En moderne smarttelefon med trykkfølsom skjerm.

Kurt Lekanger. fri

Mobiltelefon, offentlig radiotelefonnett som muliggjør forbindelse med det faste telenett. Første generasjon automatiske mobiltelefoner var basert på analog teknikk med det nordiske NMT (Nordisk Mobiltelefon) fra 1981, det amerikanske AMPS (Advanced Mobile Data Phone Service) fra 1984, og det britiske TACS (Total Access Communication System) fra 1985, som de dominerende.

Annen generasjonssystemene er digitale og ble satt i drift i begynnelsen av 1990-årene. I USA ble det utviklet flere 2. generasjonssystemer, som ADC (American Digital Cellular), IS-54/IS-136 North American TDMA, og IS-95 CDMA, i Japan JDC (Japan Digital Communication System) og i Europa GSM (Global System for Mobile Communications). For samtlige av disse systemene gjelder at mobilstasjonen (håndsettet) kan forflyttes innenfor et stort geografisk område uten at samtalen blir brutt. For å kunne gjenbruke frekvenser er området delt inn i celler, og systemene blir derfor betegnet cellulære systemer.

NMT og GSM fungerer i hovedsak på samme måte, men GSM er et teknologisk mer avansert system. Sikkerhet mot avlytting er bedre i GSM, og systemet er bedre egnet for dataoverføring. I tillegg gir det tilgang til ISDN og mulighet for å sende korte tekstmeldinger, også når mobilenheten er opptatt i samtale. GSM kan benyttes på tvers av landegrensene i Europa. og i store deler av verden utenom Europa. Det totale antallet mobilbrukere globalt var i 2011 over 5 milliarder.

Datakapasitereten for GSM er blitt forbedret med innføringen av GPRS og EDGE. Cellekapasiteten, det vil si hvor mange håndsett som kan kommunisere innenfor en celle, har også blitt økt ved innføring av forbedret teknologi.

Tredje generasjons mobilsystemer, 3G, ble satt i drift på begynnelsen av 2000-tallet. Den europeiske varianten kalles UMTS. Den benytter WCDMA i radioforbindelsen, mens en kinesisk variant benytter TD-SCDMA (Time Division Synchronous Code Division Multiple Access).  I Nord-Amerika og Korea er et system som benytter cdma (cdma2000) satt i drift. Dette systemet deler infrastruktur med IS-95.

Overføringshastigheten for UMTS er økt betydelig, og det har åpnet for helt nye anvendelser som for eksempel billedtelefoni og overføring av større datamengder. En teknologi kalt HSPA (High-Speed Packet Access) øker dataoverføringshastigheten for UMTS samtidig som tidforsinkelsen er redusert. Denne teknologien ble tatt i bruk i Norge i 2007, og er markedsført som Turbo3G.

UMTS er spesifisert av 3GPP (Third Generation Partnership Project) med deltagelse av standardiseringsorganisasjoner i Asia, Europa og Nord-Amerika. Det nord-amerikanske 3G-systemet cdma2000 er spesifisert av en tilsvarende organisasjon, 3GPP2.

Mens tidligere systemer tilbyr linjesvitsjede taletjenester og pakkesvitsjet data, vil fjerde generasjon mobilsystemer, 4G, bare tilby pakkebaserte tjenester. 3GPP har startet standardisering av et pakkebasert system kalt LTE. LTE benytter OFDM som transmisjonsteknologi. To alternative dupleksmetoder er beskrevet. Dessuten er radiofrekvensene avsatt ulike i forskjellige land eller regioner. Dette må det derfor tas hensyn til ved valg av telefoner. China benytter dessuten en annen transmisjonsteknologi.

ITU-R har definert kravene til 4G. Først generasjon av LTE oppfyller ikke disse kravene, men en videreutvikling, LTE-Advanced, er godkjent som et 4G-system.

Samtidig ser vi en utvikling som betegnes konvergens, hvor stadig flere funksjoner samles i samme brukerenhet; telefon, dataterminal, GPS-mottager, kamera, radio og TV-mottagere osv.

Virkemåte

Mobilstasjonen, håndsettet, er tilknyttet en basestasjon ved hjelp av en radioforbindelse. Basestasjonen dekker et geografisk område, en celle, og er tildelt et antall frekvenser for kommunikasjon med mobilstasjoner som befinner seg innenfor cellen. For å unngå interferens kan ikke samme frekvens brukes mer enn én gang innenfor samme dekningsområde. Det vil si at avstanden mellom to basestasjoner som benytter samme frekvens må være så stor at signalet fra den ene senderen ikke forstyrrer dekningsområdet til den andre.

