2018. november 6., kedd

Így működik a mobiltelefon-rendszer

A hagyományos telefonrendszer, még ha egy szép napon több gigabites üvegszálakkal is fog rendelkezni a végpontok közötti teljes szakaszon, akkor sem fogja tudni kiszolgálni a felhasználók egy bizonyos, egyre növekvő csoportját. Ez a csoport pedig az utazó, folyton úton levő felhasználóké. Az emberek manapság elvárják, hogy telefonálhassanak repülőről, autóból, uszodából és az esti kocogás közben is. Néhány éven belül azt is el fogják várni, hogy ezekről a helyekről és más helyekről is küldhessenek e-leveleket, továbbá a világhálón is szörfölhessenek. Ennek következtében a vezeték nélküli telefonálás iránt hatalmas mértékű az érdeklődés. A következő szakaszokban ezt a témát fogjuk részletesen tanulmányozni.
A mobiltelefon-rendszereket széles körben használják beszéd- és adattovábbításra. A mobiltelefonok három egymást követő generáción (1G2G3G) mentek keresztül műszaki fejlődésük során:
  1. analóg beszédtovábbítás,
  2. digitális beszédtovábbítás,
  3. digitális beszéd- és adattovábbítás (internet, e-levelezés stb.).
(A mobiltelefonok nem keverendőek össze a zsinór nélküli telefonokkal (cordless phone), amik olyan eszközök, amelyek egy bázisállomásból és egy kézibeszélőből állnak. Ezeket egyetlen készletben adják el egyetlen háztartáson belüli együttes használatra. Hálózat kialakítására nem alkalmasak, ezért nem is vizsgáljuk ezeket a továbbiakban.)
Bár a tárgyalás legnagyobb része az ezekben a rendszerekben alkalmazott műszaki megoldásokkal foglalkozik, érdemes megjegyezni, hogy a politikai döntéseknek és az apró piaci fogásoknak óriási hatása lehet. Az első mobiltelefon-rendszert az AT&T dolgozta ki Amerikában, az FCC pedig ennek a rendszernek a használatát jelölte ki országosan kötelezőnek. Ennek eredményeképpen az egész Egyesült Államoknak egyetlen (analóg) rendszere alakult ki, és egy Kaliforniában vásárolt mobiltelefon New Yorkban is működött. Ezzel szemben, amikor a mobiltelefonok megérkeztek Európába, minden ország saját rendszert fejlesztett ki, ami kudarchoz vezetett.
Európa azonban tanult a hibából, és amikor a digitális rendszerek megjelentek, a kormányok által működtetett telefontársaságok képviselői összejöttek, és egyetlen rendszert szabványosítottak (a GSM-et), ezért bármely európai mobiltelefon Európában bárhol működik. Az amerikai kormány ebben az időben éppen túl volt annak a döntésnek a meghozatalán, hogy nem szabad szerepet vállalnia a szabványosítási eljárásokban, így a piacra hagyta a digitális mobiltelefon-rendszer szabványosítását. Ez a döntés azt eredményezte, hogy a különböző eszközgyártók különbözőféle mobiltelefonokat kezdtek gyártani. Ennek következményeként az Egyesült Államokban ma két nagy, egymással inkompatibilis digitális mobiltelefon-rendszer van használatban (valamint egy kisebb).
Annak ellenére, hogy az elején az Egyesült Államok vezetett a mobiltelefonok száma és használata terén, Európa azóta messze átvette a vezetést. Ennek egyik oka az, hogy egész Európában egyetlen rendszert használnak, de más okok is vannak. Egy másik terület, ahol Európa és Amerika különbözött, az a telefonszámok kérdése. Amerikában a mobiltelefonok kapcsolási számai keverednek a hagyományos (telepített) telefonok kapcsolási számaival, így a hívó semmiből sem látja, hogy mondjuk a (212) 234-5678 egy vezetékes telefoné (olcsó vagy ingyenes hívás) vagy egy mobiltelefoné (drága hívás). Annak érdekében, hogy megelőzzék a felhasználók telefonhasználattal kapcsolatos félelmeit, a telefontársaságok úgy döntöttek, hogy a mobiltelefon tulajdonosával fizettetik meg a bejövő hívás díját. Ennek következtében sokan vonakodtak mobiltelefont vásárolni, mivel attól tartottak, hogy hatalmas számlájuk lesz pusztán a bejövő hívások fogadása miatt. Európában a mobiltelefonoknak különleges körzetszámuk van (a kék és zöld számokhoz hasonlóan), így azokat azonnal fel lehet ismerni. Ebből kifolyólag a „hívó fizet” szokásos szabálya Európában a mobiltelefonokra is vonatkozik (a nemzetközi hívások kivételével, ahol a költségeket megosztják a két fél között).
A harmadik tényező, amely Európában nagy hatással van a mobiltelefonok terjedésére, az előre fizetett (felöltőkártyás) mobiltelefonok széles körű használata (néhány területen akár 75%). Ezeket sok boltban ugyanazokkal a formaságokkal lehet megvásárolni, mint egy rádiót. Fizesd és vidd. Előre fel vannak töltve 20 vagy 50 euróval, és egy titkos PIN-kód segítségével újra fel lehet tölteni, amikor az egyenleg lenullázódik. Ennek következtében Európában gyakorlatilag minden tizenéves és néhány ennél fiatalabb gyerek is rendelkezik (általában felöltőkártyás) mobiltelefonnal, hogy szüleik könnyebben megtalálhassák őket. Mindezt ráadásul anélkül, hogy a gyerek óriási számlát tudna csinálni. Ha a mobiltelefont csak ritkán használják, akkor lényegében ingyen van, mivel nincs havi előfizetési díj, és a bejövő forgalmat sem számlázzák ki.

