МОБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
MOBILE DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области мобильных устройств, способных воспроизводить звук.
Уровень техники
В мобильных устройствах для достижения хорошего качества воспроизведения звука обычно устанавливают большие громкоговорители с большими и довольно безобразными звуковыми отверстиями. Было бы желательно добиться высокого качества воспроизведения звука без использования таких отверстий. Однако если отверстие чем-то заполнить, выход звука становится затруднительным. Кроме того, например, такое отверстие может засориться грязью или оно может дать проникнуть внутрь устройства воде, которая способна повредить электронные схемы в устройстве.
В заявке WO 2008081657 A1 рассмотрено мобильное устройство связи, поддерживающее радиосвязь с базовой станцией. Устройство содержит заднее шасси и переднее шасси, соединенные одно с другим по продольному краю и способные раскрываться и закрываться (складываться) в направлении, пересекающем продольное направление, сенсорную панель, работающую, когда заднее шасси и переднее шасси закрыты (сложены), звуковое отверстие громкоговорителя и отверстие микрофона, расположенные в продольном направлении на наружной поверхности, открытой, когда заднее шасси и переднее шасси находятся в закрытом (сложенном) положении, и внутренний дисплей, расположенный на одной из внутренних поверхностей, открывающейся, когда заднее шасси и переднее шасси раскрыты, для представления изображения на экране этого дисплея.
Сущность изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложено мобильное устройство, включающее экран, способный воспроизводить звук от этого экрана.
Мобильное устройство может использовать технологию распределенного громкоговорителя (distributed mode loudspeaker (DML)) для возбуждения вибрации всего экрана.
В предлагаемом мобильном устройстве вся поверхность экрана может действовать как громкоговоритель.
В предлагаемом мобильном устройстве звуковое отверстие громкоговорителя может быть полностью исключено.
Мобильное устройство может иметь передний экран, причем акустические возбудители располагаются на поверхности материала переднего экрана.
Мобильное устройство может приводить в действие только один возбудитель для реализации локализованного излучения звука от материала переднего экрана.
В мобильном устройстве под экраном расположены два небольших драйвера/возбудителя, чтобы заставить экран вибрировать.
Мобильное устройство может содержать блок главного футляра с подвеской главного окна.
Мобильное устройство может иметь главную плату со схемой зарядки аккумуляторов и усилителями звуковой частоты.
В мобильном устройстве акустические возбудители могут быть присоединены с использованием соединителей типа провод-плата.
В мобильном устройстве совокупность звуковых компонентов на главной плате может содержать два усилителя звуковой частоты.
В мобильном устройстве усилители звуковой частоты могут представлять собой высокоэффективные драйверы Класса Н для керамических громкоговорителей и тактильных пьезоэлектрических возбудителей.
В мобильном устройстве с целью преобразования напряжения питания от аккумулятора в необходимое драйверное напряжение для акустических возбудителей могут быть использованы внешние вольтодобавочные компоненты.
Мобильное устройство может содержать термопластичный эластомерный материал (Thermoplastic elastomer (TPE)).
В мобильном устройстве материал TPE может составлять часть материала корпуса устройства.
В мобильном устройстве переднее окно этого устройства, служащее звуковой панелью, может быть подвешено на уплотнительной прокладке, выполненной из мягкого прокладочного материала.
В мобильном устройстве толщина мягкой уплотнительной прокладки может быть в диапазоне от 0,2 мм до 2 мм.
В мобильном устройстве мягкая уплотнительная прокладка может позволять окну «плавать» и при этом герметизировать заднюю камеру.
В мобильном устройстве бортик футляра под окном может выступать ниже краев окна.
В мобильном устройстве подвеска переднего окна может быть выполнена с использованием мягкого материала ТРЕ.
В мобильном устройстве мягкий материал ТРЕ может быть расположен на верхней части боковых стенок устройства.
В мобильном устройстве толщина мягкого материала ТРЕ может быть в диапазоне от 0,2 мм до 2 мм.
В мобильном устройстве мягкий материал ТРЕ может быть расположен под окном и окно может быть закреплено клеем или мастикой.
В мобильном устройстве уплотнительная прокладка, сообщающая воздухонепроницаемость задней камере, может содержать мягкий материал ТРЕ.
В мобильном устройстве вокруг окна может быть выполнена небольшая канавка.
