Стільникова зв'язок

1 Загальні принципы.

1.1 Історія розвитку стільникового связи.

1.2 Системи рухомий радіозв'язку в России.

1.2.1 Розвиток систем стільникового радиосвязи.

1.2.2 Системи персонального радиовызова.

1.2.3 Розвиток систем персональної супутникового связи.

1.3 Принципи функціонування систем стільникового связи.

1.3.1 Класифікація систем мобільного связи.

1.3.2 Розподіл обслуживаемой території на соты.

1.3.3 Повторне використання частот.

2 Система стандарту GSM.

2.1 Загальні характеристики.

3 Функціональні можливості телефонов.

3.1 Технологія доступу WAP.

3.2 Служба коротких повідомлень SMS.

3.3 Сучасні дисплеї стільникових телефонов.

4 Служба безопасности.

4.1 Захист і безпека информации.

5 Оплата послуг. Тарифи плани «Де дешевле?».

6 Аксесуари для стільникових телефонов.

6.1 Системи hands free.

6.2 Джерела питания.

6.3 Виносні антенны.

Приложение.

Використовувана литература.

1 Загальні принципи стільникового связи.

1.1 Історія розвитку стільникового связи.

Перша система радіотелефонного зв’язку, предлагавшая послуги всім бажаючим, початку функціонувати у 1946 року у р. Сент-Луїс (США). Радіотелефони, застосовували в цій системі, використовували звичайні фіксовані канали. Якщо канал зв’язку переймався, то абонент вручну переключався в іншийвільний. Апаратура була громіздкої та незручною в использовании.

З розвитком техніки системи радіотелефонного зв’язку вдосконалювалися: зменшувалися габарити пристроїв, освоювалися нові частотні діапазони, поліпшувалося базове і комутаційне устаткування, зокрема, з’явилася функція автоматичного вибору вільного каналу — транкінг (trunking). Але у величезної потреби у послугах радіотелефонного зв’язку виникало і проблеми. Головна їх — обмеженість частотного ресурсу: кількість фіксованих частот у певному частотному діапазоні неспроможна збільшуватися нескінченно, тому радіотелефони з близькими за частотою робітниками каналами створюють взаємні перешкоди. Учені й інженери різних країн намагалися розв’язати проблему. І ось середині 40-х років дослідницький центр Bell Laboratories американської компанії AT&T запропонував ідею розбивки всієї обслуживаемой території на невеликі ділянки, котрі почали називатися стільниками (від анг, cell — осередок, стільника). Кожен стільник мала обслуговуватися передавачем з обмеженою радіусом дії і фіксованою частотою. Це б без взаємних перешкод використати той саму частоту повторно на другий соте.

Але знову пройшло тридцять років, як такий принцип організації зв’язку реалізували на апаратній рівні. Причому всі роки розробка систем стільникового зв’язку велася у різних країн світу за у тому ж направлениям.

Аналоговими ці системи називаються оскільки у них використовується аналоговий спосіб передачі з допомогою звичайній частотною (ЧМ) чи фазової (ФМ) модуляції, як і у звичних радіостанціях. Такий спосіб має дві серйозних нестачі: є можливість прослуховування розмов іншими абонентами, відсутні ефективні методи боротьби з завмираннями сигналів під впливом навколишнього ландшафту і будівель чи внаслідок пересування абонентов.

Використання різних стандартів стільникового зв’язку й велика переобтяженість виділених частотних діапазонів стали перешкоджати її широкому застосуванню. Адже інколи за одним й тому телефону через взаємних перешкод було неможливо розмовляти навіть абоненти, перебувають у двох сусідніх країнах (особливо у Европе).

Збільшити кількість абонентів можна була лише двома шляхами: розширивши частотний діапазон (як це було зроблено на Великобританії — ETACS) чи перейшовши до раціональному частотного планування, що дозволяє набагато частіше використовувати одні й самі частоты.

Використання технологій і наукових відкриттів у зв’язку і методи обробки сигналів дозволило до кінця 1980;х років підійти до нового етапу розвитку систем стільникового зв’язку — створенню систем другого покоління, заснованих на виключно цифрових методах обробки сигналів. З метою розробки єдиного європейського стандарту цифровий стільникового зв’язку для виділеного у тих цілях діапазону 900 МГц в 1982 р. Європейська конференція адміністрацій почт і електрозв’язку (СЕРТ) — організація, що об'єднує адміністрації зв’язку 26-ти країн, — створила спеціальну групу Groupe Special Mobile. Абревіатура GSM і подала назва новому стандарту (пізніше, у зв’язку з значним поширенням цього стандарту в усьому світі, GSM стали розшифровувати як Global System for Mobile Communications). Результатом роботи цієї групи стали опубліковані 1990 року вимоги до системи стільникового зв’язку стандарту GSM, у якому використовуються найсучасніші розробки провідних науково-технічних центрів. До них, зокрема, ставляться: тимчасове поділ каналів, шифрування повідомлень і захист даних абонента, використання блокового і сверточного кодування, нового вигляду модуляції — OMSK (Gaussian Minimum Shift Keying).

У 1989 р., протягом року до появи технічного обгрунтування GSM, британський Департамент торгівлі, і промисловості DTI (Department of Trade and Industry) опублікував концепцію «Рухливі телефони», котра вже після внесення доповнень і соціальних змін отримав назву «Мережі персональної зв’язку» — PCN (Personal Communication Networks). Метою реалізації концепції було визнано створення конкуренції між основними учасниками ринку рухомий радіозв'язку, аби піти до 2000 року їх абонентами стало близько 15% населення страны.

Не відставала Європи — й Америка, проголосила свою концепцію «Послуги персональної зв’язку» — PCS (Personal Communication Services). Її метою був 50%-ный охоплення населення до 2000 р. Задля реалізації цю концепцію Федеральна комісія зв’язку США виділила три частотних ділянки буде в діапазоні 1,9—2,0 ГГц (широкосмугові PCS) і одна дільниця буде в діапазоні 900 МГц (вузькосмугові PCS).

У 1990 р. американська Промислова асоціація у зв’язку TIA (Telecommunications Industry Association) затвердила національний стандарт IS-54 цифровий стільникового зв’язку. Цей стандарт став більше відомий під абревіатурою D-AMPS чи ADC. На відміну від країн Європи, США були виділено нові частотні діапазони, тому система мала працювати у смузі частот, спільної з аналоговим стандартом AMPS. Водночас американської компанії Qimlcomm початку активну розробку нового стандарту стільникового зв’язку, заснованого на технології шумоподобных сигналів і кодовому поділі каналів, — CDMA (Code Division Multiple Access).

У 1991 р. у Європі з’явився стандарт DCS-1800 (Digital Cellular System 1800 МГц), створений з урахуванням стандарту GSM. Великобританія відразу ж потрапити ухвалила як підстави розробки згадуваній вище концепції PCN, що було початком переможної ходи цього стандарту по континентах земного шара.

У розвитку стільникового зв’язку від Європи та США — не відставала Японія. У цій країні розробив свій стандарт стільникового зв’язку JDC (Japanese Digital Cellular), близький своїми показниками до американського стандарту D-AMPS. Стандарт JDC затвердили 1991 р. Міністерством почт та зв’язку Японии.

У 1992 р. у Німеччині вступив у комерційної експлуатації перша система стільникового зв’язку стандарту GSM.

У 1993 р. США після низки успішних випробувань Промислова асоціація у зв’язку TIA прийняла стандарт CDMA як внутрішній стандарт цифровий стільникового зв’язку, назвавши його IS-95. У вересні 1995 р. у Гонконзі розпочато комерційна експлуатація першої мережі стандарту IS-95.

У 1993 р. у Великій Британії вступив у експлуатацію перша мережу DCS-1800 Опе-2-Опе, що налічує вже зібрано понад 500 тис. абонентов.

Що таке стільниковий зв’язок, Росія дізналася тільки заході перебудови. У Санкт-Петербурзі, та був та у Москві з’явилися системи стандарту NMT-450J (модифікована версія стандарту NMT-450). А прийняття у 1994 р. концепції розвитку мереж сухопутної рухомого зв’язку стала потужним каталізатором її подальшого розвитку стільникового зв’язку у національному масштабі. І зі впровадженням стандартів NMT і AM P. S Україна відстала років до 10, то проголошення стандарту GSM як один з цих двох федеральних стандартів (NMT і GSM) скоротило цей розрив приблизно близько трьох лет.

Чітка орієнтація на прогресивні світові технології дає можливість Росії не відставати від країнах світу у розвитку сучасних систем рухомий радіозв'язку. Не відстає Росія та у сфері впровадження прогресивного стандарту CDMA. Умови розвитку мереж CDMA у Росії визначено наказом Міністерства зв’язку РФ № 18 від 24 лютого 1996 р., де зазначено, що мережі CDMA орієнтовані надання послуг стаціонарним абонентам. Але допускається можливість їх застосування зі стільника в стільник, тобто забезпечується обмежена рухливість абонентів. Першу мережу стандарту CDMA початку функціонувати у Челябінську, планується впровадження мереж CDMA у Москві Санкт-Петербурге.

Подальший розвиток стільникового рухомого зв’язку ввозяться рамках створення проектів систем третього покоління, які відрізнятися уніфікованої системою радіодоступу, об'єднуючою існуючі стільникові і «бесшнуровые» системи з інформаційними службами XXI в. Вони нібито будуть мати архітектуру єдиної сіті й надавати зв’язок абонентам у різних умовах, включаючи рухомий транспорт, житлові приміщення, офіси тощо. буд. У Європі така концепція, названа UMTS (універсальна система рухомого зв’язку), передбачає об'єднання функціональних можливостей існуючих цифрових систем зв’язку на єдину систему третього покоління FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunications System), котра має стати результатом інтеграції систем бездротового доступу і наземної стільникового зв’язки й з наданням абонентам стандартизованих послуг рухомого зв’язку. А роботи з створенню міжнародної системи рухомого зв’язку загального користування FPLMTS ведуться Міжнародною спілкою електрозв’язку. Для неї було визначено діапазон частот 1 —3 ГГц, у якому виділено смуги шириною 60 МГц, для стаціонарних станцій та 170 МГц — для рухливих станцій. Проте невдовзі зрозуміли, що, попри широкомасштабне впровадження систем наземної зв’язку й застосування роумінгу, більшість наших території земної кулі, включаючи світові океани, виявляється недосяжній для FPLMTS. Вочевидь, що глобальний охоплення можлива лише з допомогою супутників зв’язку, отже, розробки єдиного стандарту, забезпечує глобальну зв’язок, не обійтися без супутникових технологій. Тому вимоги до єдину систему мобільного зв’язку сформульовані рамках нової програми IMT-2000 (International Mobile Telecommunications).

У кодексі назві вже відсутня термін «Land» (сухопутні), але є цифра 2000, яка визначає й імовірний термін прийняття стандарту, і значення частоти (2000 МГц), у сфері якої заплановано виділити частотні ресурси для наземних і супутникових систем зв’язку. Структура радиоинтерфейсов для IMT-2000 представлена на рис. 2.2.

Принципова новизна технології 3-го покоління від попереднього — можливість забезпечити всього спектра сучасних послуг (передачу промови, роботу у режимі комутації каналів і комутації пакетів, взаємодію Космосу з додатками Internet, симметричную і асиметричну передачу інформації з великим якістю зв’язку) й те водночас гарантувати сумісність з системами.

Послуги, які мають системи 3-го покоління, заведено поділяти на дві группы:

— Не мультимедійні (узкополосная передача промови, низкоскоростная передача даних, трафік мереж з коммутацией).

— Мультимедійні (асиметричні і интерактивные).

Новим якістю цих систем є й те, що вказують компаниям-операторам самостійно розробляти докладання, функції і житлово-комунальні послуги, орієнтуючись на вимоги конкретного регіону та коригувати зростання попиту певні услуги.

Вивчення тенденцій розвитку мультимедійної рухомого зв’язку дозволяє прогнозувати значне збільшити кількість її достойників. За даними прогнозів, з 200 млн. абонентів у Європі частка споживачів послуг систем зв’язку 3-го покоління 2005 року становитиме 16%. Що ж до обсягу мультимедійного трафіку, то уже 2005 р. вона перевищуватиме 60%, за умови що буде зростатимуть набагато повільніше, ніж трафик.

Останні досягнення у галузі видеоконференц-связи дозволяють стверджувати, що її стала вельми поширеною в системах 3-го покоління. Донедавна цей вид послуг відзначився переважно для мереж ISDN, які забезпечують швидкість передачі 144 Кбіт/с (BRI) чи до 384 Кбіт/с (з допомогою трьох базових каналів BRI).

Стрімке зростання популярності Internet і бурхливий розвиток мобільного зв’язку дозволяють казати про перспективі злиття цих двох технологій. Сьогодні попит на видеоконферец-связь починає зростати. Попри ряд проблем, що з реалізацією високошвидкісного доступу до Internet з мобільного термінала, можна припустити, що з часом дана послуга буде з основных.

Аналіз тенденцій розподілу трафіку у регіонах, пройдений Міжнародною спілкою електрозв’язку (МСЕ), показує, що найбільше зростання обсягу послуг супутникових систем 3-го покоління повинна відбутися на Північної та Південної Америці, Японії Азии.

Що ж до Європи, то тут збільшення обсягу послуг супутниковому зв’язку невелика через досягнення хорошого покриття наземними мережами стільникового зв’язку, у яких «обплутали» практично всю Европу.

Послуги систем 3-го покоління містять у собі сервіс, наданий технологією віртуальної домашньої середовища VHE (Virtual Home Environment), стрижневу ідею якого у перенесення індивідуального набору пропонованих послуг через кордону мереж з однієї мережного термінала в інший. Нещодавно які ці послуги могли забезпечити лише технології фіксованого зв’язку. Користувач систем 3-го покоління отримує ті ж можливості, інтерфейс і житлово-комунальні послуги незалежно від цього, який мережею зажив в момент. Завдяки IMT-2000 стане можливою передача видеоизображений і мультимедійних даних як реального часу, що дозволить створити ефект присутності у абонента, знаходиться в значній відстані від місця событий.

