة أيضاً يستخدم مكتب مركزي يدعى " مكتب مقسم الهاتف النقال "
Mobile Telephone Switching Office (MTSO)

وظيفة هذا المكتب التعامل مع كافة الهواتف المرتبطة مع شبكة الهاتفالعادية و يتحكم أيضاً بجميع محطات القاعدة المتواجدة في المنطقة


عمليةالتعارف بين الشبكة و الهاتف النقال :
إن كل جهاز هاتف خليوي يملك كودات خاصةمرتبطة به . تستخدم هذه الكودات للتعريف عن الهاتف و مالك الجهاز و مزود الخدمات ..
فرضاً أنك تحمل جهاز هاتف نقال و اتصل بك . إليك ما يحدث حينها :

مجردتشغيل الهاتف يعمل بوضعية اصغاء للـ SID المحمولة على قناة التحكم
قناة التحكمتحمل على تردد خاص و تستخدم للتخاطب بين الشبكة و جهاز الهاتف بشكل متبادل حول أمورتتعلق بإعدادات المكالمة و تبديل الأقنية ..
فيما لو لم يستطع جهاز الهاتف منالتقاط إشارة قناة التحكم فإنه عندئذ يعتبر نفسه خارج نطاق التغطية و يعطي رسالةتعلم بذلك الأمر على شاشة الإظهار .
أما في حال تلقيه معلومات SID من قناةالتحكم فإنه يقارنها مع معلومات الـ SID المبرمجة ضمن الهاتف
و في حال التطابقيعلم جهاز الهاتف بأن الخلية التي استطاع التخاطب معها هي جزء من نظامه الأساسي
يرسل الهاتف إشارة طلب تسجيل و عندئذ يقوم مركز الخدمة MTSO بتدوين الهاتف ضمنقاعدة البيانات الموافقة ضمن الشبكة بحيث تحافظ الشبكة على ملاحقة الهاتف . طبعاًيفيد ذلك بأن الشبكة أصبحت قادرة على معرفة أي الخلايا عليها أن تخاطب لإرسال إشارةرنين لك مثلاً .
عملية الاتصال :
يقوم الـ MTSO بتلقي المكالمة الواردة لك و يبحث ضمن قاعدةالبيانات لتحديد موقعك على أي خلية أنت . ثم يخصص لك زوجاً من الترددات ضمن خليتكلتستخدمها أثناء مكالمتك . تستخدم قناة التحكم لإعلام الهاتف و برج الإرسال بزوجالترددات التي عليهما أن يستخدموها للإرسال و الإستقبال . و عند إتمام التوليف يكونالاتصال قد بدأ .
التحدث أثناء الحركة :
عندما تقوم بالتحرك من وسط الخلية إلى الحافة فإن محطة القاعدةالتي تتبع لها تقيس شدة الإشارة باستمرار و تعلم بأنها تضعف و بنفس الوقت فإن محطةالقاعدة التابعة للخلية التي تقترب منها تقيس شدة الإشارة النابعة عن جهازك و تعلمبأنك أصبحت قريباً من منطقة عملها (تقوم الخلية بمسح دائم لشدة الإشارة المخصصةلها-تردد واحد من أصل سبعة - إضافة لمسح شامل لجميع التردادات )
و تحدد كل منالخليتين موقعك من خلال شدة الإشارة التي تصدر عن هاتفك بحيث عند انتقالك إلى خليةثانية يقوم الـ MTSO بإعلام هاتفك عن تغيير في زوج الترددات التي كنت تعمل عليها وأنك أصبحت تابعاً للخلية الجديدة . و طبعاً يتم ذلك عن طريق قناة التحكم .
لتجوال ROAMING :
في حال استقبال أن معلومات SID المحمولة على قناة التحكم لم تتطابقمع المعلومات المخزنة ضمن هاتفك فإن ذلك يعني أنك تتجول ضمن منطقة خارجة عن مجالعمل الشبكة التي أنت مشترك ضمنها و تابعة لشبكة أخرى .
و هنا يقوم مركز الـ MTSO للخلية التي أنت واقع ضمن تأثيرها بالاتصال مع مركز الـ MTSO للشبكة التي أنت مسجلمعها و إعلامها بذلك و هكذا يمكن بحال السماح لك بذلك (الخدمة متوفرة) أن تقومالشبكة الثانية بتخديمك دون مشكلة .
و المميز في الأمر أن كل ذلك يتم خلال ثوانمعدودة .
مقارنة الاتصالات بين الهواتف الخليوي و الـ CBs :
سيمبلكس – دوبلكس :
الاتصال بواسطة اللاسلكي المتنقل أو راديو CB يكون سيمبلكس أي أن تردد الإرسال و الإسقبال واحداً و بالتالي يمكن في وقت معينلشخص واحد فقط التحدث بينما الآخر يكون بحالة استماع
بينما الاتصال بواسطةالهاتف النقال يكون دوبلكس و بالتالي تردد الإرسال مغاير عن تردد الاستقبال و هكذافإن الطرفين يمكنهما تبادل الحديث معاً باستمرار
الأقنية :
اللاسلكي النقالله قناة اتصال واحدة
راديو CB يملك 40 قناة
بينما الهاتف النقال المعيارييملك 1664 قناة اتصال أو أكثر
المدى :
جهاز اللاسلكي النقال ذو مدى يقارب 1.6 كم باستطاعة إرسال تقريباً 0.25 واط
بينما محطة الراديو CB ذات مدى يبلغقرابة 8 كم باستطاعة مرسل 5 واط
بينما الهاتف الخليوي فإن مدى العمل له قديتجاوز مئات الكيلومترات نظراً لأنه يستخدم مبدأ التنقل بين الخلايا .
نظرة داخلالهاتف الخليوي :
إذا ألقينا نظرة على مكونات الهاتف الخليوي نجدلوحة الكترونية مذهلة تملك العقل المدبر للجهاز .
- هوائي .
- لوحة إظهارسائلة LCD .
- لوحة مفاتيح (مشابهة للوحة مفاتيح جهاز التحكم لأجهزةالتلفزيون).
- مكرفون .
- بطاريات .
- سماعة .