В мобильном устройстве модуль переднего окна может быть непосредственно прикреплен к наружной оболочке из материала ТРЕ для создания более упругой области подвески.
В мобильном устройстве экран может содержать переднее окно, и это переднее окно может быть подвешено с использованием рамки окна.
В мобильном устройстве окно может быть прикреплено к рамке посредством клеящей ленты.
В мобильном устройстве между указанной рамкой и боковыми стенками устройства могут быть расположены несколько элементов подвески окна.
В мобильном устройстве элементы подвески могут быть отлиты из материала ТРЕ.
В мобильном устройстве твердость материала ТРЕ по Шору может быть в пределах от 60А до 95А.
В мобильном устройстве левая и правая боковые стенки могут иметь мягкие защитные бортики для задней камеры, предназначенные для изоляции задней камеры от свободно подвешенной передней стороны устройства.
В мобильном устройстве могут быть фиксированные точки для подвески переднего окна.
В мобильном устройстве может быть футляр из мягкого материала ТРЕ под окном.
В мобильном устройстве может быть внутренняя металлическая опорная конструкция.
В мобильном устройстве могут быть по две или три точки жесткого крепления с каждой стороны между внутренней алюминиевой центральной рамкой и наружной базовой рамкой.
В мобильном устройстве воздушный объем сзади экрана может быть герметизирован.
В мобильном устройстве экран может быть приклеен к рамке устройства силиконовым компаундом.
В мобильном устройстве экран может быть выполнен из стекла.
В мобильном устройстве экран может быть выполнен из алюмосиликатного стекла повышенной прочности «gorilla glass» толщиной 0,5 мм.
В мобильном устройстве может быть узел стеклянного заднего окна.
В мобильном устройстве могут быть переднее и заднее окна дисплеев, изготовленные из алюмосиликатного стекла повышенной прочности фирмы Coming (Coming Gorilla glass).
В мобильном устройстве для окна на задней стороне устройства может быть использовано стекло цилиндрической криволинейной формы.
В мобильном устройстве аудиосистема может иметь один или несколько из следующих компонентов: Акустическая система на плате: Полифония на 128 голосов (128-Voice Polyphony), QconcertPlus, система звукового окружения Dolby 5.1 Surround, система подавления эхо и шумов. Дополнительно ANC (Audience), 1 или 2 микрофона, система глубокого поверхностного стереозвучания (Deep stereo Surface Sound), нет обычных громкоговорителей и адаптивное подавление шумов.
В мобильном устройстве корпус этого устройства может быть выполнен в виде единого блока (моноблок).
В мобильном устройстве корпус этого устройства может быть изготовлен из материала Plastic или Texin™.
В мобильном устройстве может быть применена алюминиевая центральная часть для равномерного распределения тепла.
В мобильном устройстве в тракте аудио сигнала может быть применена цифровая обработка сигнала (digital signal processing (DSP)).
В мобильном устройстве прикрепленные к экрану драйверы могут обеспечивать тактильную обратную связь.
В мобильном устройстве драйверы могут создавать локализованную тактильную обратную связь от части экрана.
В мобильном устройстве драйверы могут содержать электроактивные полимеры.
В мобильном устройстве могут быть выполнены драйверный модуль и сенсорный экран, так что драйверный модуль управляет драйверами, чтобы равномерно распределить волны изгиба по поверхности сенсорного экрана таким образом, чтобы пользователь испытывал ощущение нажатия механических клавиш при прикосновении к клавишам, представленным на сенсорном экране.
Мобильное устройство может быть портативным.
Мобильное устройство может представлять собой мобильный телефон, портативный цифровой помощник, портативный компьютер, цифровой аудио плеер или планшетный компьютер.
В мобильном устройстве могут быть один или несколько следующих компонентов:
виртуальная клавиатура, сенсорный экран, два экрана, каждый из которых является сенсорным экраном, экран с двумя устойчивыми состояниями (бистабильный экран), бистабильный сенсорный экран, экран, не являющийся бистабильным экраном и представляющий собой сенсорный экран, первый и второй бистабильные экраны, второй бистабильный экран, являющийся сенсорным экраном, второй бистабильный экран, не являющийся сенсорным экраном.
Мобильное устройство может представлять собой телефон в форме моноблока (бруска) с двумя экранами и в том числе с задним дисплеем с бистабильным экраном.
