ғаламтор

Телефон операторы қалай жұмыс істейді? GSM ұялы телефонының құрылымдық диаграммасы

ұялы байланыс- бұл бір немесе бірнешеуінің орны өзгеретін абоненттер арасындағы радиобайланыс. түрлерінің бірі ұялы байланысжасушалық болып табылады.

ұялы- ұялы желіге негізделген радиобайланыстың бір түрі. Негізгі мүмкіндік: жалпы қамту аймағы қамту аймақтарымен анықталған ұяшықтарға бөлінеді базалық станциялар. Ұяшықтар қабаттасып, бірігіп желіні құрайды. Идеал бетінде қамту аймағы бір базалық станцияшеңбер болып табылады, сондықтан олардан жасалған желі бал ұяларына ұқсайды алтыбұрышты жасушалар.

Жұмыс принципі ұялы байланыс

Сонымен, алдымен ұялы телефонда қоңырау қалай жасалатынын қарастырайық. Пайдаланушы нөмірді терген бойда телефон тұтқасы (HS - Hand Set) ең жақын базалық станцияны (BS - Base Station) - желіні құрайтын трансивер, басқару және байланыс жабдығын іздеуді бастайды. Ол базалық станция контроллерінен (BSC - Base Station Controller) және бірнеше қайталағыштардан (BTS - Base Transceiver Station) тұрады. Базалық станцияларды Мобильді коммутация орталығы (MSC - Mobile Service Center) басқарады. Ұялы құрылымның арқасында қайталағыштар синхрондау үшін қосымша қызмет көрсету арнасы бар бір немесе бірнеше радиоарналарда сенімді қабылдау аймағы бар аумақты жабады. Дәлірек айтсақ, құрылғы мен базалық станцияның алмасу хаттамасы модемді синхрондау процедурасына ұқсастық бойынша келісіледі (handshacking), оның барысында құрылғылар жіберу жылдамдығын, арнасын және т.б. Мобильді құрылғы базалық станцияны тауып, синхрондау орын алғанда, базалық станция контроллері бекітілген желі арқылы жылжымалы коммутация орталығына толық дуплексті сілтеме жасайды. Орталық ұялы терминал туралы ақпаратты төрт регистрге жібереді: ұялы байланыс абоненттерінің немесе «қонақтардың» келушілер тізілімі (VLR – Visitor Layer Register), жергілікті ұялы байланыс абоненттерінің «үй» тізілімі (HRL – Home Register Layer), абонент немесе аутентификация тізілімі (AUC - AUthentiCator) және жабдықты сәйкестендіру тізілімі (EIR). Бұл ақпарат бірегей және пластикалық абонентте орналасқан микроэлектрондық телекарта немесе модуль (SIM - абоненттің идентификациялық модулі), оған сәйкес абоненттің жарамдылығы тексеріліп, тарифтеу жүргізіледі. Стационарлық телефондардан айырмашылығы, олар үшін төлем тіркелген телефон арқылы алынған жүктемеге (бос емес арналар саны) байланысты алынады. абоненттік желі, ұялы байланысты пайдаланғаны үшін төлем пайдаланылған телефоннан емес, кез келген құрылғыға салуға болатын SIM картасынан алынады.

Карта - бұл смарт-технология (SmartVoltage) арқылы жасалған және қажетті флеш-чиптен басқа ештеңе емес. алғы жақ. Оны кез келген құрылғыларда қолдануға болады, ең бастысы жұмыс кернеуі сәйкес келеді: ерте нұсқалары 5,5 В интерфейсін пайдаланды, ал заманауи карталарда әдетте 3,3 В болады. Ақпарат бірегей халықаралық абонент идентификаторының (IMSI - International Mobile Subscriber Identification) стандартында сақталады, бұл «қостардың» пайда болу мүмкіндігін болдырмайды - тіпті карта коды кездейсоқ таңдалған болса да, жүйе жалғанды автоматты түрде жояды. SIM картасын орнатыңыз және кейінірек басқа адамдардың қоңыраулары үшін ақы төлеудің қажеті жоқ. Ұялы байланыс протоколының стандартын әзірлеу кезінде бұл тармақ бастапқыда ескерілді, енді әрбір абоненттің әлемде өзінің бірегей және бірегей сәйкестендіру нөмірі бар, ол жіберу кезінде 64 биттік кілтпен кодталады. Сонымен қатар, аналогтық телефонияда сөйлесуді шифрлауға/шифрын шешуге арналған скрамблерлерге ұқсастығы бойынша ұялы байланыста 56-биттік шифрлау қолданылады.

Осы деректер негізінде жүйенің мобильді пайдаланушыға көзқарасы қалыптасады (оның орналасқан жері, желідегі жағдайы және т.б.) және байланыс орнатылады. Егер сөйлесу кезінде мобильді пайдаланушы бір ретранслятордың қамту аймағынан екіншісінің қамту аймағына немесе тіпті әртүрлі контроллерлердің қамту аймағына ауысса, жүйе автоматты түрде таңдайтындықтан, байланыс үзілмейді немесе нашарлайды. байланыс жақсырақ базалық станция. Арналардағы жүктемеге байланысты телефон 900 және 1800 МГц желілерін таңдайды және ауысу тіпті сөйлесу кезінде де мүмкін, динамик мүлдем сезілмейді.

Кәдімгі қоңырау телефон желісі ұялы пайдаланушыкері тәртіпте жүзеге асырылады: біріншіден, регистрлердегі үнемі жаңартылып отыратын деректер негізінде абоненттің орналасқан жері мен мәртебесі анықталады, содан кейін қосылу және байланыс сақталады.

Мобильді радиожүйелер «нүкте-көп нүкте» (нүкте-көп нүкте) схемасы бойынша құрастырылады, өйткені абонент базалық станциямен басқарылатын ұяшықта кез келген жерде орналаса алады. Дөңгелек таратудың қарапайым жағдайында радиосигналдың қуаты бос орынқашықтықтың квадратына теориялық жағынан кері азаяды. Дегенмен, іс жүзінде сигнал әлдеқайда жылдам ыдырайды - ең жақсы жағдайда қашықтықтың текшесіне пропорционалды, өйткені сигнал энергиясы әртүрлі физикалық кедергілер арқылы жұтылуы немесе азаюы мүмкін, және мұндай процестердің сипаты тарату жиілігіне өте тәуелді. Қуат шама ретімен азайған кезде, жабық ұяшық ауданы магнитуданың екі ретіне азаяды.

«ФИЗИОЛОГИЯ»

Сигналдың әлсіреуінің жоғарылауының маңызды себептері аумақтағы ғимараттар немесе табиғи биіктіктер жасаған көлеңкелі аймақтар болып табылады. Қалалардағы жылжымалы радиобайланысты пайдалану шарттарын зерттеу өте жақын арақашықтықта да көлеңкелі аймақтар 20 дБ-ге дейін әлсіреу беретінін көрсетті. Басқа маңызды себепсолып кету - ағаштардың жапырақтары. Мысалы, жазда 836 МГц жиілікте, ағаштар жапырақтармен жабылған кезде, қабылданған сигнал деңгейі қыста жапырақ болмаған кездегі сол жерге қарағанда шамамен 10 дБ төмен. Көлеңкелі аймақтардан сигналдың өшуі кейде мұндай аймақты кесіп өту кезінде қозғалыста қабылдану жағдайлары бойынша баяу деп аталады.

Ұялы мобильді радиобайланыс жүйелерін құру кезінде ескеру қажет маңызды құбылыс - радиотолқындардың шағылыстыруы және нәтижесінде олардың көп жолды таралуы. Бір жағынан, бұл құбылыс пайдалы, өйткені ол радиотолқындардың кедергілерді айналып өтіп, ғимараттардың артында, жерасты гараждары мен туннельдерде таралуына мүмкіндік береді. Бірақ екінші жағынан, көп жолды таралу радиобайланыс үшін қиын мәселелерді тудырады, мысалы, сигналдың кешігуі, Рэйлейдің әлсіреуі және Доплер эффектісін күшейтеді.

