موضوع :
تاریخچه انتقال پیام بی سیم

دانشجو :
سعید اوجانی

استاد:
جناب آقای سیاوش دانیالی


دانشکده جامع علمی و کاربردی واحد 13 تهران



معرفی شبکه های بی سیم
  
 
کاربردهای مختلف مخابرات بی‌سیم.

پیشگفتار

ارتباط بی‌سیم یا مخابرات بی‌سیم (به انگلیسی: Wireless Communication)‏ به انتقال اطلاعات بدون رابط سیم و بوسیله امواج الکترومغناطیسی گفته می‌شود. فاصله‌ای که اطلاعات انتقال داده می‌شود می‌تواند کوتاه یا بلند باشد.
واژه بی‌سیم پس از اختراع تلگراف بی‌سیم و در مقابل «مخابرات باسیم» (Wired Communiation) ابداع شد. بی سیم‌ها انواع گوناگون دارند و در کاربردهای مختلف رسانه‌ای، صنعتی، نظامی، تفریحی، و در باندهای فرکانسی و توان‌های ارسال و دریافت متفاوت در کاربردهایی‌ مانند تلفن سلولی، سامانه موقعیت‌یاب جهانی، دستگاه‌های کنترل از راه دور، صفحه کلید بی‌سیم و تلویزیون ماهواره‌ای مورد استفاده قرار دارند.
 







تاریخچه :


ساختار فرستنده و گیرنده مارکونی.

قدیمی‌ترین ارتباط بی‌سیم به دوران ماقبل دنیای مدرن باز می‌گردد که از دود، آتش، پرچم، و غیره برای انتقال پیام در فواصل دور استفاده می‌شد. نظریه ریاضی امواج الکترومغناطیسی توسط ماکسول در سال ۱۸۷۳ میلادی پیشنهاد شد. هاینریش هرتز در سال ۱۸۸۷ میلادی وجود این امواج را نشان داد. مخابرات بی‌سیم رادیویی حدود سال ۱۸۹۷ میلادی توسط گولیلمو مارکونی ابداع شد. مارکونی موفق به ارسال تلگراف بی‌سیم برای حرف S در فاصله حدود سه کیلومتری شد.
تلگراف بی‌سیم برای اولین بار توسط ارتش انگلستان در آفریقای جنوبی در سال ۱۹۰۰ در جنگ بوئر دوم مورد استفاده قرار گرفت. در این جنگ نیروی دریایی انگلیس از دستگاه مارکونی برای مکالمه میان کشتی‌هایش در خلیج دلاگوا استفاده کرد. تا سال ۱۹۰۱ میلادی پوشش رادیویی در سرتاسر اقیانوس آتلانتیک فراهم شده بود. از آنجایی که دریانوردان اولین مشتریان تلگراف بی‌سیم بودند، ارتباط بی‌سیم تا سال ۱۹۱۲ میلادی که کشتی تایتانیک از آن برای ارسال پیام کمک استفاده کرد مرسوم شده بودند. در سال ۱۹۰۶ میلادی رادیو با مدولاسیون دامنه توسط رجینالد ابری فسندن برای ارسال موسیقی ابداع شد.
در سال ۱۹۱۸ میلادی ادوین هاوارد آرمسترانگ گیرنده سوپرهترودین را اختراع کرد که با استفاده از آن اولین مخابره رادیویی در سال ۱۹۲۰ میلادی در شهر پیتسبورگ انجام پذیرفت. در سال ۱۹۲۱ میلادی برای اولین بار دستگاه همراه بی‌سیم زمینی توسط پلیس دیترویتمورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۹۲۹ ولادیمیر زورکین اولین آزمایش ارسال تلویزیونی را انجام داد. در سال ۱۹۳۳ میلادی ادوین هاوارد آرمسترانگ مدولاسیون فرکانس را کشف کرد. اولین سیستم تلفن همراه برای عامه مردم در سال۱۹۴۶ میلادی در پنج شهر آمریکا راه اندازی شد. این سامانه نیمه دو طرفه بود و از ۱۲۰ کیلوهرتز طول موج اف‌ام استفاده می‌کرد.
در سال ۱۹۵۸ ارسال ماهواره SCORE شروع عصر مخابرات ماهواره‌ای را رقم زد. در حدود اواسط دهه ۱۹۶۰ میلادی، پهنای باند اف‌ام به ۳۰ کیلوهرتز کاهش داده شده بود. در دهه ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ رادیو ترانک اتوماتیک پیشنهاد شد که بوسیله آن سامانه کاملا دوطرفه پیشنهاد شد.
در دهه ۱۹۷۰ میلادی مفهوم مخابرات سلولی همراه درآزمایشگاه‌های بل پیشنهاد شد. در دهه ۱۹۸۰ سامانه‌های نسل اول، دهه ۱۹۹۰ سامانه‌های نسل دوم استفاده شدند. در طی قرن بیستم میلادی گونه‌های مختلفی از سامانه‌های بی‌سیم بوجود آمده و بعدها رو به زوال گذاشتند. به عنوان مثال در حالی که ارسال سیگنال تلویزیونی در ابتدا توسط فرستنده‌های بی‌سیم رادیویی انجام می‌شد، این فرستنده‌ها بتدریج جای خود را به خطوط کابلی می‌دهند. مدارهای ماکرویوی انتقال نقطه به نقطه‌ای که پشتوانه شبکه مخابراتی بوده‌اند در حال جایگزینی با فیبرهای نوری هستند. از طرف دیگر بخشی از سیستم‌های تلفن که قبلاً تماماً شبکه‌ای سیمی بوده جای خود را به تلفن‌های همراه داده‌است. این تغییرات معمولاً تحت تأثیر ظهور تکنولوژی‌های جدید صورت می‌پذیرد.

