МОБИЛЬНЫЙ ТЕРМИНАЛ СВЯЗИ (ВАРИАНТЫ)

Заявленная полезная модель относится к телекоммуникационным устройствам, а именно к мобильному терминалу связи, который может найти широкое применение для операторов сетей глобальной системы мобильной связи GSM (Global System for Mobile Communications).
Известен навигационный терминал связи, описанный в патенте РФ №32943 U1, 26.05.2003. Этот терминал содержит GSM модем, процессор, устройство беспроводной приемопередачи данных Bluetooth, GPS приемник.
Недостатком описанного устройства является то, что для передачи мультимедийных сообщений MMS (тексты с графикой, фотографий и видеоклипов) необходим дополнительный процессор, микроконтроллер и видеообъектив, которые должны быть последовательно подключены через интерфейс пользователя к цифровому сигнальному процессору, что существенно влияет на производительность работы устройства в целом.
Известен мобильный телефон, описанный в патенте РФ №34300 U1, 26.05.2003. Этот телефон содержит приемопередатчик, GSM антенну, два порта ввода-вывода, процессора изображений, микроконтроллер и видеообъектив.
Недостатком описанного устройства является то, что данное устройство не может вести приемопередачу видео, голоса и данных в реальном времени, а так же работать в беспроводной локальной вычислительной сети (WLAN).
Известен также мобильный терминал связи, описанный в патенте РФ №31183 U1, 23.04.2003, который содержит в своем составе: приемопередатчик, GSM антенну, модем, процессор, приемник спутниковой глобальной системы определения местоположения (GPS), GPS антенну, устройство беспроводной приемопередачи данных по радиоканалу (Bluetooth), процессор изображений, два микроконтроллера, порт ввода-вывода, Bluetooth антенну.
Однако этот терминал также имеет недостаток: невозможность приемопередачи потоковой аудио, видеоинформации и данных в реальном времени.
Таким образом, техническим результатом полезной модели является возможность приемопередачи видео, голоса и данных, работа в беспроводной локальной вычислительной сети (WLAN), повышение производительности за счет введения в мобильный терминал связи устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™, сверхширокополосного приемопередатчика (Ultra-WideBand) UMB и перераспределения функций между элементами устройства.
Этот результат достигается за счет того, что, согласно первому варианту, мобильный терминал связи, содержащий батарею электропитания, приемопередатчик, выполненный с возможностью работы с глобальной системой для мобильной связи (GSM) и системой пакетной коммутации в сетях подвижной связи (GPRS), первую антенну, при этом вход-выход батареи электропитания соединен с первым входом-выходом упомянутого
GSM/GPRS приемопередатчика, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом первой антенны, дополнительно содержит первый микропроцессор, микроконтроллер, сверхширокополосный приемопередатчик, вторую антенну, видеообъектив, устройство беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ с низким энергопотреблением и со скоростью передачи от 10 до 250 Кбит/с, при этом антенна упомянутого устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ предназначена для приемопередачи данных внешнему устройству беспроводной приемопередачи данных ZigBee™, выход видеообъектива соединен с входом микроконтроллера, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом первого микропроцессора, первый вход-выход которого соединен с входом-выходом упомянутого устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™, вход которого и вход сверхширокополосного приемопередатчика соединены с выходом упомянутого GSM/GPRS приемопередатчика, третий вход-выход которого соединен с третьим входом-выходом первого микропроцессора, пятый вход-выход которого соединен с входом-выходом сверхширокополосного приемопередатчика, первый вход, предназначенный для выдачи тактового сигнала, первого микропроцессора соединен с первым входом упомянутого GSM/GPRS приемопередатчика, второй вход которого соединен с выходом батареи электропитания, четвертый вход-выход первого микропроцессора посредством интерфейса RS232 соединен с четвертым входом-выходом GSM/GPRS приемопередатчика, вторая антенна соединена со сверхширокополосным приемопередатчиком.
В частном варианте упомянутый GSM/GPRS приемопередатчик содержит GSM/GPRS модем, первый, второй и
третий разъемы, динамик, микрофон, устройство чтения идентификационной карточки абонента (SIM-карты), устройство управления и электропитания, предназначенное для управления микрофоном и динамиком, а также для подачи электропитания упомянутому модему и первому микропроцессору, первый вход-выход устройства управления и электропитания соединен с упомянутым первым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS приемопередатчика, упомянутый второй вход которого соединен с первым входом GSM/GPRS модема, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом первого разъема, второй вход-выход которого соединен с упомянутым вторым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS приемопередатчика, упомянутый четвертый вход-выход которого соединен с четвертым входом-выходом GSM/GPRS модема, первый вход-выход, являющийся последовательным портом данных (SDP), упомянутого GSM/GPRS модема соединен со вторым входом-выходом, являющимся последовательным портом данных (SDP), упомянутого устройства управления и электропитания, первый выход которого соединен со вторым входом GSM/GPRS модема, третий вход-выход которого соединен с входом-выходом упомянутого устройства чтения SIM-карты, второй вход устройства управления и электропитания соединен с упомянутым первым входом упомянутого GSM/GPRS приемопередатчика, упомянутый третий вход-выход которого соединен с третьим входом-выходом устройства управления и электропитания, третий вход которого соединен с выходом второго разъема, вход которого соединен с выходом микрофона, второй выход устройства управления и электропитания соединен с входом третьего разъема, выход которого соединен с входом динамика, третий выход устройства управления и электропитания
соединен с упомянутым выходом упомянутого GSM/GPRS приемопередатчика.