Сигналдың кешігуінің созылуы әртүрлі ұзындықтағы бірнеше тәуелсіз жолдар арқылы өтетін сигналдың бірнеше рет қабылдануына байланысты алынады. Сондықтан қайталанатын импульс оған бөлінген уақыт аралығынан шығып, келесі таңбаны бұрмалауы мүмкін. Ұзартылған кідіріс салдарынан пайда болатын бұрмалау таңбааралық кедергі деп аталады. Сағат қысқа қашықтықтарұзартылған кідіріс қауіпті емес, бірақ егер ұяшық таулармен қоршалған болса, кідіріс көптеген микросекундтарға (кейде 50-100 мкс) дейін созылуы мүмкін.

Рэйлейдің өшуі шағылысқан сигналдар келетін кездейсоқ фазалардан туындайды. Егер, мысалы, тікелей және шағылысқан сигналдар қабылданса және фазадан тыс болса (фазалық ығысу 180° болса), онда жалпы сигналды нөлге дейін әлсіретуге болады. Берілген таратқыш пен берілген жиілік үшін Рэйлейдің әлсіреуі әртүрлі тереңдікке ие және кездейсоқ бөлінген амплитудалық «төмендеу» сияқты нәрсе. Бұл жағдайда стационарлық қабылдағышпен антеннаны қайта реттеу арқылы өшуді болдырмауға болады. Көлік қозғалған кезде мұндай «шұңқырлар» әр секунд сайын мыңдап өтеді, сондықтан бұл кезде пайда болатын өшуді жылдам деп атайды.

Доплер эффектісі қабылдағыш таратқышқа қатысты қозғалғанда көрінеді және қабылданған тербеліс жиілігін өзгертуден тұрады. Қозғалмайтын бақылаушыға қозғалыстағы пойыздың немесе вагонның шуының тонусы көлік жақындаған кезде біршама жоғарырақ көрінетіні және көлік алыстаған сайын біршама төмендейтіні сияқты, радиохабар тарату жиілігі қабылдағыш қозғалған сайын өзгереді. Сонымен қатар, көп жолды сигналдың таралуы кезінде жеке сәулелер бір уақытта бір бағытта немесе басқада жиілік ығысуын бере алады. Нәтижесінде, Доплер эффектісі есебінен жіберілетін сигналдың кездейсоқ жиілік модуляциясы алынады, сол сияқты кездейсоқ амплитудалық модуляция Рэйлейдің өшуі нәтижесінде пайда болады. Осылайша, тұтастай алғанда, көп жолды тарату ұялы байланысты ұйымдастыруда, әсіресе ұялы байланыс абоненттері үшін үлкен қиындықтар тудырады, бұл қозғалатын қабылдағыштағы сигнал амплитудасының баяу және тез сөнуімен байланысты. Бұл қиындықтарды сандық технологияның көмегімен еңсеру мүмкін болды, бұл кодтаудың, модуляцияның және арна сипаттамаларын теңестірудің жаңа әдістерін жасауға мүмкіндік берді.

«АНАТОМИЯ»

Мәліметтерді беру радиоарналар арқылы жүзеге асырылады. GSM желісі 900 немесе 1800 МГц жиілік диапазонында жұмыс істейді. Нақтырақ айтсақ, мысалы, 900 МГц жолағын қарастыратын болсақ, ұялы байланыс абоненттік блогы 890-915 МГц диапазонында жататын жиіліктердің бірінде таратады және 935-960 МГц диапазонында жататын жиілікте қабылдайды. . Басқа жиіліктер үшін принцип бірдей, тек сандық сипаттамалар өзгереді.

Аналогия бойынша спутниктік арналарабоненттік блоктан базалық станцияға жіберу бағыты өсу (Rise) деп аталады, ал базалық станциядан абоненттік блокқа дейін төмендеу (Fall) деп аталады. Жоғары және төменгі ағын бағыттарынан тұратын дуплексті арнада осы бағыттардың әрқайсысы үшін дәл 45 МГц айырмашылығы бар жиіліктер пайдаланылады. Жоғарыда аталған жиілік диапазондарының әрқайсысында әрқайсысының ені 200 кГц болатын 124 радиоарна жасалады (124 қабылдау үшін және 45 МГц жиілікте орналасқан деректерді беру үшін 124). Бұл арналарға 0-ден 123-ке дейінгі сандар (N) тағайындалған. Содан кейін әрбір арнаның жоғары (F R) және төмен (FF F) жиіліктерін формулалар арқылы есептеуге болады: F R (N) = 890+0,2Н (МГц), F F (N) = F R (N) + 45 (МГц).

Әрбір базалық станция бір жиіліктен 16-ға дейін жиілікпен қамтамасыз етілуі мүмкін және жиіліктер саны мен тарату қуаты жергілікті жағдайлар мен жүктемеге байланысты анықталады.

Сан (N) тағайындалған және 200 кГц жолағын алып жатқан жиілік арналарының әрқайсысында уақыт бөлудің сегіз арнасы (0-ден 7-ге дейінгі нөмірленген уақыт арналары) немесе сегіз уақыт аралығы ұйымдастырылған.

Жиілікті бөлу жүйесі (FDMA) 25 кГц жиілікте 8 арнаны алуға мүмкіндік береді, бұл өз кезегінде уақытты бөлу жүйесінің (TDMA) принципі бойынша басқа 8 арнаға бөлінеді. GSM GMSK модуляциясын пайдаланады, ал тасымалдаушы жиілігі ықтимал тозуды өтеу үшін секундына 217 рет өзгереді.

Абонент арнаны алған кезде оған тек жиілік арнасы ғана емес, сонымен қатар белгілі бір арна интервалдарының бірі бөлінеді және ол қатаң түрде бөлінген уақыт интервалында, одан шықпай жіберуі керек - әйтпесе басқа арналарда кедергілер пайда болады. Жоғарыда айтылғандарға сәйкес таратқыштың жұмысы қатаң тағайындалған арна интервалында болатын жеке импульстар түрінде жүреді: арналар аралығының ұзақтығы 577 мкс, ал бүкіл цикл 4616 мкс. Абонентке сегіз уақыт аралығының біреуін ғана бөлу жылжымалы блок пен базалық станцияның таратқыштарына бөлінген уақыт аралығын ауыстыру арқылы уақыт бойынша беру және қабылдау процесін бөлуге мүмкіндік береді. Негізгі станция (BS) әрқашан жылжымалы блоктан (HS) алда үш уақыт аралығын жібереді.

Стандартты импульстің сипаттамаларына қойылатын талаптар уақыт бойынша сәулелену қуатын өзгертуге арналған нормативтік шаблон түрінде сипатталған. Қуаттың 70 дБ өзгеруімен жүретін импульсті қосу және өшіру процестері тек 28 мкс уақыт аралығына сәйкес келуі керек, ал 147 бит берілетін жұмыс уақыты 542,8 мкс құрайды. Жоғарыдағы кестеде көрсетілген тарату қуатының мәндері импульстік қуатқа қатысты. Таратқыштың орташа қуаты сегіз есе аз болады, өйткені таратқыш уақыттың 7/8 бөлігінде сәуле шығармайды.

Қалыпты стандартты импульстің пішімін қарастырайық. Одан барлық разрядтар тасымалдай бермейтінін көруге болады пайдалы ақпарат: мұнда импульстің ортасында сигналды көп жолды кедергілерден қорғау үшін 26 биттік жаттығу тізбегі орналасқан. Бұл қабылданған биттер уақыт бойынша дұрыс орналастырылған сегіз арнайы, оңай танылатын тізбектердің бірі. Мұндай реттілік бір разрядты көрсеткіштермен (PB - нүктелік бит) қорғалған және осы баптау ретінің екі жағында әрқайсысы 57 екілік биттен тұратын екі блок түріндегі пайдалы кодталған ақпарат бар, өз кезегінде шекаралық биттермен қорғалған. (BB – Border Bit) – әрқайсысында 3 бит. Осылайша, импульс 546,12 мкс уақыт аралығын алып жатқан 148 бит деректерді тасымалдайды. Осы уақытқа дейін 30,44 мкс экрандау уақытына (ST - Shield Time) тең басқа кезең қосылады, оның барысында таратқыш «үнсіз». Ұзақтығы бойынша бұл интервал 8,25 биттік жіберу уақытына сәйкес келеді, бірақ бұл уақытта жіберу болмайды.