2.7.1. Első generációs (1G) mobiltelefonok: analóg beszédátvitel

Eleget beszéltünk már a mobiltelefonok politikai és piaci vonatkozásairól. Most vegyük szemügyre a műszaki megoldásokat, a legkorábbi rendszerrel kezdve. A mozgó rádiótelefonokat elvétve már a 20. század korai évtizedeiben is használták a katonai és a hajózási távközlésben. 1946-ban telepítették az első autótelefon-rendszert St. Louisban. Ez a rendszer egy magas épület tetejére felszerelt egyetlen adót használt és egyetlen csatornája volt, amelyet adásra és vételre egyaránt használtak. Mielőtt a felhasználó beszélni kezdett, meg kellett nyomnia egy gombot, amely bekapcsolta az adót, és kiiktatta a vevőt. Ezeket az úgynevezett átkapcsolásos rendszereket (push-to-talk system) számos városban telepítették az 1950-es évek végén. A CB-rádiók, a taxik és a tv-műsorokban látható rendőrök gyakran élnek ezzel a műszaki megoldással.
Az 1960-as években telepítették az IMTS-t (Improved Mobile Telephone System  javított mobiltelefon-rendszer), amely szintén egy nagy teljesítményű (200 wattos) adót használt, amelyet egy domb tetején helyeztek el. Ennek a rendszernek már két frekvenciája volt, egy az adáshoz és egy a vételhez, így az átkapcsológombra már nem volt szükség. Mivel az egyes mobiltelefonoktól eredő kommunikáció befelé másik csatornán haladt, mint a kifelé haladó jelek, a mobilok felhasználói nem hallhatták egymást (a taxikban használatos átkapcsolásos rendszerrel ellentétben).
Az IMTS 23 csatornát támogatott, amelyek a 150-től 450 MHz-ig terjedő sávon voltak szétszórva. A csatornák kis száma miatt a felhasználóknak gyakran kellett hosszan várniuk a tárcsahang megjelenésére. A domb tetején felállított adótorony nagy adási teljesítményéből kifolyólag pedig a szomszédos rendszereknek több száz kilométerre kellett lenniük egymástól az interferencia elkerüléséhez. Mindent összevetve, a korlátozott kapacitás volt az oka, hogy a rendszer a gyakorlatban kevéssé volt használható.

2.7.1.1. A fejlett mobiltelefon-rendszer (AMPS)

Az AMPS (Advanced Mobile Phone System  fejlett mobiltelefon-rendszer) megjelenésekor mindez megváltozott. Ezt a rendszert a Bell Labs fejlesztette ki, és először az Egyesült Államokban telepítették 1982-ben. TACS néven Nagy-Britanniában is használták, továbbá Japánban is, ahol MCS-L1 volt a neve. Bár az AMPS-t 2008 óta lényegében nem használják, ennek ellenére megvizsgáljuk a rá épülő 2 és 3G-s rendszerek jobb megértése érdekében.
Minden mobiltelefon-rendszerben cellákra (cell) osztják a földrajzi területet (innen ered az angol „cell phone” név is). Az AMPS-ben a cellák átmérője általában 10 és 20 km között van, a digitális rendszerekben ennél kisebb. Minden cella egy olyan frekvenciahalmazt használ, amelynek egyik elemét sem alkalmazzák a szomszédjai. A viszonylag kis cellák használata és a frekvenciák újrahasználása a közeli (de nem szomszédos) cellákban az a két kulcsfontosságú ötlet, amely a cellás rendszereket sokkal nagyobb kapacitásúvá teszi az előző rendszereknél. Míg egy 100 km-es átmérőjű IMTS-rendszer egyetlen hívást tud kezelni minden frekvencián, egy AMPS-rendszernek akár 100 különálló, 10 km-es cellája lehet ugyanezen a területen, és így 10–15 beszélgetést kezelhet minden frekvencián, egymástól távoli cellákban. A cellás rendszer így legalább egy nagyságrenddel megnöveli a rendszer kapacitását, de a cellák méretének csökkentésével a kapacitás akár több nagyságrenddel is megnövelhető. Mindezen felül a kisebb cellaméret azzal is jár, hogy kisebb adóteljesítményre van szükség, amely kisebb és olcsóbb adókhoz, illetve telefonokhoz vezet.
A frekvencia-újrahasznosítás ötletét a 2.45.(a) ábra szemlélteti. A cellák a valóságban többé-kevésbé kör alakúak, de a hatszög alakú cellákat könnyebb modellezni. A 2.45.(a) ábrán a cellák körülbelül azonos méretűek és hét cellából álló egységekbe vannak csoportosítva. Minden betű egy frekvenciacsoportot jelöl. Figyeljük meg, hogy az egyes frekvenciacsoportok körül olyan, nagyjából két cella széles tartományok vannak, ahol az adott frekvenciát nem használják újra! Ezek biztosítják a kellő távolságot és a kismértékű interferenciát.
Fontos kérdés, hogy hol tudjuk megfelelő magasságban elhelyezni a bázisállomás-antennákat. Mivel nehéz ilyen helyeket találni, és a római katolikus egyház az egész világon jelentős számú lehetséges antennahellyel rendelkezik, amelyek ráadásul ugyanannak a szervezetnek a kezelésben is vannak, ezért néhány telekommunikációs szolgáltató egyezséget kötött az egyházzal.
Amikor egy adott területen belül a felhasználók száma akkorára növekszik, hogy az már túlterheli a rendszert, csökkentik a teljesítményt, és a túlterhelt cellákat kisebb mikrocellákra (microcell) bontják fel annak érdekében, hogy a 2.45.(b) ábrán is látható módon többször lehessen újrahasználni a frekvenciákat. A telefontársaságok néha ideiglenes mikrocellákat is telepítenek a nagy sportesemények, rockkoncertek és más olyan helyek körzetébe, ahol nagyszámú mobilhasználó gyűlik össze néhány órára. Az ideiglenes mikrocellákat műholdas kapcsolatra képes hordozható adókkal valósítják meg.
2.45. ábra - (a) A frekvenciákat nem használják újra a szomszédos cellákban. (b) Több felhasználó kiszolgálása kisebb cellák alkalmazásával
kepek/02-45.png