В другом частном варианте, в устройство управления и электропитания встроены регулятор напряжения, преобразователь напряжения, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь, входной усилитель звука, выходной усилитель звука и усилитель звука для микрофона, а в сверхширокополосный приемопередатчик встроены приемопередатчик, процессор и устройство управления доступом.
Еще в одном частном варианте, упомянутый GSM/GPRS модем содержит процессор, энергонезависимое запоминающее устройство, усилитель радиочастот, усилитель мощности, устройство управления электропитания и устройство контроля и управления, предназначенное для подачи электропитания процессору, усилителю радиочастот и усилителю мощности, первый вход-выход которого соединен с упомянутым вторым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема, второй вход-выход усилителя мощности соединен со вторым входом-выходом усилителя радиочастот, первый вход-выход которого соединен с первым входом-выходом процессора, четвертый вход-выход которого соединен с упомянутым четвертым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема, второй вход-выход процессора соединен со вторым входом-выходом упомянутого устройства контроля и управления, первый вход-выход которого соединен с упомянутым первым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема, упомянутый третий вход-выход которого соединен с третьим входом-выходом процессора, пятый вход-выход которого соединен с входом-выходом энергонезависимого запоминающего устройства, вход упомянутого устройства контроля и управления соединен с выходом устройства управления электропитания,
первый вход которого соединен с упомянутым вторым входом упомянутого GSM/GPRS модема, упомянутый первый вход упомянутого GSM/GPRS модема соединен со вторым входом устройства управления электропитания.
Еще в одном частном варианте в усилитель мощности упомянутого модема встроен антенный переключатель, а в процессор упомянутого модема встроены цифровой сигнальный процессор, микроконтроллер, память, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь.
Согласно второму варианту, мобильный терминал связи, содержащий батарею электропитания, модем, выполненный с возможностью работы с глобальной системой для мобильной связи (GSM) и системой пакетной коммутации в сетях подвижной связи (GPRS), первую антенну, порт внешнего электропитания, порт ввода-вывода, являющийся универсальным портом ввода-вывода USB, клавиатуру, звонок, дисплей, микрофон, динамик и устройство чтения идентификационной карточки абонента (SIM-карты), выход батареи электропитания соединен с первым входом упомянутого GSM/GPRS модема, вход-выход устройства чтения SIM-карты соединен с третьим входом-выходом GSM/GPRS модема, пятый вход-выход которого соединен с входом-выходом порта ввода-вывода, дополнительно содержит видеообъектив, первый микропроцессор, микроконтроллер, три разъема, устройство управления и электропитания, предназначенное для управления микрофоном и динамиком, а также для подачи питания упомянутому GSM/GPRS модему и первому микропроцессору, три тактовых генератора и устройство беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ с низким энергопотреблением и со скоростью передачи от 10 до 250 Кбит/с, при этом антенна упомянутого устройства беспроводной приемопередачи данных
ZigBee™ предназначена для приемопередачи данных внешнему устройству беспроводной приемопередачи данных ZigBee™, выход видеообъектива соединен с входом микроконтроллера, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом первого микропроцессора, вход-выход устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ посредством последовательного периферийного интерфейса (SPI) соединен с первым входом-выходом первого микропроцессора, четвертый выход первого микропроцессора соединен со входом звонка, вход дисплея посредством последовательного периферийного интерфейса (SPI) соединен с третьим выходом первого микропроцессора, первый вход которого соединен с выходом клавиатуры, пятый вход-выход упомянутого GSM/GPRS модема соединен с шестым входом-выходом первого микропроцессора, четвертый вход-выход которого посредством интерфейса RS232 соединен с четвертым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом первого разъема, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом первой антенны, первый вход-выход, являющийся последовательным портом данных (SDP), упомянутого GSM/GPRS модема соединен со вторым входом-выходом, являющимся последовательным портом данных (SDP), упомянутого устройства управления и электропитания, первый выход которого соединен со вторым входом GSM/GPRS модема, вход-выход батареи электропитания соединен с первым входом-выходом устройства управления и электропитания, первый выход первого микропроцессора, предназначенный для выдачи тактового сигнала, соединен со вторым входом устройства управления и электропитания, третий вход-выход которого посредством последовательного периферийного интерфейса (SPI) соединен с
третьим входом-выходом первого микропроцессора, тактовый выход которого соединен с входом второго генератора тактовой частоты, выход которого соединен с тактовым входом первого микропроцессора, тактовый выход упомянутого устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ соединен с входом первого генератора тактовой частоты, выход которого соединен с тактовым входом упомянутого устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™, тактовый выход сверхширокополосного приемопередатчика соединен с входом третьего генератора тактовой частоты, выход которого соединен с тактовым входом сверхширокополосного приемопередатчика, первый вход устройства управления и электропитания соединен с выходом порта внешнего электропитания, второй выход устройства управления и электропитания соединен с входом третьего разъема, выход которого соединен со входом динамика, третий вход устройства управления и электропитания соединен с выходом второго разъема, вход которого соединен с выходом микрофона, третий выход устройства управления и электропитания соединен с входом сверхширокополосного приемопередатчика и входом упомянутого устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™, пятый вход-выход первого микропроцессора соединен с входом-выходом сверхширокополосного приемопередатчика, который подключен ко второй антенне.