مخابرات بی‌سیم به عنوان رشته‌ای علمی از دهه ۱۹۶۰ میلادی مورد مطالعه بوده، اما از اواسط دهه ۹۰ میلادی تحقیقات روی آن شدت یافته‌است. این متأثر از دلایل متعددی بوده‌است. افزایش تقاضاهای مردمی برای ارتباطات بی‌سیم اولین دلیل می‌باشد. تا انتهای دهه اول قرن بیست و یکم تقاضاها عمدتاً به سیستم‌های تلفن همراه مربوط می‌شده‌است چنانچه در سال ۲۰۰۲ میلادی تعداد تلفن‌های همراه در سطح جهان از تعداد تلفن‌های با خط ثابت فراتر رفت. در سال ۲۰۰۵ میلادی میلادی حدود دو بیلیون کاربر تلفن همراه در دنیا وجود داشته‌است. در ماه نوامبر ۲۰۰۷ این تعداد تلفن‌های همراه به ۳٫۳ بیلیون رسید. اما انتظار می‌رود که در آینده کاربردهای انتقال بی‌سیم داده (اطلاعات) از اهمیت بیشتری برخوردار شود.
دلیل دوم توجه به سامانه‌های بی‌سیم پیشرفت چشمگیر در تکنولوژی VLSI بوده که امکان پیاده سازی الگوریتم‌های پردازش سیگنال‌های پیچیده را در ابعاد کم و با توان مصرفی کم فراهم کرده‌است.
نهایتاً دلیل سوم موفقیت استانداردهای مخابرات بی‌سیم دیجیتال نسل دوم و خصوصاً استاندارد دسترسی چندگانه تقسیم کدی (CDMA) بوده‌است. اما از آنجایی که سامانه‌های نسل دوم شبکه تلفن همراه اساسا برای انتقالصوت طراحی شده بودند و ویژگی‌های اصلی آنها مانند نرخ مخابره و تاخیر زمانی قابل قبولشان برای کاربردهای صوتی تنظیم شده بود، نسل سوم شبکه تلفن همراه ظهور و توسعه یافته‌اند. در حال حاضر محققین در حال تحقیق و توسعه نسل چهارم شبکه تلفن همراه هستند که نرخ انتقال را تا ۱۰ تا ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه برای هر کاربر فراهم می‌کند (شبکه‌های امروزی نسل سوم امکان انتقال داده تا سرعت ۲ مگابیت بر ثانیه را در برخی از نقاط جهان فراهم کرده‌اند). انتظار می‌رود که نسل چهارم تلفن‌های همراه کاربردهای زیادی در تجارت همراه داشته باشد.