Прогнози показують, що визначальною тенденцією розпочатого процесу конвергенції послуг фіксованою і мобільного зв’язку стане злиття мобільного зв’язки з іншими технологіями. Стільникові телефони з «електронним компасом» визначення місцеположення (GPS) невдовзі стануть незамінними помічниками автомобілістів і мандрівників. Але найбільших успіхів можна очікувати у сфері електронну комерцію. Буде значно розширено обсяг банківських послуг CSFB, одержуваних безпосередньо з допомогою мобільного телефону. До числа ввійдуть платні інформаційно-довідкові послуги, різні види електронних платежів (оплата авіаквитків, паркувань) і банківських операцій із портативних чи мобільних стільникових телефонів, що перетворить їх фактично на «кишенькові банкоматы».

З 10-річного циклу зміни поколінь зв’язку, аналітики вважають, що почнеться впровадження систем IMT-2000 розпочнеться з 2002 р. І якщо систем 2-го покоління споживач чекав лише забезпечення масового доступу до послуг мовної зв’язку й низкоскоростной передачі, то вимоги до новітнього устаткуванню — зовсім інші. Головними їх, на думку МСЕ, є універсальність пристроїв, виділені на наземних і супутникових систем (забезпечується «єдиний» доступу до них не більше земної кулі), можливість конвергенції сервісів різних систем та мереж, і навіть надання послуг мультимедіа у межах глобальної інформаційної інфраструктури. Невеликі абонентські термінали 3-го покоління повинні як підтримувати високу якість передачі промови, а й уміти працювати з асиметричними потоками даних в лініях «вгору» і «вниз». Принципово новим кроком у розвитку систем стільникового рухомого зв’язку стали схвалені Міжнародної організацією стандартів (ISO) концепція інтелектуальних мереж зв’язку й моделі відкритих систем (OSI). Концепція побудови інтелектуальної мережі використовується сьогодні до створення всіх перспективних цифрових стільникових мереж з мікроі макросотами. Вона передбачає об'єднання систем стільникового рухомого зв’язку, систем радіовиклику і легалізацію персональної зв’язку за умов оперативного надання абонентам каналів зв’язку й розвитку послуг. Моделі OSI інтерпретують процес передачі повідомлень як взаємодія функціональних взаємозалежних рівнів, кожен із яких має вмонтований інтерфейс на суміжному уровне.

Сьогодні більшість операторів мереж рухомого зв’язку перехід на технології 3-го покоління — найбільш актуальна проблема. Динамічне зростання абонентської бази цих мереж вже нині призвів до такому обсягу трафіку, з яким важко впоратися системам 2-го покоління (рис. 2.3).

Зважаючи на це, можна припустити, що мережі 3-го покоління, використовують додаткові радіочастотні ресурси, і що базуються на ефективної технології CDMA, представляють майже єдину можливість підтримки трафіку сьогодні й в будущем.

Хіба буде й у майбутньому одним із наших федеральних стандартів — NMT-450? Нині вже зайве нікого у, м’яко висловлюючись, не райдужні перспективи мереж, заснованих на виключно цьому стандарте.

Йде чи мова йде про їх технічні характеристики, про можливість реалізації у яких функцій мобільного зв’язку 3-го покоління, про частку користувачів трубок NMT-450, підсумки щоразу виявляються неутешительными.

Ще кілька тому назва GSM-400 в багатьох могло викликати лише подив. З огляду на дедалі більше активного проникнення мобільного зв’язку в гигагерцовый діапазон намір задіяти частоти поблизу 400 МГц виглядало абсурдом. Про «низькочастотної» версії GSM всерйоз заговорили з весни 1999 року, коли фірми Ericsson і Nokia, два найбільші виробники устаткування стандарту NMT, оголосили про підтримку діяльності інституту ETSI прийняття глобального стандарту використання у мережах GSM 400-мега-герцового діапазону. Спочатку майбутньої стандарту вибрали назва GSM-450, недвозначно указывавшее на цільове призначення нової розробки; перейменування на GSM-400 відбулося восени 1999 р. Специфікації на мережі нових типів було опубліковано у технічному документі GSM-99, випущеному ETSI.

Наведемо основні етапи бурхливого розвитку стільникових систем связи:

— 1974 р. — початок розробки стільникових мереж рухомого зв’язку загального користування (США);

— 1979 р. — створення стільникового рухомого зв’язку стандарту AMPS (США);

— 1981 р. — початок впровадження стільникових систем зв’язку стандарту NMT-450 у країнах (Данія, Швеція, Фінляндія, Норвегия);

— 1982 р. — початок розробки системи стільникового рухомого зв’язку стандарту GSM (ETSI);

— 1985 р. — початок досліджень, у МСЕ зі створення єдиної системи рухомого зв’язку третього покоління IMT-2000;

— 1989 р. — розробка фірмою Qualcomm (США) першої стільникового системи зв’язку, використовує технологію CDMA;

— 1990 р. — початок робіт зі створення європейської універсальної системи рухомого зв’язку UMTS (ETSI);

— 1991 р. — початок впровадження стільникових мереж рухомого зв’язку у Росії. У Європі роботи з створенню стандарту DCS-1800, з урахуванням стандарту GSM;

— 1992 р. — початок впровадження мереж GSM (Фінляндія, Німеччина). Виділення на всесвітньої основі смуг частот буде в діапазоні 2 ГГц до створення систем рухомого зв’язку третього поколения;

— 1993 р. — США стандарт CDMA прийнято як внутрішній стандарт цифровий стільникового зв’язку, його ім'ям названо IS-95. У Великобританії вступив у експлуатацію перша мережу DCS-1800;

— 1994 р. — розроблений стандарт D-AMPS (США). Розроблено європейський проект системи третього покоління CODIT з урахуванням технології CDMA (ETSI);

— 1996 р. — у Росії визначено умови розвитку мереж з урахуванням технології CDMA;

— 1999 р. — у Фінляндії видано перші ліцензії створення наземних мереж UMTS;

— 2002 р. — експлуатувалися перші комерційні мережі третього покоління IMT-2000 (Корея, Японія, Італія й др.).

1.2 Системи рухомий радіозв'язку в России.

Ринок рухомий радіозв'язку стрімко розвивається в світі. Глобальної стратегією вдосконалення мобільного радіозв'язку є єдиних міжнародних стандартів, і створення з їхньої основі регіональних, федеральних, міжнародних мереж загального пользования.

Нині панування над ринком рухомий радіозв'язку занимают:

— Системи персонального радіовиклику, чи пейджинговые системи (Paging Systems).

— Системи стільникового радіозв'язку (Cellular Radio Systems).

— Системи персональної супутниковому зв’язку (Satellite Radio Systems).

1.2.1 Розвиток систем стільникового радиосвязи.

Нині у Росії використовуються п’ять основних стандартів систем стільникового радиосвязи:

— Аналогові стандарти (NMT-450 і AMPS).

— Цифрові стандарти (GSM, D-AMPS і CDMA).

Ці стандарти знайшли широке застосування в багатьох країн світу, особливо у европейских.

Перші системи стільникового радіозв'язку відкрили Санкт-Петербурзі та Москві 1991 р. Вони використовувався аналоговий стандарт NMT-450. З квітня 1995 р. у деяких мережах стільникового зв’язку застосовується код ідентифікації користувача (SIS), що дозволяє точно визначити номер радіотелефону користувача і виключити їх несанкціоноване підключення до системе.

У червні 1994 р. нашій країні розпочалася комерційна експлуатація стільникових мереж зв’язку з урахуванням аналогового стандарту AMPS, що забезпечує роу-минг коїться з іншими мережами цього стандарта.

У 1996 р. у Росії розпочалася комерційна експлуатація мережі стільникового зв’язку, використовує цифровий стандарт GSM. Вперше забезпечене автоматичний роумингабонентов Росії з багатьма країнами Європи. Нині йде робота з створенню федеральної мережі зв’язку з урахуванням стандарту GSM та її інтеграції з глобальної мережею, що охоплює Європу, Азію, Австралії та частина Африки.

Вже у лютому 1996 р. Міністерство зв’язку РФ дало дозволу застосування цифрових стандартів D-AMPS і CDMA. Найперспективнішим є стандарт CDMA, який грунтується на технології шумоподобных сигналів під кодовою поділом каналів. Він передбачає збільшення кількості абонентів удесятеро проти аналоговим стандартом AMPS й у 3 разу — з цифровим стандартом D-AMPS. Першу мережу стільникового радіозв'язку з урахуванням стандарту CDMA створена Челябінську. Впровадження таких мереж планується та інших містах России.

1.2.2 Системи персонального радиовызова.

Початок впровадження систем персонального радіовиклику нашій країні належить до 1980 р., коли у Москві під час літніх Олімпійських стала використовуватися перша пейджинговая мережу ігор з урахуванням устаткування фірми Multi-Tone (Великобритания).

Другий етап розвитку цих систем у Росії почався восени 1993 р. Тоді водночас у кількох інших містах було створено пейджин-говые компанії. Як абонентського устаткування вони використовували англомовні пейджеры. З 1994 р. в пейджинговых мережах почали застосовувати украй зросійщені пейджеры. У багатьох російських пейджинговых систем використовується міжнародний стандарт POGSAC. Окреме напрям розвитку систем персонального радіовиклику пов’язані з ущільненням сигналів в УКВ-диапазоне радіомовлення з урахуванням пейджингового стандарту RDS.

Нині у Росії розглядаються можливості побудови систем персонального радіовиклику з урахуванням загальноєвропейського пейджингового стандарту ERMES. У 1995 р. підписано перше міжнародне угоду про роумінгу для абонентів мереж стандарту ERMES операторів Росії і близько європейських стран.

У цей час у деяких пейджинговых мережах впроваджується високошвидкісної стандарт FLEX, що дозволяє приймати значно більшу величезну кількість водночас обслуговуваних абонентів. Застосування стандартів ERMES і FLEX дозволяє створювати як регіональні, а й федеральні мережі, у яких здійснюється національний і відомий міжнародний роуминг.

1.2.3 Розвиток систем персональної супутникового связи.

Останніми роками у Росії всі актуальнішим стає питання системах глобальної персональної радіозв'язку з урахуванням застосування супутників Землі. Впровадження цих систем та його інтеграція з наземними мережами рухомого зв’язку забезпечить досяжність абонентів у будь-якій точці земної кулі шляхом простого набору телефонного номера.

Для задоволення зростаючих потреб російських користувачів послуг супутниковому зв’язку державні підприємства космічної галузі й різні комерційні організації розробили понад двадцять проектів із застосуванню існуючих і створення перспективних вітчизняних супутникових систем: «Глобалсат», «Гонець», «Каскон», «Кур'єр», «Паллада», «Сигнал», «Банкір», «Ямал», «Урал» і др.

Крім розвитку вітчизняних супутникових систем зв’язку передбачається подальша експлуатація міжнародної системи Inmarsat, оскільки до Росії є повноправним її членом.

Для зростаючого російського ринку телекомунікаційних послуг важливою завданням є активне використання супутникових систем з метою забезпечення життєдіяльності у віддалених районах країни знайомилися з нерозвиненою інфраструктурою связи.

До 2005 р. біля Росії передбачається будівництво двох станцій супроводу супутникового системи ГпсКит і дев’яти станцій, які працюють із системою Globalstar. Призначення цих систем й створили набір наданих послуг, як та у багатьох вітчизняних системах, дуже схожі. Это:

— Радіотелефонна і факсимільна связь.

— Передача великих масивів данных.

— Організація персонального радиовызова.

— Визначення місцеположення (координат) абонента.

— Міжнародний роуминг.

Передача всіх видів інформацією супутникових систем зв’язку ведеться від високої швидкістю цифровому вигляді з допомогою широкосмугових сигналов.

1.3 Принципи функціонування систем стільникового связи.

У системах радіальної чи радиально-зоновой УКВ-связи, характерними представниками яких вони, зокрема, є широковідома транкінговий система «Алтай» і його модифікація («РусАлтай»), максимальна дальність дії залежить від потужності передавача, чутливості приймача і підвищення рівня шуму й обмежується необхідністю прямий видимості між антенами станцій. Передавачі таких (та інших) систем задля забезпечення максимальної дальності зв’язку мають досить велику потужність. Кількість передавачів, що працюють у відведеної смузі частот, обмежена, оскільки рознос частот між сусідніми каналами має становити щонайменше 12,5 кГц (передачі повідомлень одного абонента потрібно один частотний канал).

У 1970;ті рік було запропонований новий принцип організації зв’язку, який дозволив збільшити кількість абонентів й тимчасово підвищити якість зв’язку. Було запропоновано розбивати обслуживаемую територію на невеликі ділянки, звані сотами.

1.3.1 Класифікація систем мобільного связи.

Зв’язок — одне з ринках галузей інфраструктури сучасного суспільства, органічно пов’язана з його еволюцією у світовому масштабі — від «індустріального» до «інформаційному». Цьому сприяють постійне зростання споживчого попиту послуги зв’язку й інформацію, і навіть досягнення науково-технічного прогресу у сфері електроніки, волоконної оптики та обчислювальної техніки. Аналіз тенденцій світового досвіду розвитку електрозв’язку, і навіть результати досліджень, виконаних органами Міжнародної спілки електрозв’язку (МСЕ), показують, що у межі XX—XXI століть людство впритул наблизилося до реалізації про граничних завдань у сфері розвитку телекомунікацій — глобальних персональних систем зв’язку. Глобальність зв’язку забезпечується створенням Всесвітньої мережі зв’язку, у якому інтегруються національні (федеральні) і що входять до них регіональні і відомчі мережі зв’язку, що дозволить абоненту користуватися різними послугами зв’язку у будь-якій точці земної кулі. При здійсненні персональної зв’язку будь-якої абонент зможе користуватися послугами електрозв’язку зі свого особовому номера, що він отримаєте народженням і який зареєстрований у Світовій мережі зв’язку. У активно розроблюваної МСЕ концепції універсальної персональної зв’язку виключно велике місце відводиться мереж рухомого зв’язку. Насамперед, це наземні мережі рухомого зв’язку, що у останні десятиліття стала вельми поширеною в усьому мире.