В частном варианте в устройство управления и электропитания встроены регулятор напряжения, преобразователь напряжения, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь, входной усилитель звука, выходной усилитель звука и усилитель звука для микрофона, а в
сверхширокополосный приемопередатчик встроены приемопередатчик, процессор и устройство управления доступом.
В другом частном варианте упомянутый GSM/GPRS модем содержит процессор, энергонезависимое запоминающее устройство, усилитель радиочастот, усилитель мощности, устройство управления электропитания и устройство контроля и управления, предназначенное для подачи электропитания процессору, усилителю радиочастот и усилителю мощности, первый вход-выход которого соединен с упомянутым вторым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема, второй вход-выход усилителя мощности соединен со вторым входом-выходом усилителя радиочастот, первый вход-выход которого соединен с первым входом-выходом процессора, четвертый вход-выход которого соединен с упомянутым четвертым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема, второй вход-выход процессора соединен со вторым входом-выходом упомянутого устройства контроля и управления, первый вход-выход которого соединен с упомянутым первым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема, упомянутый третий вход-выход которого соединен с третьим входом-выходом процессора, пятый вход-выход которого соединен с входом-выходом энергонезависимого запоминающего устройства, шестой вход-выход процессора соединен с упомянутым пятым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема, вход упомянутого устройства контроля и управления соединен с выходом устройства управления электропитания, первый вход которого соединен с упомянутым вторым входом упомянутого GSM/GPRS модема, упомянутый первый вход упомянутого GSM/GPRS модема соединен со вторым входом устройства управления электропитанием.
Еще в одном частном варианте в усилитель мощности упомянутого модема встроен антенный переключатель, а в процессор упомянутого модема встроены цифровой сигнальный процессор, микроконтроллер, память, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь, в усилитель мощности упомянутого модема встроен антенный переключатель, а в процессор упомянутого модема встроены цифровой сигнальный процессор, микроконтроллер, память, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь.
В другом частном варианте первый, второй и третий генераторы тактовой частоты являются кварцевыми генераторами.
Заявленная полезная модель иллюстрируется следующими чертежами: фиг.1, на которой показана укрупненная структурная схема заявленного терминала связи в соответствии с первым вариантом; фиг.2, на которой показана структурная схема заявленного терминала связи в соответствии со вторым вариантом; фиг.3, на которой показана структурная схема GSM/GPRS модема в составе заявленного терминала связи.
Заявленный терминал связи 1, как показано на чертежах фиг.1, 2, содержит GSM/GPRS модем 2, устройство управления и электропитания 5, первую антенну 8, батарею электропитания 12, первый микропроцессор 6, сверхширокополосный приемопередатчик 22, вторую антенну 23, микроконтроллер 26, видеообъектив 25, устройство беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ 19, звонок 18, дисплей 11, клавиатуру 10, порт внешнего электропитания 17, предназначенный для подключения внешнего источника питания, например, сети электропитания. Кроме того, этот терминал также содержит порт ввода-вывода 9, являющийся универсальным портом ввода-вывода USB, первый
20, второй 7, третий 24 генераторы тактовой частоты, первый 3, второй 13 и третий 15 разъемы, микрофон 14 и динамик 16, при этом выход батареи электропитания 12 соединен с первым входом упомянутого GSM/GPRS модема 2, вход-выход устройства чтения SIM-карты 4 соединен с третьим входом-выходом GSM/GPRS модема 2, пятый вход-выход которого соединен с входом-выходом порта ввода-вывода 9, антенна 21 упомянутого устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ 19 предназначена для приемопередачи данных внешнему устройству беспроводной приемопередачи данных ZigBee™, выход видеообъектива 25 соединен с входом микроконтроллера 26, вход-выход которого соединен со вторым входом-выходом первого микропроцессора 6, вход-выход устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ 19 посредством последовательного периферийного интерфейса (SPI) соединен с первым входом-выходом первого микропроцессора 6, четвертый выход первого микропроцессора 6 соединен со входом звонка 18, вход дисплея 11 посредством последовательного периферийного интерфейса (SPI) соединен с третьим выходом первого микропроцессора 6, первый вход которого соединен с выходом клавиатуры 10, пятый вход-выход упомянутого GSM/GPRS модема 2 соединен с шестым входом-выходом первого микропроцессора 6, четвертый вход-выход которого посредством интерфейса RS232 соединен с четвертым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема 2, второй вход-выход которого соединен с первым входом-выходом первого разъема 3, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом первой антенны 8, первый вход-выход, являющийся последовательным портом данных (SDP), упомянутого GSM/GPRS модема 2 соединен со вторым входом-выходом, являющимся последовательным портом данных (SDP), упомянутого устройства