В мобильном устройстве может быть задний экран, так что на этом заднем экране представляют сообщения от любого приложения или сервиса, работающего в устройстве.
В мобильном устройстве может быть использован экран, занимающий больше 90% площади главной поверхности этого устройства, на которой расположен указанный экран.
Мобильное устройство может представлять собой устройство в форме моноблока с дисплеем, имеющее вогнутую переднюю поверхность и выпуклую заднюю поверхность.
Мобильное устройство может представлять «бесшовную» моноблочную поверхность.
Предложен способ использования мобильного телефона, обладающего любым из перечисленных выше признаков, согласно которому устройство помещают на имеющую соразмерную форму поверхность объекта передней стороной вниз и затем возбуждают поверхность экрана, так что звук излучается не только самим экраном, но и всем объектом, поверхность которого контактирует с экраном.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложен способ излучения звука от экрана мобильного устройства, обладающего любым из перечисленных выше признаков, так что способ содержит излучение звука от экрана.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложен компьютерный программный продукт, позволяющий излучать звук от экрана мобильного устройства, обладающего любым из перечисленных выше признаков.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет пример предложения для покупателя.
Фиг.2 представляет пример технических характеристик смартфона.
Фиг.3 представляет пример промышленного дизайна мобильного устройства.
Фиг.4 представляет пример промышленного дизайна мобильного устройства.
Фиг.5 представляет пример технических характеристик аппаратуры мобильного телефона.
Фиг.6 представляет примеры наборов микросхем (чипсетов) для мобильных устройств.
Фиг.7 представляет пример технических характеристик заднего экрана мобильного устройства.
Фиг.8 представляет пример архитектуры программного обеспечения для мобильного устройства.
Фиг.9 представляет примеры аспектов одного из примеров мобильного устройства.
Фиг.10 представляет примеры концепции приложений для мобильного устройства.
Фиг.11 представляет примеры приложений для мобильного устройства.
Фиг.12 представляет другие примеры приложений для мобильного устройства.
Фиг.13 представляет пример мобильного устройства с двумя видеокамерами и экраном, расположенным между этими видеокамерами.
Фиг.14 представляет пример мобильного устройства, в котором микрофон помещен в отверстии в корпусе этого мобильного устройства, а именно в отверстии для извлечения SIM карты.
Фиг.15 представляет переднюю поверхность и заднюю поверхность примера устройства на одном чертеже. Устройство показано в выключенном состоянии.
Фиг.16 представляет главную плату опытного образца устройства с главной гибкой печатной схемой (FPC) (нижняя сторона).
Фиг.17 представляет главную плату опытного образца устройства с главной гибкой печатной схемой (FPC) (верхняя сторона).
Фиг.18 представляет электрическую блок-схему для отработки опытного образца устройства.
Фиг.19 представляет подробное изображение главной платы опытного образца устройства (нижняя сторона).
Фиг.20 представляет подробное изображение главной платы опытного образца устройства (верхняя сторона).
Фиг.21 представляет механическую конфигурацию главной платы опытного образца устройства.
Фиг.22 представляет таблицу DIP-переключателей на главной плате устройства.
Фиг.23 представляет принципиальную схему подключения интегральной схемы усилителя.
Фиг.24 представляет принципиальную схему подключения интегральной схемы зарядного устройства.
Фиг.25 представляет принципиальную схему главной гибкой печатной схемы (FPC).
Фиг.26 представляет опытный образец устройства, вид спереди и вид сзади.
Фиг.27 представляет части опытного образца устройства.
Фиг.28 представляет механически разобранный вид устройства.
Фиг.29 представляет материалы для опытного образца устройства для механических испытаний и поставщиков этих материалов.
Фиг.30 представляет первоначальное конструкторское предложение.
Фиг.31 представляет Конструкторское Предложение 1.
Фиг.32 представляет Конструкторское Предложение 2: элемент подвески окна.
Фиг.33 представляет рамку для крепления переднего окна, включая элементы подвески (6 шт.)
Фиг.34 представляет Конструкторское Предложение 2: защитные бортики для задней камеры.
Фиг.35 представляет опытный образец из алюминия.
Фиг.36 представляет характеристику линейности усилителя класса Н.
