.

Utilizarea radiațiilor de radiofrecvență
Telefoanele mobile și stațiile lor de bază transmit și primesc semnale utilizând unde electromagnetice (cunoscute și sub denumirea de radiații sau câmpuri electromagnetice sau unde radio). Radiația electromagnetică este emisă de numeroase surse naturale, dar și de cele produse de om și joacă un rol foarte important în viața noastră. Suntem încălziți de radiațiile solare sau ale unui foc electric și putem observa acea parte a spectrului electromagnetic pe care ochiul uman o poate detecta. Toate radiațiile electromagnetice constau în câmpuri magnetice și electrice oscilante și din frecvențe, f sau v, ce reprezintă periodicitate, per secundă, la care oscilează undele. Frecvențele sunt măsurate în herți sau Hz, 1Hz reprezentând 1 oscilație pe secundă, 1 kHz sau kilohertz reprezentând 1000 Hz, 1 Mhz sau megahertz reprezentând 1 milion Hz, iar 1 Ghz sau gigahertz reprezentând 1000 de milioane Hz. Frecvențele între circa 30 kHz și 300 Ghz sunt folosite în mare măsură în industria telecomunicațiilor, inclusiv pentru transmisiunile radio și TV, și cuprind banda de radiofrecvență (RF).
Undele la frecvențe mai înalte, de până la circa 60 Ghz, sunt denumite microunde și au o gamă variată de utilizări. Printre acestea se numără: radarul, legăturile de telecomunicații, comunicațiile prin satelit, prognozele meteo și diatermia medicală. La frecvențe și mai ridicate, radiațiile iau forma de infraroșii, ultraviolete, raze X și în cele din urmă raze gamma emise de materialele radioactive. Radiațiile electromagnetice sunt, de asemenea, caracterizate prin lungimea de bandă (lambda), care e egală cu viteza undei (viteza luminii) divizată de frecvența sa.

Radiocomunicațiile
O undă RF utilizată pentru radiocomunicații este denumită undă transportatoare. Informația pe care o transportă - voce, date etc - trebuie adăugată la unda transportatoare printr-un proces denumit modulație. Informația poate fi transmisă atât în formă analogică, cât și digitală. De exemplu, semnalul electric dintr-un microfon, produs de o melodie, de exemplu, este un semnal analog la frecvențe de până la 15 kHz. Așadar, semnalul variază în timp la o scală de câteva microsecunde. Dacă semnalul este trimis printr-o transmisie analogică, mărimea sau amplitudinea unei unde transportatoare RF, la orice moment, este proporțională cu mărimea semnalului de modulare electrică la acel moment (acest lucru se numește modulare de amplitudine '“ vezi Fig. 1). Unda transportatoare variază mult mai rapid decât semnalul, astfel încât modulația produce o oscilație relativ scăzută în amplitudinea undei transportatoare. Informația poate fi transmisă, de asemenea, și în formă digitală. În acest caz, doar un număr redus de simboluri sunt utilizate. Limbajul tipărit este un exemplu de informație digitală, de vreme ce folosește doar simbolurile alfabetului. Codul Morse este un alt exemplu, ce folosește doar două simboluri '“ puncte și linii, fiind denumit sistem binar. Semnalele analogice sunt descrise printr-o cifră, care, în general, nu este număr întreg, iar primul pas este digitizarea acestuia prin rotunjirea până la cel mai apropiat număr întreg.

Transmisia digitală, de obicei binară, oferă numeroase avantaje tehnice prin sistemele de transmisie analogică. De exemplu, e mai puțin susceptibilă de distorsiuni la interferențe și zgomot electric și înlocuiește transmisia analogică în cazul radio-ului, al televiziunii, al telefoanelor mobile etc.