управления и электропитания 5, первый выход которого соединен со вторым входом GSM/GPRS модема 2, вход-выход батареи электропитания 12 соединен с первым входом-выходом устройства управления и электропитания 5, первый выход первого микропроцессора 6, предназначенный для выдачи тактового сигнала, соединен со вторым входом устройства управления и электропитания 5, третий вход-выход которого посредством последовательного периферийного интерфейса (SPI) соединен с третьим входом-выходом первого микропроцессора 6, тактовый выход которого соединен с входом второго генератора тактовой частоты 7, выход которого соединен с тактовым входом первого микропроцессора 6, тактовый выход упомянутого устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ 19 соединен с входом первого генератора тактовой частоты 20, выход которого соединен с тактовым входом упомянутого устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ 19, тактовый выход сверхширокополосного приемопередатчика 22 соединен с входом третьего генератора тактовой частоты 24, выход которого соединен с тактовым входом сверхширокополосного приемопередатчика 22, первый вход устройства управления и электропитания 5 соединен с выходом порта внешнего электропитания 17, второй выход устройства управления и электропитания 5 соединен с входом третьего разъема 15, выход которого соединен со входом динамика 16, третий вход устройства управления и электропитания 5 соединен с выходом второго разъема 13, вход которого соединен с выходом микрофона 14, третий выход устройства управления и электропитания 5 соединен с входом сверхширокополосного приемопередатчика 22 и входом упомянутого устройства беспроводной приемопередачи данных  ZigBee™ 19, пятый вход-выход первого микропроцессора 6
соединен с входом-выходом сверхширокополосного приемопередатчика 22, который подключен ко второй антенне 23.
Здесь следует отметить, что упомянутый модем 2, устройство управления и электропитания 5, второй 13 и третий 15 разъемы, динамик 16 и микрофон 16 образуют GSM/GPRS приемопередатчик 33, показанный на чертеже фиг.1.
Устройство беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ 19 имеет низкое энергопотребление, работает со скоростью передачи от 10 до 250 Кбит/с в диапазоне частот 2,4 ГГц. Антенна 21 устройства ZigBee™ 19 (мастер) предназначена для связи с внешним устройством беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ (на чертежах не показано). Внешние устройство с встроенным ZigBee™ включает в свой состав устройство ZigBee™ соответственно, антенну, микроконтроллер и батарею электропитания (на чертежах не показаны).
Сверхширокополосный приемопередатчик UMB (Ultra-WideBand) 22 работает со скоростью 29-114 Мбит/сек в диапазоне частот 3,1-10,6 ГГц, при этом в этот приемопередатчик UMB 22 встроены приемопередатчик, процессор и устройство управления доступом (на чертежах не показаны).
Устройство управления и электропитания 5 предназначено для управления микрофоном и динамиком, а также для подачи питания упомянутому GSM/GPRS модему и первому микропроцессору, при этом в устройство управления и электропитания 5 встроены регулятор напряжения, преобразователь напряжения, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь, входной усилитель звука, выходной усилитель звука и усилитель звука для микрофона (на чертежах не показано).
Как показано на чертеже фиг.3, упомянутый GSM/GPRS модем 2 содержит процессор 27, энергонезависимое запоминающее устройство 32, усилитель радиочастот 28, усилитель мощности 29, устройство управления электропитания 31 и устройство контроля и управления 30, предназначенное для подачи электропитания процессору 27, усилителю радиочастот 38 и усилителю мощности 29, при этом первый вход-выход усилителя мощности 29 соединен с упомянутым вторым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема 2, второй вход-выход усилителя мощности 29 соединен со вторым входом-выходом усилителя радиочастот 28, первый вход-выход которого соединен с первым входом-выходом процессора 27, четвертый вход-выход которого соединен с упомянутым четвертым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема 2, второй вход-выход процессора 27 соединен со вторым входом-выходом упомянутого устройства контроля и управления 30, первый вход-выход которого соединен с упомянутым первым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема 2, упомянутый третий вход-выход которого соединен с третьим входом-выходом процессора 27, пятый вход-выход которого соединен с входом-выходом энергонезависимого запоминающего устройства 32, шестой вход-выход процессора 27 соединен с упомянутым пятым входом-выходом упомянутого GSM/GPRS модема 2, вход упомянутого устройства контроля и управления 30 соединен с выходом устройства управления электропитания 31, первый вход которого соединен с упомянутым вторым входом упомянутого GSM/GPRS модема 2, упомянутый первый вход упомянутого GSM/GPRS модема 2 соединен со вторым входом устройства управления электропитания 31.