Фиг.37 представляет частотную характеристику: опытные образцы, герметизированные силиконом по сравнению с репрезентативным опытным образцом из алюминия для напряжения 100 мВ (эфф.).
Фиг.38 представляет частотную характеристику опытных образцов со стеклянным излучателем звука по сравнению с образцами с маской 3GPP для ручных и оставляющих свободными руки устройств (3GPP Hand Held Hands-Free Mask).
Фиг.39 представляет коэффициент гармоник (THD) при входном напряжении 100 мВ: усредненный герметизированный силиконом опытный образец по сравнению с репрезентативным опытным образцом из алюминия.
Фиг.40 представляет коэффициент гармоник (THD) при входном напряжении 240 мВ: усредненный герметизированный силиконом опытный образец по сравнению с репрезентативным опытным образцом из алюминия.
Фиг.41 представляет коэффициент гармоник (THD) при входном напряжении 100 мВ: герметизированные силиконом опытные образцы.
Фиг.42 представляет коэффициент гармоник (THD) при входном напряжении 240 мВ: герметизированные силиконом опытные образцы.
Фиг.43 представляет максимальный уровень звукового давления (SPL) при коэффициенте гармоник 5% или при максимальном размахе входного сигнала.
Фиг.44 представляет семейства акустических возбудителей, выпускаемых компанией HiWave Technologies PLC.
Фиг.45 представляет семейства акустических возбудителей, выпускаемых компанией HiWave Technologies PLC.
Подробное описание изобретения
Громкоговоритель по технологии DML для мобильного устройства (например, мобильного телефона)
Трудно добиться хорошего качества воспроизведения звука, если у Вас нет большого громкоговорителя с большим и достаточно уродливым звуковым отверстием. Здесь мы используем технологию распределенного громкоговорителя (distributed mode loudspeaker (DML)), разработанную компанией NXT pie, для возбуждения колебаний всего экрана мобильного устройства (например, экрана мобильного телефона), так что вся поверхность экрана действует в качестве громкоговорителя. Звуковое отверстие громкоговорителя может быть полностью исключено. Здесь можно использовать два небольших драйвера/возбудителя, расположенных под материалом экрана (например, стеклом), чтобы заставить колебаться (вибрировать) всю поверхность экрана. Технологию DML еще никогда раньше не использовали, чтобы возбуждать поверхность экрана в мобильном телефоне. Возбудители могут также создать тактильную обратную связь - новая область применения для возбудителей DML. При использовании подходящих драйверных модулей пара возбудителей может равномерно распространить волны изгиба по поверхности сенсорных панелей, так что пользователь при прикосновении к поверхности сенсорной панели испытывает ощущение нажатия механических клавиш. Такая имитация механического перемещения улучшает человеко-машинный интерфейс, позволяя быстрее и точнее нажимать на клавиши.
20 декабря 2010 г. компания HiWave Technologies PLC, разработчик электронных решений для акустических и тактильных систем и устройств, объявила, что название компании меняется с NXT PLC на HiWave Technologies PLC.
На Фиг.44 и 45 представлены семейства акустических возбудителей, выпускаемых компанией HiWave. Возбудители повышенной мощности (High-Shove) отдают больше энергии поверхности или панели, чем стандартные возбудители, а низкопрофильные (Low Profile) возбудители были разработаны для приложений самой малой толщины. К возбудителям для специального применения относятся возбудители с повышенными прочностью и надежностью.
Тактильность может быть определена как технология тактильной обратной связи, обеспечивающей взаимодействие с пользователем с использованием его чувства осязания путем приложения усилия или вибрации к поверхности или объекту. Тактильная обратная связь может быть локализована в части экрана.
Возбудители могут быть выполнены на основе электроактивных полимеров (electroactive polymer (EAP)). Это такие полимеры, которые изменяют размер или форму в ответ на стимулирование электрическим полем. Некоторые полимеры EAP могут проявлять намного более значительные деформации, чем любой керамический возбудитель. Полимеры EAP подразделяются на два основных класса: диэлектрические и ионные. Диэлектрические полимеры EAP представляют собой материалы, где эффект возбуждения возникает под воздействием электростатических сил между двумя электродами, между которыми зажат полимер. Ионные полимеры EAP представляют собой материалы, в которых эффект возбуждения возникает в результате смещения ионов внутри полимера.