Minden cella közepén található egy bázisállomás, amellyel a cellában tartózkodó összes telefon kapcsolatban van. A bázisállomás egy számítógépből és egy antennából, valamint az ahhoz kapcsolódó adóvevőből áll. A kisebb rendszerekben minden bázisállomás összeköttetésben áll egyetlen MTSO-nak (Mobile Telephone Switching Office – mobiltelefon-kapcsolóállomás) vagy MSC-nek (Mobile Switching Centre – mobil-kapcsolóközpont) nevezett eszközzel. A nagyobb rendszerekben több MSC-re is szükség lehet, amelyek közül mindegyik egy második szintű MSC-hez csatlakozik, és így tovább. Az MSC-k a telefonhálózatban használatos helyi központok megfelelői, és legalább egy telefonhálózati helyi központtal összeköttetésben is állnak. Az MSC-k a bázisállomásokkal, egymással és a vezetékes telefonhálózattal egy csomagkapcsolt hálózaton keresztül kommunikálnak.
Az egyes mobiltelefonok minden pillanatban logikailag egy bizonyos cellához tartoznak, és az adott cella bázisállomásának irányítása alatt állnak. Amikor egy mobiltelefon fizikailag elhagyja a cellát, és a cella bázisállomása azt veszi észre, hogy a telefon jele gyengülni kezd, megkérdezi a szomszédos bázisállomásokat, hogy ők mekkora teljesítményt észlelnek a telefon felől. Amikor a válasz megérkezik, a bázisállomás átadja a telefon felügyeletét annak a cellának, amelyik a legerősebb jelet veszi tőle, vagyis ahol a telefon éppen tartózkodik. A telefon ezután értesítést kap az új főnökéről, és felkérik arra, hogy váltson csatornát, ha éppen hívása van folyamatban (mivel a régit nem használja a szomszédos cellákban). Ez az átadásnak (handoff) nevezett folyamat körülbelül 300 ms-ig tart. A csatornakiosztást a rendszer agya, az MSC végzi, a bázisállomások tulajdonképpen csak rádiós átjátszóállomások.

2.7.1.2. Csatornák

Az AMPS FDM-et használ a csatornák elválasztásához. A rendszer 832 duplex csatornát használ, amelyek szimplex csatornapárokból állnak. A módszer neve FDD (Frequency Division Duplex – frekvenciaosztásos kettőzés). A 832 szimplex adási csatorna 824 MHz és 849 MHz között helyezkedik el, a 832 szimplex vételi csatorna pedig 869 MHz és 894 MHz között kapott helyet. Minden egyes szimplex csatorna 30 kHz sávszélességű.
A 832 csatornát négy kategóriába osztják. A vezérlési csatornákat (bázistól a mobil felé) a rendszer felügyeletére használják. A hívási csatornák (bázistól a mobil felé) azt a célt szolgálják, hogy a mobilfelhasználókat értesítsék a beérkező hívásokról. A hozzáférési csatornák (kétirányú) a hívások felépítéséhez és a csatornák kiosztásához szükségesek. Végül az adatcsatorna (kétirányú) a beszéd, a faxok és az adatok továbbítására szolgál. Mivel a szomszédos cellákban nem lehet az azonos frekvenciákat használni és 21 csatorna vezérlési célra van fenntartva minden egyes cellában, így az egy cellában használható beszédcsatornák száma sokkal kisebb mint 832, általában 45 körül mozog.

2.7.1.3. Híváskezelés

Az AMPS-ben minden mobiltelefon rendelkezik egy 32 bites gyári számmal és egy 10 számjegyű hívószámmal, amelyeket PROM-ban tárol. A hívószám egy 10 biten tárolt 3 jegyű körzetszámból és egy 24 bites, 7 számjegyű előfizetői számból áll. Amikor a telefont bekapcsolják, végigkeresi a 21 előre beprogramozott vezérlési csatornát, hogy megtalálja a legerősebb jelet. A telefon ezután szétküldi a 32 bites gyári számát és a 34 bites telefonszámát. Az AMPS az összes vezérlési információhoz hasonlóan ezt a csomagot is digitális formában, többszörözve és hibajavító kóddal ellátva viszi át, de maguk a beszédcsatornák analóg továbbításúak.
Amikor a bázisállomás meghallja a bejelentkezést, jelenti az új előfizető megérkezését az MSC-nek, amely feljegyzi ezt a tényt, és tájékoztatja az előfizető saját MSC-jét a felhasználó pillanatnyi tartózkodási helyéről. Normál működés során a telefon nagyjából 15 percenként bejelenti magát.
Hívás kezdeményezéséhez a felhasználónak be kell kapcsolnia a mobiltelefont, be kell billentyűznie a hívott fél számát, és meg kell nyomnia a „küldés” gombot. A telefon ekkor a hozzáférési csatornán elküldi a hívott fél számát, valamint a saját azonosítóját. Amennyiben ezen a csatornán ütközés történik, a telefon később újra próbálkozik. Amikor a bázisállomás megkapja a kérést, tájékoztatja róla az MSC-t. Ha a hívó az MSC üzemeltetőjének (vagy egyik partnerének) egyik előfizetője, akkor az MSC keres egy üres csatornát a hívás számára. Amennyiben talál egy üres csatornát, a számát visszaküldi a vezérlési csatornán. A mobiltelefon ekkor automatikusan a kiválasztott beszédcsatornára vált, és addig vár, amíg a hívott fél felveszi a telefont.
A bejövő hívások másképp működnek. Először is, minden olyan telefon folyamatosan figyeli a hívási csatornát, amelyen éppen nincsen hívás folyamatban, hogy érzékelhesse a neki szánt üzeneteket. Amikor egy mobiltelefonra valaki hívást kezdeményez (akár vezetékes telefonról, akár egy másik mobiltelefonról), egy olyan csomag érkezik a hívott fél saját MSC-jéhez, amely a hívott fél hollétét hivatott kideríteni. Az MSC ezután egy másik csomagot küld a telefon pillanatnyi cellájában elhelyezett bázisállomásnak, amely erre egy „14-es egység, jelentkezz!”-hez hasonló adást küld szét a hívási csatornán. A hívott telefon „Jelen”-nel válaszol a hozzáférési csatornán. A bázisállomás ekkor valami olyasmit mond, hogy „14-es egység, hívásod van a 3-as csatornán.”. Amikor ezt az üzenetet megkapja, a hívott telefon átvált a 3-as csatornára, és csengetési hanggal jelez a hívott félnek (esetleg egy olyan dallammal, amelyet a tulajdonos valakitől születésnapi ajándékba kapott).

