Come funziona la trasmissione e il segnale di un telefono cellulare?

I telefoni cellulari utilizzano una tecnologia che esiste da molti anni, ma non è stata applicata alla comunicazione mobile fino agli anni '80. I telefoni cellulari moderni si distinguono per la loro mobilità. Gli utenti possono intrattenere conversazioni tra loro, sia parlando allo stesso tempo che muovendosi dentro direzioni diverse, a causa del modo in cui il telefono cellulare invia e riceve segnali dalla cellula vicina torri telefoniche.

I telefoni cellulari sono in realtà delle radio. Funzionano in modi molto simili ai walkie-talkie, con diverse differenze chiave. I walkie-talkie utilizzano un singolo segnale radio su un canale per parlare a breve distanza. I telefoni cellulari utilizzano più frequenze in modo che due utenti possano parlare contemporaneamente e dispongono di una tecnologia di espansione che consente loro di essere utilizzati a distanze molto lunghe. La tecnologia di base, tuttavia, compresi trasmettitori e ricevitori, rimane la stessa.

I telefoni cellulari utilizzano le frequenze radio per inviare e ricevere informazioni che vengono tradotte in suoni. In qualsiasi momento durante l'uso, il telefono cellulare invia informazioni su almeno due frequenze diverse, una per inviare informazioni e una per riceverle. C'è una certa banda di frequenze che è stata messa da parte appositamente per i fornitori di servizi di telefonia cellulare da utilizzare a questo scopo. A differenza di un walkie-talkie, l'utente non ha il controllo sulla frequenza che sta utilizzando.

I telefoni cellulari non si limitano a inviare segnali l'uno all'altro, sebbene molti abbiano questa capacità. Invece, la maggior parte invia i propri segnali alle torri dei telefoni cellulari. Queste torri prendono il segnale, lo amplificano e lo inviano a un'altra torre nel loro raggio, di solito a diverse miglia di distanza. Queste torri possono far rimbalzare il segnale da torre a torre finché non arriva nel raggio d'azione dell'altro chiamante in modo che il segnale possa essere inviato al loro telefono. Queste torri sono costruite in grandi griglie, o celle - da cui il nome "cellulare" - e sono progettate per commutare automaticamente il segnale da torre a torre mentre gli utenti si muovono attraverso la griglia.

All'inizio, i telefoni cellulari usavano due intere frequenze per le conversazioni. Tuttavia, con l'aumentare del numero di utenti di telefoni cellulari, i fornitori di telefoni cellulari si sono resi conto che presto avrebbero esaurito le frequenze, quindi sono stati introdotti i segnali digitali. Questi segnali codificano i dati audio in binario e inviano i dati in pacchetti, utilizzando più frequenze contemporaneamente. I pacchetti vengono decodificati e ritrasformati in suono dal telefono cellulare ricevente. Ciò consente alle aziende di risparmiare spazio e tempo sulla frequenza.

Ogni provider di telefonia cellulare dispone di una determinata area di copertura o di una griglia di ripetitori per telefoni cellulari dotati delle proprie apparecchiature, in modo da poter trasmettere i segnali cellulari. Se un utente esce da questa griglia, il telefono non funzionerà o entrerà in roaming, cercando di utilizzare altre apparecchiature di aziende diverse invece della tecnologia originale per cui è stato progettato. Questo è uno dei motivi per cui il roaming è più costoso delle normali tariffe di copertura dei telefoni cellulari.