سیر تاریخی وسایل ارتباط جمعی :
خالي از لطف نيست که سیر تحول تاریخی وسایل ارتباطي و اشکال آن را در این بخش ذکر کنم. گرچه به دليل سادگي مطلب ، قريب به يقين بيشتر دوستان از آن مطلع هستند.
1. در اين قسمت انواع اشکال وسایل ارتباطی را نام ميبرم :
1/1 زبان:
در حالت عادی و معمولی وقتي که ارتباط به صورت مستقیم و به شکل شفاهی صورت می گیرد، زبان نقش متقابل و دو سویه دارد ؛ اندیشه و مراد پیام دهنده را به مخاطب و گیرنده پیام منتقل می کند، از سويی  مخاطب طرف گفتگو، به او پاسخ می دهد و یا حداقل مجال و فرصت پاسخگویی را دارد.
2/1خط:
اختراع خط از نقاط مهم در حیات بشری محسوب می شود و ثبت تاریخ و انتقال پیام از نسل گذشته به نسل بعدی و آینده از همان زمان آغاز می شود و در حقیقت زمینه گسترده ارتباط باواسطه به وجود میآیدوانسانها قادر میشوند تا با ثبت مراد و مقصود خود از طریق کتابت به صورت غیر حضوری و غیر شفاهی آن را به گیرنده و مخاطب پیام ارایه بدارد.
3/1 چاپ:
فراهم شدن زمینه و شرایط چاپ پیام و انتقال آن و ماندگار بودن این پیام ها از نظر زمانی، شرایط وسیع‌تری را برای برقراری ارتباط انسان با انسان مساعد ساخت .
4/1وسایل ارتباط نوین :
با پیدایش رنسانس و خیزش چشم گیر در عرصه های _اقتصادی _اجتماعی در قرن هجده و نوزدهم ، وسایل مدرن ارتباط جمعی ، در فاصله های کوتاهی زمانی یکی پی دیگری اختراع شد و این ابزار به دلیل بر خورداری از قابلیت ها و ظرفیت هایی چون :
1. فراوان بودن تعداد گیرندگان،
2. تنوع در ترکیب گیرندگان،
3. تکثیر پیام از طریق انتشار آن در این وسایل،
4. سرعت توزیع پیام،
5. کم هزینه تمام شدن آنها برای گیرنده و مصرف کنندگان،
به سرعت جانشین اشکال دیگر وسایل ارتباط در جهان امروز شده است .

