Un móvil es un emisor y receptor de radio muy sofisticado. La principal diferencia con otros aparatos de comunicación móviles, como los walkie-talkies, es que utiliza un sistema dúplex, o sea que, en vez de una sola frecuencia para comunicarse (con lo cual sólo puede hablar una persona a la vez), el móvil utiliza dos frecuencias, gracias a lo cual se puede escuchar y hablar a la vez. A su vez estas transmisiones de radio son de doble sentido entre los teléfonos móviles y las estaciones de base cercanas.
El hecho de que las comunicaciones entre móviles se generan a bajas potencias, el teléfono móvil debe encontrarse cerca de una estación base para captar correctamente la señal.
Por ello, para comunicaciones entre teléfonos móviles que abarquen un área geográfica grande, debe existir una red con muchas estaciones base y que cada una de ellas pueda ofrecer cobertura de radio sobre un área geográfica pequeña llamada celda. La cobertura de cada celda debe comunicarse parcialmente a su vecina para asegurar que no haya ninguna interrupción en la comunicación.
Cada celda generalmente tiene un tamaño de 26 kilómetros cuadrados. Las celdas son normalmente diseñadas como hexágonos (figuras de seis lados), en una gran rejilla de hexágonos. Cada celda tiene una estación base que consiste de una torre y un pequeño edificio que contiene el equipo de radio.
Cada estación base sólo puede soportar un número relativamente pequeño de llamadas al mismo tiempo. Por lo tanto, a medida que aumenta el número de personas que utilizan la red, el número de estaciones base tiene que aumentar para satisfacer el incremento de la demanda de llamadas.
La tecnología móvil requiere un gran número de estaciones base sobre todo para las ciudades. Así, una ciudad grande puede tener cientos de torres emisoras. Pero debido a que hay tanta gente utilizando el móvil, los costos se mantienen más o menos bajos para el usuario. Cada operador de telefonía, dispone en cada ciudad de una oficina central. Desde esta oficina el operador maneja todas las conexiones telefónicas y estaciones base de la región.
Si por ejemplo, alguien está tratando de llamar a tu teléfono móvil, la central recibe la llamada, y trata de encontrarte. La central te encuentra activando tu teléfono en cada célula de la región, hasta que tu teléfono responda. Entonces, la estación base y el teléfono eligen cuál de los canales usarán para la comunicación. De esta forma estarás conectado a la estación base y podrás empezar a hablar y escuchar.
A medida que te muevas en la célula, la estación base notará que la fuerza de su señal disminuye. Entretanto, la estación base de la célula hacia la que te estás moviendo (y que está escuchando la señal) será capaz de notar que la señal se hace más fuerte. Las dos estaciones base se coordinan entre sí, a través de la central, y en un punto determinado tu teléfono obtiene una señal que le indica que cambie de frecuencia. Este cambio hace que tu teléfono pase su señal a otra célula sin que tú lo percibas en la calidad de la comunicación.
En los sistemas modernos los teléfonos transmiten una propuesta de registro y la red mantiene unos datos acerca de su ubicación en una base de datos (de esta forma la central sabe en que célula se encuentra si quiere localizar su teléfono). A medida que se mueve entre células, el teléfono detecta los cambios en la señal, los registra y los compara con los de la nueva célula cuando cambia de canal. Si el teléfono no puede hallar canales para escuchar, está fuera de cobertura y aparecerá un mensaje en la pantalla del móvil que lo indicará.
Los teléfonos móviles tienen adentro transmisores de baja potencia. Muchos teléfonos móviles tienen dos intensidades de señal: 0.6 watts y 3.0 watts (en comparación, la mayoría de los radios de banda civil transmiten a 4 watts.) La estación central también transmite a baja potencia. Los transmisores de baja potencia tienen dos ventajas:
* Las transmisiones de la base central y de los teléfonos en la misma celda no salen de ésta. Por lo tanto, cada celda puede re-utilizar las mismas 56 frecuencias a través de la ciudad.
* El consumo de energía del teléfono celular, que generalmente funciona con baterías, es relativamente bajo. Una baja energía significa baterías más pequeñas, lo cual hace posibles los teléfonos celulares.
