تلفن‌های همراه یکی از ابزارهای ارتباطی اصلی در زندگی ما هستند. این دستگاه ها برای داشتن عملکرد صحیح به زیرساخت‌های مخابراتی قوی و پایدار نیاز دارند. یکی از مهم‌ترین اجزای این زیرساخت‌ها،آنتن های موبایل یا ایستگاه‌های فرستنده و گیرنده (Base Transceiver Station) هستند.
آنتن های موبایل نقش مهمی در برقراری ارتباط بین کاربران و شبکه دارند. سیگنال‌های گوشی را ارسال و دریافت می‌کنند و باعث می‌شوند تماس و اینترنت برقرار شود. در این مطلب از مجموعه فنی حرفهای دکتر برد به معرفی و بررسی آنتن موبایل و انواع آن پرداخته میشود.
آنتن های موبایل چیست؟
اولین قسمتی که در شبکه‌های موبایل به طور مستقیم با گوشی ارتباط برقرار میکند، آنتن موبایل است که در اصطلاح تخصصی به آن BTS (ایستگاه پایه فرستنده و گیرنده) گفته میشود. آنتن موبایل شامل فرستنده‌ها و گیرنده‌های کوچکی است که در نقاط مختلف شهر نصب شده و به کمک آن‌ها مشترکین به شبکه متصل و سرویس آنتن‌دهی دریافت می‌کنند.
کاربران برای برقراری هرگونه تماس صوتی، تصویری و ارسال داده های خود در بستر شبکه به آنتن نیاز دارند.
حتما خطوط بالای صفحه گوشی خود را دیده‌اید، این خطوط نشان‌دهنده قدرت سیگنال شبکه تلفن همراه هستند. زمانی که این خطوط وجود ندارند یا به‌طور کامل ناپدید می‌شوند، گوشی شما نمی‌تواند به شبکه متصل شود و معمولا به حالت «فقط تماس اضطراری» یا «emergency calls only» می‌رود. این حالت نشان می‌دهد که گوشی نمی‌تواند از خدمات کامل اپراتور استفاده کند و تنها در شرایط اضطراری امکان برقراری تماس وجود دارد.
هدف از راه اندازی ایستگاه های آنتن موبایل و تقویت آنتن موبایل چیست؟
نصب آنتن های موبایل باعث میشود گوشی‌های ما بتوانند به شبکه وصل شوند و بدون مشکل تماس بگیریم، پیام بدهیم یا از اینترنت استفاده کنیم. هدف اصلی از راه‌اندازی این آنتن‌ها دو مورد مهم است.
- فراهم کردن پوشش شبکه در یک منطقه: یعنی در یک شهر، روستا یا حتی جاده‌ها، گوشی شما همیشه به شبکه وصل باشد. اگر آنتن نباشد یا فاصله‌اش زیاد باشد، گوشی نمی‌تواند به شبکه وصل شود و فقط حالت تماس اضطراری را نشان می‌دهد. این یعنی به دلیل نبود آنتن، سیگنال وجود ندارد.
- پشتیبانی از تعداد زیاد کاربران: در مناطق شلوغ مثل محله‌های پرجمعیت، مراکز خرید یا خیابان‌های اصلی، خیلی‌ها همزمان از گوشی استفاده می‌کنند. اگر آنتن های موبایل کافی نباشد، تماس‌ها قطع می‌شوند یا اینترنت کند میشود. نصب آنتن باعث میشود همه بتوانند همزمان بدون مشکل از گوشی استفاده کنند.
آشنایی با ساختار ایستگاه های آنتن موبایل
ایستگاه‌های BTS (Base Transceiver Station) یا همان آنتن های موبایل، به دو نوع اصلی از نظر محل نصب و طراحی تجهیزات تقسیم می‌شوند:
یونیت داخلی (Indoor)
این نوع ایستگاه در محیط‌های بسته مانند کانکس یا داخل ساختمان‌ها نصب میشود.
- به دلیل اینکه تجهیزات BTS حرارت بالایی تولید می‌کنند، لازم است داخل کانکس حتماً از سیستم تهویه یا کولر گازی استفاده شود تا دما در محدوده استاندارد باقی بماند و عملکرد تجهیزات دچار اختلال نشود.
- یونیت‌های Indoor اغلب در مکان‌هایی استفاده می‌شوند که فضای کافی برای نصب در اختیار هست یا محدودیت وجود دارد مانند مناطق مسکونی یا تجاری.
یونیت Outdoor (فضای باز)
این نوع یونیت‌ها برای نصب در فضای باز و بدون نیاز به کانکس طراحی شده‌اند و ویژگی اصلی آن‌ها مقاومت در برابر شرایط محیطی است.
- دارای بدنه‌ی مقاوم، ضد آب و ضد گرد و غبار هستند و میتوانند در برابر باران، آفتاب، باد و تغییرات دمایی مقاومت کنند.
- در مکان‌هایی که فضای بسته برای نصب وجود ندارد یا هزینه ساخت کانکس بالا است، گزینه‌ای اقتصادی‌تر و سریع‌تر محسوب می‌شوند.
- معمولاً از یونیت‌های Outdoor در روستاها، کنار جاده‌ها یا مناطق دورافتاده استفاده میشود تا مشکل ضعف یا نبود آنتن های موبایل در این مناطق برطرف شود.
نکته مهم:
چه در نوع Indoor و چه Outdoor، اتصال تمامی تجهیزات BTS به چاه ارت یا سیستم گراندینگ کاملا الزامی است؛ زیرا این کار از تجهیزات در برابر صاعقه و تخلیه‌های الکتریکی محافظت میکند، مانع از آسیب دیدن دستگاه‌های حساس الکترونیکی میشود و همچنین ایمنی پرسنل فنی و کاربران را به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.