2. در قسمت دوم شیوه های انتشار پیام در گذشته را براي خوانندگان توضيح ميدهم :
قبل از کشف ابزارهای مدرن ارتباطی مانند تلگراف ،تلفون ،رادیو،و.....   انتشار پیامها و انتقال آن به شیوه ها و اشکال ساده و بسیار ابتدایی انجام می شد.
گفته می شود که هنوز هم در مناطقی از آفریقا و آمریکا، بومیان و ساکنان اصلی این سرزمین ها برای انتشار پیام به دیگران از همان اسلوب و روش های کاملا قدیمی و کهنه استفاده می کنند.
تحقیقات ویژه در تاریخ نشان می دهد که به تعداد جوامع بشری ،روش و ترفندهای متفاوت برای تکثیر و انتشار پیام وجود دارد و این شیوه ها را می شود از میان تاریخ و فرهنگ آنها بدست آورد . پيشرفت تکنولوژي راه را براي برقراري ارتباط هموارتر کرده.اگر خاطرتان باشد سال گذشته شبکه بي بي سي اقدام به پخش يک فيلم چند دقيقه اي کرد که در آن نشان ميداد يک هواپيماي آموزشي در حال پرواز از روي جنگلهاي استوا با صحنه اي از بوميان مواجه شد که به سوي هواپيما نيزه پرتاب ميکردند.اين را ميتوان فهميد که ممکن است هنوز نقاط بکري وجود داشته باشد که از شيوه هاي کهن براي ماندگاري خود استفاده ميکنند.اين شوه ها به حدي زياد بوده که ممکن بود فرهنگ به فرهنگ با هم تفاوت داشته باشد.
در ادامه به تعداد اندکی از آنها که کارایی و استفاده در جوامع بیشتری را داشته است، اشاره می گردد:
1/2. انتشار پیام توسط تیز پایان :
به نظر من شايد در جوامعي که امکان استفاده از حیوانات اهلی تیزپا را نداشته‌اند ، بهترین گزینه برای انتقال و انتشار پیام ، استفاده از اشخاص تیز پا و دونده محسوب می شده است .
این اشخاص یا مخصوصا و از قبل برای این کار پرورش و تربیت می شده اند و یا اینکه از میان واجدین شرایط که به صورت داوطلبانه اعلان آمادگی می‌کردند، انتخاب می‌شده‌اند. استفاده از دوندگان برای انتقال پیام های کتبی و یا شفاهی در ممالک بسیاری رایج و معمول بوده است.اگر سريال جنگجويان کوهستان را در ذهن داشته باشيد با خواندن اين قسمت بايد اسم « تايسانگ » در ذهن شما نقش بسته باشد.
2/2. انتشار پیام از طریق چابک سواران:
امپراطوریها و دولت ها ، برای ارسال پیام و انتقال آن به نقاط دورتر از قلمرو فرمانروایی خود و یا برقراری ارتباط و انتقال پیام به کشورها و ممالک دیگر ، همواره از تعدادي سوارکار ماهر و ورزیده بهره میگرفته‌اند.
آنها برای این کار، گروه خاص و سازمان منظمی را به وجود آورده و اسب هایی خاص را پرورش داده و تربیت می کردند.استفاده از چابک سواران ،کار انتقال پیام از طریق دوندگان پیاده را به اندازه چشم گیری آسان ساخت و نیز صرفه جویی قابل ملاحظه‌ای را در وقت و زمان انتقال پیام نصیب می ساخت.
ضریب امنیتی قاصدان و رسانندگان پیام نیز به این طریق در حد زیادی تامین می شد و امکان استفاده تعداد بیشتر پیام رسان ها نیز مساعد می گشت.
3/2. انتقال پیام توسط پرندگان :
همه ما با رسيدن به اين نقطه به راحتي با کبوتر نامه بر عجين ميشويم. درست است ، شیوه دیگر برقراری ارتباط و انتقال پیام ، استفاده از پرندگانی بود که قابلیت پرورش و تربیت برای به عهده گرفتن این مهم را داشتند .این پرندگان تحت نظر مربیان و آموزگاران مجرب پرورش می یافت و در مدت زمان خاص به خوبی مبدا و مقصد انتقال پیام را درک و تشخیص می کرد .کبوتر و باز و عقاب از این نوع پرندگان محسوب می شد .
سرعت قابل ملاحظه که در این روش برای انتشار و انتقال پیام وجود داشت ،سبب وسعت قلمرو و نیز ماندگاری آن تا حدود سه چهار قرن قبل در جهان گردید.
شايد براي ما که امروزه در عصر تکنولوژي قرارداريم اين نکته باور کردني نباشد که هنوز هم از این پرنده ها برای اجرای ماموریت های خاص و ویژه استفاده می شود ولي اين حقيقت دارد.