Нині у багатьох країнах ведеться інтенсивне впровадження систем персонального радіовиклику, стільникових мереж рухомого зв’язку і систем супутниковому зв’язку. Такі мережі призначені передачі даних, і забезпечення рухливих і стаціонарних об'єктів телефонної зв’язком. Рухливими об'єктами є або наземні транспортні засоби, або безпосередньо людина, має портативну абонентську станцію (користувальницький термінал). Передача даних рухливому абоненту різко розширює його можливості, оскільки, крім телефонних, може приймати телексные і факсимільні повідомлення, різноманітних графічну (плани місцевості, графіки руху, і т. п.), медичну інформації і багато іншого. Особливого значення ці системи набувають у зв’язки Польщі з активним впровадженням у всі сфери людської діяльності персональних комп’ютерів, різноманітних баз даних, комп’ютерних державних і комерційних сетей.

Збільшення обсягу інформації зажадає скорочення її передачі й отримання. Саме тому вже нині спостерігається стійке зростання виробництва мобільних зв’язку (пейджерів, автомобільних і портативних стільникових радіотелефонів, супутникових користувальних терміналів), які дозволяють співробітнику тій чи іншій служби поза робочого місця отримувати необхідну інформації і оперативно розв’язувати виниклі вопросы.

Розвиток мереж наземної рухомий радіозв'язку біля Росії протягом трехдесятков років диктувалося необхідністю організації оперативного зв’язку переважно для вищих органів державної влади управління. Перехід до нових економічним умовам, стимулюючим розвиток ділову активність і підприємництва, значно підвищив попит послуги мобільного радіозв'язку загального користування. Можна виділити декілька груп користувачів, предъявляющих свої вимоги послуг мобільного связи:

— Перша група — це мало користувачів стільникових і супутникових систем зв’язку, котрим характерні високий рівень платоспроможності і звичка користуватися телефоном як повсякденним інструментом керівництва (адміністрація, керівники вищої ланки, підприємці). Їх обов’язкові вимоги: дуплексная зв’язок і інтеграція до міської і міжміський телефонні сети.

— Друга ж група — керівники середньої ланки, забезпечені мобільними засобами зв’язку, сама наявність яких, як і марка автомобілів для підприємства чи фірмі, свідчить про їхнє стабільному фінансове становище і високої ділову активність. Вона має справу з керівниками вищого рангу, і з исполнителями.

— Третю групу — це те категорія громадян, яким необхідна, передусім, можливість передачі й отримання оперативної інформації до виконання завдань керівників (працівники охорони громадського порядку та надання швидкої допомоги, аварійних служб і, робочі промисловості, транспорту, будівельники, энергетики).

— Четверта група — то всі ті, котрі звикли користуватися телефоном як засобом спілкування. Рік у рік цю групу стає дедалі численної. Це тому, що найбільші оператори, що надають послуги мобільного зв’язку, поступово знижують тарифи користування своїми послугами, з одного боку, з другого боку, постійно дорожчають послуги звичайного телефонного зв’язку. Усе це призводить до того, що засобами мобільного зв’язку починають користуватися найрізноманітніші верстви населения.

Переваги систем мобільного зв’язку перебувають у следующем:

— Мобільний зв’язок звільняє абонента від виробничої необхідності бути присутнім на суворо певному місці під час проведення сеансу зв’язку (дротовими телефонним лініях, з таксофонів тощо. п.), що дозволяє йому отримувати послуги зв’язку у будь-якій точці не більше зон дії наземних чи супутникових сетей.

— Завдяки прогресу в технології виробництва зв’язку створено малогабаритні універсальні абонентські термінали (типу телефонної трубки), пов’язані з персональним мікрокомп'ютером і мають інтерфейси для підключення до мереж рухомого зв’язку всіх діючих стандартов.

Мережі рухомого зв’язку створені з метою максимального задоволення потреб їх абонентів послуг зв’язку. Вони мають забезпечувати зв’язок на сучасному світовий рівень із можливістю виходу до мережі загального користування. Радіотелефон і пейджер перестала бути символом престижу і вони робочим інструментом, що дозволяє ефективніше використовувати робочий час, оперативно управляти виробництвом і які постійно контролювати хід технологічних, економічних пріоритетів і інших процессов.

Використовувані системи радіозв'язку з рухливими об'єктами можна розділити ми такі классы:

— Професійні системи рухомий связи.

— Системи персонального радиовызова.

— Стільникові системи рухомий связи.

— Супутникові системи связи.

1.3.2 Розподіл обслуживаемой території на соты.

Розділити обслуживаемую територію на стільники можна двома шляхами: 1) заснованим на вимірі статистичних характеристик поширення сигналів в систем зв’язку, 2) заснованим на вимірі чи розрахунку параметрів поширення сигналу конкретної района.

При реалізації першого способу всю обслуживаемую територію ділять на однакові формою стільники, та був з допомогою закону статистичної радіофізики визначають їх розміри і відстані до інших зон, у яких виконуються умови припустимого взаємного влияния.

Для оптимального (т. е. без перекриття чи перепусток ділянок) поділу території на стільники можна використовувати лише три геометричні фігури: трикутник, квадрат і шестикутник. Найбільш підхожим постаттю є шестикутник, бо коли антену з кругової діаграмою спрямованості встановити центрі, він надана можливість доступу майже до всієї соте.

З використанням першого способу інтервал між стільниками, у яких використовуються однакові робочі канали, зазвичай виходить більше необхідного задля забезпечення за припустимий рівень взаємних помех.

Більше прийнятний другий спосіб поділу на зони обслуговування. І тут старанно вимірюють чи розраховують параметри системи визначення мінімального кількості базових станцій, які забезпечують задовільний обслуговування абонентів по всій території, визначають оптимальне місце розташування базової станції з урахуванням рельєфу місцевості, зокрема можливість використання спрямованих антен, пасивних ретрансляторів і центральних станцій в останній момент пікової навантаження тощо. д.

1.3.3 Повторне використання частот.

Кожна з сотень обслуговується своїм передавачем з невисокою вихідний потужністю і обмеженою кількістю каналів зв’язку. Це дозволяє безперешкодно повторно використовувати частоти каналів цього передавача на другий, розташованої за значна відстань, стільника. Теоретично такі передавачі можна використовувати й у сусідніх стільниках. Але практично зони обслуговування можуть перекриватися під впливом різних чинників, наприклад, через зміну умов поширення радіохвиль. Тож у сусідніх стільниках використовуються різні частоти. Приклад побудови сотень під час використання трьох частот представлений рис. 2.4.

Група сотень з різними наборами частот називається кластерів. Визначальним параметром кластера є розмірність — кількість які у сусідніх стільниках частот. Розмірність кластера, наведеного на рис. 2.4, дорівнює трьом. Насправді це значення може становити п’ятнадцяти. F1, F2, F3-частоты базових станций.

Основний ідеєю, де базується принцип стільникового зв’язку, є повторне використання частот в несуміжних стільниках. Першим способом організації використання частот, який застосовувався у аналогових системах 1-го покоління, був спосіб, використовує антени базових станцій з круговими діаграмами спрямованості. Він передбачає передачу сигналу однаковою потужності з всіх напрямах, що з абонентських станцій еквівалентно прийому перешкод від усіх базових станцій від усіх направлений.

Базові станції, у яких допускається повторне використання виділеного набору частот, віддалені друг від друга на відстань D, зване захисним інтервалом. Саме можливість використати одним і тієї ж частот визначає ефективність використання частотного спектра в стільникових системах связи.

Суміжні базові станції, використовують різні частотні канали, утворюють групу з станцій. Якщо кожної базової станції виділяється набір з m каналів із шириною смуги FK кожного, то загальна ширина смуги F, зайнята даної системою стільникового зв’язку, становитиме Fc = FK m С.

Отже, величина З визначає мінімально можливу кількість каналів у системі, і тому її ще називають частотним параметром системи чи коефіцієнтом повторення частот. Коефіцієнт Сні залежить кількості використовуваних каналів і збільшується в мері зменшення радіуса осередки. Отже, під час використання сотень менших розмірів можна збільшити повторюваність частот.

Застосування шестикутних сотень дозволяє мінімізувати ширину використовуваної смуги частот, оскільки таку форму забезпечує оптимальне співвідношення між значеннями Сі D. З іншого боку, шестикутна форма найкраще вписується в кругову діаграму спрямованості антени базової станції, встановленої у центрі соты.

Зупинимося докладніше на питанні вибору розміру R стільники. Цей розмір визначає захисний інтервал D між стільниками, у яких одні й самі частоти можна використовувати повторно. Зауважимо, що значення захисного інтервалу Д крім вже перелічених чинників, залежить також від за припустимий рівень перешкод і умов поширення радіохвиль. Оскільки інтенсивність викликів не більше всієї зони обслуговування приблизно однакова, то стільники вибираються одного розміру. Розмір R визначає також кількість абонентів N, які можуть обумовити по всій території обслуговування. Отже, зменшення цього розміру дозволяє як збільшити ефективність використання виділеної смуги частот і збільшити абонентську ємність системи, а й зменшити потужність передавачів, і чутливість приймачів базових і рухливих станцій. Це своє чергу, покращує умови електромагнітну сумісність коштів стільникового зв’язки з іншими радіоелектронними коштами Німеччини та системами.

Ефективним способом зниження рівня перешкод може бути використання секторних антен з вузькими діаграмами спрямованості. У секторі такий вузькоспрямованою антени сигнал випромінюється переважно у один бік, а рівень випромінювання у напрямі скорочується до мінімуму. Розподіл сотень на сектори дозволяє частіше застосовувати частоти в стільниках повторно. Загальновідомий спосіб використання частот в організованих в такий спосіб стільниках грунтується на застосуванні 3-секторных антен кожної базової станції й трьох сусідніх базових станцій з формуванням ними дев’яти груп частот (рис. 2.6). І тут використовуються антени із шириною діаграми спрямованості 120°.

Саму ефективність використання виділеної смуги частот і, отже, найбільше абонентів мережі, що працюють у цій шпальті, забезпечує розроблений фірмою Motorola (США) спосіб використання частот, у якому використовуються дві базові станції. При цього способу кожна частота використовується двічі на межах кластера, що складається з 4 сотень (рис. 2.7); базова станція кожної їх може працювати на 12-ї частотах, використовуючи антени з діаграмою спрямованості шириною 60°.

2 Система стандарту GSM.

2.1 Загальні характеристики.

У цілому нині, система стандарту GSM розрахована використання у комерційній сфері. Вона надає користувачам широкий, спектр послуг і можливість застосування різноманітного обладнання передачі мовних повідомлень і передачею даних, сигналів виклику і аварійних сигналів, і навіть можливість підключення до телефонним мереж загального користування, мереж передачі і цифровим мереж з інтеграцією служб.

Під час створення цього стандарту мереж стільникового зв’язку його основі було винесено узгоджене постанову по поетапному розвитку послуг, наданих абонентам. Початковий етап — «Фаза 1» — фактично припала на введенням до ладу 1991 р. перших мереж GSM. До послуг цього етапу входят:

— Переадресація виклику (Callforwarding).

— Заборона виклику (Callbarring).

— Чекання виклику (Callwating).

— Утримання виклику (Callholding).

— Глобальний роумінг (Globalroaming).

Переадресація виклику дає можливість перекладу вхідних викликів в інший телефонний номер у випадках, коли номер зайнятий чи абонент і не відповідає, коли телефон виключений або поза зоною обслуговування сіті й т. п. З іншого боку, можлива переадресація факсів і комп’ютерних данных.

Заборона виклику дозволяє накласти заборона все входящие/исходящие дзвінки, заборона вихідні міжнародні дзвінки, заборона вхідні дзвінки — крім внутрисетевых.

Чекання виклику дозволяє прийняти вхідний виклик на той час, як ви із кимось розмовляєте. У цьому перший абонент чи продовжуватиме перебувати на зв’язку, чи розмову з ним то, можливо завершен.

Утримання виклику — дозволяє, не розриваючи зв’язку з одним абонентом, зателефонувати (чи вирішити вхідний виклик) іншому абоненту.

Глобальний роумінг дає можливість під час відвідання кожній країні, з якою ваш оператор підписала відповідну угоду, користуватися своєю стільниковий телефон GSM без зміни номера.

З розвитком технології стільникових мереж абонентам пропонувалися та послуги. Другий етап розвитку GSM — «Фаза 2» — завершився 1997 року поряд із послугами етапу «Фаза 1» надав абонентам такі услуги:

— Визначення номери викликає лінії (Calling Line Identification Presentation).

— Антиопределитель номери (Calling Line Identification Restriction).

— Груповий виклик (Mutti party).

— Створення закритою групи (Closed User Group).

— Інформації про вартості разговора.

— Рада з питань оплаті (Advice of Charge).

— Обслуговування додаткової лінії (Alternative Line Service).

— Прийом коротких текстових повідомлень (Short Message Service).

— Система голосових повідомлень (Voice mail).

Визначення номери викликає лінії дозволяє при входить виклик висвічувати на екрані телефону номер що викликає абонента.

Антиопределитель номери дозволяє заборонити визначення власного номери при поєднанні з іншим абонентом.

Груповий виклик дозволяє організувати режим телеконференції чи конфе-ренц-связи, об'єднуючи до п’яти абонентів у групу, і вестиме переговори поміж усіма членами групи одновременно.

Створення закритою групи (до десяти абонентів) дозволяє створювати групу користувачів, члени якої можуть зв’язуватися тільки між собою. Найчастіше до цій послузі він вдаються компанії, надають термінали своїм службовцям для работы.

Інформації про вартості розмови полягає в використанні таймера, що визначає час зайнятості лінії, і лічильника викликів. Завдяки цій послузі можна перевіряти що залишилося на рахунку кредит.

Рада з питань оплаті — дозволяє на вимогу користувача виробляти перевірку вартості і тривалості розмови тоді, коли телефон перебуває в связи.