Импульстердің тізбегі жиілік нөмірімен және уақыт ұясының нөмірімен сипатталатын физикалық тарату арнасын құрайды. Импульстердің осы тізбегі негізінде функциялары бойынша ерекшеленетін логикалық арналардың тұтас сериясы ұйымдастырылады. Пайдалы ақпаратты тарататын арналардан басқа, басқару сигналдарын тарататын бірқатар арналар бар. Мұндай арналарды іске асыру және олардың жұмысы бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы жүзеге асырылатын нақты бақылауды талап етеді.

Теориялық бөлімде мен ұялы байланыстың құрылу тарихына, оның негізін салушыларға, стандарттар хронологиясына және т.б. Кімге бұл қызықты - баспа басылымдарында да, Интернетте де көптеген материалдар бар.

Ұялы (ұялы) телефонның не екенін қарастырыңыз.

Суретте жұмыс принципі өте жеңілдетілген түрде көрсетілген:

Сурет 1 Жұмыс принципі ұялы телефон

Ұялы телефон – 850 МГц, 900 МГц, 1800 МГц, 1900 МГц диапазонындағы жиіліктердің бірінде жұмыс істейтін қабылдағыш. Сонымен қатар, қабылдау және беру жиіліктермен бөлінген.

GSM жүйесі 3 негізгі компоненттен тұрады, мысалы:

Базалық станцияның ішкі жүйесі (BSS - Base Station Subsystem);

Коммутация/коммутация ішкі жүйесі (NSS – NetworkSwitchingSubsystem);

Пайдалану және техникалық қызмет көрсету орталығы (OMC)

Бір сөзбен айтқанда, ол келесідей жұмыс істейді:

Ұялы (ұялы) телефон базалық станциялар желісімен (BS) әрекеттеседі. BS мұнаралары әдетте жердегі діңгектерге, немесе үйлердің немесе басқа құрылыстардың шатырларына, немесе радио/теледидар ретрансляторларының барлық түрлерінің жалға алынған қолданыстағы мұнараларына және т.б., сондай-ақ қазандықтардың көп қабатты құбырларына орнатылады. басқа өнеркәсіптік құрылымдар.

Телефон қосылғаннан кейін және қалған уақытта оның базалық станциясынан GSM сигналының бар-жоғын бақылайды (тыңдайды, сканерлейді). Телефон өз желісінің сигналын арнайы идентификатор арқылы анықтайды. Егер біреуі болса (телефон желіні қамту аймағында болса), онда телефон сигнал күші бойынша ең жақсы жиілікті таңдайды және осы жиілікте желіге тіркелу үшін БС-ке сұраныс жібереді.

Тіркеу процесі негізінен аутентификация (авторизация) процесі болып табылады. Оның мәні телефонға салынған әрбір SIM картасының IMSI (халықаралық ұялы байланыс абонентінің сәйкестігі) және Ki (сәйкестендіру кілті) бірегей идентификаторлары бар екендігінде. Дәл осы IMSI және Ki деректері Байланыс операторы өндірілген SIM карталарын алғаннан кейін Аутентификация орталығының (AuC) дерекқорына енгізіледі. Желіде телефонды тіркеген кезде идентификаторлар BS, атап айтқанда AuC арқылы беріледі. Содан кейін AuC (сәйкестендіру орталығы) телефонға кейбір ақпаратты жібереді. кездейсоқ сан, ол арнайы алгоритм көмегімен есептеулерді орындау үшін кілт болып табылады. Бұл есептеу бір уақытта орын алады ұялы телефонжәне AuC, содан кейін екі нәтиже салыстырылады. Егер олар сәйкес келсе, SIM картасы түпнұсқа болып танылады және телефон желіде тіркелген.

Телефон үшін желідегі идентификатор оның бірегей IMEI (International Mobile Equipment Identity) нөмірі болып табылады. Бұл сан әдетте ондық санау жүйесінде 15 цифрдан тұрады. Мысалы, 35366300/758647/0. Алғашқы сегіз цифр телефонның моделін және оның шыққан жерін сипаттайды. Қалған - сериялық нөміртелефон және тексеру нөмірі.

Бұл нөмір телефонның тұрақты жадында сақталады. Ескі үлгілерде бұл нөмірді арнайы пайдалану арқылы өзгертуге болады бағдарламалық қамтамасыз ету(бағдарламалық қамтамасыз ету) және сәйкес бағдарламашы (кейде деректер кабелі) және in заманауи телефондарол қайталанады. Нөмірдің бір данасы бағдарламалауға болатын жад аймағында сақталады, ал көшірме OTP (One Time Programming) жады аймағында сақталады, оны өндіруші бір рет бағдарламалайды және қайта бағдарламалау мүмкін емес.

Сонымен, бірінші жад аймағындағы нөмірді өзгертсеңіз де, телефон қосылған кезде екі жад аймағының деректерін салыстырады, ал егер әртүрлі IMEI нөмірлері табылса, телефон блокталады. Мұның бәрін неге өзгерту керек, сіз сұрайсыз ба? Негізінде, көптеген елдердің заңдары бұған тыйым салады. Телефон арқылы IMEI нөміріинтернетте бақыланады. Тиісінше, телефон ұрланса, оны қадағалап, тартып алуға болады. Ал егер бұл нөмірді кез келген басқа (жұмыс істейтін) нөмірге ауыстыруға уақытыңыз болса, онда телефонды табу мүмкіндігі нөлге дейін төмендейді. Бұл мәселелермен желілік оператордың тиісті көмегі арқылы арнайы қызметтер айналысады және т.б. Сондықтан мен бұл тақырыпты тереңдете бермеймін. Біз таза мүдделіміз техникалық нүкте IMEI нөмірін өзгерту.

Өйткені, белгілі бір жағдайларда бұл нөмір бағдарламалық жасақтаманың ақаулығы немесе қате жаңарту нәтижесінде зақымдалуы мүмкін, содан кейін телефон мүлдем жарамсыз болады. Бұл жерде IMEI және құрылғының өнімділігін қалпына келтіру үшін барлық құралдар құтқаруға келеді. Бұл мәселе телефонның бағдарламалық құралды жөндеу бөлімінде толығырақ қарастырылады.

Енді GSM стандартында абоненттен абонентке дауысты жіберу туралы қысқаша. Шындығында, бұл үйдегі сымды / радио телефоны сияқты аналогтық желілер арқылы әдеттегі дауысты беруден мүлде өзгеше болатын техникалық тұрғыдан өте күрделі процесс. Сандық DECT радиотелефондары біршама ұқсас, бірақ іске асыру әлі де басқа.

Өйткені, абоненттің дауысы эфирге шықпас бұрын көптеген өзгерістерге ұшырайды. Аналогтық сигнал ұзақтығы 20 мс болатын сегменттерге бөлінеді, содан кейін ол сандық түрге ауыстырылады, содан кейін ол шифрлау алгоритмдері деп аталатын кодпен кодталады. ашық кілт– EFR жүйесі (Enhanced Full Rate – финдік Nokia компаниясы әзірлеген жетілдірілген сөйлеуді кодтау жүйесі).

Барлық кодек сигналдары DTX (Discontinuous Transmission) – үзіліссіз сөйлеуді беру принципіне негізделген өте пайдалы алгоритммен өңделеді. Оның пайдалылығы телефон таратқышын басқаратынында, оны сөйлеу басталған кезде ғана қосып, сөйлесулер арасындағы үзілістерде өшіреді. Осының бәріне кодекке кіретін VAD (Дауысты белсендірілген детектор) – сөйлеу әрекетінің детекторы көмегімен қол жеткізіледі.

Алынған абонентте барлық түрлендірулер кері тәртіпте жүреді.

Ұялы телефон құрылғысы және оның негізгі функционалдық блоктары (модульдері).

Кез келген ұялы телефон күрделі техникалық құрылғы, бір-бірімен байланысты және әдетте құрылғының қалыпты жұмысын қамтамасыз ететін көптеген функционалды толық модульдерден тұрады. Кем дегенде бір модульдің істен шығуы минимумға әкеледі - құрылғының ішінара дұрыс жұмыс істемеуі, максимум - телефон толығымен жұмыс істемейді.