4/2. انتشار پیام از طریق دهل(طبل) :
جارچی، اصطلاح آشنا حتی برای نسل های زنده ممالک عقب مانده و جهان سوم است .جارچی ، به کسی گفته می شود که همراه عده ای دهل زن و یا شیپور نواز،پیام را از طرف حکومت به سمع مردم می رسانند .آنها از طریق کوبیدن به طبل های مخصوص که دارای صدای نسبتا بلند است و عبور از میادین ،کوچه و خیابان ها، توجه مردم را به خود جلب می کنند و سپس یکی از آنها با صدای بلند، متن پیام را به گوش مردم می رسانند.
خود من با توجه به سنی که دارم ولي با نگاه به اين مقوله ، فيلم مدرسه موشها را به خاطر ميآورم که در آن فيلم جمله « بيايد ميدان شهر »  با ريتم زيبايي خوانده ميشد. البته اين نکته را هم اضافه کنم که استفاده از این سبک برای انتشار و انتقال پیام از زمان های بسیار دوری رواج داشته است و حتی امروزه در برخی از کشورها به همان شکل و یا اندکی تغییر یافته و پیشرفته تر رایج است و گاهی از ابزار مدرن تر نیز کار گرفته می شود. کاربرد استفاده از بلندگو برای انتشار پیام به تعداد زیاد از مردم، حتی در حال حاضر نیز مروج و معمول است . دوره گردهايي که در سطح شهر مشغول کسب هستند با دريافت اين موضوع دارند امرار معاش ميکنند.البته به احتمال قوی ،کار برد این روش بیشتر در جوامعی بوده که ساختار محلات مسکونی آنها تا حدی به شهرهای امروزی شباهت داشته است .
5/2 . تلگراف و تلفن :
اختراع تلگراف مهمترین تحول در زمینه ارتباطات بود. تلگراف در سال 1832بوسیله "سامویل مورس"انگلیسی جرقه ای از یک انقلاب در صنعت ارتباطات به حساب می رود.این وسیله زمینه آن را فراهم می ساخت که از فواصل بسیار دور ارتباط ها فراهم شود و پیامها بدون تهدید و خطرهایي که قبلا با آنها روبرو بود، به مخاطبان و گیرندگان برسد.
در عین حال ،تلگراف توانایی آن را داشت تا قلمرو وسیع و گسترده ای را برای پیام رسانی تحت پوشش قرار دهد.
در کنار تلگراف، اختراع تلفن و بی سیم و ... هر کدام پس از دیگری شرایط و امکان انتشار و انتقال پیام را آسان تر و گسترده تر ساخت و اختراعات و اکتشافات سریع و چشم گیر در عرصه ارتباطات، تمام ابعاد دیگر حیات انسانها را تحت تاثیر و پوشش قرار داد.
حدود چهار دهه بعد از اختراع تلگراف ، "الکساندر گراهام بل "دگرگونی بیشتری در این انقلاب به وجود آورد و زمینه را بیش از پیش برای اکتشافات دیگر فراهم ساخت. «اختراع تلفن توسط وی، بشر را قادر ساخت تا علاوه بر غلبه بر زمان و مکان، موفق شود تا از طریق گوش با افراد دیگر در فواصل دور ارتباط برقرار کند. »
2/6 . رادیو و بیسیم
اختراع تلفن و  تلگراف مقدمه ای برای یک دست آورد بسیار بزرگ و شگفت انگیز دیگر در عرصه ارتباطات شد که در سال 1895 رقم خورد. اختراع دستگاه ارتباط بی سیم و رادیویی توسط « گلیلو مارکنی» ایتالیایی، زمینه حاکمیت را برای ارتباطات الکترونیکی فراهم ساخت و انسان ها قادر شدند که برای انتشار پیام هایی گوناگونی خود، از امواج رادیویی استفاده کنند.
2/7 .  تلویزیون و ...
از اواخر قرن نوزدهم به بعد، مهمترین اختراعات در عرصه ارتباطات صورت گرفته است و سرعت ظهور و تکامل این وسایل، زیاد و چشم گیر بوده است. « دست یافتن به فن عکاسی و فلمبرداری، ساختن صفحات ضبط صدا و دستگاه گرامافون، تهیه وسایل نمایش و انتقال عکس ها و تصاویر متحرک از راههای دور صورت گرفت. وسایل نوین چون سینما و تلویزیون، در دسترس قرار گرفت».در اواسط قرن بیستم، برای انتقال پیام ها به هوا و هواپیما، دستگاه رادار ساخته شد. در مجموع در یک قرن اخیر به خصوص شصت سال اخیر ( 1920 ـ 2006) وسایل ارتباطی نوین، گسترش و پیشرفت فراوانی پیدا کرده است.