Обслуговування додаткової лінії дає можливість користувачеві придбати два номери, які приписані одного телефону. І тут зв’язок виконується з двох лініях з наданням двох рахунків, двох голосових ящиків тощо. п.

Прийом коротких текстових повідомлень (SMS) дає можливість приймання та передачі повідомлень до 160 знаков.

Система голосових повідомленні дозволяє автоматично переводити вхідні дзвінки на персональний автовідповідач (голосова пошта). Користуватися цим можна лише тому випадку, якщо в абонента активовано послуга «Переадресація вызова».

Наступний етап розвитку мереж стандарту GSM, який отримав назву «Фаза 2+», не пов’язані з конкретним роком впровадження. Нові послуги і функції стандартизируются і буде впроваджені відразу після підготовки й затвердження технічних описів. Усі роботи з етапу «Фаза 2+» проводилися Європейським інститутом стандартизації електрозв’язку (ETSI). Кількість вже впроваджених й перебувають на стадії затвердження послуг перевищує 50. У тому числі можна назвати следующие:

— Поліпшене програмне забезпечення SIM-карты.

— Поліпшене полноскоростное кодування промови EFR (Enhanced Full Rate).

— Можливість взаємодії між системами стандартів GSM і DECT.

— Підвищення швидкості передачі з допомогою пакетної передачі GPRS (General Packet Radio Service) або системи передачі по комутованих каналам HSCSD (High Speed Circuit Switched Data).

У порівняні з іншими широко поширеними цифровими стандартами GSM забезпечує кращі енергетичні характеристики, вищу якість, безпека продукції та конфіденційність зв’язку. Прийнятне якість прийнятих мовних повідомлень у стандарті GSM забезпечується при відношенні «сигнал/шум» на вході приймача, рівному 9 дБ (для стандарту D-AMPS, наприклад, цей показник становить близько 16 дБ), а енергетичні витрати у реальних каналах зв’язку (при завмиранні сигналів) на 6—10 дБ нижче порівняно з стандартом D-AMPS.

Стандарт GSM, ще, надає своїм користувачам кілька послуг, які реалізовані (чи реалізовані в повному обсязі) за іншими стандартах стільникового зв’язку. До них относятся:

— Використання інтелектуальних SIM-карт задля забезпечення доступу до і послугам связи.

— Шифрування переданих сообщений.

— Закритий від прослуховування радиоинтерфейс.

— Аутентификация абонента і ідентифікація абонентського устаткування по криптографічним алгоритмам.

— Використання служб коротких повідомлень, переданих каналами сигнализации.

— Автоматичний роумінг абонентів GSM у національному та міжнародному масштабах.

— Міжмережевий роумінг абонентів GSM з абонентами мереж стандартів DCS1800, PCS1900, DECT, і навіть зі супутниковими мережами персональної радіозв'язку (Globalstar, Inmarsat-P, Iridium).

Відповідно до Рекомендацією СЕРТ 1980 р., що стосується використання частот рухомого зв’язку у діапазоні 862—960 МГц, стандарт GSM цифровий загальноєвропейської стільникового системи наземної рухомого зв’язку передбачає роботу передавачів у двох діапазонах частот. Діапазон частот 890—915 МГц використовується передачі повідомлень з рухомий станції на базову, а діапазон 935—960 МГц — передачі повідомлень з базовою станції на рухливу. Причому за переключенні каналів під час сеансу зв’язку різницю між тими частотами постійна і дорівнює 45 МГц.

Рознос частот між сусідніми каналами зв’язку становить 200 кГц. Отже, в відведеної для приема/передачи смузі частот шириною 25 МГц розміщуються 124 каналу связи.

У стандарті GSM використовується многостанционный доступ з тимчасовим поділом (ущільненням каналів — ТОМИ), що дозволяє в одній несучою частоті розмістити 8 мовних каналів одночасно. Як речепреобразую-щего устрою використовується мовної кодек RPE-LTP з регулярним імпульсним порушенням і швидкістю перетворення промови 13 Кбит/с.

Обробка промови у цьому стандарті ввозяться рамках прийнятої системи переривчастої передачі промови DTX (Discontinuous Transmission), що забезпечує включення передавача тільки тоді ми, коли користувач починає розмову і відключає їх у паузах і наприкінці розмови (рис. 2.38). Система DTX управляє детектором активності промови VAD, що забезпечує виявлення і виділення інтервалів промови із гамом та галасу без промови навіть у тому випадку, якщо рівень шуму порівняємо з рівнем речи.

Для захисту від власних помилок, що виникають у радіоканалах, застосовується блокове і сверточное кодування з перемежением. Підвищення ефективності кодування і перемежения при малій швидкості переміщення рухливих станцій досягається повільним переключенням робочих частот у процесі сеансу зв’язку (зі швидкістю 217 стрибків в секунду).

Для боротьби з интерференционными завмираннями прийнятих сигналів, викликаними многолучевым поширенням радіохвиль за умов міста, в апаратурі зв’язку використовуються эквалайзеры, щоб забезпечити вирівнювання імпульсних сигналів зі среднеквадратическим відхиленням часу затримки до 16 мкс. Система синхронізації устаткування розрахована на компенсацію (до 233 мкс) абсолютного часу затримки сигналів. Це відповідає максимальної дальності зв’язку 35 км (максимальна величина стільники). Для модуляції радіосигналу застосовується спектрально-эффективная гауссовкая частотна маніпуляція з мінімальним частотним зрушенням (GMSK). Маніпуляція називається так оскільки послідовність інформаційних бітов до модулятора проходить через фільтр нижніх частот з гауссовской амплитудно-частотной характеристикою, що дозволяє значне зменшення ширини смуги частот випромінюваного сигналу. Формування GMSK-сигнала відбувається в такий спосіб, що у інтервалі, відповідному одному битку, фаза несучою частоти змінюється на 90°. Це найменше зміна фази, що може бути виявлено при даному типі маніпуляції. Вихідний сигнал з безперервним зміною фази аналогічний сигналу, отриманим результаті частотною модуляції з дискретним зміною частоти. Принцип формування GMSK-сигнала представлений рис. 2.39.

У стандарті GSM використовується модуляція з унормованого смугою ЗТ = 0,3, де У — ширина смуги фільтра за рівнем -3 дБ; Т — тривалість передачі одного бита.

Основою формирователя GMSK-сигнала є I/Q-модулятор, що складається з двох умножителей і самого сумматора.

Модуляцію GMSK характеризують такі свойства:

— Постійна за рівнем огинає, дозволяє себе використовувати передають устрою з підсилювачами потужності класу С.

— Вузький спектр не вдома підсилювача потужності передавального устрою, який би низький рівень внеполосного излучения.

— Хороша стійкість перед перешкодами каналу связи.

Кожен рухливий абонент тимчасово користування системою GSM стільникового зв’язку отримує стандартний модуль дійсності абонента — SIM-карту, що містить: міжнародний ідентифікаційний номер абонанта (IMSI), індивідуальний ключ аутентифікації (До/), алгоритм аутентифікації (A3). З допомогою цієї інформації, внаслідок відбувається обмін даними між рухомий станцією і мережею, здійснюється повний цикл аутентифікації і дозволяється доступ абонента до сети.

SIM-карта (Subscriber Identification Module) є пластикову смарт-карту з чіпом, у якому міститься інформація, яка ідентифікує унікального абонента в стільникового мережі. З іншого боку, Ha SIM-карте перебуває різна інформація, наприклад, записник з телефонами (кількість залежить від конкретного оператора й карти; зазвичай — 100 номерів). Без SIM-карти телефон можна використовувати лише екстрених дзвінків — як-от виклик міліції та надання швидкої допомоги. Розміри карти 25×15 мм, товщина 1 мм. Карта програмується стільниковим оператором і має власний номер, який користувача технічно нескладне майже жодного інтересу. Важливим є тільки ті коди, які даються із SIM-картою: PIN-код і PUK-код.

PIN-код (Personal Identity Number) — персональний ідентифікаційний номер. Коли SIM-карта вставлена в телефон і включено харчування, на дисплеї будь-якого телефону з’явиться повідомлення: «Запровадьте пин—код». Після цього в користувача є три спроби для правильного введення ідентифікаційного номери. Якщо це номер не впроваджено лише з трьох спроб, то SIM-карта телефону буде заблоковано. Розблокувати SIM-карту можна, лише знаючи PUK-код. PIN-код рекомендується вивчити наизусть!

PUK-код (Personal Unlock Key) — персональний ключ разблокировки. При блокування SIM-карти телефону яку можна розблокувати лише введенням PUK-кода, в користувача є десять спроб, після чого, якщо код постійно запроваджувався неправильно, SIM-карта блокується повністю. Щоб розблокувати її після цього, доведеться звернутися до оператора стільникового сети.

Процедура перевірки справжності абонента реалізується так. Мережа передає на рухливу станцію деяке випадкове число (RAND). У апаратурі стільникового радіотелефону з допомогою індивідуального ключа К/и алгоритму A3 виробляється перетворення отриманого числа (шляхом математичних обчислень) і обчислюється результат (SRES), т. е. нове число. Ця кількість рухлива станція посилає знову на мережу, що зрівнює його із кількістю, певним безпосередньо мережею. Якщо обидва числа збігаються — то рухлива станція отримує доступом до мережі. Інакше зв’язок переривається, і індикатор рухомий станції показує, що ідентифікація (упізнання абонента) зірвалася. Задля більшої таємності обчислення відгуку відбувається таємно (SIM-картой).

Центр управління і обслуговування (ЗМС) забезпечує розподіл функцій й організацію взаємодії між центром комунікації (MSC) і підсистемою базових станцій (BSS). Його функції збігаються з функціями Центру управління і обслуговування у звичайних мережах зв’язку. Розходження полягає лише у цьому, що у мережах стандарту GSM центр ЗМС забезпечує управління роботою радио-подсистемы.

Характеристики стандарту GSM, прийнята функціональна схема мереж зв’язку й сукупність інтерфейсів забезпечують високу якість зв’язку, сумісність з та перспективними інформаційними сітями та надання абонентам широкого спектра услуг.

Через війну аналізу різних варіантів побудови цифрових стільникових систем рухомого зв’язку у стандарті GSM прийнято многостанционный доступ з тимчасовим поділом каналів — TDMA (Time Division Multiple Access).

Загалом вигляді процес передачі виглядає так. Спочатку здійснюється перетворення аналогового мовного сигналу в цифрову послідовність, яка піддається шифруванню і кодування, що необхідне захисту від власних помилок у процесі передачі і прийому. І тому используются:

— Блокове кодування — до швидшого виявлення помилок при приеме.

— Сверточное кодування — для виправлення одиночних ошибок.

— Перемежение — для перетворення пакетів помилок в одиночні ошибки.

3 Функціональні можливості стільникових телефонов.

3.1 Технологія доступу WAP.

У 1997 року компанії Motorola, Nokia, Ericsson і Phone.com об'єднали свої зусилля задля розробки й упровадження технологій доступу WAP, намагаючись створити кошти доставки інформації з Internet на мобільні устрою. Що дивовижно, це вдалося! WAP (Wireless Application Protocol) — протокол бездротових додатків — є одним із найбільш обговорюваних технологій у світі мобільного зв’язку, оскільки ця технологія є першою практичним кроком по дорозі об'єднання стільникового зв’язку й глобальних комп’ютерних мереж, перша спроба створити відкритий стандарт для бездротового передачі незалежно від постачальника як телефону, і послуг і способу связи.

WAP призначений бездротового (через стільниковий телефон) доступу, зазвичай, до спеціальним WAP-сайтам в Internet. Інакше кажучи, WAP — це стандартизованный спосіб зв’язку мобільного радіотелефону і серверу. Усі компанії, трудящі у сфері інформаційних технологій, в обов’язковому порядку створили WAP-отделы з наступних вагомих причин:

— WAP забезпечує зв’язок Internet і мобільних мереж, двох найбільш швидкозростаючих галузей в усьому мире;

— засновниками WAP є найбільші постачальники мобільних пристроїв (такі, як Nokia, Ericsson і Motorola);

— в WAP-форум входять понад 120 компаний-участников;

— все попередні спроби створення мобільних інформаційних систем не увінчалися, у технології WAP є можливість виправити цю ситуацию.

На відміну від інших засобів доступу, коли стільниковий телефон є лише посередником між комп’ютером тієї чи іншої покоління, даний протокол розроблявся передусім на доступу від мобільного телефону у вигляді убудованого (в програмне забезпечення телефону чи SIM-карту) броузера (browser).

Особливість даного стандарту у його відкритості й у цьому, що враховуючи (на відміну традиційних протоколів типу HTTP) особливості устрою стільникових телефонів, і PDA, і навіть бездротового доступу, то есть:

— малий обсяг пам’яті устройства;

— малий розмір екрана дисплея телефону, і навіть обмеженість його клавиатуры;

— низьку швидкість процессора;

— низьку пропускну спроможність каналу связи;

— можливі великі паузы.

За великим рахунком, робота стільникового WAP-телефона в Internet принципово нічим не відрізняється з посади простого броузера з простим сервером, лише додатково до стандартної зв’язку з ТСP/IP-протоколу додається маршрутизатор WAP-Gateway, завданням якого є переведення запитів WAP-телефона в стандартну HTTP-форму.

На жаль, технологія WAP має і кілька недостатков:

— дуже непросто налаштувати WAP-телефон: необхідно сконфигурировать близько 20 параметрів у тому, щоб було доступні все WAP-услуги;

— коли цей протокол підтримує невелика кількість мобільних аппаратов;

— WAP не оптимізовано до роботи з надбудовами GSM (такі як, наприклад, SMS);

— сам стандарт ще повністю завершен;

— нині є дуже небагато WAP-ресурсов, особливо російською языке;

LJ поки використання WAP дуже дороге: без спеціального зміни тарифів від використання WAP розмір сплати цю послугу може дуже неприємно дивувати користувачів. Про швидкість передачі явно недостаточна.