Схема бойынша ұялы телефон келесідей көрінеді:

2-сурет Ұялы телефон құрылғысы

Жеке түйіндердің мақсаты мен жұмысы.

1. Қайта зарядталатын батарея (батарея)- телефонның негізгі (негізгі) қуат көзі. Жұмыс кезінде оның бір жағымсыз қасиеті бар - қартаю, яғни. сыйымдылықтың жоғалуы, ішкі кедергінің артуы. Бұл қайтымсыз процесс және батареяның ескіру жылдамдығы көптеген факторларға байланысты, олардың кілті дұрыс жұмыс істеу және сақтау болып табылады.

Бұрын телефондарға арналған аккумуляторлардың негізгі бөлігі NiCd (никель және кадмий негізіндегі), NiMH (никель металл гидриді) технологиялары арқылы өндірілген. Бұл батареялар қазір тоқтатылған. Li-Ion (литий-ион) технологиясына негізделген аккумуляторлардың таралуымен соңғысы баға-сапаның ең жақсы арақатынасын көрсетті, сонымен қатар бірқатар артықшылықтарға ие болды, атап айтқанда, деп аталатындардың жоқтығы. «есте сақтау әсері». Қызмет ету мерзімі шамамен 3-4 жыл. Жақында нарықта Li-Pol (литий-полимер) батареялары пайда болды. Олар литий-иондарға қарағанда арзанырақ, бірақ олардың қызмет ету мерзімі де қысқа - шамамен 2 жыл.

Қазіргі заманғы аккумуляторлар номиналды сыйымдылықтың кемінде 80% сақтаған жағдайда тиімді деп танылады. Іс жүзінде 50% немесе одан аз батареялар бар. Яғни, көптеген пайдаланушылар батареядан соңғы миллиамперлерді «сығуға» тырысады, сондықтан олар өздері зардап шегеді, өйткені тозған батарея жиі ісінеді, бұл телефон корпусының бұзылуына, кейде тіпті желілік зарядтағыштың, телефонды зарядтау схемаларының, қуат контроллерінің істен шығуына. Сонымен, аккумуляторға ақша үнемдеудің қажеті жоқ. Телефонға да жақсы қуат қажет

Батареялар ерекше күтімді қажет етпейді. Ең бастысы - қыста гипотермияны болдырмау (-10 ° C дейін), өйткені. жеделдетілген разряд және қартаю. Сондай-ақ 50-60 ° C және одан жоғары температураға дейін қыздыру. Бұл қауіпті - батарея жай ісіп, тіпті жарылуы мүмкін (тек литий батареяларыбұл өте маңызды!

Ұялы телефонның аккумуляторы 2 бөліктен тұрады: аккумулятордың өзі және шағын электроника-автоматты тақта.

3-сурет Батарея құрылғысы

Суретте анық болу үшін мен зақымдалған ісінген батареяны көрсеттім. Көбінесе бұл арзан пайдалану нәтижесінде болады зарядтағыштар, телефонның зарядтау тізбегіндегі ақаулар кезінде, сондай-ақ өндіруші таңдаған жоғары зарядтау токтары жағдайында (батареяны зарядтау уақытын азайту үшін). Және, әрине, арзан түпнұсқа емес аккумуляторлар өте тез «майлайды».

Электрондық тақтаға келетін болсақ, ол батареяның өзін де, телефонды да төтенше жағдайлардан қорғайтын қорғаныс функциясын орындайды, мысалы:

Батареяны қоректендіру терминалдарының қысқа тұйықталуы (қысқа тұйықталу);

Зарядтау және пайдалану кезінде батареяның қызып кетуі;

Белгіленген ең төменгі рұқсат етілген нормадан төмен аккумулятордың заряды;

Батареяны қайта зарядтау;

Олардың біреуі пайда болған кезде, деп аталады. электрондық реле мен батареяның шығыс терминалдары токтан ажыратылған.

Әдетте, заманауи аккумуляторда ұялы телефонның батарея қосқышына қосылу үшін кемінде 3 контакт терминалы бар. Бұл тиісінше «+», «-» және «TEMP» (температура сенсоры, оның көмегімен батарея контроллері телефонның қуат контроллерімен бірге батареяны зарядтау процесін басқарады, зарядтау тогын азайтады немесе арттырады және қызып кету жағдайында. немесе қысқа тұйықталу болса, батареяны тақта терминалдарынан толығымен электроникадан ажыратыңыз).

4-сурет Батарея контактілерінің орналасуы

Айта кету керек, сағ әртүрлі өндірушілерБайланыс тәртібі әр түрлі болуы мүмкін!

Батареяның негізгі сипаттамалары:

Номиналды кернеу - әдетте 3,6 - 3,7 Вольт. Толық зарядталған батарея үшін 4,2 - 4,3 вольт.

- сыйымдылығы - шамамен 700 мА-дан 2000 мА-ға дейін және одан да көп заманауи телефондар үшін.

Ішкі қарсылық- неғұрлым аз - соғұрлым жақсы (шамамен 200 миллиомға дейін)

2. Қуат контроллері- процессор (орталық процессор), жедел жад және ROM (жад микросхемасы), күшейткіштердің барлық түрлері, кейде пернетақта мен дисплейдің артқы жарығы сияқты телефонның жеке компоненттері мен құрылғыларын қуаттандыру үшін батарея кернеуін кернеудің бірнеше түріне түрлендіру үшін қызмет етеді. және т.б., сондай-ақ батареяны зарядтау процесін басқарады. Процессормен бірге ол сөйлесу динамигінің, микрофонның, дыбыстық сигналдың (полифониялық динамиктің) кірістірілген немесе сыртқы дыбыс күшейткіштерін іске қосады. Сонымен қатар, ол SIM картасымен деректер алмасуды қамтамасыз етеді.

Құрылымдық түрде бөлек чип түрінде жасалған. Кейде оны процессормен біріктіруге болады ( Қытайдың жалғандары Nokia N95 сияқты танымал брендтер және т.б.)

Телефонды қалыпты пайдалану кезінде қуат контроллері сирек істен шығады. Көбінесе бұл қызып кеткен зарядтау кезінде немесе түпнұсқа емес немесе ақаулы зарядтағышты (зарядтағышты) пайдалану кезінде орын алады. Жиі - телефон ылғалға ұшыраған болса, ол қатты соққыға ұшырады.

Сыртқы түрі 2-суретте көрсетілген және әр түрлі болуы мүмкін (арнайы телефон үлгісіне және оның өндірушісіне байланысты).

3. SIM-ұстағыш (sim - қосқыш) - SIM картасының ұстағышы.Атау негізінде ол SIM картасын телефонға қосу үшін қолданылады. Дизайн барлық телефондар үшін бірдей дерлік, өйткені заманауи SIM карталары бірдей стандартқа жеткізілді. Оның 6 (сирек 8) серіппелі контактілері бар, олар арқылы SIM картасы мен қуат контроллері немесе процессордың электрлік қосылуы жүзеге асырылады. Олар SIM картасын бекіту (ұстау) дизайнында ғана ерекшеленеді. Бұзылуларға SIM карталарын жиі ауыстырған кезде контактілерді бұзу немесе оларды саусағымен одан әрі түсіру және ұстаушыдан шығару үшін пайдаланушы SIM картасын таңдау үшін импровизацияланған құралдарды пайдалана бастағанда оларды дәрменсіз (дұрыс) алу жатады. Көбінесе біздің әдемі ханымдар ұзын, қымбат маникюрленген тырнақтарды пайдаланады. Нәтижесінде телефон да, маникюр де зардап шегеді.

Қосқыш ерекше күтімді қажет етпейді. Бірақ контактілер тотыққанда, бітеліп, серіппелі қасиеттерін жоғалтқанда (қайтадан пайдаланушыға байланысты) жағдайлар бар. Бұл жағдайда ӨТЕ САҚ БОЛЫҢЫЗ!!! оларды өшіргішпен (өшіргішпен) сүртіңіз және ӨТЕ АБАЙЛАҢЫЗ !!!, түйіспелерін инемен немесе ағаш тіс тазалағышпен сәл бүгіңіз.

