Come funzionano le trasmissioni e i segnali dei telefoni cellulari?

I telefoni cellulari sono diventati strumenti di comunicazione comuni nella società moderna, con alcuni utenti che hanno persino sostituito i loro telefoni fissi con i telefoni portatili. Sebbene i telefoni cellulari moderni presentino un'ampia varietà di componenti aggiuntivi e funzioni, al centro della tecnologia c'è un semplice sistema radio bidirezionale. L'infrastruttura che gestisce e crittografa questa comunicazione bidirezionale è ciò che rende la telefonia cellulare la tecnologia di comunicazione di successo che è oggi.

Torri cellulari

Il cuore del sistema di telefonia cellulare è la torre cellulare. I provider utilizzano una rete di queste antenne a bassa potenza sparse in tutta l'area di copertura per fornire servizi agli abbonati. Ogni torre gestisce un'area approssimativamente esagonale di poche miglia di diametro, capta i segnali dei telefoni cellulari e li collega alla rete telefonica fissa. Ogni torre mantiene anche le connessioni con le torri circostanti, consentendo al sistema di trasferire senza problemi le chiamate da torre a torre mentre gli utenti di telefoni cellulari viaggiano attraverso l'area di copertura.

frequenze

Ogni torre cellulare gestisce i segnali attraverso un sottoinsieme specifico dello spettro di trasmissione. I primi telefoni cellulari avrebbero occupato due intere frequenze per una singola conversazione, ma man mano che il numero di utenti cresceva, i provider dovevano trovare nuovi modi per stipare più segnali nello spettro disponibile. L'utilizzo di trasmettitori a bassa potenza consente al sistema di riutilizzare le frequenze, poiché due torri a diverse miglia di distanza non possono interferire con i segnali reciproci. Un'altra tecnologia di condivisione della frequenza prevede la trasmissione in brevi impulsi irreggimentati, lasciando la frequenza libera per altri utenti tra i burst. La tecnologia di crittografia digitale aiuta a garantire che le conversazioni rimangano separate e private, impedendo ad altri di ascoltare.

Connessione

Quando accendi il telefono cellulare, il dispositivo inizia a cercare determinate frequenze chiave utilizzate dalla rete a scopo di identificazione. Se è in grado di connettersi a una torre su una di queste frequenze, invia un numero identificativo univoco alla rete, consentendo al sistema di conoscere lo stato del telefono e la sua posizione attuale. Una volta connesso, il telefono continuerà a monitorare questa frequenza portante per le chiamate in entrata e la utilizzerà per segnalare una chiamata in uscita nel caso sia necessario effettuarne una.

Effettuare e ricevere chiamate

Se il tuo telefono riceve una chiamata, il sistema indirizzerà la connessione alla torre più vicina a te e invierà una notifica sulla frequenza della portante che farà squillare il tuo telefono. Se effettui una chiamata, il sistema prende il numero in uscita e instrada la chiamata attraverso il sistema telefonico fisso, raggiungendo la linea telefonica fisica o l'appropriato ripetitore cellulare dall'altra parte. Una volta connessi, sia il telefono che la torre crittografano digitalmente i dati audio, inviando questi pacchetti attraverso l'aria sulle frequenze prescelte. I telefoni moderni possono monitorare molte frequenze diverse contemporaneamente, consentendo al sistema di adattarsi alla congestione o alle interferenze passando a canali più chiari, garantendo una connessione solida anche in circostanze avverse.