Щоб скористатися WAP, необхідно замовити у оператора послугу передачі і відповідно налаштувати телефон. У цьому ви платіть під час заняття лінії, а з'єднання відбувається зі швидкістю максимум 9,6 Кбіт/с, що обмежує можливості мобільного Internet. WAP поінформує вас про розкладі літаків і поїздів, пробках на дорогах, курсах валют, погоді, повідомить останні новини бізнесу, політики, культури, спорту навіть програму телепередач центральних і супутникових каналів. Такі відомості є серверах операторів стільникового зв’язку й на серверах великих Internet-порталов.

Интернет-информация на екрані дисплея мобільного телефону чимось скидається на телетекст на екрані мініатюрного телевізора, проте можливість вводити інформацію (заповнювати прості текстові форми) помітно розширює сферу його применения.

Розмір екрана мобільного телефону значно менше стандартного 15-дюймового екрана монітора, тому звичайна HTML-страница, хоч і сумно, не поміщається у ньому. Щоб прочитати текст (графіку WAP-телефон не відображає), доведеться прокручувати сторінку, наприклад, на 15 екранів вліво, що дуже незручно. Існують, щоправда у кількості, спеціальні сторінки для користувачів WAP-терминалов, написані мові WML (WAP Markup Language). Цей спеціальну мову розмітки сторінок для бездротових пристроїв є спеціалізований тип документа XML.

На жаль, мову WML не повністю розв’язує проблеми. Сторінка документа для чотирьох рядкового екрана, наприклад, мусить бути написана інакше, ніж для трехстрочного, тому розробникам WAP-страниц доводиться оптимізувати їх під різні типи стільникових телефонов.

Майже всі розробники WML) зіштовхуються з і тієї ж самою проблемою: досить серйозні відмінності броузерів WAR, вмонтованих у різні моделі цих апаратів. Деякі з їх можуть і створити ситуацію, коли обрана сторінка відображається якоїсь конкретної моделлю телефону, хоча інші моделі дозволяють це сделать.

Не вирішена вщент і проблема універсальної русифікації. У багатьох російських сайтах найчастіше використовується транслитерационное відображення тексту (російські слова — латинськими буквами).

Найбільш корисні, і зручні послуги WAP, пов’язані з доступом до електронної пошти. Завдяки ним можна у будь-якій момент переглянути свіжу кореспонденцію на дисплеї стільникового телефону. Останнім часом така послуга з’явився в найбільших безплатних поштових серверів. Поруч із електронною поштою сервер wap.beep.ru пропонує віртуальний щотижневик, у якому ви можете спланувати свій день, та був отримати відповідні напоминания.

Так кого ж WAP усе ж потрібен? Відповідь проста: тим, кому необхідна коротка, але вичерпна текстова інформація — котирування цінних паперів, банківські послуги тощо. Серед цікавих знахідок використання WAP можна назвати паризьку компанію, що створила internet сайт, що відстежує інформацію про стан паризьких вулиць: чорним позначаються пробки, сірим — зони уповільненої руху, білим — вільні участки.

Що ж далі? Найімовірніше, технології WAP вдасться зробити масштабний прорив: замало WAP-телефонов, замало WAP-ресурсов, замало зручностей при користуванні WAP-Internet і, нарешті, замало користувачів, реально що потребують WAP-услугах.

Одне з основних недоліків WAP — низька швидкість передачі (9,6 Кбіт/с) — то, можливо усунутий під час передачі мультимедійної інформації з допомогою стандарта.

Стандарт GPRS (General Packet Radio Service) дозволяє цю швидкість до 115,2 Кбіт/с і більше. Система GPRS забезпечує мобільних користувачів високої швидкістю передачі і оптимально пристосована для переривчастого трафіку, властивого мереж Інтернет/ Інтернет. Вона забезпечує пакетну комутацію протягом усього каналу зв’язку, істотно новий турбогенератор оптимізує послуги передачі у мережах стандарту GSM, забезпечує практично миттєве з'єднання, використовує мережні ресурси, і займає ділянку частотного діапазону лише у моменти фактичної передачі, який гарантує надзвичайно ефективне використання доступною смуги частот і дозволяє ділити один радіоканал між кількома користувачами. Система підтримує все найпоширеніші протоколи передачі у мережі, зокрема Internet-протокол IP, що дозволяє абонентам мережі підключатися до будь-якого джерелу інформацією мире.

Нині дана технологія активно розвивається, багато комерційні варіанти систем планується запустити протягом 2001 року. Оператори стільникового зв’язку вказують, що під час передачі даних будуть починати обсяг переданих даних, а чи не під час користування мережею. Такий метод тарифікації дозволить різко збільшити привабливість WAP та інших послуг такого роду. Цей стандарт надасть споживачам «бесшовное» з'єднання, наприклад через інтерфейси TCP/IP чи Х.25, з системами передачі, що дозволить забезпечити підтримку найрізноманітніших додатків: від низкоскоростной системи обміну повідомленнями до роботи з високошвидкісної корпоративної ЛВС. Система GPRS реалізується шляхом простого додавання нових вузлів пакетної обробки даних, і модернізації наявних задля забезпечення маршрутизації пакетів даних від мобільного термінала до шлюзового вузла. Шлюзової вузол забезпечить обмін із зовнішнього мережею пакетної передачі для реалізації доступу до мереж Інтернет/ Інтернет, наприклад, до баз данных.

З іншого боку, GPRS дозволить реалізувати послугу многоточечной передачі (мультивещания); в момент його не можна здійснити з урахуванням наявної системи передачі у мережах GSM по комутованого каналу. Многоточечную передачу можна буде виконати між провайдером телекомунікаційних послуг фіксованою сіті й групою мобільних абонентів з терміналами GPRS.

На цей час доступно лише кілька GPRS-аппаратов, проте масове поява таких пристроїв очікується до осені 2001 року, оскільки більшість їх вже анонсировано.

3.2 Служба коротких повідомлень SMS.

Служба коротких повідомлень SMS (Short Message Service) є технологію, що дозволяє ухвалювати й, якщо це дозволяє ваш радіотелефон, відправляти короткі текстові повідомлення. Останнє вірно всім моделей сучасних апаратів. Крім цього сервіс використовується деякими додатковими службами для оповіщень. Наприклад, за наявності в голосовому поштовій скриньці повідомлення відповідна служба відправить вам звідси короткий повідомлення. З допомогою SMS може бути своєрідну листування, одержуючи текстові повідомлення, схожі на пейджерные. Можна відправити повідомлення на виключений чи які перебувають поза зоною обслуговування телефон. Щойно ваш адресат вийде зв’язок, він обов’язково дістане ваше сообщение.

З іншого боку, можна відправити повідомлення абоненту, які у цей момент зайнятий розмовою, оскільки повідомлення іде по основному розмовної каналу, а, по службовим сигнальним каналам.

З допомогою послуги про підтвердженні доставки SMS-повідомлення можна визначити час виходу абонента на зв’язок. Підписавшись на розсилки курсів валют, погоди й т. буд. (аналогічно пейджеру), можна одержувати найсвіжішу информацию.

Є й розширений варіант цього сервісу, — Smart Messaging, що дозволяє крім текстів передавати мелодії дзвінків, логотипи, візитівки тощо. буд. Але це варіант підтримують далеко ще не все телефоны.

Популярність SMS дуже зростає в усьому світі. Практично усунення акценту з до голосового зв’язку убік візуальної. Як сьогодні більшу частину інформації передавати (отримувати) електронною поштою, лише зрідка зв’язуються зі партнером з допомогою телефону, і SMS-повідомлення поступово витісняють звичайні розмови на мобільний телефону.

Одне з головних достоїнств SMS — фіксована ціна одного повідомлення. Найчастіше, у російських умовах, оплачується лише відправка SMS-повідомлення (порядку 0,06−0,10 у.о.) і оплачується їх прийом. На відміну від WAP-услуг, абоненту непотрібно витрачати час і грошей підключення до Internet і запити. Користувачу дуже просто оцінити свої витрати. Ця дуже проста модель оплати мобільного зв’язку приваблива людей з небагатьма засобами, і характерно як для России.

Звісно, цей сервіс іще далекий від досконалості. Ще телефону можна зберігати трохи більше десятка повідомлень, та й довжина повідомлень невелика. Але й достоїнств у мобільного телефону, що у ролі двостороннього пейджера, значно больше.

Технічні можливості цього сервісу дозволяють передавати повідомлення довжиною до 160 знаків. З використанням кирилиці максимальна довжина SMS-повідомлення скорочується до 80 знаків, або навіть більше. Для приема/передачи повідомлень, написаних кирилицею, цю функцію повинна підтримуватися SMS-центром, SIM-картой і між телефоном.

Внутрішній формат SMS-повідомлення така: 1 байт заголовка — містить тип повідомлення, 7 байтів відводяться «тимчасової позначці SMS-центра», в форматі YYMMDDHHMMSSZZ, до 12 байтів використовується під адресу джерела повідомлення, 1 байт — для ідентифікатора протоколу, 1 байт — для схеми кодування даних, 1 байт вказує довжину користувальницької області даних ідо 140 байтів — власне сообщение.

Усі прийняті повідомлення зберігаються на SIM-карте телефону. Є й можливість відправлених повідомлень. Але ще важливіше знати, що ємність SIM-карти дозволяє зберігати лише 10 повідомлень, як і того, що організувати неможливо прийняття нового повідомлення, якщо зайняті все 10 осередків пам’яті. Повідомлення можна послати із мобільного телефону, з допомогою e-mail чи через Internet-шлюз.

З використанням SMS може бути роумінг. Якщо ви і перебуваєте поза домашньої мережі, то відправка повідомлення коштуватиме суму, яку вимагає місцевий оператор за цю послугу. Адреса центру передачі повідомлень не змінюється. Важливо пам’ятати, що ви користуєтеся SMS там, то тут для цього потрібен активізований міжнародний доступ. Слід зазначити, що не роумінгові партнери у Росії близьке зарубіжжя підтримують цей сервис.

Кожен часу є свої кумири. Сьогодні так званий SMS-бум набирає обертів. За результатами соціологічних досліджень, в усьому світі щомісяця вирушає до 15 млрд. SMS-повідомлень, що у більше, ніж минулого року. По прогнозам, до кінця наступного їх кількість зросте до 100 млрд. Якщо лише з цифри, створюється дуже райдужна картина. Проте чи всі у цій галузі хорошо.

Технічна революція слід за технічної революцією, а довжина SMS-повідомлень як і вбирається у 160 знаків. А сучасні користувачі, спровоцировавшие цей самий SMS-бум, жадають продовження. Адже у сучасному суспільстві перевагу надають скоріш образам, ніж словами, а передавати «картинку» технологія SMS Демшевського не дозволяє. І тепер спочатку заговорили, та був і почали втілювати у життя нову концепцію передачі — службу передачі мультимедійної інформації MMS (Multimedia Message Service).

MMS покликана вивести SMS на зовсім нове якісний рівень, завдяки численним можливостям. З допомогою MMS користувач може передавати і реально отримувати як текстові повідомлення, а й графіку, аудіо й відео файли. Як планують розробники, найбільше зацікавлення викликає можливість передавати відеозображення. Погодьтеся, досить приємно, наприклад, отримати до дня народження відео від коханої дівчини. Звісно, не залишиться осторонь і звичайна пересилання фотографій: з якогось екзотичного острівця, де протікає ваш відпустку, зі спортивних змагань, з презентації тощо. п. Інакше кажучи, родичі та друзі зможуть практично моментально показувати одна одній щасливі хвилини своєї жизни.

На сьогодні MMS-приложения розробляються такими гігантами, як Nokia і Ericsson. Вони обіцяють, що Центр MMS від Nokia буде приступний для операторів вже у третьому кварталі 2001 року, як від Ericsson — у четвертому кварталі. Причому обидва цих докладання зможуть працювати цього разу вже існуючих GSM і GPRS-сетях, кому надалі — на ЗС-сетях.

Природно, поки вирішені далеко ще не всі проблеми; так, що на деяких зарубіжних сайтах наводяться висловлювання очевидців, які спостерігали передачу фотографій і видеоизображений у мережі GPRS. Вони стверджують, що саме той процес протікає гірше, ніж нинішніх Web-сайтах: чіткість фотографій залишає бажати кращого, тоді як у час перегляду видеоизображений їх переміщення відбувається занадто медленно.

У основі такої «гальмування» лежить досить банальна причина. Передача даних у мережах GPRS може здійснюватися на швидкостях до 114 Кбіт/с (у разі), а передачі видеоизображений потрібно, по крайнього заходу, 144 Кбіт/с, в ідеалі ж — 384 Кбіт/с. Отже, саме по собі постає питання використанні ЗG-сетей для якісного відображення мультимедійної інформації. До того ж, хоча MMS дозволяє працювати з мобільними GSM-и GPRS-телефонами, цифрові камери виробники убудовують лише 3G-терминалы. Адже наскільки простіше було б послуговуватись лише трубку, щоб зробити потрібну фотографію і відразу відправити її адресата, ніж спочатку «клацати» цифровий камерою, та був пересилати зображення через «мобильник».

Важливе значення має і вартість послуг. Можливості — можливостями, проте на вирішальній ролі поширення MMS повинна відігравати саме доступність цін — як у самі послуги, і на термінали. Адже найважливішими складовими успіху технології SMS, що перевершила WAP, були ціна продажу та уміння працювати із кожним GSM-телефоном.

Зацікавлення нову технологію має й комерційний характер. Так, аналітики заявляють, що чимало оператори стільникового зв’язку, щоб уникнути миритися про те, що реальні доходи від використання технології WAP виявилися нижче очікуваних, а видатки ЗG-лицензии вище, намагаються знайти нові джерел доходів. Передбачається, що цим джерелом таки виявиться MMS.

Проте як і раніше, що MMS має набагато більшими можливостями, ніж SMS, їх вдасться реалізувати тільки тоді, як ЗG-терминалы міцно увійдуть до життя. І, на думку фахівців, з чотирьох основних додатків 3G — визначення місцеположення об'єкта, мобільний комерція, игры/развлечения, MMS — найбільший успіх очікує саме MMS.

3.3 Сучасні дисплеї стільникових телефонов.