2.7.2. Második generációs (2G) mobiltelefonok: digitális beszédátvitel

A mobiltelefonok első generációja analóg volt, de a második generáció már digitális. A digitális átvitelre való áttérésnek számos előnye van. Nagyobb kapacitást biztosít azáltal, hogy lehetővé teszi a hangjelek digitalizálását és tömörítését. Ez a biztonságot is javítja azáltal, hogy a hang- és vezérlőjelek titkosíthatók. Ezenkívül megakadályozza a hamisnév-használatot és a lehallgatást, függetlenül attól, hogy az szándékos lehallgatás, vagy az RF-terjedés miatti egyéb hívások visszhangja. Végül lehetővé tesz új szolgáltatásokat, mint amilyen például a szöveges üzenetküldés.
Mint ahogy az első generáció idején nem volt nemzetközi szabványosítás, ugyanúgy a második generáció idején sem történt nemzetközi szabványosítás. Számos különböző rendszert hoztak létre, és ezek közül hármat alkalmaztak széleskörűen. A D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone System – digitális AMPS) az AMPS digitális változata, amely az AMPS-sel együtt létezik, és TDM-et használ több hívás azonos frekvenciájú csatornára helyezéséhez. Ezt az IS-54 nemzetközi szabvány írja le, és annak jogutódja az IS-136. A GSM (Global System for Mobile Communications – globális mobilkommunikációs rendszer) lett a domináns rendszer, habár elterjedése az Egyesült Államokban lassú volt, de most gyakorlatilag mindenütt a világon használják. A D-AMPS-hez hasonlóan a GSM az FDM és TDM kombinációjára épül. A CDMA-t (Code Division Multiple Access  kódosztásos többszörös hozzáférés) az IS-95 nemzetközi szabvány írja le. Ez teljesen különböző rendszer, és sem az FDM-re, sem a TDM-re nem épül. Annak ellenére, hogy a CDMA nem lett domináns 2G-rendszer, ez képezi a 3G-rendszer alapját.
A marketinges irodalom néha a PCS (Personal Communication System  személyi kommunikációs rendszer) névvel illeti a második generációs (vagyis digitális) rendszereket. Eredetileg a kifejezés 1900 MHz-en működő mobiltelefont jelentett, de ezt a megkülönböztetést manapság már ritkán teszik meg.
Ezután a GSM leírása következik, mivel ez a domináns 2G-rendszer. A következő részben a CDMA-val részletesen is foglalkozunk a 3G-rendszerek leírásakor.

2.7.2.1. GSM – a globális mobilkommunikációs rendszer

A GSM az 1980-as években kelt életre, amikor egyetlen európai 2G-szabványt próbáltak kialakítani. A feladatot egy francia távközlési csoporthoz rendelték, amelynek a neve Group Specialé Mobile (GSM). Az első GSM-rendszerek telepítése 1991-ben kezdődött és gyors sikert ért el. Hamarosan nyilvánvalóvá vált, hogy a GSM nem csak Európában lesz sikeres, teret hódított Ausztráliában is, így a GSM-et átnevezték, hogy világszerte vonzóbbá váljon.
A GSM és a többi, jövőben tanulmányozandó mobiltelefon-rendszer is megtartotta az 1G-rendszer cellaalapú kialakítását, a cellák közötti frekvencia-újrafelhasználást, valamint az átadással megvalósított mobilitást az előfizető mozgása során. Csak a részletek különböznek. A következő részben röviden megtárgyaljuk a GSM néhány főbb tulajdonságát. A GSM szabványa azonban több mint 5000 (sic!) nyomtatott oldalt tesz ki, melynek nagy része a rendszer műszaki részleteivel foglalkozik, különös tekintettel az adók és vevők szinkronizációjára és a vevők olyan kialakítására, amely lehetővé teszi a többutas jelterjedés kezelését. Ezekkel a továbbiakban nem foglalkozunk.
A 2.46. ábra mutatja, hogy a GSM-architektúra hasonló az AMPS-architektúrához, de az összetevők neve eltérő. A mobilkészülék maga két részre van osztva, a kézibeszélőre és egy kivehető chipre, amely előfizetői és számlainformációt tartalmaz. Ezt a chipet SIM-kártyának hívják (Subscriber Identity Modul – előfizető-azonosító modul). A SIM-kártya aktiválja a készibeszélőt és tartalmazza azokat a titkos adatokat, amelyek lehetővé teszik, hogy a készülék és a hálózat azonosítsa egymást, és hogy a párbeszédet titkosítsák. A SIM-kártya kivehető és áthelyezhető másik kézibeszélőbe, hogy átváltoztassa azt a kézibeszélőt az előfizető hálózat szerinti mobiltelefonjává.
2.46. ábra - GSM mobilhálózati architektúra
kepek/02-46.png

A mobilkészülék a bázisállomással rádiós interfészen keresztül kommunikál, amelyet mindjárt ismertetünk. Minden cella-bázisállomás BSC-hez (Base Station Controller – bázisállomás-vezérlő) csatlakozik, amely vezérli a cellák rádió-erőforrásait, valamint kezeli a kézibeszélőt. A BSC MSC-hez csatlakozik (ahogy az AMPS-ben is), amely a hívásokat vezérli és csatlakozik a nyilvános kapcsolt telefonhálózathoz (Public Switched Telephone Network, PSTN).
A hívások vezérléséhez az MSC-nek tudnia kell, hogy a mobilkészülékek pillanatnyilag hol találhatók. Az MSC egy adatbázist tart fenn az általa kezelt cellákhoz tartozó közeli mobilkészülékekről. Ezt az adatbázist VLR-nek (Visitor Location Register – látogató-elhelyezkedési regiszter) hívják. A mobilhálózatban is található egy adatbázis, amely megadja az összes mobilkészülék utolsó ismert helyét. Ezt HLR-nek (Home Location Register – otthon-elhelyezkedési regiszter) hívják. Ez az adatbázis vezérli a bejövő hívásokat a megfelelő helyre. Mindkét adatbázist naprakészen kell tartani, ahogy a mobilkészülék celláról cellára változtatja a helyét.
Most a rádiós interfészt írjuk le részletesen. A GSM különböző frekvenciatartományokban működik világszerte, 900, 1800 és 1900 MHz-en. Több frekvenciasáv kerül lefoglalásra, mint ahogy az AMPS esetében is, több felhasználó támogatása érdekében. A GSM frekvenciaosztásos kettőzésű cellás rendszer, mint az AMPS is. Azaz minden mobilkészülék egy frekvencián ad, és egy másik, nagyobb frekvencián vesz (GSM esetén 55 MHz-cel, AMPS esetén pedig 80 MHz-cel nagyobb). Az AMPS-sel ellentétben a GSM-nél azonban egy frekvenciapár van felosztva időszeletekre időosztásos multiplexeléssel. Ily módon ezt több mobilkészülék osztja meg.
Több mobiltelefon kezelése érdekében a GSM-csatornák szélesebbek, mint az AMPS-csatornák (itt 200 kHz, ott 30 kHz). 1200 kHz-es csatorna látható a 2.47. ábrán. A 900 MHz-es tartományban működő GSM-rendszernek 124 pár szimplex csatornája van. Minden szimplex csatorna 200 kHz széles és nyolc párhuzamos összeköttetést támogat időosztásos multiplexeléssel. Minden, éppen aktív állomás egy időszeletet kap egy csatornapáron. Elméletileg minden cellában 992 csatornát lehetne fenntartani, de ezek jelentős része nem érhető el, mivel csak így kerülhetők el a szomszédos cellákkal való frekvenciaütközések. A 2.47. ábrán a nyolc besatírozott időszelet ugyanahhoz az összeköttetéshez tartozik, mindkét irányba négy darab. Az adás és a vétel azért nem történik ugyanabban az időszeletben, mert a GSM-rádiók nem tudnak egyszerre adni és venni, és a két üzemmód közötti váltáshoz is szükségük van valamennyi időre. Ha a 890,4/935,4 MHz-en és a 2-es időszeletben működő mozgó állomás adni akar a bázisállomásnak, akkor az alsó négy besatírozott időszeletben (és az időben ezek után következő időszeletekben) teheti ezt meg, minden időszeletbe valamennyi adatot téve addig, amíg minden adatot el nem küldött.
2.47. ábra - GSM, amely 124 frekvenciacsatornát használ, amelyek közül mindegyik egy 8 időszeletes TDM-rendszert használ
kepek/02-47.png

