Zelle
Englisch: cell
Bereich der Funkversorgung oder die Gruppe der Geräte, die ihn nutzt, als Teil eines größeren Funknetzes.
Zelle: eine Funkzone in einem verteilten Netz
Eine Zelle ist ein geografisches Gebiet, das von einem einzelnen Funksender und -empfänger (Transceiver) versorgt wird, üblicherweise auf einem Mast oder Gebäude montiert. Alle mobilen Geräte im Versorgungsbereich dieser Zelle kommunizieren über diese eine Station. Wenn ein mobiles Gerät von einer Zelle in eine benachbarte wechselt, schaltet das Netz die Verbindung von einem Transceiver zum anderen um, ein Prozess namens Handoff. Diese Architektur ermöglicht es, ein einzelnes Frequenzband über ein viel größeres Gebiet zu nutzen, als ein einzelner Sender allein erreichen könnte.
Die Zellengröße variiert stark je nach Gelände, Sendeleistung und Frequenz. In dichten Stadtgebieten können Zellen nur wenige Häuserblöcke abdecken; in ländlichen Gebieten mit starken Sendern kann eine einzelne Zelle 20 Kilometer oder mehr erfassen. Niedrigere Frequenzen (unter 1 GHz) breiten sich weiter aus und durchdringen Gebäude besser, daher nutzen sie größere Zellen. Höhere Frequenzen (über 2 GHz) erfordern dichter gepackte Zellen, können aber mehr Daten pro Flächeneinheit übertragen.
Der Begriff entstand in Mobilfunknetzen, wo Ingenieure die Abdeckungskarte als Wabenmuster aus Sechsecken visualisierten, wobei jedes Sechseck eine Zelle darstellte. Obwohl die tatsächliche Abdeckung unregelmäßig ist (geprägt von Hügeln, Gebäuden und Reflexionen), bleibt das Zellenkonzept zentral dafür, wie alle mobilen Funksysteme skalieren: nicht durch unbegrenzte Erhöhung der Sendeleistung, sondern durch Unterteilung des Gebiets in überlappende Verwaltungszonen.
Zellenüberlappung ist beabsichtigt und notwendig. Grenzbereiche zwischen Zellen empfangen Signale von mehreren Transceivern; das mobile Gerät verbindet sich mit dem stärksten Signal. Schlechte Überlappung erzeugt Funklöcher; zu viel Überlappung verschwendet Kapazität und verursacht Störungen. Netzwerkingenieure passen kontinuierlich Sendeleistung und Antennencharakteristika an, um angemessene Überlappung ohne Lücken oder unnötige Redundanz zu erhalten.
Das gleiche Zellenkonzept gilt für verschiedene Technologien: Mobilfunknetze (2G bis 5G), Landfunknetze (Polizei, Versorgungsbetriebe) und WLAN-Mesh-Netze unterteilen alle die Abdeckung in Zellen. In industriellen Anwendungen wird die Zellenarchitektur in drahtlosen Sensornetzwerken über Fabrikhallen und in Fernerkundungssystemen für Maschinen genutzt, wo kabelgebundene Infrastruktur unpraktisch ist.