В. П. Дьяконов, А. Н. Черничин Новые информационные технологии Часть Основы и аппаратное обеспечение Под общей редакцией проф. В. П. Дьяконова Смоленск 2003

Вид материала

Документы

Содержание 4.5. Мобильная радиотелефония 4.5.2. Конструкция сотового телефона 4.5.3. Работа с сотовым телефоном 4.5.4. Мобильные телефоны с расширенными возможностями

Подобный материал:

• Высшее образование новые педагогические и информационные технологии в системе образования, 4841.75kb.
• Перевод с норвежского М. П. Дьяконовой Под редакцией М. А. Дьяконова Предисловие проф., 5465.89kb.
• Литература: Калугина Т. А. Новые информационные технологии в сфере образования: методологические, 14.35kb.
• Юрия Михайловича Лахтина, прочитанной на 3-х Лахтинских чтениях 21 сентября 2003 года, 1244.48kb.
• Под общей редакцией проф. Малого В. П., проф. Кратенко И. С. Харьков 2008, 8344.22kb.
• Информационные технологии и управление в технических системах всех форм обучения Под, 793.84kb.
• Леонид Владимирович Дьяконов указатель, 8647.04kb.
• Международный общественный благотворительный, 2426.77kb.
• 2. технические основы информационных технологий в экономике, 988.43kb.
• Учебник под редакцией, 9200.03kb.

4.5. Мобильная радиотелефония

4.5.1. Организация и перспективы сотовой связи

Сотовый радиотелефон в наши дни стал одним из самых массовых устройств радиоэлектроники. Первое поколение 1G сотовой телефонии было представлено аналоговыми сотовыми сетями и телефонами. Ныне число пользователей аналоговыми сетями постепенно падает, а цифровыми - быстро растет.

Второе поколение 2G – это цифровые сети и телефоны с низкоскоростным доступом в Интернет. Третье поколение 3G – это телефоны и видеотелефоны со скоростным доступом в Интернет. Пока оно внедряется лишь в Японии. Европа и США ныне внедряют промежуточное поколение 2,5G систем сотовой связи.

В июне 2001 года группа ARC Group опубликовала следующие данные о числе мобильных телефонов в мире (в миллионах штук):


Год 1999 2004 (прогноз)

Голосовые телефоны 444 1400

Телефоны с Интернетом 5 560


Одновременно ожидается, что число карманных компьютеров и интеллектуальных телефонов увеличится с 40 миллионов в 2001 году до 526 миллионов в 2005 году. Таким образом, общее число миниатюрных устройств с беспроводным подключением к Интернету достигнет к концу 2005 года более 1 миллиарда единиц. Это означает качественно новый этап в развитии как всех услуг мобильной телефонии, так и Интернета. Мир Интернета становится доступным людям в любое время и в любом месте.

Современный сотовый телефон обеспечивает беспроводную радиосвязь между абонентами, как заданной сети сотовой связи, так и абонентами обычной телефонной сети. При этом правила разговора по сотовому телефону и принципы его применения пользователями мало отличаются от общепринятых в обычной телефонии, что делает его освоение достаточно простым. Однако организация радиосвязи гораздо сложнее организации телефонной связи. Сотовая связь обеспечивает обширный набор услуг, заметно превышающий набор услуг как обычного телефона, так и телефона с цифровым набором, работающего с цифровой автоматической телефонной станцией (АТС).

Все сотовые телефоны общаются с базовой станцией, антенны которой обслуживают перекрывающиеся ячейки - соты. Общение сотовых телефонов напрямую друг с другом не предусмотрено. Передатчик сотового телефона посылает вызов на базовую станцию ближайшей ячейки (соты), которая соединяет телефон с другим аппаратом и посылает вызов на его систему приема вызова. Она подает сигнал вызова - обычно в виде мелодии или того или иного сигнала. Между телефонами осуществляется двухсторонняя (дуплексная) связь, позволяющая вести разговоры обычным способом.

При реализации сотовой связи используется метод множественного доступа и повторного использования частот (в удаленных сотах могут использоваться одни и те же частоты, что позволяет уложиться в «прокрустово ложе» частотных ограничений - рис. 4.7). Переключение между сотами происходит автоматически. Более того, возможен так называемый роуминг - переход от одной сети сотовой связи к другой (например, при переезде из одного города в другой).