A 2.47. ábrán látható TDM-időszeletek egy komplex keretezési hierarchia részét képezik. Mindegyik TDM-időszeletnek megvan a maga sajátságos felépítése, az időszeletek csoportjai pedig multikereteket formálnak, amelyeknek szintén jellegzetes a struktúrája. Ennek a hierarchiának egy egyszerűsített változata látható a 2.48. ábrán. Itt láthatjuk, hogy minden TDM-időszelet 148 bites adatkeretekből épül fel, amely 577 s-ig foglalja a csatornát (és tartalmaz egy 30 s-os védőidőt minden időszelet után). Mindegyik adatkeret három 0 bittel kezdődik és végződik. Ezek a keretek elkülönítését segítik. Az adatkeretben található még két 57 bites Információs mező, amelyekhez tartozik egy vezérlőbit. Ez a bit jelzi, hogy a következő Információs mező hangot vagy adatokat tartalmaz. Az Információs mezők között van egy 26 bites Szinkron mező, amelynek segítségével a vevő az adó kerethatáraihoz szinkronizálódhat.
2.48. ábra - A GSM keretezési struktúra egy részlete
kepek/02-48.png

Egy adatkeret elküldéséhez 547 s-ra van szükség, de az adó csak 4,615 ms-onként küldhet egy-egy keretet, mivel hét másik állomással osztozik a csatornán. A csatornák teljes kapacitása 270,833 kb/s, amely nyolc felhasználó között oszlik szét. Azonban – ahogy az AMPS-nél is –, a többletbitek itt is felemésztik a sávszélesség nagy részét, mindössze végül is 24,7 kb/s sebességet hagyva a hibajavítás előtti felhasználói adatoknak. Hibajavítás után 13 kb/s marad beszédátvitelre. Ez lényegesen kevesebb, mint a tömörítetlen hangjelekhez használt 64 kb/s PCM a vezetékes telefonhálózatokban. A mobileszközön végzett tömörítés kis minőségvesztéssel el tudja érni ezt a szintet.
Ahogy a 2.48. ábrán látható, nyolc adatkeret alkot egy TDM-keretet, és 26 TDM-keretből áll össze egy 120 ms hosszú multikeret. A multikeretben a 12-es szeletet vezérlésre használják, míg a 25-ös rést fenntartják későbbi használatra, így csak 24 szelet használható a felhasználók forgalmának továbbítására.
A 2.48. ábrán bemutatott 26 szeletet tartalmazó multikeret mellett használnak még egy 51 szeletet tartalmazó multikeretet is (ez nincs az ábrán). Ezeknek a szeleteknek egy része olyan vezérlési csatornákat tartalmaz, amelyeket a rendszer felügyeletére használnak. A körözvény-vezérlési csatorna (broadcast control channel) egy, a bázisállomás által generált folytonos adatfolyam, amely a bázisállomás azonosítóját és a csatorna állapotinformációját tartalmazza. Az összes mobilállomás figyeli ennek a csatornának a jelszintjét annak megállapítására, hogy mikor léptek át egy újabb cellába.
megkülönböztetett vezérlési csatorna (dedicated control channel) szolgál a helymeghatározás, a regisztráció, valamint a hívásfelépítés lebonyolítására. Gyakorlatilag minden bázisállomás kezel egy adatbázist (VLR), amelyben nyilvántartja az aktuálisan fennhatósága alá eső mobilállomásokat. Az adatbázis karbantartásához szükséges információt a megkülönböztetett vezérlési csatornán továbbítják.
Végül van egy közös vezérlési csatorna (common control channel), amely három logikai alcsatornából tevődik össze. Ezek közül az első a felhívási csatorna (paging channel), amelyen keresztül a bázisállomás jelzi a beérkező hívásokat. Az összes mobilállomás folyamatosan figyeli ezt a csatornát, olyan hívások után kutatva, amelyekre válaszolniuk kell. A második a véletlen hozzáférésű csatorna (random access channel), amely lehetővé teszi a felhasználók számára azt, hogy időszeletet kérjenek a kijelölt vezérlési csatornán. A kijelölt vezérlési csatorna időszeletének felhasználásával az állomás egy hívást tud felépíteni. Az így lefoglalt időszeletről értesítés a harmadik alcsatornán, a hozzáférés-engedélyező csatornán (access grant channel) érkezik az állomáshoz.
És végül, a GSM és az AMPS abban is különbözik, ahogyan az átadást kezelik. AMPS esetén az átadás teljesen az MSC felügyelete alá tartozik, a mobileszközök segítségét nem veszi igénybe. A GSM időszeleteinél az idő nagy részében a mobilkészülék nem ad és nem is vesz. Ezeket az üres időszeleteket a mobilkészülékek más közeli bázisállomások jelminőségének mérésére használhatják. Ezt meg is teszik és elküldik az információt a BSC-nek. A BSC ennek segítségével meg tudja határozni, hogy a mobil mikor hagy el egy cellát, és mikor lép be a másikba, hogy el tudja végezni az átadást. Ezt a módszert MAHO-nak (Mobile Assisted HandOff – átadás mobiltelefon segítségével) nevezték el.

