セルラーネットワークの基礎

セルラー/モバイル通信の基礎 含む：
セルラー通信とは セルラーシステムの概念 複数アクセス技術 二重技術 携帯電話の中身 ハンドオーバー バックホール

ネットワークはあらゆるセルラー電話システムの心臓部を形成しています。 セルラーネットワークは多くの要求を満たしている。 携帯電話ネットワークは、携帯電話との間で通話をルーティングし、携帯電話があるセルから別のセルに移動しても通話を維持できるようにするだけでなく、ネットワークへのアクセス、課金、セキュリティなど、その他の重要なオペレーションも可能にします。 これらの要件をすべて満たすために、セルラーネットワークは多くの要素で構成され、それぞれが完結するための独自の機能を備えています。 アンテナや関連機器は、下のコンテナに入っていることが多く、国中に点在し、特に高速道路や自動車道の脇で見かけることができます。 システムには中央制御の要素が必要であり、PSTN 固定電話システムともリンクして、有線電話との通話やネットワーク間の通話を可能にする必要があるからです。 異なる携帯電話システム間の違いにもかかわらず、基本的なコンセプトは非常によく似ています。 さらに、GSMのようなセルラーシステムは、構造が明確に定義されており、これは、メーカー製品の標準化が可能であることを意味します。

セルラーネットワークの基本構造

セルラーネットワーク全体には、アンテナバックのあるベーストランシーバー局（BTS）自体から、基地局コントローラ（BSC）、移動交換センター（MSC）、ロケーションレジスタ（HLRとVLR）、公衆交換電話網（PSTN）へのリンクまで、多くの異なる要素が含まれています。 少数の基地局があり、基地局コントローラにリンクされている場合があります。 このユニットは、必要な基地局に通話をルーティングする小さなセンターとして機能し、また、どの基地局が特定の通話に最も適しているかについての決定を行う。 BTSとBSCの間のリンクは、固定電話やマイクロ波リンクを使用することもあります。 多くの場合、BTSのアンテナタワーは、BSCへのリンクに使用される小型のマイクロ波アンテナもサポートしています。 BSCはBTSと同居していることが多く、

BSCはモバイルスイッチングセンターとインタフェースしています。 これにより、通話のルーティングや、固定回線ベースのPSTN、HLR、VLRへのインタフェースについて、より広範な選択が可能になります。

BTS

ベース トランシーバ局またはシステム（BTS）は、多くの異なる要素で構成されています。 1つ目は、通常アンテナタワーの基部にあるコンテナ内にあるエレクトロニクス・セクションです。 携帯端末と通信するための電子機器が含まれ、無線周波数増幅器、無線トランシーバ、無線周波数結合器、制御、BSCへの通信リンク、バックアップ用電源が含まれます

BTSの2番目の部分は、アンテナとアンテナをベース トランシーバ局自体に接続するためのフィーダです。 これらのアンテナは、マストや高い建物の上に設置され、必要なエリアをカバーすることができます。 最後に、基地局とネットワーク上のコントローラとの間のインターフェイスです。 これは制御ロジックとソフトウェア、およびコントローラへのケーブルリンクで構成されます。

BTS はさまざまな場所に設置されます。 街や都市では、特徴的なアンテナは建物の上部に見られることが多く、一方、田舎では別のマストが使用されます。 必要なカバレッジを確保するためには、設置場所、高さ、方向がすべて正しいことが重要です。 アンテナの位置が低すぎたり、場所が悪かったりすると、十分なカバーが得られず、カバーの「穴」ができてしまいます。 逆にアンテナが高すぎたり、向きが悪かったりすると、セルの境界を越えて信号が聞こえてきます。

基地局で使用されるアンテナシステムは、しばしば2組の受信アンテナを備えています。 これらはダイバーシティ受信と呼ばれるもので、マルチパス伝搬の影響を最小化するために最適な信号を選択することができます。 受信アンテナは低損失ケーブルに接続され、信号は基地局コンテナ内のマルチカプラに送られる。 ここでマルチカプラは、すべてのRFチャンネルに必要なさまざまな受信機に信号を供給するために信号を分割しています。 同様に、コンバイナからの送信信号は、最適な送信信号を確保するために低損失ケーブルを使用して送信アンテナまで配線されます。

Mobile Switching Center (MSC)

MSCはセルラーシステムの制御センターで、BSCの動作を調整し、全体の制御を行い、スイッチとして機能して公衆電話網に接続します。 そのため、光ファイバーリンク、マイクロ波リンク、銅線ケーブルなど、さまざまな通信リンクを備えている。 これにより、BSCとの通信、BSCへのコールルーティング、BSCの制御が可能になります。 また、携帯電話の直近の位置が記録されたデータベースであるHome Location RegisterとVisitor Location Registerも含まれています。 また、携帯電話をネットワークに接続するための認証センターも含まれます。 これに加えて、個々のアカウントの請求情報を生成する機能も含まれる。

MSCの重要性を考慮し、障害が発生しないように多くのバックアップと二重回路を備えている。 携帯電話ネットワークは外部からは見えず、その動作は多くの人にとって謎であるが、携帯電話ネットワークは携帯電話システム全体の中心にあり、エンドツーエンドシステム全体の成功はその性能に大きく依存しているのである。

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