Жоғарыда сипатталған SIM-ұстағыштың (ұстағыштың) жұмысындағы ақаулар кезінде телефон SIM-картаңызды «көрмейді» және үнемі келесідей хабарды көрсетеді: «SIM-картаны салыңыз». Сынған ұстағыштарды жөндеу мүмкін емес, оларды жаңасымен ауыстыру керек.

4. Микрофон- пайдаланушының дауысын одан әрі күшейту, түрлендіру және эфирге жіберу мақсатында әлсіз электрлік сигналдарға түрлендіру қызметін атқарады. Ұялы телефондардың екі түрі бар: аналогтық және цифрлық. Соңғысы күрделі дизайнға ие және бөлшектеу және ауыстыру кезінде көп жұмыс күшін қажет етеді.

Микрофондар негізінен ластанған, су алған немесе телефон соққан кезде өнімділігін жоғалтады немесе бұзылады (бұл әсіресе сандық микрофондарға қатысты, өйткені олардың өзі өте нәзік).

Телефонда микрофон дұрыс жұмыс істемесе, мұндай ақаулар болуы мүмкін:

Екінші абонент пайдаланушыны мүлде естімейді;

Екінші абонент пайдаланушыны өте әлсіз естиді;

Аудиторлық (әңгімелесу) спикерінде сықырлау естіледі (GSM сигналын қабылдау деп аталады). Ұялы телефонды сөйлесу режиміне әкелу немесе жұмыс істейтін радиоқабылдағышқа, күшейткішке, компьютер динамиктеріне және т.б. SMS жіберу арқылы бірдей шуды естиді. Әдетте, микрофондарды жөндеуге болмайды және оларды ауыстыру қажет (ұялы телефон корпусының саңылаулары, дыбыс өткізгіштері бітеліп қалған жағдайларды қоспағанда. Оларды шаңнан, кірден және т.б. тазалау керек).

5. Сөйлеуші (әңгімелеуші)- түрлендіру үшін қолданылады электрлік сигналдардыбыс тербелістеріне айналады. Яғни, ол микрофонның кері ретімен жұмыс істейді. Бір қоңырау шалушы дауысты электрондық поштаға түрлендіретін микрофонға сөйлейді. сигналдар, содан кейін бұл сигналдар түрлендіріледі (жоғарыдағы сипаттаманы қараңыз), ауаға сәулеленеді. Екінші тарап бұл сигналдарды телефон арқылы қабылдайды және оларды телефон динамигінен естиді.

Көптеген телефондарда бірнеше динамик бар - бөлек сөйлесетін және бөлек полифониялық. Полифониялық динамик әуенді ойнайды кіріс қоңырау, sms және т.б. Бірақ телефондар бар (көбінесе Samsung компаниясы), онда сөйлесу және полифониялық рөлді бір динамик атқарады. Әуенді немесе басқа сигналдарды ойнатқанда ғана көмекші аудио қуат күшейткіші іске қосылады. Үндеткіш ақауларына ішінара істен шығу және толық ақау жатады. Ішінара сөйлеуді немесе музыканы өте тыныш, сырылдармен және жағымсыз қоңыраумен ойнату. Мұны жоюға болады, бірақ сыртқы тексеруден кейін динамик бөгде заттармен бітеліп қалған жағдайда ғана. Мысалы, динамиктің дыбысы шығуы үшін арнайы бөлінген саңылаулардан өтуді ұнататын өте кішкентай металл жоңқалар сияқты. Бұл оның дизайнындағы динамик тұрақты магнитті қамтитындығына байланысты. Сондықтан ол кішкентай металл заттарды өзіне магниттейді. Өз басым мұндай спикерлерді жаңасына ауыстыруды жақтаймын. Біріншіден, бұл тазалауға кететін уақытыңызды үнемдейді және сізге көп қажет болады. Екіншіден, тазалаудан кейін динамик дәл осылай таза, бұрмаланбай және қатты жұмыс істейтіні сирек кездеседі. Сондықтан ойламаңыз - бірден жаңасына ауысыңыз. Әсіресе бұл телефон сіздікі емес, жөндеуге келген болса.

Толық – дыбыс мүлде жоқ. Оның себебі - динамиктің дауыс катушкасының сымының үзілуі. Жалғыз шешім - динамикті ауыстыру. Динамиктің жұмысқа жарамдылығын (тұтастығын) қалай тексеруге болатынын төменде жазамын.

6. Динамик (шузер, қоңырау, полифониялық колонка - бәрі бірдей)- бірдей динамик, тек көп жағдайда ол рингтондарды, sms, MP3 және т.б. ойнауға арналған. Бірақ, жоғарыда айтылғандай, оны әңгімелесу үшін де қолдануға болады. Ақаулар мен ақаулықтарды жою сөйлесу спикерімен бірдей.

7. Орталық процессор (CPU)- ұялы телефонның негізгі құрылғысы. Бұл кез келген құрылғыда бар бірдей процессор Дербес компьютер, ноутбук және т.б., тек сәл кішірек және қарабайыр. Телефонның бағдарламалық жасақтамасы (микробағдарлама-декомп.) қамтамасыз ететін машина командаларын, нұсқауларды және операцияларды орындауға, сондай-ақ басқа модульдермен және құрылғылармен нақты өзара әрекеттесу және оларды кейіннен басқару үшін арналған. Бір сөзбен айтқанда, процессор - бұл ұялы телефонның жұмысын толығымен басқаратын «ми». Құрылымдық түрде бөлек чип түрінде жасалған. Телефонның қалыпты жұмысы кезінде орын алатын көптеген процестерге жауапты. Олардың негізгілері: бейнені дисплейде көрсету, сигналдарды қабылдау және өңдеу ұялы желі, пернетақта модулінен сигналдарды қабылдау және өңдеу, камераның жұмысын басқару, ақпаратты қабылдау/беру құрылғылары, батареяны зарядтау процесі (қуат контроллерімен бірге) және т.б.

Телефонның қалыпты жұмысы жағдайында процессор дерлік ешқашан істен шығады және ешқандай техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді.

Қазіргі телефондарда, әсіресе смартфондарда (ағылшын тілінен аударғанда, смартфон - смартфон. Дәл сол телефон, тек оның болуына байланысты компьютерге ұқсайды операциялық жүйежәне белгілі бір тапсырмаларды орындау үшін көптеген орнатылған бағдарламалар) жиі 2 процессор орнатылады. Олардың бірі қарапайым телефондағыдай функцияларды орындайды, ал екіншісі операциялық жүйенің жұмысына және оның бағдарламаларын орындауға арналған.

Сәтсіздікке байланысты Орталық Есептеуіш Бөлімтелефон мүлдем жұмыс істемейді.

8. Flash - жады.Телефон бағдарламалық құралын (микробағдарлама, микробағдарлама), сондай-ақ пайдаланушы деректерін (контактілер, әуендер, фотосуреттер және т.б.) сақтауға арналған жеке чип (микросұлба). Бағдарламалық жасақтама (микробағдарлама, микробағдарлама) телефон өндірушісі әзірлеген, процессор өңдейтін және орындайтын бағдарлама. Пайдаланушы үшін бұл ұялы телефонның экранында көретіні және белгілі бір телефон үлгісінде оған қол жетімді функциялар.

Флэш жады да қалыпты пайдалану кезінде сирек істен шығады. Бірақ бұл чиптердің оқу/жазу ақпараттық циклдерінің үлкен, бірақ әлі де шектеулі саны бар екенін есте ұстаған жөн.

Флэш-жад тұрақты емес және қуат көзін (мысалы, батареяны) ажыратқаннан кейін де оған жазылған барлық деректерді сақтайды.

9. ЖЖҚ – жад (RAM).Мәліметтерді уақытша сақтау үшін қызмет етеді. Ол барлық процессорлық есептеулерді орындайды бағдарлама коды, сондай-ақ белгілі бір ағымдағы сәтте есептеулер мен ақпаратты өңдеу нәтижелері (мысалы, музыка тыңдау, бейне ойнату, қолданбаларды, ойындарды іске қосу және т.б.) Қажет емес болғандықтан, жад кейбір деректерден тазартылады және жаңаларын жүктейді, және т.б. үнемі.