Індустрія стільникового зв’язку розширюється все зростаючими темпами. У цьому вдосконалюються як стандарти передачі і який утворює інфраструктуру мобільних мереж комунікаційне устаткування, а й технології самих телефонних апаратів, стаючи все зручніше, мініатюрніші й ефективніше. Важливу роль мобільні телефони грає дисплей, зазвичай рідкокристалічний (ЖКД, РК-дисплей, LCD).

Корейський корпорація Samsung Electronics створила дисплейную панель для стільникових телефонів, використання якої дозволить збільшити час їхньої роботи без підзарядки батарей. Нова ЖК-панель здатна відбивати світло, рахунок чого потреба у підсвітці відпадає і забезпечується економія электроэнергии.

Діагональ РК-панелі — два дюйма. Вона може відображати до 260 тис. відтінків кольору та має дозвіл 720×240 пикселей. Виробництво здійснюється за низькотемпературної поликремниевой технології, що дозволяє розмістити управляючі електронні схеми на скляній частини панелі, рахунок чого досягається така необхідна для цих апаратів економія места.

З іншого боку, корпорація Samsung Electronics що з японськими фірмами Toshiba і Optrex розробила мікросхеми для дисплеїв стільникових телефонів для наступного покоління. Проект, реалізація якого вже розпочалась, передбачає створення мікросхем високої інтеграції, виготовлених за технологією STN (super twisted nematic) кольорових ЖК-дисплеев для мобільних пристроїв, зокрема на стільникових телефонів нового покоління ще. Фірма Optrex надасть при цьому проекту свої розробки у сфері рідкокристалічних пристроїв і технологію Multi-Line Addressing з низьким енергоспоживанням, Samsung — технологію виробництва мікросхем з високим рівнем інтеграції, зокрема з умонтованим статичної пам’яттю (SRAM), Toshiba — загальну технологію виробництва мікросхем управління рідкокристалічними панелями.

Відсутність системи підсвічування дозволяє одну третину скоротити споживання пристроєм електроенергії, що особливо важливо задля мобільних систем, час яких від батарей, зазвичай, обмежена. Але якщо позбавити стандартний дисплей підсвічування, то зображення у ньому побачимо лише за яскравому денному світлі або за штучному висвітленні в офісах й у домах.

Полисиликоновый дисплей TFT-LCD.

Фірма KDDI оголосила у тому, що випустила продаж стільниковий телефон С4151Т з низькотемпературним полисиликоновым дисплеєм TFT-LCD, котрі можуть відображати до 4096 відтінків цветов.

Нова технологія TFT-LCD винахід фірми Toshiba. Характеристики дисплея нових типів: діагональ 5 див, дозвіл 120×160 пикселей, розміри 38,3×57,4×3,5 мм, маса всього 11 р. Робота в полноцветном режимі дисплей споживає 25 мВт, під час зображення статичного 8-цветного зображення — 1,7 мВт.

Дисплей OLED.

Фірма CDT (Cambridge Display Technology) повідомила про намір укласти партнерське угоди з англійської компанією Opsys для співпраці над технологією OLED (Organic Light Emitting Diode). Органічні све-тодиоды можна використовувати у виробництві нових типів дисплеїв, які споживають значно менше енергії, ніж отримали стала вельми поширеною ЖКД. З іншого боку, дисплеї OLED може бути тонше рідкокристалічних. Сьогодні OLED-технология вже знайшла використання у дисплеях стільникових телефонів, і інших компактних пристроїв. Фірми CDT і Opsys збираються технологічно вдосконалити процес створення OLED-дисплеев. Водночас займатимуться не масовим виробництвом нових моніторів, а лише поширенням ліцензії зважується на власну технологию.

Слід зазначити, що з всіх свої гідності OLED-дисплеи нині нітрохи не загрожують існуванню та процвітанню ЖК-дисплеев, т. до. на впровадження в масове виробництво знадобиться кілька лет.

Дисплей Vikuiti™.

Фірма ЗМ розробила серію нових матеріалів марки Vikuiti™, що поліпшують якість зображення на дисплеях електронних пристроїв і екранах проекційних телевізорів. Основним елементом технології Vikuiti™ є полиакриловая плівка, що охоплює багато скляних кульок близько 100 мікрон. Скляні шарики-линзы (на квадратний сантиметр їх припадає понад 3500) відмінно передають зображення з м’якою внутрішньою поверхні екрана на зовнішню, мало пропускаючи світ у напрямку і знижуючи до мінімуму можливі искажения.

Така плівка, нанесена на дисплеї мобільних пристроїв — стільникових телефонів, кишенькових комп’ютерів, ноутбуків тощо. буд., — робить зображення яскравіша і контрастніше. На рідкокристалічних дисплеях плівка усуває світлові відблиски і дає можливість змінювати кут видимості изображения.

4 Служба безопасности.

4.2 Захист і безпека информации.

У означеному стандарті під безпекою розуміється виняток несанкціонованого використання системи забезпечення таємності переговорів абонентів. На виконання цих вимог щодо стандарті GSM предусмотрены:

— Аутентификация.

— Секретність передачі данных.

— Секретність абонента.

— Секретність напрями вызова.

Захист сигналів управління та об'єктивності даних користувача відбувається лише [під час передачі радіоканалом. У стандарті використовується алгоритм шифрування з відкритою ключем RSA (перші літери прізвищ авторів Rivest, Shamir, Adleman), що забезпечує високий рівень безпеки передачі мовних сообщений.

Щоб не допустити несанкціонованого використання ресурсів системи зв’язку в стандарт запроваджені і визначено механізми аутентифікації — посвідчення особи абонента. Як зазначалося, кожен абонент тимчасово користування системою отримує стандартний модуль дійсності абонента — SIM-карту, яка содержит:

— Міжнародний ідентифікаційний номер рухомого абонента IMSI.

— Свій індивідуальний ключ аутентифікації Ki.

— Алгоритм аутентифікації A3.

Задля більшої таємності переданої радіоканалом інформації її зашифровують. Алгоритм формування ключів шифрування А8 зберігається в SIM-карте. Поруч із обчисленням відгуку SRES апаратура рухомий станції визначає і ключ шифрування KC. Цей ключ не передається радіоканалом, а обчислюється мережею і абонентським терміналом одночасно (рис. 2.48).

Разом із випадковим числом, рухомий станції посилається числова послідовність, яка містить ключ шифрування. Ця кількість пов’язані з дійсним значенням KC і дозволяє уникнути формування неправильного ключа. Кількість зберігається в рухомий станції міститься у кожному першому повідомленні, переданій в сеть.

Для установки режиму шифрування мережу передає рухомий станції команду CMC (Ciphering Mode Command), після ухвалення якої станція, використовуючи наявний в неї ключ, вдається до шифруванню і дешифрованию повідомлень. Потік переданих даних шифрують біт за битому поточным шифром, використовуючи алгоритм шифрування А5 і ключ Кс.

Щоб не допустити виявлення абонента шляхом перехоплення повідомлень, переданих радіоканалом, кожному абоненту системи стільникового зв’язку присвоюється тимчасовий міжнародний ідентифікаційний номер користувача — TMSI (Time Mobile Subsriber Identity), який дійсний лише доти зони обслуговування з ідентифікаційним номером LAI (Location Area Identification). У другій зоні обслуговування абоненту присвоюється новий TMSI. Якщо рухлива станція перетворюється на нову зону обслуговування, що його TMSI повинен передаватися разом із LAI тієї зони, у якій TMSI присвоїли абоненту. За виконання процедури коригування місцеположення каналами управління здійснюється двосторонній обмін між рухомий станцією MS і базової станцією BTS службовими повідомленнями, що містять тимчасові номери користувачів TMSI. І тут в радіоканалі необхідно забезпечити таємність зміни TMSI та його приналежність конкретному абоненту. Процедура коригування місцеположення наочно представлена на рис. 2.50.

Розглянемо випадок коригування місцеположення в останній момент естафетної передачі. І тут рухлива станція вже зареєстрована регістрі переміщення VLR з тимчасовим номером TMSI, відповідним TMSI колишньої зони обслуговування. При вході абонента на нову зону здійснюється процедура впізнання, що здійснюється за «старим, зашифрованному в радіоканалі TMSI, переданому разом з номером LAI зони обслуговування. Останній дає інформацію центру комутації і центру управління про повернення переміщення рухомий станції і дозволяє запросити колишню зону розташування про статус абонента та її дані, виключивши обмін цими службовими повідомленнями по радіоканалами управління. У цьому на каналі зв’язку повідомлення передається як зашифрований інформаційний текст з перериванням сполучення процесі естафетної передачі на 100—150 мс.

5 Оплата послуг. Тарифи плани «Де дешевле?».

При оплаті послуг стільникового зв’язку зазвичай використовуються три схеми оплаты:

— Кредитная.

— Авансовая.

— З предоплатой.

При кредитної схемою абонент може протягом цілого місяці безплатно користуватися послугами стільникового зв’язку. По його закінченні то здобуває рахунок попри всі надані йому послуги, куди входять: абонентська плата, тарифицируемое час, посилка 5М5 й інші задоволення, яким він мав у протягом цього місяця. На оплату цього рахунки вона засвоює майже від всього два тижні до месяца.

Залежно від правил, встановлених конкретним оператором, оплата рахунки може здійснюватися готівкою, банківським перекладом чи через платіжну банківську картку. Можна дати розпорядження на оплату рахунки і крізь Internet.

Використовуючи кредитну схему оплати, абонент фактично отримує фору на 1 — 1,5 місяці за оплатою послуг стільникового зв’язку. Але в такий схеми є договір одна істотна хиба — можна переоцінити свої фінансові возможности.

Природно, що кредитна схема викликає бажання обдурити оператора, просто більше не заплативши за рахунком. Так часом і може бути. Щоб зменшити ризик, оператори передбачили гарантійний внесок — заставу, який користувач вносить в останній момент підписання договору. Зазвичай не дуже більшу суму: за 30 я— 80 доларів. Депозит від повертається абоненту у разі розірвання договора.

При авансової системі оплати абонент вносить певну суму заздалегідь (авансом) і оплату виконують з цієї суми. Абонент розмовляє, яке грошики як реального часу списуються з його авансового рахунки. Щойно аванс вичерпаний — зв’язок переривається. До речі, це з суттєвих недоліків даної схеми: навіть надзвичайно важливий розмова то, можливо перерваний напівслові. При кредитної схему оплати такі неприємності исключены.

Є варіант цієї схеми, у якому на балансі абонента повинна залишатися деяка сума, звана незнижуваним залишком (свого роду аналог депозиту кредитної схеми). При досягненні цю межу надання послуг припиняється, і відновлюється тільки після поповнення аванса.

Зазвичай абонент може у час уточнити, як і величина залишку з його балансі, щоб матимуть можливість завчасно його поповнити. Іноді оператор попереджає абонента швидкого вичерпанні коштів (наприклад, розсилає SMS відповідного содержания).

Поповнення балансу, як і за кредитної схему оплати, може здійснюватися в різний спосіб, определяемыми оператором. І це виставлені абоненту рахунки при авансової схемою оплачувати непотрібно: вони призначені просто для информации.

Схема з передоплатою подібна до авансової. Оплата послуг також провадиться заздалегідь, але у вигляді телефонної карти: пластикової чи картонної картки стандартного розміру, де зазначений її номінал (у доларах, в рублях чи хвилинах трафіку) і завдано секретний код (ряд цифр, прихованих під непрозорим захисним шаром). Істотне гідність цієї схеми оплати залежить від відсутності обов’язкової абонентської плати. Карта купується заздалегідь і активується у потрібний момент. До речі, активувати картку можна у будь-якій що і у час діб — від режиму роботи банків та офісів оператора абонент у своїй не зависит.

Активація телефонної картки — це процедура зарахування її вартості карти на віртуальний рахунок. Технічно це відбувається бо коли б споживач підключався до Інтернету. Захисний шар по полі секретного коду карти стирається, потім набирається певний номер телефону, після чого набираються все цифри секретного коду. Цю процедуру зазвичай интерактивна: вона супроводжується підказками із боку автовідповідача системи та завершується підтвердженням поповнення балансу. За рахунок знову перелічених грошей можна відразу ж потрапити телефонувати. Телефонну карту іноді називають скретч-картой.

У схемою з передоплатою кілька особливостей илидочнее, — недоліків. Існує термін придатності карти. Нова телефонний карта мусить бути активовано протягом визначеного терміну. Зазвичай цей термін досить великий (півроку чи рік), тим щонайменше запастися картами протягом усього життя неможливо, їх купувати за необхідності (з гаком запасом).

Протягом часу й від часу активації карти (періоду дії карти) сума, перерахована на віртуальний рахунок абонента, мусить бути витрачена. Цей тимчасової інтервал вже значно менше першого — порядку місяця або кількамісячної, залежно від номіналу карти. Після закінчення часу дії карти телефонний номер блокується, а невикористаний залишок грошей на рахунку то, можливо анульований (якщо передбачено правилами даного оператора). Але якщо новий карта активується до закінчення терміну чинності попередньої, то перечисляемая сума грошей додається до залишку на рахунку, а термін дії відповідно продовжується. Стан свого рахунки абонент може перевірити у час. Ніяких рахунків абоненту не выставляется.

6 Аксесуари для стільникових телефонов.

6.1 Системи hands free.

Системи hands free (вільні руки) дозволяють розмовляти через мобільні телефони не доторкаючись щодо нього. Портативні системи hands free зазвичай складаються з розняття для підключення до телефона, мікрофона і навушника спеціальної форми. Звільняючи руки, гарнітуру підвищує безпеку (особливо в русі), залишаючи конфіденційними розмови. У багатьох країнах світу (у Росії) використання стільникового телефону в движущемся автомобілі дозволено лише за умови наявності таких пристроїв. Автомобільні системи звільняють руки під час розмови, забезпечують харчування і заряд батареї; дуплексная версія при цьому має можливість відлуння і шумоподавления. Офісні системи також звільняють руки, дозволяють одночасно говорити і як заряджати телефон.