Mobilsystemet vil kontinuerlig måle kvaliteten på radiosambandet mellom en mobilstasjon og en basestasjon. Dersom mobilstasjonen beveger seg ut av dekningsområdet for en basestasjon, vil kvaliteten bli dårlig, og systemet foretar en handover til en ny basestasjon som gir bedre dekning. Oppkall av en mobilstasjon vil sendes ut over alle basestasjoner innenfor et avgrenset område, lokasjonsområde. Nettet må derfor vite i hvilket lokasjonsområde en mobilstasjon til enhver tid befinner seg. Hver gang en mobilstasjon forflyttes fra ett lokasjonsområde til et annet, oppdateres nettet, og oppkallet sendes ut fra et annet sett av basestasjoner (lokasjonsoppdatering).

Oppbygging av et mobiltelefonsystem

Et mobiltelefonsystem vil grovt sett bestå av et svitsjesystem og et basestasjonssystem. Svitsjesystemet inneholder mobilsentral, hjemmelokasjonsregister, gjestelokasjonsregister og autentiseringsregister. Mobilsentralen ivaretar dirigering av samtaler og styrer funksjoner i forbindelse med samtaleoppsettet. I tillegg til å fungere som en vanlig telefonsentral, må mobilsentralen ivareta funksjoner som følge av at abonnenten kan forflytte seg. Videre skal den koble mobilnettet til det faste telefonnettet. Hjemmelokasjonsregisteret lagrer informasjon om den enkelte abonnent som hører til i det angjeldende register, og inneholder til enhver tid informasjon om hvor abonnenten befinner seg innen det aktuelle mobiltelefonsystemet. Gjestelokasjonsregisteret inneholder en oversikt over mobilstasjoner som befinner seg innenfor området som mobilsentralen håndterer, og som ikke er hjemmehørende der. Autentiseringssenteret bidrar til å klargjøre om oppringende mobilenhet skal ha tilgang til nettet og (i varierende grad for de ulike systemer) vanskeliggjøre avlytting fra uvedkommende.

Beskrivelsen over gjelder oppsett av taleforbindelser. Pakkebaserte datatjenester krever i tillegg til lokasjonsregister og autentisering beskrevet over tilgang til et pakkenett. Dette inkluderer tildeling av IP-adresser til mobilstasjonene.

Basestasjonssystemet sender og mottar signaler og data mellom mobilsentralen og mobilstasjonen. Her overvåkes kvaliteten på samtalene, og melding/alarm sendes til mobilsentralen når kvaliteten går under en viss grense. GSM har i forhold til NMT flyttet mange overvåkingsoppgaver, dvs. mer «intelligens», fra mobilsentralen til basestasjonssystemet.

Oppsetting av en samtale

Når en abonnent i det faste nettet slår nummeret til en mobilabonnent, vil oppkallet først rutes til mobilabonnentens hjemmesentral. Der ligger det opplysninger om bl.a. hvor mobilabonnenten i øyeblikket befinner seg. Mobilsentralen, som betjener lokasjonsområdet hvor abonnenten befinner seg, får deretter beskjed om å sende oppkallsignal fra alle basestasjoner i lokasjonsområdet. Mobilstasjonen tilkjennegir at den har mottatt anropet, og en signaleringskanal opprettes mellom mobilstasjon og mobilsentral. Her overføres nødvendige meldinger for å opprette og vedlikeholde forbindelsen, bl.a. autentiseringsmeldinger. Når forbindelsen er opprettet, signaleres det med ringesignal i mobilapparatet, samtidig som melding om dette går tilbake til den faste abonnenten. Når mobilabonnenten løfter av røret, foretas gjennomkobling av taleforbindelsen mellom abonnentene.

Under samtalen overvåkes forbindelsen. Dersom kvaliteten blir for dårlig, skiftes det til en annen kanal, eventuelt til en annen basestasjon (handover). Flytter mobilstasjonen til et annet lokasjonsområde, foretas en lokasjonsoppdatering med bytte til en annen mobilsentral og gjesteregister, samtidig som hjemmeregisteret oppdateres.

For mobilkommunikasjon over satellitt, se satellittkommunikasjon.

Forfattere av denne artikkelen

Artikkelen ble sist oppdatert 18.07.2012.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Vi trenger ny fagansvarlig for Telekommunikasjon og kringkasting

Fagansvarlig har ansvar for å:

  • Vurdere endringsforslag fra leserne
  • Svare på spørsmål i kommentarfeltet
  • Skrive nye artikler
  • Forvalte og oppdatere gamle artikler

Vil du bli fagansvarlig?

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.