ЖЖҚ жады (кездейсоқ қол жеткізу жады) тұрақсыз және электр қуаты өшіп қалған жағдайда ЖЖҚ-да сақталған барлық деректер жойылатынын есте ұстаған жөн !!!

10. Пернетақта модулі– стандартты сандық пернетақтаабоненттік нөмірді теру, SMS хабарламаларын жіберу + телефон бағдарламалық құралымен анықталған функцияларды орындайтын қосымша түймелер жиынтығы, мысалы, дыбыс деңгейін реттеу, бағдарламаларды іске қосу, камера, дауыс жазу құрылғысы және т.б. Пернетақта модулінің қалыпты жұмыс істеуі үшін пайдаланушының негізгі міндеті - пернетақтаны таза ұстау және ылғалдың, кірдің және басқа заттардың кіруіне жол бермеу. AT әйтпесетүймелерді үлкен күшпен басу керек немесе телефон басуға мүлдем жауап бермейді. Пернетақта модулінің жұмысын кірден тазалау арқылы қалпына келтіруге болады. Егер контактілер мен оларды байланыстыратын өткізгіштер ылғалға немесе басқа сұйықтықтарға ұшырап, зақымдалған болса, онда мұндай пернетақта модулін жаңасымен ауыстыру керек.

11. СКД дисплей- телефонның нақты дисплейі (экраны). Мақсат барлығына түсінікті, сондықтан мен бұған тереңірек тоқталмаймын. Негізгі сипаттамалар келесідей параметрлер болып табылады:

Ажыратымдылық, яғни қайта шығарылған пикселдер (нүктелер) саны. Бұл параметр неғұрлым жоғары болса, сурет соғұрлым анық және жақсы болады. Азды-көпті заманауи телефондар экранның осындай ажыратымдылығымен сипатталады: 220X176 пиксель, 320X240. Үлкен телефондар үшін сенсорлық экрандар: 400X240, 640X360, 800X400.

Қайта шығарылатын (көрсетілетін) түстердің саны. Дәл солай, неғұрлым көп болса, соғұрлым жақсы. Түсті дисплейлері бар ескі телефондарда бұл мән негізінен 4096 түсті құрайды. Жақсартумен бұл параметр 65 мыңға дейін өсті, кейін 262 мыңға жетті.Қазір барлық заманауи қымбат телефондар 16 миллион түс тереңдігі бар дисплейлермен жабдықталған.

Дұрыс пайдаланған кезде дисплей техникалық қызмет көрсетуді қажет етпейді. Кейбір жағдайларда телефон шаңды ортада пайдаланылғанда немесе біраз уақыттан кейін корпуста көп шаң мен қоқыстар жиналып қалса, дисплейді микроталшықпен (жақсы тазартатын және қалдыратын арнайы тазалағыш шүберекпен) ұқыптылықпен сүрту керек. таңбалар мен жолақтар жоқ Оны сауда нүктелерінен сатып алуға болады. Көзілдіріктің кейбір түрлері осындай тазартқыш микроталшықпен жабдықталған.) Телефонды пайдаланған кезде дисплейге физикалық әсер етуге (соққы, қысу, қатты майысу) жол бермеңіз, сондай-ақ ашық қалдырмаңыз. ол тікелей күн сәулесіне және жоғары температураға. Бұл оның сәтсіздікке ұшырауына әкеледі.

12. Трансивер- қабылдау және беру үшін қолданылады ұялы GSM сигналы. Құрамында көп функционалдық элементтер(қабылдағыш пен таратқыштың кернеуімен басқарылатын осцилляторлар, жолақты сүзгілер, ажырату конденсаторлары, индуктивтіліктер және т.б.). Оны процессор және 26 МГц кварц резонаторы басқарады.

Трансивер дұрыс жұмыс істемесе, телефон ұялы желіде тіркеле алмайды және дисплейде GSM сигнал күшінің көрсеткіші болмайды.

13. Қуат күшейткіші– трансивер арқылы жасалған сигналды антеннаның ауада сәулеленуі үшін қажетті қуат деңгейіне дейін күшейтуге арналған.

Қуат күшейткіші дұрыс жұмыс істемесе, телефон ұялы желі сигналын алады, бірақ оған тіркеле алмайды, өйткені ол GSM сигналын жібере алмайды.

14. Антенна қосқышы (қосқыш)– GSM модулінің қабылдау және беру жолдарын телефон антеннасына қосуға (қосуға) арналған. Бұл телефонның қабылдау және беру үшін бір жалпы антеннасының болуын қамтамасыз етеді, сондай-ақ қабылдау жолындағы қуат күшейткішінің әсерін болдырмайды.

Ұялы телефондардың байланысы немесе оларды ұялы телефондар деп те атайды, кәдімгі телефон жүйесіндегідей сымдардың көмегімен емес, радиотолқындар арқылы жүзеге асырылады. Ұялы телефонға қоңырау шалу үшін әдеттегідей нөмірді теру керек. Осылайша, радиохабар ұялы телефон компаниясы басқаратын базалық станцияға келеді.

Берілген радиустағы немесе аймақтағы барлық қоңырауларды өңдейтін станцияда контроллер құрылғысы бос радиоарнаға қоңырауды анықтайды. Сонымен қатар, ол ұялы байланыстың автоматты телефон станциясына сигнал жібереді. Телефон арқылы берілетін арнайы кодтарды оқу арқылы,

АТС бірінші станция аймағындағы вагонның қозғалысын бақылайды. Егер қоңырау кезінде құрылғы аймақты айналып өтіп, келесіге кірсе, қоңырау автоматты түрде сол аймақта жұмыс істейтін базалық станцияға ауысады. Ұялы телефонға қоңырау шалған кезде қоңырау шалушы ұялы телефонның орналасқан жерін анықтайтын ұялы телефон станциясына қосылады, контурдан бос радиоарнаны сұрайды және базалық станция арқылы байланысады. қалаған сан. Сол кезде ұялы телефон шырылдайды. Жүргізуші телефонды көтергенде, схема аяқталды.

Базалық станцияның жұмысы

Әрбір базалық станция үш-алты миль радиуста шығарылатын сигналдарды қабылдайды. Шуды болдырмау үшін шекаралары сәйкес келетін базалық станциялар әртүрлі жиілік арналарында жұмыс істеуі керек. Бірақ бір қаланың өзінде бір-бірінен өте алыс орналасқан станциялар бір арнада оңай жұмыс істей алады.

Үйлерге де, кеңселерге де қызмет көрсететін жергілікті телефон жүйесі жердің үстінде және астында жүретін және автоматты айырбастауға қосылған сымдарға негізделген.

Орналасқан жері және арнасы

Автоматты телефон станциясыконтурлық контроллер қоңырауды байланыс арнасына бағыттаған кезде қозғалатын көлік құралының орнын анықтайды.

Қоңырау шалу аймағы

Көлік ең алыс базалық станция аймағынан шыққанда, жүргізуші ұялы байланысты пайдалана алмайды. Егер қоңырау аймақтың шетіне бара жатқанда жасалса, сигнал әлсірейді және ақырында мүлдем жоғалады.

Станциядан станцияға бара жатқан жолда

Барлық жерде ұялы қоңырауҰялы байланысқа арналған автоматты телефон станциясы қозғалыстағы автомобильдің орнын одан шығатын радиосигналдардың күші бойынша бекітеді. Сигнал тым әлсіз болған кезде, АТС базалық станцияны ескертеді, ол өз кезегінде көрші станцияға қызмет көрсету үшін қоңырауды жібереді.

Теориялық бөлімде біз ұялы байланыстың құрылу тарихына, оның негізін салушыларға, стандарттар хронологиясына және т.б. Кімге бұл қызықты - баспа басылымдарында да, Интернетте де көптеген материалдар бар.

Ұялы (ұялы) телефонның не екенін қарастырыңыз.