Купуючи систему hands free, слід, що окремі моделі телефонів, і комплектів hands free несумісні. Використання систем, які у список рекомендованих виробником телефонів, можуть призвести до виходу останніх із строя.

Купуючи hands free доведеться робити вибір між системами з дуплексными і полудуплексными типами передачі. Система дуплексного типу забезпечує одночасну двосторонню передачу голоси, інакше кажучи, співрозмовники зможуть розповідати довго й чути одне одного одночасно. З допомогою системи полудуплексного типу можливе тільки одностороння гучна зв’язок. З іншого боку, двобічний hands free, побудований з урахуванням цифровий обробки голоси, допоможе позбутися відлуння під час розмови, коли водій чує власний голос з динамика.

Є кілька типів конструкцій систем hands free.

Найпростіший і дешевий комплект складається з навушника і мікрофона, з'єднаних єдиним дротом (рис. 2.24). Він гранично простий у спілкуванні. Для застосування системи і її увіпхнути штекер мікрофона на мобільний телефон і вставити навушник в вухо. Харчування системи здійснюється від батареї телефону. Перевагою такої системи і те, що вона вимагає встановлення в автомобілі, яку можна переносити з автомобіля в автомобіль, користуватися їй поза машини. Проте доведеться придумувати спосіб кріплення кожному за варіанта одягу, щоб мікрофон перебував на потрібному відстані від губ. До вад можна віднести наявність дроту й, зазвичай, не надетые.

навушники. Мінусом є також не спрямованість мікрофона, унаслідок чого розмова супроводжують сторонні оточуючі шумы.

Сучасну систему hands free з голосовим набором представляє російському ринку британську компанію Wester Connect Co. Ця система повністю русифицирована. До комплекту системи входять (рис. 2.25) — активний власник, має вихід на зовнішню антену, зовнішній динамік, клавіша «Смарт» (яку задля зручності можна порушувати про всяк поверхні панелі приладів чи стерновий колонки), виносної мікрофон і саме устройство.

Основною перевагою устрою і те, завдяки використанню цифрового перетворювача для оцифровки звуку досягнуто дуже високу якість звучання, а дуплексная система дозволяє під час зв’язку розповідати довго й слухати одновременно.

Існують моделі, які мають мікрофон перебуває у тому дроті, що йде до телефона, але в тонкому, але жорсткому дроті, крепящемся безпосередньо до наушнику. У разі мікрофон завжди міститься у потрібному місці й можна зробити його спрямованим. Таку модель що неспроможні використовувати мотоциклісти, оскільки гарнітуру не поміщається під шлем.

Є бездротові гарнітури прихованого носіння (). Одна частина підключається до телефона, від якої проводок, який закінчується петлею на шиї, яка виконує функцію антени для вкрай малопотужного передавача, захованого в вусі. Передавач цей вмонтований в навушник. Зараз такі виконують з урахуванням технології Bluetooth. Приклад бездротового гарнітури для ведення телефонних розмов представлений рис. 2.26.

У багатьох моделей телефонних апаратів при підключенні системи hands free робиться можливої функція автоматичного відповіді вхідний дзвінок: телефон сам «піднімає трубку», а коли співрозмовник кладе трубку, телефон автоматично отключается.

Існують варіанти систем, розраховані використання прикуривателя. Найпростіша полягає з трубки і шнура харчування. Спочатку роботи і її увіпхнути штекер в гніздо прикуривателя. Цю систему легко переноситься вже з автомобіля на другий, вона поміщається навіть у кишені пальто чи піджака. Працює і з цифровими, і з аналоговими телефонами. Використовується за необхідності мати телефонну зв’язок в автомобілі, і навіть коли хочеться витрачати час на установку необхідного оборудования.

Інший варіант систем, подключаемых в гніздо прикуривателя, — портативний автокомплект. Він з виносного мікрофона, динаміка, власника телефонного апарату, комунікаційного блоки і з'єднувального кабелю. Звільняє як руки, а й вуха. Апаратура не вимагає професійних навичок за умови встановлення, і дає підстави вибирати місця розташування мікрофона і динаміка. Вона ж забезпечує харчування і заряд батареї телефону під час руху автомобіля. Система оснащена системою відлунняі шумоподавления, передбачає зокрема можливість використання зовнішньої виносної антени. Усе це уможливлює в автомобілі якісну і зручне систему зв’язку без тріщини салону автомобіля. Основне перевагу таких систем у цьому, що є універсальними, підходящими нічого для будь-якого типу телефону, проте власник погано утискає малогабаритні моделі телефонов.

Стаціонарний автокомплект складається з мікрофона, власника телефонного апарату, комунікаційного блоку, з'єднувальних кабелів й за необхідності, динаміка. Забезпечує зв’язок, відповідну вищим міжнародних стандартів. Комплект складний і вимагає професійної установки, оскільки підключається безпосередньо до електричним і електронним пристроям автомобіля, залишаючи гніздо прикуривателя вільним. Працює стаціонарний автокомплект через динаміки аудіосистеми автомобіля, автоматично знижуючи рівень звучання автомагнітоли під час телефонного дзвінка. Для ведення конфіденційних розмов необхідно підключення трубки. У комплекті використовуються цифровий перетворювач звуку і системи відлунняі шумоподавления, що значно підвищує якість прийому-передачі сигналу. Харчування і заряд батареї телефону виробляються під час руху автомобиля.

У деяких моделях hands free безпеку водіння додатково забезпечується можливістю голосового набору заздалегідь запрограмованих телефонних номерів. Але, встановивши такий комплект, її власник виявляється прив’язаним до визначеної моделі стільникових телефонів. При заміні автомобіля систему hands free доведеться встановлювати наново. Більшість комплектів має вихід на зовнішню антену, що забезпечує більш стійку зв’язок збільшує дальність прийому. Сама антена звичайно входить у комплект поставки hands free.

З hands free системою можна використовувати виносна трубка для конфіденційних розмов, з допомогою яких можна розмовляти, не виймаючи телефон з власника і перериваючи заряд батареї. Зручний і додатковий вібродзвінок під час використання моделей, які мають власного вибровызова.

6.2 Джерела питания.

Усі наведені вище викладки вірні для нової правильно зарядженої батареї. Якщо ж вона нова? Якщо вона заряджено неправильно? Що робити? Постараємося розібратися, як влаштована акумуляторна батарея мобільного телефону, які її основні характеристики і правил использования.

Акумуляторні батареї, застосовувані у сприйнятті сучасних стільникових телефонах, можна розділити ми такі типы:

— Никель-кадмиевые — NiCd (Nickel Cadmium).

— Никель-металлгидридные — NiMH (Nickel Metal-Hydride).

— Литий-ионные — Li-ion (Lithium Ion).

— Литий-полимерные — Li-pol (Lithium Polymer).

Никель-кадмиевые батареї — найпоширеніші й дешеві. Це — справжній ветеран над ринком мобільних пристроїв зв’язку. Налагоджена технологія й надійна робота забезпечили їм широке застосування харчування портативної техніки і устаткування До основних достоїнств никель-кадмиевых батарей относятся:

— Чудова працездатність широтою діапазону температур довкілля, зокрема можливість заряду при негативних температурах.

— Здатність віддавати на додачу великий ток.

— Тривалий термін їхньої служби — понад тисячу циклів заряда/разряда за правильної експлуатації і обслуживании.

— Низька чутливість до неправильної эксплуатации.

— Легке відновлення при зниженні ємності і після тривалого хранения.

— Низька цена.

У NiCd акумуляторних батареях робоче речовина перебуває у вигляді дрібних кристалів, що забезпечує максимальну площа їх зустрічі з електролітом. При несприятливі погодні умови експлуатації кристали укрупнюються до розмірів, в 150 раз переважаючих початкові, що зумовлює різкого зменшення площі активної поверхні. Як наслідок, знижується напруга й зменшується ємність. На окремих випадках гострі межі кристалів навіть проколюють сепаратор, викликаючи швидкий саморазряд чи короткий замыкание.

Серед інших недоліків цих акумуляторних батарей можна назвати: необхідність періодичної повної розрядки задля збереження експлуатаційних властивостей (усунення ефекту пам’яті), швидкий саморазряд (до 10% протягом 24-х годин), щодо маленька щільність енергії (ставлення ємності до габаритам і масі) і покладають великі габарити (проти аккумуляторными батареями інших типів). До мінусів цих батарей можна вважати і їх «недружественность» до навколишньому середовищі, т. до. вони містять кадмій і вимагають спеціальної утилізації. Через великих габаритів і із утилізацією NiCd ці батареї поступово залишають ринок стільникових телефонов.

На зміну їм першими прийшли никель-металлгидридные батареї, та їх галасливо розрекламовані переваги наділі не виправдали очікувань споживачів через невеликого терміну служби. Така ситуація починає поліпшуватися завдяки технологічного прогресу у виробництві. Відмітні переваги сьогоднішніх NiMH-батарей следующие:

— Їх ємність приблизно за 30% більше ємності NiCd-батарей за ті самі габаритах.

— Вони менше схильні до ефекту пам’яті, ніж NiCd-батареи (періодичні цикли відновлення треба виконувати реже).

— Низька токсичність (NiMH-технология вважається екологічно чистой).

На жаль, NiMH-батареи мають багато недоліків. У порівняні з NiCd-батареями, вони коротший термін служби — близько 500 циклів «заряда/разряда», швидший саморазряд (в 1,5—2,0 разу) й вища цена.

Втрату заряду викликає та його старіння. У зношеною батареї пластини електродів розбухають і починають злипатися друг з одним, що зумовлює підвищенню струму саморазряда. Укрупнення кристалічних утворень в NiCd-батареях з урахуванням нікелю точиться переважно через занадто довгого перебування їх у зарядном устрої і багаторазового заряду без періодичного повного розряду. Розукрупнити кристалічні освіти дозволяє проведення такої процедури, як тренування, яку досить проводити раз на 30—60 дней.

Литий-ионные батареї поступово завойовують позиції над ринком пристроїв мобільного зв’язку. Це пов’язано з такими їх перевагами, как:

— Висока щільність електричної енергії (по крайнього заходу вдвічі більша, ніж в NiCd-батареи тієї самої розміру, отже, та майже удвічі менші габарити за тієї ж емкости).

— Повільний саморазряд (приблизно 2—5% на місяць плюс приблизно 3% харчування вбудованої електронної схеми защиты).

— Відсутність будь-яких вимог до обслуговування, крім вимоги тривалого зберігання ЕВР у зарядженому состоянии.

Але є держава й недоліки: батареї деяких виробників працюють лише за позитивних температурах, все батареї шляхи і піддаються процесу старіння, навіть якщо де вони використовуються. Зменшення ємності спостерігається приблизно після один рік. Після два роки зберігання батарея часто стає несправної. Тому категорично не рекомендується зберігати Li-ion-аккумуляторы протягом багато часу — потрібно використовувати їх, коли вони новые.

Li-ion-батареи пошкоджуються при заряді в «чужих» зарядних пристроях, а так-жі при зберіганні у надмірно разряженном стані. Зменшення ємності Li-ion — батарей необоротно, оскільки використовувані у яких токсичні матеріали розраховані працювати лише протягом часу й (до закінчення терміну служби батареї токсичність застосовуваних них речовин снижается).

Литий-полимерные батареї побачили ринку стільникових телефонів, і портативних комп’ютерів нещодавно, трохи дешевше, ніж літій іонні батареї при однаковою щільності енергії. Витримують приблизно 150 циклів заряда/разряда.

Литий-полимерные батареї изготовливаются у різних пластичних геометричних формах, нетрадиційних для звичайних батарей. Вони дуже тонкі за «товщиною і здатні заповнювати будь-яке вільне место.

Основними параметрами акумуляторної батареї телефону являются:

— Електрична емкость.

— Внутрішнє сопротивление.

— Напряжение.

— Саморазряд.

— Термін службы.

Електрична ємність акумуляторної батареї складається з номінальної і реальной.

Номінальна електрична ємність — це та кількість енергії, яким батарея теоретично повинна мати в зарядженому стані. Цей параметр аналогічний ємності, наприклад, склянки. Як у стандартний гранчак можна налити 200 мл води, і у батарею можна «закачати» також лише цілком певну кількість енергії. Але визначається на цю кількість енергії над момент заряду, а при зворотному процесі, т. е. при розряді батареї постійним струмом протягом вимірюваного проміжку часу досі досягнення заданого порогового напруги. Вимірюється ємність в ампер-часах чи миллиампер-часах і позначається буквою З. Значення номінальною ємності батареї, зазвичай, зашифроване у її обозначении.

Реальне значення ємності нової батареї на даний момент введення їх у експлуатацію коштує від 80 до 110% номінального значення й залежить: від фирмы-изготовителя, умов і продовження строку зберігання, і навіть від технології входження у експлуатацію. Нижній межа (80%) зазвичай сприймається як мінімально дозволене значення для нової батареї. Теоретично батарея, наприклад, номінальною ємністю 1000 мАЛОгод може віддавати струм 1000 мАЛО протягом 1 год, 100 мАЛО — протягом десяти год, чи 10 мАЛО протягом 100 ч.

А практично, за вищого струмі розряду номінальна ємність не досягається, а за низького струмі — превышается.

У процесі експлуатації ємність батареї зменшується. Швидкість зменшення залежить від типу батареї, технології обслуговування своєю практикою, використовуваних зарядних пристроїв, умов і тривалості эксплуатации.

Внутрішнє опір батареї визначає її здатність віддавати на додачу великий струм. Ця залежність підпорядковується закону Ома. При низькому значенні внутрішнього опору батарея здатна віддати у навантаження більший піковий струм (без істотне зменшення напруги їхньому висновках), отже, ще більшу пікову потужність, тоді як високе значення опору призводить до різкого зменшення напруги на висновках батареї при різке підвищення струму навантаження. Це спричиняє з того що зовні хороший акумулятор неспроможна повністю віддати запасену у ньому энергию.

в нагрузку.

6.3 Виносні антенны.