انواع شبکه‌های بی‌سیم:
شبکه‌های بی‌سیم انواع مختلف دارند. شکل زیر دسته بندی کلی شبکه‌های بی‌سیم را نمایش می‌دهد:


شبکه شخصی (PAN) شبکه محلی (LAN) شبکه کلان‌شهری (MAN) شبکه گسترده (WAN)
فناوری بلوتوث
باند فوق وسیع (UWB) IEEE ۸۰۲٫۱۱ B
IEEE ۸۰۲٫۱۱ E
IEEE ۸۰۲٫۱۱ G یا وای-فای IEEE ۸۰۲٫۱۶
IEEE ۸۰۲٫۱۶ E
IEEE ۸۰۲٫۱۶ E یا وایمکس GSM
GPRS
دسترسی چندگانه تقسیم کدی
۲٫۵G
۳٫۵G
نرخ داده نرخ داده متوسط
۱ تا ۲ مگابیت بر ثانیه نرخ داده بالا
۱۱ تا ۵۴ مگابیت بر ثانیه نرخ داده خیلی بالا
تا ۲۶۸ مگابیت بر ثانیه نرخ داده پایین تا متوسط
۱۰ کیلوبیت بر ثانیه تا ۲٫۴ مگابیت بر ثانیه
محدوده محدوده خیلی کوتاه
۳ متر محدوده نزدیک
۱۰۰ متر محدوده متوسط
۵۰ کیلومتر برد خیلی‌ وسیع (جهانی)
اتصال لپ‌تاپ به کامپیوتر، به لوازم جانبی
دستگاه به سیستم کامپیوتر به کامپیوتر و اینترنت شبکه محلی یا کامپیوتر به خط
اینترنت سیمی با سرعت بالا تلفن‌های هوشمند و دستیار دیجیتال شخصی به
شبکه‌های گسترده و اینترنت
شبکه شخصی
 شبکه‌های بی‌سیم حسگر
 
 

یک شبکه حسگر بی‌سیم. حسگرها می‌تواند از طریق حسگرهای واسطه اطلاعاتشان را به واحد مرکزی منتقل کنند.
 
شبکه‌های بی‌سیم حسگر متشکل از تعداد زیادی حسگر ارزان دارای محدودیت محاسباتی و با باتری محدود می‌باشد که در یک محیط پخش شده‌اند. این حسگرها به جمع آوری اطلاعات پرداخته و آن را به یک واحد مرکزی از طریق ارتباط بی سیم گزارش می‌کنند. حسگرها می‌توانند با همدیگر نیز ارتباط برقرار کنند. در برخی موارد حسگرها با مشاهده یک واقعه باید سریعا آن را گزارش کرده، یا فعالیتی را انجام دهند این شبکه‌ها دارای استفاده‌های متعددی از جمله جمع‌آوری اطلاعات و نظارت بر محیط زیست، نظارت بر سلامتی، خودکارسازی صنعتی و غیره می‌باشند. حسگرها می‌توانند برخی از کمیت‌های فیزیکی یا شرایط محیطی مانند دما، رطوبت، فشار، نور محیط و یا حرکت را اندازه‌گیری کنند. در برخی کاربردها مانند گزارش یک حادثه لازم است که حسگرها موقعیت خود را بدانند. بدلیل محدود بودن باتری طراحی شبکه‌های حسگر چالش انگیز بوده‌است. همچنین حسگرها همچنین باید به مدت طولانی به فعالیت خود ادامه بدهند بدون اینکه نیاز به مدیریت از خارج داشته باشند. در حال حاضر تحقیقات بر روی شبکه‌های حسگر ادامه دارد.
 