2.7.3. Harmadik generációs (3G) mobiltelefonok: digitális beszéd- és adatátvitel

A mobiltelefonok első generációja analóg, a második generációja pedig digitális beszédátvitellel működött. A harmadik generáció (vagy 3G) teljesen digitális beszéd- és adatátvitelt használ.
Több tényező is hajtja előre az ipart. Először is, a vezetékes hálózaton az adatforgalom mennyisége máris túllépte a beszédforgalomét, és továbbra is exponenciálisan nő, ezzel szemben a beszédforgalom lényegében változatlan. Sok ipari szakértő azt reméli, hogy az adatforgalom hamarosan átveszi a főszerepet a beszédtől a mozgó eszközökön is. Másodszor, a telefon-, szórakoztató- és számítástechnikai ipar mind digitális megoldásokra váltott, és gyorsan közelítenek egymáshoz. Sok ember kezd epekedni egy olyan könnyű, hordozható eszköz láttán, mint amilyen a telefon, a zenelejátszó, a videolejátszó, az e-levelezési terminál, a webinterfész, a játékgép és számos más eszköz, amely a világszerte használható, nagy sávszélességű vezeték nélküli internetkapcsolattal rendelkezik.
Az Apple iPhone jó példa az ilyen típusú 3G-eszközre. Ezzel az emberek folyamatosan csatlakozni tudnak a vezeték nélküli adatszolgáltatásokhoz. Az AT&T vezeték nélküli adatkötegek mennyisége meredeken növekszik az iPhone-ok népszerűségével. A probléma az, hogy az iPhone 2.5G-hálózatot használ (továbbfejlesztett 2G-hálózat, de nem igazi 3G) és nincs elegendő adatkapacitás a felhasználók igényeinek kielégítéséhez. A 3G-mobiltelefon célja, hogy elegendő vezeték nélküli sávszélességet biztosítson a felhasználói igények kielégítéséhez.
Az ITU már 1992-ben megpróbált kissé pontosítani ezen az álmon, és kiadott egy tervet az odajutáshoz, amelyet IMT-2000-nek neveztek el. Az IMT feloldása International Mobile Telecommunications (nemzetközi mobil telekommunikáció). Az IMT-2000 hálózat feltehetően a következő alapvető szolgáltatásokat kínálja a felhasználóinak:
  1. kiváló minőségű beszédtovábbítás,
  2. üzenetküldés (az e-levelezés, a fax, az SMS, a csevegés stb. kiváltására),
  3. multimédia (zene lejátszása, mozgóképek, filmek, tv-adások stb. megjelenítése),
  4. internet-hozzáférés (szörfölés a weben, a hangot és mozgóképet is tartalmazó oldalakat is ideértve).
A további szolgáltatások között előfordulhat a videokonferencia, a távoli jelenlét (telepresence), a csoportos játékok játszása és az m-kereskedelem (a fizetéshez majd csak meg kell lobogtatnunk a telefonunkat a bolt pénztáránál). Mindezeken túl az összes felsorolt szolgáltatás elvileg az egész világon azonnal (és bármikor) elérhető lesz (olyan helyeken, amelyeken nincs földi továbbítású hálózat, az eszközök automatikusan egy műholdas kapcsolatra váltanak), garantált szolgáltatásminőséggel.
Az ITU-nak azért célja, hogy az egész világ egy egységes IMT-2000 megoldást alkalmazzon, mert így a gyártóknak csak egyetlen eszközt kell építeniük, amelyet azután a világon bárhol eladhatnak, és amelyet a vásárlók is bárhol használni tudnak (hasonlóan a CD-lejátszókhoz és a számítógépekhez, de ellentétben a mobiltelefonokkal és a tévékkel). Az egységes műszaki megoldás a hálózatüzemeltetők életét is jelentősen megkönnyítené, és még több embert ösztönözne arra, hogy igénybe vegye a szolgáltatásaikat. Az üzletnek nem tesznek jót az olyan „formátumháborúk”, mint az a harc, amelyet a Betamax vívott a VHS-sel az első videolejátszók megjelenésekor.
Ahogy utóbb kiderült, ez túl optimista elképzelés volt. A 2000-es szám 3 dolgot jelent: (1) az év, amikorra a bevezetést tervezték, (2) a tervezett működési frekvencia (MHz), valamint (3) a szolgáltatás által biztosítandó sávszélesség (kb/s). Ezek közül egyik sem valósult meg. 2000-re semmi sem valósult meg. Az ITU javasolta, hogy minden kormányzat tartsa fenn a 2 GHz-es frekvenciát, hogy az eszközök zökkenőmentesen barangolhassanak az országok között. De egyedül Kína tartotta fenn ezt a sávszélességet. Végül azt is felismerték, hogy a 2 Mb/s jelenleg nem valósítható meg azon felhasználók esetén, akik túl gyorsan változtatják a helyüket (amiatt, hogy az átadás nem végezhető el elég gyorsan). Sokkal reálisabb a 2 Mb/s a helyhez kötött felhasználók esetén (ami fej-fej mellett fog haladni az ADSL-lel), a 384 kb/s a gyalogos, illetve a 144 kb/s az autóban ülő felhasználók csatlakoztatásához.
A kezdeti sikertelenség óta több dolog is megvalósult. Számos IMT-javaslatot dolgoztak ki és némi rostálás után ezek közül a két legfontosabb javaslat maradt meg. Az első, a WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access  széles sávú kódosztásos többszörös hozzáférés) az Ericsson javaslata volt, és az Európai Unió támogatta, amely UMTS (Universal Mobile Telecommunications System  univerzális mobiltávközlési rendszer) néven vált ismertté. A másik versenyző a CDMA2000, amely a Qualcomm javaslata volt.
A két rendszerben több a közös, mint a különbség, mivel mindkettő a széles sávú CDMA-ra épül. A WCDMA 5 MHz-es csatornákat, a CDMA2000 pedig 1,25 MHz-es csatornákat használ. Ha az Ericsson és a Qualcomm mérnökeit egy terembe összegyűjtenék, és megkérnék őket, hogy tervezzenek egy közös rendszerkialakítást, az valószínűleg menne is nekik. A baj az, hogy a valódi probléma nem mérnöki, hanem (szokás szerint) inkább politikai természetű. Európa olyan rendszert akart, amelyet a GSM-mel össze lehet kapcsolni, az Egyesült Államok pedig egy olyan rendszert, amely kompatibilis egy széleskörűen használt régi rendszerével (az IS-95-tel). Mindkét oldal a saját vállalatát támogatta (az Ericsson központja Svédországban van, a Qualcomm kaliforniai cég). Végül az Ericsson és a Qualcomm számos bírósági perbe bonyolódott a különböző CDMA-szabadalmak miatt.
Világszerte a mobil előfizetők 10-15%-a már a 3G-technológiát használja. Észak-Amerikában és Európában a mobil-előfizetők körülbelül 1/3-a használ 3G-t. Japán az elsők között vette át a technikát, és jelenleg Japánban majdnem az összes mobiltelefon 3G-s. Ezek a számok magukban foglalják az UMTS és CDMA2000 telepítését egyaránt, de továbbra is a 3G körül zajlanak az események, miközben a piac kibontakozik. A zavar növeléséhez az UMTS lett az egyetlen 3G-szabvány több inkompatibilis opcióval, a CDMA2000-et is beleértve. Ez a változás a különböző táborok egyesítésére tett erőfeszítés volt, ez azonban a műszaki eltéréseket csak tünetileg kezelte, amely elvonja a figyelmet a folyamatban lévő erőfeszítésekről. Az UMTS-t fogjuk használni a WCDMA-ra, a CDMA2000-től való megkülönböztetés érdekében.
Tárgyalásunk középpontjában a CDMA cellás hálózatokban történő alkalmazása lesz, mivel mindkét rendszert ez a képesség különbözteti meg a többitől. A CDMA sem nem FDM, sem nem TDM, hanem a kettő kombinációja, amelyben minden felhasználó ugyanazon a sávszélességen küld egyszerre. Amikor a CDMA ötletét először felvetették, az ipar körülbelül ugyanúgy válaszolt rá, mint ahogyan Izabella királynő válaszolt Kolumbusznak, amikor azt javasolta, hogy az ellenkező irányba hajózva jussanak el Indiába. Mégis, egyetlen vállalat, a Qualcomm kitartásának köszönhetően a CDMA sikeres 2G-rendszer lett, és olyan szintre fejlődött, hogy ez képezi a 3G-s mobiltelefon-hálózatok alapját is.