Антени в мобільного телефонії займають особливу увагу. Саме вони пов’язують ваш телефонний апарат з стільникового системою та забезпечують з'єднання. У купленого вами телефону вже сьогодні існують проста і зручна малогабаритна антена. Найчастіше вона забезпечує стійку зв’язок. Але є ситуації, коли з телефону потрібно «вичавити» усе, що лише возможно.

Деякі користувачі стільникових телефонів не знають, що у межах зони обслуговування майже кожної базової станції, незалежно від приналежність до оператору стільникового зв’язку (стандарту), бувають ділянки з негарантованим покриттям. Інколи трапляються «мертві зони», де для втрати або відновлення зв’язку досить зробити 2—3 кроки вбік. Кількість базових станцій різних районів міста повністю цієї проблеми в окремо взятому конкретному місці не вирішує. Це біда як стільникового зв’язку, а й навіть телебачення (який володіє потужними передатчиками).

На якість сполуки впливає чимало чинників: конфігурація антени, перебувають у безпосередній близькості до неї об'єкти, правильне заземлення, кут відхилення від вертикалі, довжина з'єднувального кабелю тощо. буд. На жаль, конструкція сучасного мобільного телефону Демшевського не дозволяє використовувати високоефективну вмонтовану антену, тому, щоб забезпечити якісну зв’язок у місцях з недостатнім радиопокрытием, їй необхідна допомогу — додаткова змінна антена. Вона особливо необхідна номером у автомобілі, оскільки кузов останнього є своєрідною екраном, перешкоджає проходженню радіосигналу і що викривляє його. Практично всі типи телефонів допускають використання змінних антен. Проте успіх забезпечений буде лише тоді, коли антена використовується правильно.

Змінні антени можна буде запровадити у тому випадку, якщо рівень прийнятого сигналу настільки малий, що зв’язок стає нестійкою. Інакше зв’язок навіть погіршитися (!!!). Можна виділити декілька ситуацій, коли доцільно застосування змінних антенн:

1. Розмова ведеться з екранованого приміщення або з автомобіля. Винесена назовні антена істотно покращує якість зв’язку. Причому, якщо за.

2. межами автомобіля (чи будинку) умови проходження сигналу хороші, нет.

3. необхідності застосовувати антени з підвищеним посиленням. Проте наявність кабелю між антеною і телефонним апаратом й у окремих випадках до.

4. полнительных рознімань (особливо безконтактних — емкостных і индуктивных).

5. призводить до деяким втрат сигнала.

6. Між що говорять і базової станцією перебувають масивні со.

7. оружения, місця чи товсті стіни. Сигнал то, можливо сильно.

8. ослаблений і поширюватися не горизонтально.

9. Розмова ведеться з великої віддаленні найближчій базової станції — на.

10. краю чи межами зони дії стільникового системи. Сигнал сильно ослаб.

11. льон, але поширюється горизонтально. Доцільно застосувати антену с.

12. посиленням щонайменше 7 дБ, переважно штыревую.

При здійсненні зв’язку з стаціонарних об'єктів (квартир, офісів, дач) доцільно використовувати спрямовані зовнішні антени. Звісно, у своїй телефон стає менш «мобільним», оскільки він буде підключений через спеціальний адаптер до антенному кабелю, але і якість зв’язки у часто стає вищий, аніж за русі поруч із базової станцией.

Зараз практично у кожному салоні зв’язку можна найрізноманітніші автомобільні і стаціонарні антени. Спробуймо розібратися, потрібна взагалі додаткова зовнішня антена, чим різняться друг від одну немов обрати підхожу модель.

Почати з найчастіше зустрічається прикладу використання мобільного телефону — в движущемся автомобілі. І тут виносні антени відводять випромінювання телефону від голови, і навіть збільшують його чутливість. Використовуючи автомобільну антену, ви покращуєте якість зв’язку, продлеваете термін роботи батареї й захищаєте себе від електромагнітного випромінювання. Можна просто поставити магнітну антену на дах автомобіля чи довести її правильність на бічному стекле.

Чому ж Україні зв’язок із автомобіля гірше, ніж місці, і що конкретно происходит?

Усередині автомобіля працездатність телефонного апарату різко знижується, оскільки там сигнал від базової станції приймається набагато менше, ніж снаружи.

Усередині автомобіля випромінювання від власної антени телефону багаторазово відбивається, у результаті усі пасажири виявляються сидячими начебто опинився всередині мікрохвильової печи.

Беручи недостатньо сильний сигнал, апарат одержує вигоду від базової станції команду підвищити рівень потужності; отже, збільшується рівень випромінювання та підвищується витрата электроэнергии.

Радіосигнал, випромінюваний телефоном, може позначитися на роботі електронних пристроїв і систем автомобиля.

Зовнішня антена як допомагає уникнути перелічених вище неприємностей, а й поліпшує якість зв’язку. Досягають цього переважно завдяки виведенню сигналу межі автомобіля і більше ефективному перерозподілу діаграми спрямованості антенны.

Ha сьогодні найбільша торгівлі поширення набули коллинеарные і планарные антени. Біля кожної є свої плюси та «мінуси. Так, коллинеарные антени здатні посилювати сигнал незалежно від того, з якого боку від нього розташована базова станція, зате планарные розташовуються всередині автомобіля як наслідок, більш захищені від атмосферних впливів і любителів чужій собственности.

Відповідно до теорії поширення електромагнітних хвиль, для оптимального функціонування автомобілі антена повинна: рівномірно випромінювати сигнал в різні боки горизонтальної площині (має кругову діаграму спрямованості), мати хороше заземлення, перебувати якомога вище і достатньої площі заземленої поверхні. У цьому, якщо антена штыревая, кут відхилення від вертикалі ні перевищувати 15°. З усієї цього треба, що найкращі показники (для зв’язку в автомобілі) забезпечуватимуться штыревой антеною, врізаної до центру крыши.

Зазвичай автомобільна антена і двох частин: зовнішньої (штир й зовнішня частина бази) і внутрішньої (внутрішня частина бази чи коробка зв’язку, до котрої я підключається кабель). Надійне з'єднання зовнішньою і внутрішньою частин життєво важливо задля забезпечення ефективнішої роботи антени. Вибір місця автомобілем, де буде кріпитися антена, має значення лише з погляду зручності. Розташування антени щодо металевого кузова автомобіля впливає її характеристики, що робить номінальне посилення, вказаний у паспорті антени, може лише приблизно відповідати реальному. Найкраще, якщо антена встановлена у наскрізне отвір в даху автомобіля, що у цьому випадку забезпечується безпосередній контакт всіх його елементів. У цьому вся становищі посилення практично відповідає номінальному, а діаграма спрямованості — кругова. Але коли хтось уже гребує свердлитиме отвір в даху, можна скористатися іншими засобами установки: «крізь скло», на бічне скло і багажник.

Монтаж антени на бампері істотно спотворює її діаграму спрямованості. Антени з великим посиленням так кріпити категорично не рекомендується. Розташування антени на багажнику чи капоті дасть проміжний результат. При установці «крізь скло» антена найчастіше розміщається у верхнього краю заднього скла автомобіля. Зовнішня частина бази антени зі штирем кріпиться зовні, а коробка зв’язку — всередині салону. Втрати звичайно перевищують 0,5−1 дБ. Проте слід, що антена нічого очікувати ефективно працювати, якщо скло, до якого вона прикріплюється, тоноване. Не можна ставити антену і поверх провідників обігрівача. З іншого боку, багато автомобілі вищого класу мають скла з подвійним покриттям й у разі встановлювати антену «крізь скло» теж нельзя.

Тимчасовий спосіб установки антени на дах з допомогою магнітного підстави має низку очевидних переваг. Антена може бути встановлена у центрі даху, що забезпечує кругову діаграму спрямованості і вимагає свердління отвори. Проте таку антену легко зняти, отже, легко і украсть.

З'єднувальний кабель від телефонного апарату до антени зазвичай виводиться крізь двері і то, можливо легко пошкоджений. Є один спосіб тимчасової установки антени — на бічне скло. І тут кабель проходить всередині салону, і вкрасти таку антену складніше. І хоча діаграма спрямованості зовсім на ідеальна, якість зв’язку буде цілком прийнятним. Існують варіанти кріплення, дозволяють регулювати становище випромінювача антени по вертикали.

Кабель часто входить у комплект поставки антени — зазвичай нероз'ємне з'єднання. Вихідна довжина кабелю, зазвичай, становить 3 м; під час монтажу антени його обрізають, вследствии чого доводиться встановлювати розняття на кінці кабелю, зверненому до телефона. Цю операцію це потрібно робити старанно — неправильно встановлений розняття здатний порушити роботу всієї системи. Поєднання кабелю з телефоном буває прямим та опосередкованою — через пристрій гучної связи.

У першому випадку кабель приєднується через додатковий розняття телефонного апарату. У другий випадок кабель приєднується до влаштуванню гучної зв’язку, а телефон вставляється в гніздо цього устрою. Деякі моделі телефонів немає спеціального гнізда для змінній антени, і тому їх можна приєднувати лише крізь пристрій гучної зв’язку (інколи можна від'єднати штатну антену і під'єднати кабель натомість, але ці неудобно).

У другий випадок можна встановлювати і використовувати недорогі стаціонарні спрямовані антени для мобільних телефонів міста і села, розташованих навколо базових станцій операторів стільникового зв’язку за 25−50 км до 35 км (GSM-900), до 40−45 км (D-AMPS), до 55−60 км (CDMA), до70 км (NMT-4501) залежно від рельєфу местности.

Стільниковий телефон із зовнішнього антеною успішно замінить звичайний і зможе допомогти як передати важливі, а й викликати екстрену допомогу дітям і врятувати життя фахівця в царині критичної ситуации.

Основними різновидами спрямованих антен є антени типу «хвильової канал» і логопериодические. Найбільшого поширення набула отримали перші. Вони мають великим посиленням і прості їх виготовляти. Лого-периодические антени складніші й дороги, але вони мають велику смугу частот і вимагають додаткової настройки.

Антена типу «хвильової канал» складається з низки паралельних вибраторов, розміщених у площині: полуволнового лінійного чи петлевого вібратора, якого підключений кабель зниження (активний вібратор), рефлектора і директорів (пасивні вибраторы).

Довжина рефлектора та її відстань до активного вібратора підібрані в такий спосіб, що випромінювання рефлектора послаблює випромінювання активного вібратора у напрямі та підсилюють їх у напрямку. Отже, рефлектор є своєрідною відбивачем, що забезпечують формування односпрямованої характеристики випромінювання (прийому). Нерідко як рефлектора використовується система вибраторов чи сітка. Посиленню випромінювання у напрямку сприяють директори, які порушуються, як і рефлектор, під впливом випромінювання активного вібратора. Отже, начебто, посилення антени тим більше коштів, чим більше в неї директорів. Та що більше кількість директорів в антени, тим менше б'є по її посиленні додавання кожної нової директори та то складніше домогтися узгодженої всіх директорів. Водночас це веде до звуження смуги пропускання антенны.

До переваг антени типу «хвильової канал» можна віднести порівняно високе посилення при простоті конструкции.

До вад цієї антени слід віднести складність її настройки при числі директорів більше трьох. Антени, складені за одним кресленню в одній й тієї лінії, виявляються налаштованими по-різному і допускають додаткової настройки. Отже, реальне посилення такий антени значно нижчі від зазначеного (загалом на 3—4 дБ). З іншого боку, вузька смуга пропускання веде до різкого зниження посилення у його систем зв’язку, де використовують дуплексные частоти з великим розносом. Наприклад, стандарт DAMPS використовує частоти 824—840 і 869—894 МГц і антени типу «хвильової канал», налаштованої на середину цього діапазону, призводить до помітному погіршення роботи антени берегах діапазону (цебто в робочих частотах). Це ж належить до стандартів GSM-900, GSM-1800.

Логопериодические антени — це з типів антен з незмінною формою діаграми спрямованості й постійним посиленням широтою діапазону частот.

У такий антени в усьому діапазоні частот забезпечується хороше узгодження антени з фидером. Логопериодическая антена освічена збірною лінією як 2-х труб, розташованих паралельно, яких по черзі через один кріпляться вибраторы.

Робоча смуга частот антени із боку нижньої частоти залежить від розмірів найбільш довгих вибраторов, а із боку верхньої частоти — від розмірів найкоротших вибраторов. Посилення антени визначається кількістю вибраторов, кожен із якого є активним. Отже, поставивши смугу частот (розміри максимального і мінімального вибраторов), можна здобути доволі високий коефіцієнт посилення в усьому діапазоні за счет.

збільшення кількості вибраторов. Логопериодические антени добре працюють у широкосмугових систем зв’язку: DAMPS, GSM-900, GSM-1800 й, звісно, у досить узкополосных, наприклад, у системі многостанционного доступу під кодовою поділом каналів CDMA (ширина смуги частот 1,5 МГц). Не вимагають додаткової настройки, бо всі вібратори є більш культурними та засмучені один про іншого на постійну величину, що є характеристикою антенны.

До вад цієї антени можна віднести її складнішу конструкцію і підвищену трудомісткість у виготовленні проти антеною типу «хвильової канал».

Отже, в системах стільникового зв’язку стандартів CDMA, DAMPS, GSM-900/ 1800 доцільно застосовувати логопериодические антени із необхідним кожному за конкретного випадку посиленням. На кордоні зони покриття найефективніші антени типу «хвильової канал», проте настроювання цих антен повинна виконуватися фахівцем. Також слід звернути увагу до матеріал, з яких виготовлено антена. На частотах 800—900 МГц, а тим паче 1800 МГц, кілька найкращий результат дає використання матеріалів із високим провідністю — як-от мідь, латунь. Це підвищує добротність антени і зводить до мінімуму потери.

Приложение.

Плакаты:

— Структурна схема цифрового радіо телефона.

— Зона покриття «Мегафон», побудова сотень до трьох частот.

Стільниковий телефон:

— Samsung R620.

Список використовуваної литературы.

1. Андріанов В.І., Соколов А. В. Мобільні телефони.- СПБ.: БХВ-Петербург;Арлит.2003.-384с.:ил.-(Техника у вашій доме).

2. Матtриалы серверу internet.