Cep telefonu baz istasyonları

____________________________________________________________________

Baz istasyonu kavramı Türkçe’ye Ä°ngilizce’deki Basa Station kelimelerinden gelmiÅŸtir. Base kelimesinin anlamı ana, temel olduÄŸuna göre baz istasyonu demek ana istasyon demektir. Aslında başından Türkçe’de ana istasyon diye kullanılsa belki bugün baz istasyonlarına karşı bu kadar tepki olmayacaktı, baz kelimesi sonuçta pek sevimli görünmüyor. Baz istasyonu genel olarak da kullanılabilen bir terimdir ama ben yazımda cep telefonu baz istasyonlarından bahsedeceÄŸim.

Cep telefonu baz istasyonları kullandığımız cep telefonlarının operatör şebekesi ile iletişimini sağlayan şebeke elemanlarıdır. Cep telefonları baz istasyonuyla sinyalleşerek aralarında iletişim kurarlar. Baz istasyonları olmadan GSM, CDMA, 3G ve 4G şebekelerinde iletişim mümkün değildir. 5G standardında ne olur bilmem, belki uydu üzerinden haberleşmeye geçilebilir o zamanlarda. Gerçi öyle de bina içi kapsama sağlamak çok zorlaşacaktır. Belki de her evde, ev içinde bir baz istasyonu olur, avizelerde vs. mesela.

Baz istasyonları cep telefonları ile sağlıklı iletişim kurabilmek için cep telefonu sinyallerini iyi alabilecekleri ve iyi sinyal gönderebilecekleri yüksek yerlere kurulurlar. Bu sayede sinyale en az engel ile ulaşabileceklerdir çünkü. Baz istasyonlarının bina çatılarına ya da yüksek kulelere kurulmasının sebebi budur.

Baz istasyonları yaydıkları sinyalle hücre denen kapsama alanı oluÅŸtururlar. Bu hücrelerin Ä°ngilizce karşılığı cell kelimesidir ki, buradan Turkcell kelimesinde neden cell kullanıldığını ya da Ä°ngilizce’deki cellular phone deyiminin neden kullanıldığını anlarız. Bu hücreler farklı biçimlerde olabilirler ancak cep telefonu endüstrisinde daha çok altıgen hücreler kullanılıyor. Bu hücreler baz istasyonundaki antenlerin panellerinden yayılan sinyalin zayıflama biçimine göre altıgen tercih edilirler. Baz istasyonları bu altıgenin merkezinde ya da üçer köşesinde bulunur. BulduÄŸum farklı kaynaklar da bu konuda farklı ÅŸey diyor. Bazısı merkezde bulunur diyor ama bazısı da köşelerinde bulunur diyor. Yani üç köşeden üç anten içeri doÄŸru sinyal verecek, bu ÅŸekilde hücre oluÅŸaca. Altıgen hücreler en iyi kapsama alanı saÄŸlanmasına olanak veren hücre tipidir. Çok yönlü omni-directional denen antenlerde yuvarlak bir hücre olur. Yalnız çokyönlü antenler pek kullanılmazlar. Çünkü yan yana hücre oluÅŸturduklarında yuvarlak halkaların arasında kalan kapsama alanı dışı boÅŸluklar çok fazla olmaktadır.

Baz istasyonu hücreleri bir harita üzerinde gösterildiklerinde arı kovanındaki peteklere benzer yapılar ortaya çıkar. Cep telefonları genellikle dahil olduğu hücrenin merkezindeki, yani ona en yakın olan baz istasyonuyla bağlantı kurar. Çünkü en az kayıp ve bozulmayla sinyal almak amacındadırlar. Tabi şehirlerde binaların yapısı ve konumundan dolayı sinyal zayıflıyorsa farklı baz istasyonlarından da sinyal alabilirler.