Следует также отметить, что в усилитель мощности 29 упомянутого модема 2 встроен антенный переключатель, а в
процессор 27 упомянутого модема 2 встроены цифровой сигнальный процессор, микроконтроллер, память, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь (на чертежах не показаны).
Кроме того, упомянутые генераторы тактовой частоты 20, 24, 7 являются кварцевыми генераторами.
Заявленный терминал связи работает следующим образом.
Рассмотрим работу сверхширокополосного приемопередатчика 22. Суть работы приемопередатчика UMB 22 - прием и передача маломощных кодированных импульсов в очень широкой полосе без несущей частоты. В эфир излучается не гармоническое колебание, а сверхкороткий импульс, или моноимпульс, длительность которого может варьироваться в пределах 0,2-2 нс, а период импульсной последовательности составляет от 10 до 1000 нс.
Внешние устройства с UMB-приемопередатчиками, которые могут быть встроены в телевизионный приемник, видеомагнитофон, стереосистему, монитор, клавиатуру, мышь, принтер (на чертеже не показано) передают данные или потоковую аудио, видеоинформацию в реальном времени посредством время-импульсной модуляции с использованием коммутации нано- или субнаносукундных импульсов на антенну 23, которая принимает и передает данные на приемопередачик 22. Чтобы сгладит спектр и не мешать другим узкополосным сигналам, "работающим" в той же полосе частот, используется time hopping модуляция - смещение излучаемого импульса во времени по псевдослучайному закону. Такая модуляция позволяет "размазать" энергию в широкой полосе частот, а сам сигнал сделать шумоподобным. В результате этого отпадает необходимость использовать в UMB приемопередатчике 22 усилитель мощности и цепь преобразования
частоты, что существенно уменьшает стоимость и энергопотребление мобильного терминала связи 1.
Приемопередатчик 22 принимает полученные от внешних устройств (например, цифровых видеокамер, клавиатур и т.п.) с встроенными приемопередатчиками UMB данные (на чертеже не показано) или потоковую аудио - и видеоинформацию в реальном времени, которая поступает в микропроцессор 6. Микропроцессор 6 может передать эти массивы данных на устройство беспроводной приемопередачи данных ZigBee ™ 19 или на GSM/GPRS приемопередатчик 33. Алгоритм работы микропроцессора 6 определяет пользователь на основании программ записанных в память микропроцессора 6 (на чертеже не показано) или устройства 32.
Основное достоинство приемопередатчика UMB 22 перед близкими по скорости обмена системами на инфракрасных лучах - возможность работы через стены помещений и на больших расстояниях, а по сравнению с лазерными системами - более низкая стоимость. Так как сверхширокополосный приемопередатчик 22 работает со скоростью 29-114 Мбит/сек в диапазоне частот 3,1-10,6 ГТц, то он может обеспечить высокоскоростную беспроводную связь, которая в настоящий момент не вписывается в традиционные определения фиксированной или подвижной связи.
Мобильный терминал связи 1 может быть использован как радар (локатор).
Приемопередатчик UMB 22 с антенной 23 терминала связи 1 может передавать маломощные кодированные импульсы в очень широкой полосе без несущей частоты, что позволяет обнаружить местонахождение неметаллических тру6, пластиковых мин или находить людей под завалами или
снежными лавинами. При данном варианте работы расстояние от мобильного терминала связи 1 до местонахождения неметаллических труб или пластиковых мин может составлять до 10 метров.
Рассмотрим работу мобильного терминала связи 1 при передаче видеоизображений.
Изображение поступает на видеообъектив 25, который, как правило, содержит матрицу активных элементов, дешифратор строк, дешифратор столбцов, аналоговые усилители и схемы обработки, аналого-цифровые преобразователи, цифровые блоки (на чертеже не показано). С выхода цифровых блоков (на чертеже не показано) видеообъектива 25 обработанные видеоданные поступают на микроконтроллер 26, который определяет алгоритм работы по передаче изображения. Микроконтроллер 26 переедет видеоданные полученные от видеообъектива 25 на микропроцессор 6, который может передать эти видеоданные либо на сверхширокополосный приемопередатчик 22 или через систему пакетной коммутации в сетях подвижной связи (GPRS) операторов сетей глобальной системы мобильной связи GSM (Global System for Mobile Communications) на сервер MMS. Алгоритм работы терминала связи 1 по передаче видеоизображений определяет пользователь на основании программ записанных в память микроконтроллера 26 (на чертеже не показано) или устройства 32.
