Терминал связи

Полезная модель относится к телекоммуникационным устройствам, а именно к терминалу связи, который применяется для телематических услуг пользователей сетей глобальной системы мобильной связи GSM (Global System for Mobile Communications) и технологии пакетной коммутации в сетях подвижной связи GPRS (General Packet Radio Service).
Большая часть GSM/GPRS терминалов связи конструктивно представляет собой набор последовательно соединенных микросхем: GSM /GPRSмoдeм и порт ввода - вывода. Общим недостатком существующих GSM/GRS терминалов связи является большое количество элементов GSM/GPRS модема (более 250 элементов ) и как следствие, высокая себестоимость изготовления терминала для работы по технологии пакетной коммутации в сетях подвижной связи GPRS.
Известна беспроводная телефонная трубка для сетей глобальной системы мобильной связи GSM, описанная в патенте США № 6516184, 04.02.2003 ( прототип ). Беспроводная телефонная трубка для сетей глобальной системы мобильной связи GSM состоит из следующих компонентов: приемо-передатчик, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь, цифровой сигнальный процессор, интерфейс пользователя и системный интерфейс, интегральная схема управления электропитанием и батарея электропитания.
Недостатком этого устройства является избыточность набора микросхем и как следствие, высокая себестоимость изготовления. Избыточность в устройстве объясняется налриием аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователя и наличием интегральной схемы управления электропитанием.
Другим недостатком описанного устройства ( прототипа ) является то, что у него низкая надежность, так как при подключении к цифровому сигнальному процессору телефона внешних исполнительных устройств и появлении в них аварийных режимов, таких как, короткое замыкание, обрыв цепей, превышение общей нагрузочной способности устройства ( тока, напряжения, температуры и т.п.), может быть нарушена работа процессора и приемно-передаюш;его узла, что приводит к повреждению всего телефона (терминала связи).
Таким образом, техническим результатом данной полезной модели является снижение себестоимости изготовления за счет уменьшения количества используемых элементов (микросхем): исключения устройства контроля заряда электропитания и повышение надежности за счет введения процессора и переключателя, то есть перераспределения функций между элементами терминала связи.
Технический результат достигается за счет того, что в терминал связи, применяемый в сетях глобальной системы мобильной связи (GSM) и в сетях подвижной связи с технологией пакетной коммутации (GPRS), содержащий модем, который первым входом- выходом соединен с внутренней антенной и портом подключения внешней антенны, вторым входом-выходом модем соединен с первым входом - выходом устройства управления, третий вход-выход модема соединен с первым портом вводавывода, дополнительно введены процессор и переключатель, при этом первый вход - выход процессора соединен с четвертым входом-выходом модема, а второй вход-выход процессора соединен с первым входом выходом переключателя, который вторым входом - выходом соединен с вторым портом ввода-вывода.
в частном варианте модем содержит усилитель мощности, двухдиапазонный усилитель радиочастот, цифровой сигнальный процессор и запоминающее устройство, первый вход-выход усилителя мощности соединен с внутренней антенной и портом подключения внешней антенны, второй вход-выход усилителя мощности соединен с первым входомвыходом двухдиапазонного усилителя радиочастот, который вторым входом - выходом соединен с первым входом - выходом цифрового сигнального процессора, который вторым входом - выходом соединен с первым входом - выходом процессора, третий вход-выход цифрового сигнального процессора соединен с входом - выходом первого порта ввода-вывода, а четвертый вход-выход цифрового сигнального процессора соединен с входом - выходом запоминающего устройства, пятый вход - выход упомянутого процессора соединен с входом - выходом устройства управления при этом в цифровой сигнальный процессор встроены микроконтроллер, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь,
В другом частном варианте терминал связи дополнительно содержит двухтональный многочастотный приемник (DTMF) и порт внешнего электропитания, при этом первый вход - выход приемника DTMF соединен с третьим входом - выходом упомянутого процессора, а порт внешнего электропитания соединен со вторым входом устройством управления.
В частном варианте терминал связи является сотовым телефоном.
Заявленная полезная модель иллюстрируется следующими чертежами: фиг. 1, на которой показана общая схема заявленного терминала связи; фиг. 2, на которой показана структурная схема заявленного терминала связи ; фиг. 3, на которой показана фотография электронной платы с основными элементами заявленного терминала связи.; фиг. 4, на которой показана фотография общего вида заявленного терминала связи.
Рассмотрим структуру и работу терминала связи. Как видно из чертежа фиг. 1, терминал связи, применяемый в сетях глобальной системы мобильной связи (GSM) и в сетях подвижной связи с технологией пакетной коммутации (GPRS) (далее GSM/GPRS терминал связи) 1, содержит внутреннюю антенну (антенна GSM) 3 и порт подключения внешней антенны (антенна GSM) 4, модем 2 (GSM/GPRS модем), который связан с первым портом ввода - вывода (универсальный порт ввода-вывода) (USB) 6 и устройством управления 5, GSM/GPRS модем 2 связан с процессором 7, который в свою очередь связан с переключателем 8, а он связан с вторым портом ввода-вывода 9.