Cep telefonları ile iletişimde operatörler kendilerine ayrılmış farklı frekansları kullanırlar. Sağlıklı iletişim için her hücrede ve hatta hücre içinde farklı frekanslar kullanırlar ki bu, iletişimi bozabilecek olan diğer baz istasyonları ile enterferansı ortadan kaldırır. Bu frekanslar iletişim kurulabilecek cep telefonu sayısına göre sınırlıdır. Her bir cep telefonu da kendine ayrılmış frekans kanalında sinyal yayar. Bundan dolayı her hücrede farklı kanal frekanslar kullanılmaya çalışılır. Tabi kullanılabilecek frekanslar da sınırlı olduğundan her hücre ona komşu hücrelerden farklı kanal frekansı kullanacak şekilde ayarlanmıştır. Bu şekilde aynı frekanslar pek çok istasyonda kullanılabilir ve birbirlerini de etkilemezler. Frekansların birbiriyle karışmaması için baz istasyonlarının çıkış güçleri etraftaki diğer baz istasyonlarının hücrelerini etkilemeyecek şekilde ayrılır. Yalnız cep telefonunun hücreden hücreye geçiş yaparken kapsama alanı dışı noktalar olup iletişimin kopmaması için hücre kenarlarında frekanslar birbirbiriyle örtüşebilir, bu iletişimin devamlılığını sağlar.

GSM sisteminde baz istasyonları çok sayıda cep telefonları ile TDMA teknolojisiyle haberleşir. CDMA şebekeleri ise CDMA teknolojisiyle haberleşir. Bkz. Baz istasyonlarında çok sayıda cep telefonuyla haberleşme

Hücreleri birbirlerinden ayırırken de FDMA ve CDMA kullanılır. FDMA’de (Frequency division multiple access) her antenin frekansı komÅŸu olduÄŸu antenlerden farklıdır. CDMA sisteminde iÅŸlem daha karışıktır ancak, yine aynı sonuç elde edilir.

Baz istasyonlarının da cep telefonları gibi bir kapsama alanları vardır. Bu alanı belirleyen unsurlar şöyledir:

• Ä°letiÅŸim frekansı (900, 1800, 2100 MHz vs.)
• Transmisyon gücü.
• Cep telefonları için gerekli olan veri alış gönderiÅŸ hızı ya da oranı ya da bant geniÅŸliÄŸi. (Bu deÄŸerlerin istasyondan uzaklaÅŸmadan dolayı zayıflayan sinyalle düşmesinden dolayı.)
• Transmiter boyu.
• Antenin yüksekliÄŸi.
• Kullanılan antenlerin sektörlü panel ya da çok yönlü olması.
• KurulduÄŸu coÄŸrafik bölge, etrafındaki aÄŸaç, bina vs. engeller ve hava koÅŸulları.

GSM sisteminde, ayrılmış 20 ms zaman aralıklarında sinyalin yol katetmesi problemi olduÄŸundan maksimum kapsama alanı 35 KM’dir. CDMA’de ise böyle bir belirli limit yoktur ve 50 ile 70 KM arası kapsama elde etmek mümkündür. Ancak düz olmayan arazilerde bu 10 KM civarına kadar inebilir. AÅŸağıdaki deÄŸerler AÄŸ’da rastladığım frekanslara göre ortalama kapsama karşılaÅŸtırmasıdır, doÄŸrulukları hakkında kesin bilgim yok:

Frekans (MHz)——hücre yarıçapı (km)———Hücre alanı (km2)—————-Aynı alan için hücre sayısı
450——————–48.9——————————-7521———————————–1
950——————–26.9——————————-2269———————————–3.3
1800——————14.0——————————-618————————————-12.2
2100——————12.0——————————-449————————————-16.2

Bir baz istasyonunda neler görürüz, cep telefonu baz istasyonundaki yapılar, baz istasyonu sistemi (BSS – Base Station Subsystem) >>>
Baz istasyonu sisteminde (BSS) yapılan çağrı vs. BTS ve BSC üzerinden Şebeke Anahtarlama Sistemi ( NSS ) üzerindeki MSC’ye iletilir. Bkz. Şebeke Anahtarlama Sistemi (NSS)>>>

Kaynaklar: Wikipedia: (Cell Site, Cellular Network, NSS, BTS)