Рассмотрим работу устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ 19 (ZigBee™ - зарегистрированная торговая марка альянса ZigBee™ стандарта IEEE 802.15.4).
Пользователь терминала 1 может передавать полученные данные от приемопередатчика 22 на другие внешние устройства
через беспроводную локальную вычислительную сеть (WLAN) образованную при помощи устройств беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ 19. При этом данные (аудио или видеоданные) от внешних устройств со встроенными приемопередатчиками UMB поступают на приемопередачик 22, микропроцессор 6 и далее на устройство беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ 19, через антенну 21 они передаются на внешние устройства беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ (на чертеже не показано).
При данном варианте работы расстояние от мобильного терминала связи 1 до внешних устройств беспроводной приемопередачи данных со встроенными ZigBee™ может составлять от 10 до 100 метров.
Технология Bluetooth уже активно применяется в мобильных телефонах, персональных органайзерах, компьютерах и других устройствах. Недостаток технологии Bluetooth: большое энергопотребление и небольшой радиус действия. Технология ZigBee™ имеет преимущества в поддержке больших сетей с несколькими сотнями функционирующих устройств.
Беспроводная локальная вычислительная сеть (WLAN), построенная на технологии ZigBee™, будет поддерживать работу до 255 подключенных устройств. Технология Bluetooth только 8.
Беспроводная локальная вычислительная сеть (WLAN), построенная на технологии ZigBee™ имеет средний радиус действия около 75 метров, технологии Bluetooth - 10 метров.
Основное преимущество ZigBee™ 19 - это низкое энергопотребление. Технологии ZigBee™ присущ еще такой положительный момент, как существенно меньшие взаимные наводки множества работающих рядом устройств. В этом плане технология Bluetooth проигрывает технологии ZigBee™.
Устройство беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ 19, имеет приемник и передатчик (на чертеже не показано), которые дают команду внешнему устройству беспроводной приемопередачи данных со встроенным ZigBee™ (на чертеже не показано) на передачу данных, например, полученных от GPS спутников (широта, долгота и т.п.) через GPS антенну совмещенную с ZigBee™ (на чертеже не показано). Устройство беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ 19 называется мастером.
Главной особенностью устройства ZigBee™ 19 является то, что различные устройства со встроенным ZigBee™, соединяются друг с другом автоматически, стоит им только оказаться в пределах досягаемости (на расстоянии около 10-75 метров).
Оказавшись рядом с устройством ZigBee™ 19, внешнее устройство со встроенным ZigBee™ (на чертеже не показано) может устанавливать не только соединения типа точка-к-точке, когда имеется только два устройства, но и точка-к-многоточек, когда одно устройство ZigBee™ 19 одновременно работает с несколькими другими, таким образом возможно организовать беспроводную локальную вычислительную сеть (WLAN).
Устройство ZigBee™ 19 может одновременно работать с несколькими другими внешними устройствами со встроенным ZigBee™, которыми могут быть оснащены: контроллеры освещенности помещения, термостаты, кондиционеры, пульты дистанционного управления, беспроводные клавиатуры и «мыши» для компьютера, датчики дыма и углекислого газа, устройства вызова помощи для пожилых людей, устройства домашней автоматизации и т.п. (на чертеже не  показано).
Работа устройства ZigBee™ 19 в незнакомом окружении - это поиск других устройств со встроенным ZigBee™, например, GPS модуля со встроенным устройством ZigBee™. Для этого посылается запрос, и ответ на него зависит не только от наличия в радиусе связи активных ZigBee™ устройств, но и от режима, в котором находятся эти устройства.
Устройство ZigBee™ 19 и внешнее устройство со встроенным ZigBee™ (на чертеже не показано) договариваются между собой об используемом диапазоне частот, размере страниц, количестве и других физических параметрах соединения. После того, как соединение установлено, его можно использовать для самых различных целей. Возможно это благодаря набору базовых протоколов используемых в технологии ZigBee™ для передачи различных типов данных, например, передачи данных от GPS модуля со встроенным устройством ZigBee™ к устройству ZigBee™ 19.
В другом варианте, пользователь терминала 1 может передать полученные данные от внешних устройств со встроенными приемопередатчиками UMB через систему пакетной коммутации в сетях подвижной связи (GPRS) операторов сетей глобальной системы мобильной связи GSM (Global System for Mobile Communications).
Данные (в том числе голосовые или видео) от внешних устройств со встроенными приемопередатчиками UMB, например, фотокамеры (на чертеже не показано), поступают на антенну 23, приемопередатчик 22, микропроцессор 6 и далее в процессор 27 GSM/GPRS модема 2, который передает эти данные в усилитель радиочастот 28 и далее в усилитель мощности 29. Усилитель 28 подключен к процессору 27, который осуществляет декодирование принятых от пользователя команд, определяет
необходимые операнды и требуемые пользователем операции с мобильным терминалом связи 1. Процессор 27 управляет работой логических, арифметических и других операций внутренних и внешних устройств подключенных к терминалу связи 1: устройством чтения SIM карты 4, энергонезависимой памятью 32 и устройством контроля и управления 30.