Рис. 4.7. Иллюстрация принципа повторного использования частот в сотах сетей сотовой связи


Существует несколько стандартов сотовой связи. Они относятся к аналоговым и цифровым сетям. Ныне аналоговые сети все еще кое-где применяются, но наблюдается их массовая замена цифровыми сетями. Из них наиболее массовыми являются сети стандарт GSM (Global System for Mobile Communication), который считается глобальным и в России принят в качестве федерального стандарта. Ниже речь идет о сотовых телефонах именно этого стандарта.

Наиболее известными поставщиками услуг сотовой связи в России являются компании «МТС» и «Би Лайн». Они имеют огромную сеть магазинов, торгующих сотовыми телефонами, аксессуарами для них и карточками для оплаты услуг сотовой связи.

Рисунок 4.8 иллюстрирует структуру организации сотовой связи. В центре каждой соты находится базовая приемопередающая станция. Она и общается с ближайшими пользователями. Управляет работами таких станций Центр коммуникации. Он и осуществляет автоматическое переключение пользователей при перемещении от одной соты к другой и выбор той соты, для которой условия связи наиболее благоприятные.




Рис. 4.8. Организация сотовой телефонной сети

4.5.2. Конструкция сотового телефона

Конструктивно сотовый телефон выполнен в виде телефона-трубки с клавиатурой. Внутри телефона расположены следующие узлы:

• миниатюрные микрофон и динамик;
  
• приемопередающая антенна;
  
• радиопередатчик и радиоприемник;
  
• центральный процессор - микропроцессор;
  
• микросхема оперативной памяти;
  
• АЦП, ЦАП и вспомогательная электроника;
  
• устройство отображения информации - дисплей;
  
• малоразмерная клавиатура;
  
• виброзвонок (не у всех моделей);
  
• SIM-карта модуль персональной идентификации телефона;
  
• аккумуляторная батарея для автономного питания.
  

Сейчас выпускаются сотни типов сотовых телефонов. Среди них можно выделить следующие типы конструкции сотовых телефонов:

• телефон с выступающей антенной;
  
• телефон с встроенной антенной;
  
• телефон с крышкой, прикрывающей клавиатуру;
  
• телефон-раскладушка из двух частей с шарниром;
  
• специальные телефоны.
  

Телефоны первой группы имеют отличительную деталь - выступающую антенну, прикрытую пластмассовым колпачком (рис. 4.9). Поскольку телефоны работают на очень высоких частотах (самые массовые на 900, 1800 и 1900 МГц), то размеры антенны невелики.


Рис. 4.9. Сотовый телефон Philips Fisio 120 с выступающей антенной

Несомненно, что телефоны с встроенной в корпус антенной (рис. 4.10) выглядят более эргономично, чем «классические» аппараты с выступающей антенной. И большинство современных сотовых телефонов уже утратило эту характерную выступающую деталь.




Рис. 4.10. Сотовые телефоны с антенной, упрятанной в корпус (слева Ericsson T66, справа - Nokia 6310)

В мобильных телефонах стало вполне традиционным расположение основных узлов - динамика в верхней части корпуса, жидкокристаллического индикатора - дисплея, упрощенной клавиатуры и микрофона в нижней части корпуса. Такое расположение диктуется технической целесообразностью и расположением наших органов слуха и речи. Расстояние между ртом и ухом определяет длину трубки. Для уменьшения ее телефоны часто делают из двух половинок, скрепленных шарниром - рис. 4.11. Эти телефоны - самые маленькие и легкие (вес от 60 до 100 г).


Рис. 4.11. Мобильный телефон - раскладушка Motorola V60 в раскрытом состоянии


Если развернуть обе половинки такого телефона, то он превратится в «трубку» удвоенной длины. Вид такого телефона почти ничем (кроме шарнира) не отличается от обычного «классического» вида. Подобный телефон удобно держать в руке при работе, и его можно сложить по ее окончании.