GSM/GPRS модем 2 в своем составе, как видно из чертежа фиг.2, содержит усилитель мощности 10, двухдиапазонный усилитель радиочастот 11 и цифровой сигнальный процессор 12, связанный с запоминающим устройством 13. Здесь необходимо отметить, что в цифровой сигнальный процессор встроены микроконтроллер, аналого-цифровой преобразователь и цифро-аналоговый преобразователь. Упомянутый цифровой сигнальный процессор 12 соединен с устройством чтения SIM карты сотового оператора связи (на чертежах не показано).
Заявленный терминал работает следующим образом.
Сообщение от базовой станции оператора GSM/GPRS сети (на чертеже не показано) поступает на внутреннюю GSM антенну 3 или подключенную внешнюю GSM антенну соединенную с портом 4 терминала 1. Далее сообщение передается на GSM/GPRS модем 2, где усиливается усилителем мощности 10 и поступает на двухдиапазонный усилитель радиочастот 11, который работает в диапазонах частот 890 - 915 МГц и 935 - 960 МГц, 1710-1785 МГц и 1805 - 1880 МГц. Двухдиапазонный усилитель 11 подключен к цифровому сигнальному процессору 12, который осуществляет декодирование принятых от пользователя команд, определяет необходимые операнды и требуемые пользователем операции с терминалом 1.
Цифровой сигнальный процессор 12 управляет работой логических, арифметических и других операций внутренних и внешних устройств подключенных к терминалу 1 через второй порт ввода - вывода 9. При наступлении события от датчиков (например, поступил сигнал от датчика прониьсновения чужого в дом или в автомашину), подключенных к порту ввода - вывода 9, сигнал поступает в переключатель 8 и далее в процессор 7, где происходит аутентификация (установление подлинности) события и принятие решений на основе алгоритмов записанных в память процессора 7.
Далее GSM/GPRS модем 2 выполняет операцию по отправке сообщения пользователю. Сообщение может быть отправлено и принято через канал передачи данных (Datacom), сервис передачи коротких сообщений SMS (Short Message Service) сотовых операторов связи или технологии пакетной коммзггации в сетях подвижной связи GPRS (General Packet Radio Service ). ЬСанал передачи и способ передачи выбирает цифровой сигнальный процессор 12 GSM/GPRS модема 2. Сообщение поступает в GSM/GPRS модем 2, GSM антенну 3 или внешнюю антенну подключенную к порту 4 и передается на базовую станцию оператора сети глобальной системы мобильной связи GSM (на чертеже не показано).
Для управления терминалом 1 из телефонной сети общего пользования к процессору 7 подключен двухтональный многочастотный приемник DTMF (на чертеже не показан), 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. Универсальный порт ввода-вывода USB 6 предназначен для ввода программ в цифровой
сигнальный процессор 12 и запоминающее устройство 13 модема 2 и процессор 7.
Электропитание терминала связи 1 может осуществляться от батареи электропитания, в качестве которой может выступать аккумуляторная батарея, или внешнего источника, подключенного к порту внешнего электропитания, который соединен с входом устройства управления 5. Напряжение для электропитания терминала связи подается на устройство управления 5, через которое происходит электропитание всех элементов устройства: модема 2, процессора 7, переключателя 8 и двухтонального многочастотного приемника DTMF.
Только соединение переключателя 8 на основе микросхемы MC33291DW компании Motorola с процессором 7, позволило контролировать и управлять внешними устройствами подключенными к порту ввода - вывода 9 (отключать внепшие устройства при высокой температуре или повышенном напряжении, коротком замыкании и т.п.), что позволило решить вторую задачу полезной модели: повышение надежности терминала связи.
Изготовление GSM/GPRS терминала связи 1, изображенного на фигЛ, фиг.2 и фиг.З осуществляют из типовых элементов. Как видно из чертежа фиг.З, на которой показана фотография общего вида GSM/GPRS терминала связи, GSM/GPRS модем 2 состоит из усилителя мощности 10 на основе микросборок МММ6010/6011 компании Motorola, двухдиапазонный усилитель радиочастот И на основе микросборок МС13712 компании Motorola, цифровой сигнальный процессор 12 на основе микросхемы DSP56621 компании Motorola, устройство управления на основе микросборки МС13713 компании Motorola. Процессор 7 на основе, например, MEGA128L компании ATMEL, переключатель 8 на основе микросхемы MC33291DW компании Motorola и дв)тональный многочастотный приемник, например, на основе MT88L70 компании Zarlink.
в настоящее время, в телекоммуникационной отрасли, онерация изготовления GSM/GPRS модема узла включает в себя установку более 250 элементов (Морион получил 2,5G - технологию Motorola, PC WEEK/RE, № 39, 22 октября 2002, стр. 203). Использование для изготовления терминала связи усилителя мощности 10 на основе микросборок МММ6010/6011 компании Motorola, двухдиапазонного усилителя радиочастот 11 на основе микросборок МС13712 компании Motorola, цифрового сигнального процессора 12 на основе микросхемы DSP56621 компании Motorola и устройства управления на основе микросборки МС13713 компании Motorola позволяет уменьшить количество используемых микросхем до 125 при сборке, что в свою очередь приводит к уменьшению числа сборочных операций и к снижению себестоимости изготовления. Так решается первая задача полезной модели: снижение себестоимости изготовления.
Опытные образцы терминалов изготовлены. На фиг.4. показана фотография общего вида опытного образца GSM/GPRS терминала связи. Испытания показали, что они соответствует тем требованиям, которые предъявляются к абонентским радиостанциям GSM стандарта.