Суретте жұмыс принципі өте жеңілдетілген түрде көрсетілген:

1-сурет Ұялы телефонның жұмыс істеу принципі

GSM жүйесі 3 негізгі компоненттен тұрады, мысалы:

Базалық станцияның ішкі жүйесі (BSS - Base Station Subsystem);

Коммутация/коммутация ішкі жүйесі (NSS – NetworkSwitchingSubsystem);

Пайдалану және техникалық қызмет көрсету орталығы (OMC)

Бір сөзбен айтқанда, ол келесідей жұмыс істейді:

Телефон қосылғаннан кейін және қалған уақытта оның базалық станциясынан GSM сигналының бар-жоғын бақылайды (тыңдайды, сканерлейді). Телефон өз желісінің сигналын арнайы идентификатор арқылы анықтайды. Егер бар болса (телефон желіні қамту аймағында болса), телефон сигнал күші бойынша ең жақсы жиілікті таңдайды және осы жиілікте желіде тіркелу үшін БС-ке сұрау жібереді.

Тіркеу процесі негізінен аутентификация (авторизация) процесі болып табылады. Оның мәні телефонға салынған әрбір SIM картасының IMSI (халықаралық ұялы байланыс абонентінің сәйкестігі) және Ki (сәйкестендіру кілті) бірегей идентификаторлары бар екендігінде. Дәл осы IMSI және Ki деректері Байланыс операторы өндірілген SIM карталарын алғаннан кейін Аутентификация орталығының (AuC) дерекқорына енгізіледі. Желіде телефонды тіркеген кезде идентификаторлар BS, атап айтқанда AuC арқылы беріледі. Содан кейін AuC (Сәйкестендіру орталығы) телефонға кездейсоқ санды жібереді, ол арнайы алгоритм арқылы есептеулерді орындау үшін кілт болып табылады. Бұл есептеу ұялы телефонда және AuC-де бір уақытта орын алады, содан кейін екі нәтиже де салыстырылады. Егер олар сәйкес келсе, SIM картасы түпнұсқа болып танылады және телефон желіде тіркелген.

Телефон үшін желідегі идентификатор оның бірегей IMEI (International Mobile Equipment Identity) нөмірі болып табылады. Бұл сан әдетте ондық санау жүйесінде 15 цифрдан тұрады. Мысалы, 35366300/758647/0. Алғашқы сегіз цифр телефонның моделін және оның шыққан жерін сипаттайды. Қалғандары телефонның сериялық нөмірі мен басқару нөмірі.

Бұл нөмір телефонның тұрақты жадында сақталады. Ескі үлгілерде бұл нөмірді арнайы бағдарламалық жасақтаманы (бағдарламалық жасақтаманы) және сәйкес бағдарламашыны (кейде деректер кабелі) пайдаланып өзгертуге болады, ал қазіргі телефондарда ол қайталанады. Нөмірдің бір данасы бағдарламалауға болатын жад аймағында сақталады, ал көшірме OTP (One Time Programming) жады аймағында сақталады, оны өндіруші бір рет бағдарламалайды және қайта бағдарламалау мүмкін емес.

Сонымен, бірінші жад аймағындағы нөмірді өзгертсеңіз де, телефон қосылған кезде екі жад аймағының деректерін салыстырады, ал егер әртүрлі IMEI нөмірлері табылса, телефон блокталады. Мұның бәрін неге өзгерту керек, сіз сұрайсыз ба? Негізінде, көптеген елдердің заңдары бұған тыйым салады. IMEI нөмірі бойынша телефон желіде бақыланады. Тиісінше, телефон ұрланса, оны қадағалап, тартып алуға болады. Ал егер бұл нөмірді кез келген басқа (жұмыс істейтін) нөмірге ауыстыруға уақытыңыз болса, онда телефонды табу мүмкіндігі нөлге дейін төмендейді. Бұл мәселелермен желілік оператордың тиісті көмегі арқылы арнайы қызметтер айналысады және т.б. Сондықтан мен бұл тақырыпты тереңдете бермеймін. Бізді IMEI нөмірін өзгертудің таза техникалық сәті қызықтырады.

Өйткені, абоненттің дауысы эфирге шықпас бұрын көптеген өзгерістерге ұшырайды. Аналогтық сигнал ұзақтығы 20 мс болатын сегменттерге бөлінеді, содан кейін ол сандық түрге ауыстырылады, содан кейін ол шифрлау алгоритмдері деп аталатын кодпен кодталады. ашық кілт - EFR жүйесі (Enhanced Full Rate - финдік Nokia компаниясы әзірлеген жетілдірілген сөйлеуді кодтау жүйесі).

Алынған абонентте барлық түрлендірулер кері тәртіпте жүреді.

Ұялы байланыстың жұмыс істеу принципі

Ұялы телефонияның негізгі принциптері өте қарапайым. Бастапқыда FCC 1980 жылғы қайта қаралған халық санағы деректеріне сүйене отырып, ұялы радиожүйелер үшін географиялық қамту аймақтарын белгіледі.Ұялы байланыстың идеясы: әр аймақ суретте көрсетілгендей, біріктірілген кезде бал ұясына ұқсас құрылымды құрайтын алтыбұрышты ұяшықтарға бөлінеді. 6.1, а. Алтыбұрышты пішін таңдалды, себебі ол әрқашан іргелес шеңберлер арасында пайда болатын бос орындарды жою кезінде дөңгелек сәулелену үлгісін шамамен сәйкестендіру арқылы ең тиімді беруді қамтамасыз етеді.

Ұяшықтың физикалық өлшемі, популяциясы және трафик үлгісі арқылы анықталады. FCC жүйедегі ұяшықтардың санын және олардың өлшемін реттемейді, бұл операторларға күтілетін трафик үлгісіне сәйкес осы параметрлерді орнатуды қалдырады. Әрбір географиялық аймаққа ұялы дыбыс арналарының бекітілген саны бөлінген. Ұяшықтың физикалық өлшемдері абоненттің тығыздығына және қоңырау құрылымына байланысты. Мысалы, үлкен ұяшықтардың (макроұяшықтар) әдетте радиусы 1,6-дан 24 км-ге дейін, базалық станция таратқышының қуаты 1 Вт-тан 6 Вт-қа дейін. Ең кішкентай ұяшықтар (микро ұяшықтар) әдетте 460 м немесе одан аз радиусқа ие, базалық станция таратқышының қуаты 0,1 Вт-тан 1 Вт-қа дейін. 6.1b-суретте екі ұяшық өлшемі бар ұяшық конфигурациясы көрсетілген.

6.1-сурет. – Жасушалардың ұяшық құрылымы а) екі өлшемді ұяшықтары бар ұяшық құрылымы б) ұяшықтардың классификациясы б)

Микроклеткалар көбінесе популяция тығыздығы жоғары аймақтарда қолданылады. Қысқа диапазонға байланысты микроклеткалар шағылысу және сигналдың кешігуі сияқты беріліс деградациясының әсерлеріне азырақ сезімтал.

Макроұяшық микро ұяшықтар тобымен қабаттасуы мүмкін, микро ұяшықтар баяу қозғалатын мобильді құрылғыларға және макроұяшық жылдам қозғалатын құрылғыларға қызмет етеді. Мобильді құрылғы өзінің қозғалыс жылдамдығын жылдам немесе баяу деп анықтай алады. Бұл бір ұяшықтан екінші ұяшыққа өту санын азайтуға және орын деректерін түзетуге мүмкіндік береді.

Бір ұяшықтан екінші ұяшыққа өту алгоритмін мобильді құрылғы мен микроэлементтің базалық станциясы арасындағы шағын қашықтықта өзгертуге болады.

Кейде ұяшықтағы радиосигналдар сенімді ішкі байланысты қамтамасыз ету үшін тым әлсіз. Бұл әсіресе жақсы қорғалған аумақтар мен аймақтарға қатысты жоғары деңгейкедергі. Мұндай жағдайларда өте кішкентай жасушалар - пико жасушалары қолданылады. Жабық пико ұяшықтары белгілі бір аймақтағы әдеттегі ұяшықтармен бірдей жиіліктерді пайдалана алады, әсіресе жер асты туннельдері сияқты қолайлы орталарда.

Алтыбұрышты ұяшықтарды пайдаланатын жүйелерді жоспарлау кезінде базалық станцияның таратқыштарын ұяшықтың ортасына, ұяшықтың шетіне немесе ұяшықтың жоғарғы жағына орналастыруға болады (сәйкесінше 6.2 a, b, c-сурет). Ортасында таратқышы бар ұяшықтарда әдетте көп бағытты антенналар, ал таратқыштары шетінде немесе жоғарғы жағында орналасқан ұяшықтарда секторлық бағытталған антенналар қолданылады.