4.5.3. Работа с сотовым телефоном

Перед вводом телефона в эксплуатацию надо установить в телефон так называемую SIM-карту и аккумулятор и зарядить последний. SIM-карта (Subscriber Identity Module) — это идентификационный модуль пользователя, то есть устройство, открывающее доступ к услу­гам сети какого-либо оператора. Телефон стандарта GSM без SIM-кар­ты способен только на звонки по экстренному номеру (112). В памяти микросхемы SIM-карты хранится персо­нальная информация об абоненте, его идентификационный номер и телефонная книжка.

Для проведения телефонного обмена включите телефон (рис. 4.12) кнопкой включения. Задержите кнопку нажатой, пока телефон не включится и на экране не появится название сети, к которой вы приписаны, например BEE LINE или МТС, и время разговора. Время вхождения в сеть может составить несколько секунд, но иногда доходит до 10-15 с. На экране дисплея может появиться и иная информация, например, индикатор контроля уровня радиосигнала и изображение батареи с указанием степени ее заряда. Сверху аппарата начнет мигать зеленым цветом светодиодный индикатор.


Рис. 4.12. Внешний вид и назначение органов управления мобильного телефона Ericsson R520m

Теперь наберите номер, по которому вы собираетесь звонить. Учтите, что это должен быть, скорее всего, полный номер с указанием кода вашего региона (города, области и т.д.). Номер набирается нажатием нужных цифровых клавиш с индикацией номера на экране дисплея. Если вы ошиблись в наборе какой-то цифры (смотрите на дисплей), то удалите ее клавишей C и продолжайте набор.

Завершите набор нажатием клавиши YES, и телефон начнет выполнять соединение с вашим абонентом. Это будет подтверждено сообщением на экране дисплея, а из динамика послышатся известные всем звуки - гудки. После ответа абонента начните разговор с ним в самом обычном порядке. По завершении разговора нажмите кнопку NO. Телефон перейдет в режим «спячки» или ожидания. При этом вам могут звонить другие абоненты - если вы дали им номер своего мобильного телефона.

Нажмите клавишу YES и начните разговор с вызвавшим вас абонентом. По завершении разговора нажмите клавишу NO. Если вы не хотите вести разговор, то зачастую можно послать вызывающему сигнал «Занято». Например, используя аппарат Ericsson R520m для этого достаточно дважды быстро сдвинуть рычажок регулятора громкости вверх.

Очень удобным средством вызова является телефонная книга. Эта книга вызывается из меню. Телефонная книга – это просто список абонентов с их телефонами (обычными, мобильными и факсами). Список отсортирован в алфавитном порядке. Вы можете вызвать любого абонента из этой книги и начать говорить с ним.

Иногда мобильный телефон надо отключить от сотовой сети. Для этого нажмите кнопку NO и удерживайте ее несколько секунд - пока телефон не выключится (перестанет гореть светодиодный индикатор и очистится экран дисплея). В этом случае звонить на ваш номер нельзя и оператор сети будет сообщать, что ваш телефон отключен или находится вне пределов сети.

Для управления телефоном обычно служит меню. Меню у каждого телефона свое. Например, у телефона Ericsson R520m оно представлено семью окнами:

1. Phone book - телефонная книга.
   
2. Messages - сообщения.
   
3. On going call или Call info - информация о вызовах.
   
4. Settings - установки.
   
5. Extras - внешние устройства.
   
6. WAP services - сервис WAP для работы в Интернете.
   
7. My shortcuts - клавиши пользователя.
   

В каждой позиции меню, представленной окном-вкладкой, имеется ряд команд. Для вызова первого или последнего окна меню используются клавиши графического манипулятора «Вправо» и «Влево». Они же используются для переключения окон перемещением выделения вкладок, список пиктограмм которых представлен сверху каждого окна. Клавиши графического манипулятора «Вверх» и «Вниз» применяются для выделения (инверсией цвета надписи и фона) соответствующих позиций меню (команд) с перемещением выделения по кольцу. Для фиксации и отмены ввода используются клавиши с надписью YES и NO. Оставшиеся две клавиши управляют вводом опций и отменой последней операции.