Микроконтроллер (на чертеже не показано) процессора 27 предназначен для подключения внешних устройств (например, компьютера) через универсальный порт ввода-вывода 9. При подключении к порту 9 внешних устройств, например, компьютера, можно вводить программы и данные (номера телефонов, фотографии, мелодии и т.п.) в память терминала 1 встроенную в микропроцессор 6 или память FLASH 32.
Принятое сообщение от терминала 1 поступает на контроллер и мобильный центр связи (MSC) сотового оператора (на чертеже не показано) к которому подключен маршрутизатор. Маршрутизатор сотового оператора так же подключен к сети Интернет, к которой подключен сервер мультимедийных сообщений, в который поступают полученные данные от внешних устройств.
Микропроцессор 6 управляет работой внутренних и внешних устройств подключенных к мобильному терминалу связи 1: дисплеем 11, клавиатурой 10, звонком 18, и устройством контроля и управления электропитания 5.
Устройство контроля и управления 5 служит для подключения, динамка 16 и микрофона 14, распределения электропитания между элементами мобильного терминала связи 1.
Процессор 27 выполняет операции по отправке данных (аудио и видео) и сообщений пользователю. Сообщение может
быть отправлено и принято через сервис передачи коротких сообщений (SMS - Short Message Service) сотовых операторов связи. Видео и аудиоданные могут быть отправлены и приняты по технологии пакетной коммутации в сетях подвижной связи GPRS (General Packet Radio Service) сотовых операторов связи, SIM карта которых вставлена в устройстве чтения SIM карты 4 терминала связи 1. Канал передачи и способ передачи выбирает цифровой сигнальный процессор (на чертеже не показано) процессора 27 на основе программ, записанных в устройство 32. Далее сообщение и данные поступают в усилитель радиочастот 27, усилитель мощности 29, антенный переключатель (на чертеже не показано), разъем 3, GSM антенну 8 и передаются на базовую станцию оператора сети глобальной системы мобильной связи GSM (на чертеже не показано).
Терминал связи 1 имеет возможность голосового набора номера абонента телефонной сети общего пользования (ТФОП) или абонента сотовой сети (GSM или CDMA сети). Для ведения разговора терминал 1 имеет микрофон 14 и динамик 16.
К устройству управления и электропитания 5 может быть подключено устройство типа "свободные руки" (на чертеже не показано).
Для управления терминалом связи 1 из телефонной сети общего пользования (на чертеже не показано) в процессоре 27 имеется двухтональный многочастотный приемник (DTMF), который принимает сигналы управления от телефонного аппарата, подключенного в телефонную сеть общего пользования, которая подключена к GSM сети. Прием-передача сообщений осуществляется так же, как описано выше.
Мобильный терминал связи 1, может быть выполнен в виде наручных часов.
Мобильный терминал связи 1 может быть использован как сотовый телефон.
При поступлении вызова от абонента ТФОП или абонента сотовой сети GSM (или CDMA сети) сообщение поступает на антенну 8, разъем 3, усилитель мощности 29 с антенным переключателем (на чертеже не показано), усилитель радиочастот 28 и процессор 27, далее поступает на микропроцессор 6 и звонок 18. При нажатии клавиши, например, "получение вызова", расположенной на корпусе терминала 1, подключенной к микропроцессору 6, происходит подключение устройства управления и электропитания GCAP3 (Global Control Audio Power III IC) 5 и включается динамик 16. Абонент терминала связи 1 может вести разговор с вызывающим абонентом, например, абонентом телефонной сети общего пользователя при помощи микрофона 14.
Здесь необходимо отметить, что абонент, который владеет терминалом связи 1, может осуществлять связь с другими абонентами телефонной сети общего пользования или сетей GSM (или сети CDMA).
Пользователь может набрать телефонный номер на клавиатуре 10, например, 70951096172, далее абонент терминала 1 нажимает клавишу "отправка", размещенную на корпусе терминала связи 1.
В другом варианте пользователь терминала связи 1 имеет возможность голосового набора номера, при этом он голосом называет цифры телефонного номера абонента телефонной сети общего пользования или сети GSM (или сети CDMA): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. В этом варианте с микрофона 14 сигнал поступает на устройство 5, где происходит аналого-цифровое преобразование и усиление звука (на чертеже не показано), далее
преобразованный голосовой набор поступает в микропроцессор 6, где происходит отправка сигнала "вызов", далее вызывной сигнал поступает в процессор 27, усилитель радиочастот 28, усилитель мощности 29 с антенным переключателем (на чертеже не показано), разъем 3, к которому подключена антенна 8, и далее на базовую станцию сотового GSM оператора. Далее сообщение поступает на контроллер, который подключен к мобильному коммутатору сотового оператора (на чертеже не показано), где происходит соединение с вызываемым абонентом GSM сети (или CDMA сети) или соединение с абонентом телефонной сети общего пользования (на чертеже не показано).