Көп бағытты антенналар сигналдарды барлық бағытта бірдей таратады және қабылдайды.

6.2-сурет – Таратқыштарды ұяшықтарға орналастыру: а ортасында); шетінде b); жоғарғы жағында в)

Ұялы байланыс жүйесінде қала орталығынан жоғары орналасқан бір қуатты стационарлық базалық станцияны жерге жақын орналасқан учаскелерде қамту аймағында орнатылған көптеген бірдей төмен қуатты станциялармен ауыстыруға болады.

Бір радио тобын пайдаланатын ұяшықтар дұрыс бөлінген болса, кедергілерді болдырмайды. Бұл жағдайда жиілікті қайта пайдалану байқалады. Жиіліктерді қайта пайдалану – бұл ұяшықтар айтарлықтай арақашықтықпен бөлінген жағдайда, бір жиіліктер тобын (арналарды) бірнеше ұяшықтарға бөлу. Жиілікті қайта пайдалану әрбір ұяшықтың қамту аймағын азайту арқылы жеңілдетіледі. Әрбір ұяшықтың базалық станциясына көрші ұяшықтардың жиіліктерінен ерекшеленетін жұмыс жиіліктерінің тобы бөлінеді, ал базалық станцияның антенналары оның ұяшығы ішінде қажетті қамту аймағын қамтитындай етіп таңдалады. Қызмет көрсету аймағы бір ұяшықтың шекарасымен шектелгендіктен, мұндай екі ұяшық бір-бірінен жеткілікті қашықтықта болған жағдайда әртүрлі ұяшықтар бір жұмыс жиілігі тобын өзара кедергісіз пайдалана алады.

Бірнеше жасуша топтары бар ұялы жүйенің географиялық қызмет көрсету аймағы бөлінеді кластерлер (6.3-сурет). Әрбір кластер толық дуплексті байланыс арналарының бірдей санына бөлінген жеті ұяшықтан тұрады. Әріптері бірдей ұяшықтар жұмыс жиіліктерінің бірдей тобын пайдаланады. Суреттен көріп отырғанымыздай, барлық үш кластерде бірдей жиілік топтары қолданылады, бұл қол жетімді ұялы байланыс арналарының санын үш есеге арттыруға мүмкіндік береді. Хаттар А, Б, C, D, Е, Фжәне Гжиіліктің жеті тобын білдіреді.

6.3-сурет – Ұялы байланыста жиілікті қайта пайдалану принципі

Кейбір аймақта қолжетімді толық дуплексті арналардың белгіленген саны бар жүйені қарастырыңыз. Әрбір қызмет көрсету аймағы кластерлерге бөлінеді және олардың арасында бөлінген арналар тобын алады Нкластердің жасушалары, қайталанбайтын комбинацияларға топтастырылады. Барлық ұяшықтарда арналардың саны бірдей, бірақ олар бір өлшемді аймақтарға қызмет ете алады.

Осылайша, кластерде қол жетімді ұялы байланыс арналарының жалпы санын мына өрнекпен көрсетуге болады:

F=GN (6.1)

қайда Ф– кластерде қол жетімді толық дуплексті ұялы байланыс арналарының саны;

Г– ұяшықтағы арналар саны;

Нкластердегі ұяшықтардың саны.

Кластер берілген қызмет көрсету аймағында «көшірілген» болса месе болса, толық дуплексті арналардың жалпы саны:

C=mGN=mF (6.2)

қайда бірге– берілген аймақтағы арналардың жалпы саны;

мберілген аймақтағы кластерлердің саны.

(6.1) және (6.2) өрнектерден ұялы телефон жүйесіндегі арналардың жалпы саны берілген қызмет көрсету аймағындағы кластерлік «қайталанулар» санына тура пропорционал екенін көруге болады. Ұяшық өлшемі өзгеріссіз қалған кезде кластер өлшемі азайса, берілген қызмет көрсету аймағын қамту үшін көбірек кластерлер қажет болады және жүйедегі арналардың жалпы саны артады.

Шағын қызмет көрсету аймағының (мысалы, қала ішінде) көрші ұяшықтарында болмаған кезде бір мезгілде жиіліктердің (арналардың) бір тобын пайдалана алатын абоненттер саны осы аймақтағы ұяшықтардың жалпы санына байланысты. Әдетте мұндай абоненттердің саны төрт, бірақ халқы тығыз аймақтарда ол әлдеқайда көп болуы мүмкін. Бұл нөмір деп аталады жиілікті қайта пайдалану коэффициенті немесе FRF – жиілікті қайта пайдалану коэффициенті. Математикалық түрде оны келесідей көрсетуге болады:

(6.3)

қайда Н– қызмет көрсету аймағындағы толық дуплексті арналардың жалпы саны;

бірге– ұяшықтағы толық дуплексті арналардың жалпы саны.

Ұялы трафиктің болжамды ұлғаюымен қызмет көрсетуге деген сұраныстың артуы ұяшық өлшемін азайту, оны әрқайсысында өзінің базалық станциясы бар бірнеше ұяшықтарға бөлу арқылы қанағаттандырылады. Ұяшықтарды тиімді бөлу жүйеге ұяшықтар тым кішкентай болмаса, көбірек қоңырауларды өңдеуге мүмкіндік береді. Егер ұяшық диаметрі 460 м-ден аз болса, онда көрші ұяшықтардың базалық станциялары бір-біріне әсер етеді. Жиілікті қайта пайдалану мен кластер өлшемі арасындағы қатынас қалай өзгертуге болатынын анықтайды масштаб абоненттік тығыздықтың жоғарылауы жағдайында ұялы жүйе. Кластердегі ұяшықтар неғұрлым аз болса, арналар арасындағы айқасу ықтималдығы соғұрлым жоғары болады.

Ұяшықтар алтыбұрышты болғандықтан, әрбір ұяшықта әрқашан бірдей қашықтықтағы алты көрші ұяшық болады және кез келген ұяшықтың ортасын көрші ұяшықтардың орталықтарымен қосатын сызықтар арасындағы бұрыштар 60°-қа еселік болады. Сондықтан ықтимал кластер өлшемдері мен ұяшық орналасуларының саны шектеулі. Ұяшықтарды бір-бірімен саңылаусыз қосу үшін (мозаикалық жолмен) алтыбұрыштың геометриялық өлшемдері кластердегі ұяшықтардың саны шартты қанағаттандыратындай болуы керек:

(6.4)

қайда Н– кластердегі ұяшықтар саны; менжәне jтеріс емес бүтін сандар.

Ең жақын ортақ арна ұяшықтарына (бірінші деңгейлі ұяшықтар деп аталатын) жолды табу келесідей орындалады:

Ары қарай жылжу менжасушалар (көршілес жасушалардың орталықтары арқылы):

Ары қарай жылжу jжасушалар алға қарай (көршілес жасушалардың орталықтары арқылы).

Мысалы, кластердегі ұяшықтардың саны және келесі мәндер үшін бірінші деңгейдегі ұяшықтардың орналасуы: j = 2. i = 3 6.4 өрнектен анықталады (6.4-сурет) N = 3 2 + 3 2 + 2 2 = 19.

6.5-сурет ұяшықпен бірдей арналарды пайдаланатын ең жақын алты ұяшықты көрсетеді БІРАҚ.

Бір ұяшықтан екінші ұяшыққа беру процесі, яғни. мобильді құрылғы 1 базалық станциядан 2 базалық станцияға ауысқанда (6.6-сурет) төрт негізгі кезеңді қамтиды:

1) инициация – мобильді құрылғы немесе желі тапсыру қажеттілігін анықтайды және қажетті желілік процедураларды бастайды;

2) ресурстарды резервтеу – тиісті желілік процедуралардың көмегімен тапсыруға қажетті желі ресурстары (дауыс арнасы және басқару арнасы) резервтеледі;

3) орындау – басқаруды бір базалық станциядан екіншісіне тікелей беру;

4) аяқталу – артық желі ресурстарышығарылды, басқа мобильді құрылғыларға қолжетімді болады.