Некоторые возможности сотового телефона требуют ввода текстов. В отличие от компьютеров, сотовые телефоны имеют заметно упрощенную клавиатуру. Помимо указанных на рис. 5.7 управляющих клавиш большинство сотовых телефонов имеет всего 12 клавиш из которых 10 - цифровые, а 2 служат для переключения регистров и ввода специальных символов. Их приходится использовать и для ввода текстовых символов. При этом каждая клавиша используется многократно. Например, на средней клавише верхнего ряда есть обозначение

2

ABC

Оно означает, что при цифровом вводе клавиша вводит цифру 2, а при текстовом вводе - одну из букв A, B или C. Для ввода буквы A достаточно быстро нажать клавишу один раз, для ввода B - два раза и для ввода C - три раза. Клавиша C позволяет удалять последний введенный символ. Клавиша переключения регистра (самая левая снизу) позволят задавать ввод букв строчных или прописных. Таким образом, особых проблем с вводом англоязычных текстов нет - за исключением отнюдь не удобного ввода большинства символов нажатием нужной клавиши два и более раз.

Оценивая в целом средства ввода текстов можно сказать, что у мобильных телефонов они находятся в зачаточном состоянии. Эти средства не предназначены для серьезной работы с текстами. Но она и не является характерной для сотовых телефонов. Все, что нужно при работе с ними, - это вводить короткие текстовые сообщения и заполнять телефонную книгу.

4.5.4. Мобильные телефоны с расширенными возможностями

Мобильные телефоны интенсивно развиваются, и в них включаются все новые и новые средства. Так, новое поколение мобильных телефонов имеет ряд новых средств:

• средства голосового вызова и управления телефоном;
  
• инфракрасный порт для беспроводной связи двух расположенных рядом устройств;
  
• Bluetooth - модуль беспроводной связи различных устройств друг с другом, на расстоянии 10 м, путем образования микросети;
  
• беспроводный модем, дающий прямой выход в Интернет;
  
• средства для получения и отсылки коротких текстовых сообщений SMS;
  
• средства, использующие службу WAP (Wireless Application Protocol) для низкоскоростного доступа в Интернет;
  
• средства новой службы пакетной радиопередачи данных GPRS (General Packet Radio Service) с умеренной скоростью доступа в Интернет;
  
• средства электронной почты Email;
  
• средства, превращающие телефон в цифровой диктофон;
  
• проигрыватель музыкальных MP3-файлов.
  

Наряду с работой самого телефона в Интернете его беспроводный модем может использоваться компьютером, связанным с телефоном через инфракрасный порт или кабель. К сожалению, типовая скорость обмена информацией при использовании службы WAP составляет 9,6 Кбит/c, тогда как обычный проводной Интернет может работать со скоростью до 33-56 Кбит/c.

Помимо службы WAP выход в Интернет дает еще одна, сравнительно новая служба - GPRS (General Packet Radio Service). Она обеспечивает максимальную скорость передачи данных до 144 Кбит/c (на практике до 40-45 Кбит/c). В телефонах поколения G3 она достигнет 2 Мбайт/c, что достаточно для осуществления видеотелефонии. И первые мобильные видеотелефоны уже появились.

Существуют мобильные телефоны с приемником системы глобального позиционирования на местности (Global Positions System или GPS). Это достаточно редкие и дорогие аппараты. Обычно они относятся к профессиональным и продаются редко.

Следует отметить, что специальные возможности сотовых телефонов требуют специальной настройки, которая обычно не под силу обычным пользователям и производится в сервисных центрах. Кроме того, как правило, такие возможности требуют подписки на них и дополнительной оплаты.

В последнее время появились аппараты, которые объединяют в себе возможности карманных компьютеров и мобильных телефонов. Некоторые содержат даже встроенные видеокамеры (рис. 4.13). Такие аппараты называются коммуникаторами, или смартфонами.


Рис. 4.13. Современный коммуникатор компании Samsung с встроенной видеокамерой

Это дорогие и пока редко покупаемые устройства. Но им, несомненно, принадлежит будущее, поскольку как КПК, так и мобильные телефоны содержат много общих компонентов (микропроцессор, память, клавиатура, дисплей и т.д.). Их интеграция стала велением времени.