Ahhoz, hogy a CDMA működjön a mobiltelefonoknál, az előző részben leírt alap CDMA-technikánál többre van szükség. Az előző részben leírtuk a szinkron CDMA-t, amelyben a töredéksorozatok ortogonálisak. Ez a kialakítás akkor működik, ha az összes felhasználó a töredéksorozat elejétől szinkronban van, amikor a bázisállomás elkezd adni a mobileszközök felé. A bázisállomás egyszerre tudja elkezdeni a töredéksorozatok adását, így a jelek ortogonálisak lesznek és elkülöníthetők. A független mobiltelefonok átvitelét azonban nehéz szinkronizálni. Nem megfelelő körültekintés esetén az adások különböző időpontokban érkeznek a bázisállomásra, az ortogonalitás garanciája nélkül. Ahhoz, hogy a mobileszközök szinkronizáció nélkül küldhessenek a bázisállomáshoz, a kódsorozatoknak minden eltolásnál ortogonálisnak kell lenniük, nem csak a kezdeti igazításnál.
Az általános esethez nem találhatók teljesen ortogonális sorozatok, a hosszú álvéletlen-sorozatok elég jó közelítést jelentenek. Ezek nagy valószínűséggel gyenge keresztkorrelációban vannak egymással az összes eltolásnál. Ez azt jelenti, hogy ha az egyik sorozatot összeszorozzuk a másikkal, majd összegezzük a skaláris szorzat kiszámításához, akkor az eredmény kicsi lesz, illetve 0, amennyiben a sorozatok ortogonálisak voltak. (A véletlensorozatoknak mindig különbözniük kell egymástól. Szorzatuknak véletlen jelet kell előállítaniuk, amelynek összege kis érték lesz.) Ez lehetővé teszi, hogy a vevő kiszűrje a nem kívánt adásokat a kapott jelből. Az ál-véletlensorozatok autokorrelációja nagy valószínűséggel szintén gyenge, a nulla eltolás kivételével. Ez azt jelenti, hogy ha egy sorozatot megszorzunk saját magának a késleltetett másolatával, majd ezeket összeadjuk, akkor az eredmény kicsi lesz, kivéve, ha a késleltetés 0. (A késleltetett véletlensorozat másik véletlensorozatnak tűnik, és visszatértünk a keresztkorreláció esetéhez). Ez lehetővé teszi, hogy a vevő a kapott jelben lévő kívánt adás elejéhez kapcsolódjon.
Az ál-véletlensorozatok használata lehetővé teszi, hogy a bázisállomás CDMA-üzeneteket kapjon nem szinkronizált mobileszközöktől. A CDMA-val kapcsolatban azonban eddig olyan implicit feltételezéssel éltünk, hogy a mobileszközök jelszintjei megegyeznek a vevőével. Ha ezek nem egyeznek meg, akkor gyenge keresztkorreláció az erős jellel elnyomhatja az erős autokorellációt a gyenge jellel. Ezért a mobileszközökön szabályozni kell az átviteli jelszintet a versengő jelek közötti interferencia minimalizálása érdekében. Ez az interferencia korlátozza a CDMA-rendszerek kapacitását.
A bázisállomásnál fogott jelek teljesítménye attól függ, hogy a különböző adók milyen távolságban vannak, illetve függ az átvitt jel teljesítményétől. A bázisállomástól különböző távolságban lehet számos hordozható állomás. Jó heurisztikus megoldás a kapott jelteljesítmény kiegyenlítéséhez, ha minden hordozható állomás olyan teljesítménnyel sugároz a bázisállomás felé, mint az attól fogott jelek teljesítményének inverze. Más szavakkal egy olyan állomás, amelyik gyenge jeleket fog a bázisállomástól, sokkal nagyobb teljesítménnyel sugároz, mint egy olyan, amelyik erős jeleket fog. A bázisállomás pedig akár határozott utasításokat is adhat a hordozható állomásoknak, hogy növeljék, csökkentsék vagy tartsák a sugárzott jelek teljesítményét. A visszajelzés gyakori (másodpercenként 1500), mivel a jó jelteljesítmény-szabályozás fontos az interferencia minimalizálása érdekében.
A korábban leírt alap CDMA-séma másik továbbfejlesztése, hogy lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy különböző sebességgel küldjenek adatokat. A trükk természetesen a CDMA-ban van megvalósítva azáltal, hogy a töredékek (chips) küldési sebessége rögzített, és a felhasználók töredéksorozataihoz különböző hossz van rendelve. A WCDMA-ban például a töredéksebesség 3,84 Mtöredék/s és a kódok kiterjedése 4 és 256 töredék között változik. 256 hosszú töredékkód esetén körülbelül 12 kb/s marad hibajavítás után, és ez a kapacitás elegendő a hanghíváshoz. 4 hosszúságú töredékkód esetén a felhasználói adatsebesség közel van az 1 Mb/s-hoz. Közepes hosszúságú kódok használata közepes sebességet eredményez. Több Mb/s-os sebességhez a mobileszköznek több 5 MHz-es csatornát kell egyszerre használnia.
Feltesszük, hogy megbirkóztunk a bevezetési problémákkal, és most rátérünk a CDMA előnyeinek ismertetésére. Három fő előnye van. Az első, hogy a CDMA javítani tudja a kapacitást azzal, hogy képes kihasználni a kis periódusokat, amikor néhány adó nem ad. Intelligens hanghívások esetén az egyik fél csöndben van, miközben a másik beszél. Általában a vonal csak az idő 40%-ában foglalt. Azonban a szünetek rövidek lehetnek, és nem jósolhatók meg előre. TDM- vagy FDM-rendszerek esetén nem lehetséges újból időszeleteket vagy frekvenciacsatornákat elég gyorsan hozzárendelni, hogy ezek a kis csendes periódusok hatékonyan kihasználhatók legyenek. A CDMA-ban azonban azáltal, hogy egy felhasználó nem ad, csökken a másik felhasználókkal való interferencia lehetősége, és valószínű, hogy egy adott időpontban a felhasználók egy része nem ad egy elfoglalt cellában. Így a CDMA kihasználja a várt csendes periódusok előnyeit arra, hogy több egyidejű hívást tegyen lehetővé.
Második előny, hogy a CDMA esetén minden cella ugyanazt a frekvenciát használja. A GSM-mel és az AMPS-sel ellentétben az FDM-nél nem kell szétválasztani a különböző felhasználók adását. Ez kiküszöböli a bonyolult frekvenciatervezési feladatokat és javítja a kapacitást. Ezáltal a bázisállomás egyszerűen tud több irányított vagy szektorantennát használni a körsugárzó antenna helyett. Az irányított antennák a kívánt irányban figyelik a jelet, és más irányokban csökkentik a jelet, ezáltal az interferenciát is. Ez növeli a kapacitást. Három általános szektorkialakítás létezik. A bázisállomásnak nyomon kell követnie a mobileszközt, ahogy szektorról szektorra vándorol. Ez a nyomkövetés CDMA esetén egyszerű, mivel az összes szektor használja az összes frekvenciát.
A CDMA harmadik előnye, hogy elősegíti a puha átadást (soft handoff), amelynél az új bázisállomás már az előtt felveszi a kapcsolatot a mobileszközzel, mielőtt az előző bázisállomás kijelentkezne. Ezáltal a folytonosság nem szakad meg. A puha átadást a 2.49. ábra mutatja. Ezt CDMA-val egyszerű megvalósítani, mivel az összes cella használja az összes frekvenciát. Ennek alternatívája a kemény átadás (hard handoff), amikor a bázisállomás azelőtt dobja el a hívást, mielőtt az új bázisállomás felvenné azt. Ha az új bázisállomás nem képes összeköttetést létesíteni a telefonnal (például mert nincsen szabad frekvencia), akkor a hívás hirtelen megszakad. A felhasználók ezt általában észreveszik, de ennek ellenére a jelenlegi kialakítás mellett ez időnként elkerülhetetlen. Az FDM-kialakítások a kemény átadást használják azért, hogy kiküszöböljék a mobileszköz által két frekvencián történő egyidejű adás és vétel költségét.
2.49. ábra - Puha átadás (a) előtt (b) közben és (c) után
kepek/02-49.png

