TTÜ professor: mobiilside toimimist linnas on raske ennustada

Ööl vastu pühapäeva ei pruugi helistamine võimalik olla. Foto: Peeter Langovits

Seekordses TTÜ lühiintervjuus vastab küsimustele TTÜ signaaltöötluse professor Tõnu Trump.

Kuidas levivad raadiolained linnades?

Raadiolainete levi linnas on keeruline protsess, mille toimimist on raske täpselt ennustada. Mobiilside töötab hästi kuni baasjaama ja mobiiltelefoni antennid üksteist näevad. Linnades kõrgete majade vahel ei ole see enamasti, nii ning mobiilini ulatuvad peegeldused majade seintelt, autodelt jne. Need peegeldused läbivad oma teel mobiilini eri teepikkused ning seetõttu liituvad kiired eri faasidega. Kiirte liitumisel samas faasis laine tugevneb, kuid vastandfaasis liituvad kiired kustutavad teineteist. Seetõttu varieerub väljatugevus suurel määral. Mobiiltelefonid on küll konstrueeritud sellise leviga arvestama, kuid on ruumipunkte, kus vastuvõtt on olenemata telefoni headusest siiski äärmiselt piiratud.
Mobiiltelefonisüsteem on üles ehitatud kärgstruktuurina, kus kärje keskel asub baasjaam ja selle ümber on kasutajad oma telefonidega. Iga baasjaama teenindusraadius on piiratud. Järgmise baasjaama ümber kõik kordub, ainult et siin on kasutusel teised sagedused.

Mille poolest erinevad 3G ja 4G mobiilside tehnoloogiad?

Kolmas põlvkond (3G) kasutab niinimetatud hajaspektri signaale. Kasutajad töötavad samas spektripiirkonnas, kuid nende signaalid korrutatakse läbi ligikaudu sõltumatute kiirelt varieeruvate koodidega. Signaali vastuvõtuks on vaja koodi teada. Kuna koodid on ainult ligikaudu sõltumatud, siis tekitavad kasutajad teineteisele piiratud määral häireid. Selliselt on võimalik edastada nii kõnesignaale kui andmeid. Loomulikult on taoliselt kasutatavate koodide ja seega ka kasutajate arv piiratud.
Neljas põlvkond (4G) kasutab tihedalt üksteise kõrvale paigutatud sõltumatuid sinusoidaalseid kandjaid. Siin edastatakse ainult andmeid. Idee seisneb selles, et kui edastatav andmevoog jagada paljudeks kanaliteks, on edastuskiirus igas kanalis väiksem kui terviku järjestikusel edastamisel.
Bitid venivad sidekanali läbimisel pikemaks ja hakkavad seetõttu üksteisele selga ronima, põhjustades häireid. 4G tehnoloogia suurendab paralleelseid kandjaid kasutades iga biti edastuseks võimaldatud aega ning seega on raadiokanali mõju infoedastusele väiksem.
Need kaks süsteemi töötavad eri sagedustel ning loomulikult ei häiri nad teineteist.

Miks mu maamajas viimasel ajal levi järjest halveneb?

Kolmanda põlvkonna mobiiltelefonisüsteemi võib piltlikult ette kujutada restoranina, kus eri laudades istuvad inimesed vestlevad üksteisega eri keeltes. Me oleme suutelised keskenduma oma vestlusparneri kõnele ning blokeerima teiste poolt tekitatud võõrkeelseid häireid. Mida rohkem kasutajaid koguneb, seda kõvemini peavad kõik rääkima, et ennast kuuldavaks teha. Kui kasutajaid on palju, ei pruugi teie hääl enam olla piisavalt tugev, et teises restorani otsas olevale ettekandjale midagi öelda. Sama juhtub 3G mobiilisüsteemis, kasutajad genereerivad teineteisele häireid ning kui neid saab palju, muutub side kärje äärealaga võimatuks. Seda efekti kutsutakse kärgede hingamiseks – kui kasutajaid on palju, tõmbub kärg kokku.