شبکه محلی
شبکه‌های محلی به کاربران اجازه می‌دهد که آزادانه در منطقه پوشش داده شده حرکت کنند.انعطاف‌پذیری، سرعت بالا، مقرون به صرفه بودن شبکه محلی بی‌سیم و امکان استفاده از طیف فرکانسی بدون مجوز با توان ارسالی کم باعث رشد و جذابیت شبکه‌های محلی شده‌است. عامل دیگر رشد شبکه‌های محلی بوجود آمدن استاندارد 802,11 IEEE در سال ۱۹۹۷ میلادی است که نسخه بعدی آن در سال ۱۹۹۹ به همراه متمم‌های بعدی سرعت انتقال تا ۵۴ مگابیت در ثانیه را ممکن ساخته‌است.
 
شبکه کلان‌شهری و گسترده؛ شبکه سلولی تلفن همراه
یک شبکه سلولی متشکل از تعدادی مشترک دارای تلفن همراه و تعدادی برج مخابراتی تشکیل شده‌است. کاربران دارای تلفن همراه می‌توانند درون ساختمان‌ها، در خیابان و یا هر جایی باشند. برج‌های مخابراتی وظیفه پوشش و ارائه خدمات به تلفن‌های همراه را بر عهده دارند. یک سلول به ناحیه‌ای گفته می‌شود که توسط یک برج پوشش داده می‌شود. در برخی از تصاویر شماتیکی که از سلول‌ها کشیده می‌شود یک شهر یا ناحیه را به سلول‌های شش ضلعی‌هایی تقسیم می‌کنند که در مرکز هر شش ضلعی یک برج قرار دارد. این تصویر با آنچه در عمل اتفاق می‌افتد تفاوت دارد.  برج‌ها معمولاً در بلندی‌ها و در زمین‌هایی که قابل خریداری باشد نصب می‌کنند و این محل‌ها همیشه نمیتواند مرکز شش ضلعی باشد. بعلاوه ناحیه پوشش داده شده توسط یک برج به پستی و بلندی‌ها و موانع اطراف آن بستگی دارد و لزوماً شش ضلعی نیست. مواردی ممکن است پیش بیاید که یک تلفن همراه کیفیت سیگنال خوبی به نزدیک‌ترین برج (از نظر فاصله جغرافیایی) نداشته باشد.
هنگام برقراری تماس، تلفن همراه به نزدیکترین برج وصل می‌شود. برج‌های یک ناحیه خود به یک «مرکز راه گزینی» وصل هستند که توسط خطوط سیمی با سرعت بالا یا اتصالات ماکرویوی به شبکه عمومی تلفن وصل می‌شود و از آنجا به مقصد میرود. همانطور که مشاهده می‌شود شبکه تلفن همراه شبکه مجزایی از شبکه سنتی تلفن‌های باسیم معمولی نیست، بلکه ساختاری است که به شبکه سنتی تلفن اضافه شده‌است.
 

نمونه‌ای شماتیک از یک شبکه سلولی. هر سلول ناحیه‌ای است که توسط یک برج پوشش داده شده‌است.

 نسل اول
این سامانه‌ها از قدیمی‌ترین سامانه‌های بی سیم هستند که یک ویژگی مشخصه آنها آنالوگ بودنشان است. نمونه‌ای از این سامانه‌ها خدمات تلفن همراه پیشرفته (AMPS) است که در آمریکا در دهه ۸۰ قرن بیستم طراحی شده و صدا را بر روی یک حامل مودوله میکند. کاربران مختلف در یک سلول فرکانس‌های مختلفی دارند و سلول‌های مجاور از مجموعه فرکانسی متفاوتی استفاده میکنند. سلول‌هایی که به اندازه کافی از هم دور باشند میتوانند از یک فرکانس مشترک استفاده کنند زیرا تداخل آنها بر روی هم ناچیز خواهد بود.

نسل دوم
بر خلاف نسل اول، سامانه‌های نسل دوم شبکه تلفن همراه دیجیتال هستند. نمونه‌هایی از این سامانه‌ها به شرح روبرو می‌باشد: جی‌اس‌ام که در استاندارد آن در اروپا وضع شد ولی امروزه در همه جای دنیا استفاده میشود، سیستم TDMA که در آمریکا استاندارد آن وضع شد و سومی دسترسی چندگانه تقسیم کدی (CDMA) است.
 