Sokat írtak már a 3G-ről. Többségük dicséri, hogy a szeletelt kenyér óta ez a legnagyobb felfedezés. Közben néhány szolgáltató óvatos lépéseket tesz a 3G irányába egy 2,5G-nek nevezett rendszerrel, amit talán pontosabban 2,1G-nek kellene hívni. Az egyik ilyen rendszer az EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution  megnövelt adatsebességek a GSM evolúciójához), amely pontosan ugyanolyan, mint a GSM, csak több bitet visz át egy szimbólumban. Sajnálatos módon azonban ha egy szimbólumban több bit van, akkor több hiba is jut egy szimbólumra, ezért az EDGE kilenc különböző eljárást használ a modulációra és a hibajavításra, amelyek abban különböznek egymástól, hogy mekkora sávszélességet kell elkülöníteni a megnövekedett sebesség miatt szükséges hibajavításra. Az EDGE egy lépés a fejlődés útján a GSM-től és a WCDMA felé. Ehhez hasonlóan, az operátorok számára is adott a fejlődési útvonal az IS-95-ről CDMA2000-re történő frissítéshez.
Bár a 3G-hálózatok fejlesztése még nem fejeződött be, egyesek már kész megoldásnak tekintik. Ezek a kutatók már a 4G-rendszeren dolgoznak LTE (Long Term Evolution – hosszú távú fejlődés) néven. A 4G ajánlott szolgáltatásai közül néhány: nagy sávszélesség, jelenlét mindenütt (csatlakozás bárhol), zökkenőmentes integráció más vezetékes és vezeték nélküli IP-hálózatokkal, a 802.11 hozzáférési pontokat is beleértve, adaptív erőforrás- és frekvenciamenedzsment, valamint kiváló minőségű szolgáltatás a multimédia számára. További információ Astely és mások [2009], valamint Larmo és mások [2009] munkáiban található.
Közben már rendelkezésre állnak vezeték nélküli hálózatok 4G szintű teljesítőképességgel. A legfontosabb példa a 802.16, amely WiMAX néven is ismeretes. A mobil-WiMAX áttekintését Ahmadi [2009] munkája tartalmazza. Ha azt mondjuk, hogy az iparág folyamatos változásban van, az túl enyhe kifejezés. Tekintsünk vissza az elmúlt néhány évre, hogy mi minden történt.