عملکرد و آنتن های موبایل در شبکه های سلولی
ساختار سلول‌ها: شبکه موبایل به صورت سلول‌هایی با شکل هندسی شش‌وجهی در نظر گرفته میشود تا کل نقاط تحت پوشش به خوبی آنتن‌دهی شوند. هر سلول به سه سکتور تقسیم میشود و در هر سکتور حداکثر چهار آنتن فعال است. هر ایستگاه BTS شامل چند واحد فرستنده و گیرنده به نام TRX است که هر کدام کار ارسال و دریافت سیگنال را انجام می‌دهند. هر سلول به سه قسمت تقسیم میشود و در هر قسمت معمولاً تا ۴ واحد TRX فعال است. هر واحد TRX میتواند همزمان حدود ۸ نفر را پشتیبانی کند. بنابراین، یک ایستگاه BTS میتواند در مجموع حدود ۹۶ نفر را پوشش دهد.
عمل Handover: هنگامی که کاربر در حال حرکت است و سیگنال دریافتی از ایستگاه قبلی ضعیف‌تر و سیگنال ایستگاه جدید قوی‌تر میشود، گوشی به صورت خودکار به ایستگاه جدید متصل میشود. این فرآیند که handover نام دارد در چند نانوثانیه رخ می‌دهد و باعث میشود تماس یا اتصال اینترنت بدون قطعی ادامه یابد.
فناوری های دسترسی چندگانه در ایستگاه های BTS
برای اینکه چندین نفر بتوانند به‌طور همزمان از یک ایستگاه BTS استفاده کنند، از روش‌هایی به نام دسترسی چندگانه (Multiple Access) استفاده میشود.
FDMA (تقسیم فرکانسی)
در این روش، هر مشترک یک باند فرکانسی خاص و ثابت دریافت میکند.
یعنی کل طیف فرکانسی به بخش‌های جداگانه تقسیم میشود و هر بخش به یک نفر اختصاص می‌یابد.
اما مشکل این روش این است که تعداد فرکانس‌های محدود است و در نتیجه فقط تعداد محدودی مشترک (مثلاً حدود ۱۲ نفر) میتوانند به‌طور همزمان مکالمه کنند.
TDMA(تقسیم زمانی)
برای رفع محدودیت FDMA، روش TDMA ابداع شد.در این روش، هر باند فرکانسی به ۸ بخش زمانی کوچک‌تر تقسیم میشود که به آن‌ها Time Slots گفته میشود.
هر بخش زمانی به یک مشترک اختصاص داده میشود، ولی برخلاف FDMA، مشترک‌ها در زمان‌های مختلف از یک فرکانس مشترک استفاده می‌کنند.
یعنی BTS در هر لحظه فقط به یکی از کاربران سرویس می‌دهد و خیلی سریع (چند بار در ثانیه) بین کاربران سوئیچ می‌کن. این کار باعث میشود که ظرفیت ایستگاه افزایش یابد و تعداد بیشتری کاربر بتوانند همزمان از شبکه استفاده کنند.
در سیستم TDMA، اطلاعات هر کاربر در قالب پالس‌های کوتاه و منظم به نام برست (Burst) ارسال میشود.
هر برست شامل اطلاعاتی است که به گوشی گیرنده کمک میکند تا تشخیص دهد این داده‌ها متعلق به کدام کاربر است و به درستی دریافت و پردازش کند.
انواع ایستگاه آنتن های موبایل بر اساس محدوده پوشش
- Micro BTS: مناسب مناطق مسکونی و تجاری کوچک، با برد حدود ۵۰۰ متر.
- Inside City BTS: مناسب مناطق داخل شهر، با برد حدود ۱ کیلومتر.
- Outside BTS: مناسب مناطق خارج شهر با برد تا ۳۵ کیلومتر.
چرا ارتفاع نصب آنتن های موبایل کاهش می یابد؟
وقتی آنتن‌ها خیلی بلند و پرقدرت باشند، گوشی‌ها در حرکت دائم بین آنتن‌ها جابجا می‌شوند که باعث قطع شدن تماس یا مشکل میشود. برای اینکه این اتفاق کمتر بیفتد، آنتن‌ها را پایین‌تر و کم‌بردتر نصب می‌کنند. همچنین با این کار، هر آنتن فقط به کاربران نزدیک خودش سرویس می‌دهد و این باعث میشود شبکه بهتر کار کند و کیفیت تماس‌ها بالاتر برود.
نتیجه گیری: اهمیت آنتن های موبایل در کیفیت ارتباطات
آنتن های موبایل یا ایستگاه‌های BTS نقش بسیار مهمی در برقراری ارتباطات تلفن همراه دارند و بدون آن‌ها استفاده‌ی روان و بدون قطعی از تماس و اینترنت امکان‌پذیر نیست. شناخت ساختار، انواع و نحوه عملکرد این آنتن‌ها به بهبود کیفیت شبکه و رفع مشکلات آنتن‌دهی کمک میکند.
مجموعه فنی حرفهای دکتربرد با برگزاری دورههای آموزش تعمیر موبایل، زیر نظر اساتید مجرب و با سرفصل‌های کامل، فرصت مناسبی برای یادگیری مهارت‌های لازم و ورود به بازار کار فراهم کرده است. این دورهها به شما کمک میکند تا دانش فنی خود را در تعمیرات موبایل به‌صورت کاربردی ارتقا دهید و در این صنعت موفق شوید.