Электропитание мобильного терминала связи 1 может осуществляться от батареи электропитания 12, в качестве которой также может выступать аккумуляторная батарея, или внешнего источника, подключенного к порту внешнего электропитания 17. Напряжение для электропитания мобильного терминала связи 1 подается на устройство управления и электропитания 5 и далее на устройство управления электропитания 31, через которое происходит электропитание процессора 27, устройства 30, усилителей 28 и 29.
Напряжение от устройства управления и электропитания 5 подается на приемопередатчик 22 и устройство беспроводной приемопередачи ZigBee™ 19.
Применение GSM/GPRS приемопередатчика 33, подключенного к микропроцессору 6 и приемопередатчика 22, позволило передавать данные на огромные расстояния: зоны покрытия GSM/GPRS сетей сотовых операторов связи, применение устройства беспроводной приемопередачи ZigBee™ 19 позволило работать в беспроводной локальной вычислительной сети (WLAN).
Таким образом, за счет введения устройства беспроводной приемопередачи ZigBee™ 19 работающего в диапазоне частот 2,4-2,5 ГГц решается задача полезной модели: работа в беспроводной локальной вычислительной сети (WLAN), за счет введения сверхширокополосного приемопередатчика 22 работающего со скоростью 29-114 Мбит/сек в диапазоне частот 3,1-10,6 ГГц и применение GSM/GPRS модема 2 работающего в различных частотных диапазонах 890-915 МГц и 935-960 МГц, 1710-1785 МГц и 1805-1880 МГц, решается задача полезной модели: перераспределения функций между элементами устройства, т.е. повышается производительность мобильного терминала связи 1.
Впервые было использовано устройство беспроводной приемопередачи ZigBee™ 19 для работы в беспроводной локальной вычислительной сети, сверхширокополосного приемопередатчика UMB 22 для приемопередачи данных и потоковой аудио-видеоинформации в реальном времени, GSM/GPRS модема 2 для работы в сетях GSM/GPRS.
Изготовление мобильного терминала связи 1, изображенного на фиг.1-3, осуществляют из следующих типовых элементов: GSM/GPRS модем 2 основе микросборки G20 или G21 компании Motorola.
При использовании в терминале связи 1 модуля G20 на основе микросхем i.250-20 компании Motorola GSM/GPRS модем 2 содержит усилитель мощности 29 с антенным переключателем (на чертеже не показано) микросборки МММ6010А/6011А компании Motorola, усилитель радиочастот 28 на основе микросборки МС13712 компании Motorola, процессор 27 на основе микросхемы DSP56621 компании Motorola, устройство контроля и управления 30 на основе микросборки МС13713
компании Motorola, устройство управления электропитанием 31 на основе микросборки МС13718 компании Motorola.
Здесь необходимо отметить, что в данном варианте в процессор 27 встроены цифровой сигнальный процессор DSP56600 с частотой 104 МГц и микроконтроллер ARM7TDMI-S с частотой 52 МГц, память, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь (на чертеже не показано).
В другом варианте, при использовании в терминале 1 GSM/GPRS модема 2 модуля G21 компании Motorola, применяются микросхемы L250-21 компании Motorola: усилитель мощности 29 с антенным переключателем (на чертеже не показано) микросборки МММ6022 компании Motorola, усилитель радиочастот 28 на основе микросборки МС13777 компании Motorola, процессор 27 на основе микросхемы DSP56631 компании Motorola, устройство контроля и управления 30 на основе микросборки МС13717 компании Motorola, устройство управления электропитанием 31 на основе микросборки МС13718 компании Motorola.
В этом варианте в процессор 27 встроены цифровой сигнальный процессор DSP56600 с частотой 130 МГц и микроконтроллер ARM7TDMI-S с частотой 52 МГц, память, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь (на чертеже не показано).
В терминале 1 применяют устройство управления и электропитания типа GCAP3 (Global Control Audio Power III IC) 5 компании Motorola.
В качестве микропроцессора 6 может быть использован микропроцессор Dragonball i.MX21 МС9328 компании Motorola, в качестве устройства беспроводной приемопередачи данных
ZigBee™ может быть использована микросхема МС13192 компании Motorola.
В качестве микроконтроллера 26 может быть использован микроконтроллер типа 68 HC908LD64 компании Motorola.
При изготовлении терминала связи 1 может быть использована технология гибкого кабеля печатной платы - РСВ (Printed Circuit Board), которая состоит из печатной платы, переходных устройств и устройств крепления (на чертеже не показано). При помощи РСВ происходит соединение и крепление всех устройств терминала связи 1.
Опытные образцы терминалов связи изготовлены. Испытания показали, что они соответствует тем требованиям, которые предъявляются к абонентским радиостанциям GSM/GPRS стандарта, стандарта устройств беспроводной приемопередачи данных ZigBee™ IEEE 802.15.4.