بنية اللوحةالالكتروينة :



- دارة البتديل الرقمي التمثيلي : تحول الإشارةالرقيمة الواردة إلى إشارة تمثيلية صوتية .
- دارة التبديل التمثيلي الرقمي : تحول الصوت التمثيلي الصادر إلى إشارة رقمية مناسبة للإرسال .
- دارة معالجالإشارة الرقمية DSP .
- المعالج الميكروي : يعالج وظائف لوحة المفاتيح و وحدةالإظهار و إدارة الأوامر و إشارات التحكم المرتبطة مع محطة القاعدة و تحديد باقيالوظائف على اللوحة .



- الذاكرة روم و الذاكرة الومضية ( الفلاش ) : تخزن نظام التشغيل الخاص بالهاتف و الإعدادات المختلفة للجهاز مثل فهرس الجهاز .
- قسم الترددات الراديوية و مكبر الترددات الراديوية : يعالج الإشارةالمستقبلة و الراحلة .
- قسم التغذية : إدارة الطاقة و الشحن .
- لوحةالإظهار : تم تصميمها بحجم يساعد على إدارة الأعمال و الوظائف الحديثة التي يتميزبها الجهاز الخليوي حيث أن معظم الأجهزة تملك دليلاً للهاتف و آلة حاسبة و مجموعةمن الألعاب ..
بعضاً من الأجهزة الخليوية يتضمن نوعاً من الـ PDA أو مستعرضاتشبكة الويب .


تقوم بعض الأجهزة الهاتفية بتخزين معلومات الـ SID و الـ MIN في ذاكرة ومضية داخلية .بينما بعض الأجهزة الأخرى فتخزن هذه المعلومات على كروتقابلة للفك و التركيب .


- ميكرفون و سماعة صغيرين .
- بطارية احتياطدقيقة تستخدم للمحافظة على وظائف الساعة الداخلية .




مــــــــــــــــــــــــــــــــــنــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــقـــــــــــــــــــــــــ ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ـــــــول