Compatibilitatea electromagnetică
Abilitatea sistemelor electrice și electronice de a opera într-un mediu electromagnetic, fără efecte adverse, este cunoscută sub denumirea de compatibilitate electromagnetică (EMC). Realitatea este că toate sistemele electrice pot fi disturbate dacă sunt expuse la emisii suficient de puternice. Din această cauză, EMC este obținută prin limitarea sau controlul emisiilor electromagnetice pentru a se asigura că sistemele electrice sunt suficient de imune la interacțiunile electromagnetice. Telefoanele mobile emit câmpuri electromagnetice și de aceea caracteristicile radiațiilor lor (frecvența, puterea etc) sunt reglementate, în strânsă corelație cu standardele stabilite de organizații precum Institutul European de Standardizare în Telecomunicații (ETSI). Totuși, distanța dintre un telefon mobil și un sistem electric poate varia considerabil. Astfel, un proiect important de cercetare, din 1999, a arătat că viitoarele sisteme de telefonie mobilă vor avea mult mai puține efecte adverse EMC decât sistemele perioadei '˜90.

Tehnologia telefoanelor mobile celulare - Rețelele de radiofrecvență celulară

Un telefon mobil trimite și primește informații (mesaje vocale, fax, date etc) prin radiocomunicații. Semnalele de radiofrecvență sunt transmise de la telefon la cea mai apropiată stație de bază, iar semnalele care urmează a fi primite sunt trimise de la stația de bază către telefon la o frecvență ușor diferită. Odată ce semnalul ajunge la o stație de bază poate fi transmis la principala rețea de telefonie, fie pe cablurile de telefonie sau prin legături radio la frecvențe mai ridicate (precum 13, 23 sau 38 GHz) între o antenă la stația de bază și o alta la un terminal conectat la rețeaua principală de telefonie. Aceste legături de microunde radio operează la o putere, mai degrabă scăzută, și cu razelele apropiate într-o linie directă între antene, astfel încât orice radiație abătută de la acestea este de o intensitate mult mai scăzută decât radiația de frecvență scăzută transmisă către telefoane.
 
Semnalele transmise către și dinspre telefoanele mobile sunt, de obicei, limitate în distanțe, într-un fel în spatele liniei de privire. Acestea pot ajunge în clădiri și după colțuri de clădiri datorită variatelor procese inclusiv reflexia și difracția, ce îi permite radiației să se 'îndoaie' în jurul colțurilor la un anumit grad. Aria de acoperire dintr-o stație de bază este în parte guvernată de distanța sa față de orizontul antenei. În actualul sistem GSM, un artefact de timp în procesarea semnalului în cadrul receptoarelor limitează distanța maximă peste la care un telefon mobil poate fi utilizat, la circa 35 km. O rețea ideală conține o rețea de celule hexagonale, fiecare cu câte o stație de bază în centru (Fig. 2), însă, în practică, acoperirea fiecărei celule va îndepărta, de obicei, apreciabil de la aceasta din cauza topografiei terenului și a disponibilității sit-urilor pentru stațiile de bază.

 Dimensiunile celulelor sunt, în general, mai reduse decât maximum de 35 km, deoarece obstrucționările dealurilor, clădirilor și ale altor construcții reduc bătaia acestora. Frecvențele sunt reutilizate la câteva celule depărtare, iar capacitatea unei rețele (numărul apelurilor telefonice simultane ce pot fi făcute) depinde de extinderea spectrului de frecvență disponibil, de diametrul celulei și de disponibilitatea sistemului în ciuda fundalului de interferență de la alte celule. Astfel, în orașele mari stațiile de bază nu ar trebuie să fie amplasate la distanțe mai mari de câteva sute de metri.

Stațiile de bază funcționează ca macrocelule, iar acele stații de bază de dimensiuni mai mici, suplimentare, operează pe distanțe mai mici, fiind instalate în locații precum stațiile de tren, acolo unde densitatea utilizatorilor este ridicată (microcelule) și în clădiri precum blocurile de birouri (picocelule). Sistemele celulare includ și tehnologia care asigură că acele canale de frecvență pe care intră un utilizator, când se află în interiorul unui vehicul, se schimbă automat pe măsură ce vehiculul se mișcă de la o celulă la alta.