نسل سوم
انگیزه اصلی ظهور این سامانه‌ها این بود که سامانه‌های نسل دوم اساسا برای انتقال صوت طراحی شده بودند و ویژگی‌های اصلی آنها مانند نرخ مخابره و تاخیر زمانی قابل قبولشان برای کاربردهای صوتی تنظیم شده بود. در کاربردهای انتقال داده نیاز به ارسال با نرخ بالاتر بوده و بعلاوه ویژگی‌های زیر را دارند:
1-) در بسیاری از موارد تقاضا برای ارسال داده انفجاری می‌باشد به این معنی که کاربری ممکن است برای مدت طولانی تقاضایی نداشته باشد اما در یک لحظه تقاضای انتقال مقدار زیادی داده در زمان کوتاه را داشته باشد. در کاربردهای صوتی معمولاً سطح تقاضا برای انتقال داده ثابت است.
2-) صدا محدودیت تاخیر انتقالی در ابعاد ۱۰۰ میلی ثانیه دارد (یعنی ضروری است که در این مدت زمان اطلاعات مربوط به صدا به شنونده برسد). اما در کاربردهای مربوط به انتقال داده ممکن است تاخیر مورد پذیرش خیلی کمتر (مثلا هنگامی که دو نفر مشغول انجام یک بازی هستند) یا خیلی بیشتر (مثلا هنگام بار کردن یک صفحه اینترنتی) باشد. محدوده حداکثر تاخیر زمانی مورد پذیرش خیلی می‌تواند متغیر باشد.

نسل چهارم
در حال حاضر محققین در حال تحقیق و توسعه نسل چهارم شبکه تلفن همراه هستند که نرخ انتقال را تا ۱۰ تا ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه برای هر کاربر فراهم می‌کند (شبکه‌های امروزی نسل سوم امکان انتقال داده تا سرعت ۲ مگابیت بر ثانیه را در برخی از نقاط جهان فراهم کرده‌اند). این سامانه‌ها همچنین امکان استفاده همزمان شبکه‌های بی‌سیم و تلفن‌های همراه متنوع و ناهمگن را فراهم می‌کنند. انتظار می‌رود که نسل چهارم تلفن‌های همراه کاربردهای زیادی در تجارت همراه داشته باشد. تلفن‌های همراه قابلیت مشخص کردن موقعیت جغرافیایی شخص را داشته و پیشبینی می‌شود خدماتی ارائه کنند که خیلی شخصی بوده و به موقعیت و پیشزمینه شخص بستگی داشته باشند. این خدمات شامل پیدا کردن افراد دیگر، جهت‌یابی‌ از روی نقشه، یافتن محصولات مورد نیاز، خدمات تفریحی مانند پخش ویدو یا موسیقی درخواستی، بازی‌های رایانه‌ای چندنفره، کاربردهای مالی مانند انجام امور بانکی، سهامی، نقل و انتقال مالی، مدیریت خدمات فعال و مزایده‌های موبایل خواهد بود.

مسائل امنیتی
ماهیت باز سامانه‌های بی‌سیم امکان استراق سمع را به آسانی فراهم می‌کند. هر گیرنده‌ای که در فرکانس مربوطه تنظیم شود توانایی دریافت سیگنال را داشته و بعلاوه امکان فهمیدن اینکه چه کسی سیگنال را استراق سمع می‌کند وجود ندارد. گاهی‌ صرف وجود سیگنال می‌تواند اطلاعات خصوصی افراد را فاش کند. مثلا استفاده از تلفن همراه ممکن است موقعیت شخص و حرکات او را تا حدی آشکار کند. امروزه استفاده از سامانه‌های وای-فای رواج یافته و در صورتی که اطلاعات رمزگذاری نشوند و یا از روش‌های رمزگذاری قدیمی مانند معادل امنیت سیمی (WEP) استفاده شود، امکان سرقت اطلاعات وجود دارد.