Мобильные устройства могут иметь следующие акустические свойства:
Акустическая система на плате: полифония на 128 голосов (128-Voice Polyphony),
QconcertPlus, Dolby 5.1 Surround,
Подавление эхо и шумов.
Дополнительно ANC (Audience).
1 или 2 микрофона.
Дисплей NXT со звучащей поверхностью (нет громкоговорителей)
Глубокое поверхностное стереозвучание
Нет обычных громкоговорителей
Адаптивное подавление шумов
Корпус и материалы можно охарактеризовать:
Корпус: моноблочный
Материалы: Plastic или Texin™
Устройство может не иметь обычных громкоговорителей.
В некоторых ситуациях устройство может подводить энергию только к одному из группы возбудителей. Например, когда пользователь звонит кому-то по телефону, может быть активизирован только один возбудитель, чтобы генерировать звук только от одной части экрана, которую можно держать непосредственно возле уха пользователя. Это помогает локализовать звук возле уха пользователя, а также помешать другим людям слушать этот телефонный разговор.
Устройство можно положить передней поверхностью вниз на какую-либо поверхность, такую как поверхность стола. Затем можно возбуждать поверхность экрана, так что звук будет излучаться не только самим экраном, но и поверхностью, которая контактирует с этим экраном. Это позволит генерировать более громкий звук, чем это было бы возможным только от одного экрана.
Опытный образец устройства
Качество звучания можно улучшить, если выбрать стеклянный экран толщиной 0,5 мм вместо более традиционной толщины 0,8 мм.
Новые возбудители: Мы использовали для опытного образца новые ненаправленные возбудители, более близкие к возбудителям, выпускаемым массово.
Новый усилитель: Размер усилителя, использованного в предшествующих испытаниях, был слишком велик, поэтому была разработана новая конструкция для испытаний в составе этого опытного образца.
Сборка без видимых винтов: Конструкция с двумя дисплеями требует новых подходов к сборке. Число винтов также было сведено к минимуму. Для понимания вопросов повышения надежности и прочности конструкции с высокой плотностью компоновки и сборки такой конструкции необходима отработка на опытных образцах.
Материал поверхности: Устройство использует для поверхности термопластичный эластомерный материал (ТРЕ), который пока не находит широкого применения в бытовой электронной аппаратуре такого типа. Зависимости износа такого материала могут быть испытаны на рассматриваемом опытном образце. Термопластичные эластомерные материалы (ТРЕ), иногда именуемые также термопластичными каучуками, представляют собой класс сополимеров или физических смесей полимеров (обычно пластика и каучука), содержащий материалы, обладающие и термопластическими, и эластомерными свойствами. Термопластичные эластомеры показывают преимущества, типичные для каучуковых материалов и пластичных материалов.
Тепловая конструкция: В состав опытного образца устройства входит электронная схема с высокой плотностью компоновки, что увеличивает тепловыделение по сравнению с продукцией, в настоящий момент присутствующей на рынке. Для равномерного распределения тепла и предотвращения образования горячих пятен, конструкция имеет алюминиевую центральную часть. Здесь ожидалась высокая температура поверхности из-за значительного тока, потребляемого электронной схемой, поэтому в опытный образец введены нагревательные резисторы для имитации ожидаемого потребления энергии устройством.
В дополнение к перечисленным выше технологиям, этот опытный образец для механических испытаний может в дальнейшем быть использован в качестве платформы для разработки и испытаний антенны.
Рассматриваемый опытный образец объединяет следующие компоненты:
- Главная печатная плата для монтажа нового усовершенствованного усилителя и нагревательных резисторов
- Небольшая печатная плата для монтажа периферийных устройств, таких как видеокамеры
- Гибкая печатная плата для соединения жестких печатных плат
- Плавающее главное окно, изготовленное из стекла повышенной прочности (gorilla), с акустическими возбудителями
- Главный футляр в сборе с подвесками для главного окна,
- Дисплей
- Алюминиевая центральная рамка,
- аккумулятор и
- заднее окно из стекла повышенной прочности (gorilla) в сборе.
Были выполнены следующие испытания:
- Проверка акустических характеристик с целью получения информации об улучшении характеристик с целью изменения конструкции монтажа дисплея
- Частотная характеристика 300 Гц…10 кГц
- Коэффициент гармоник (THD) 300 Гц…10 кГц
- Уровень звукового давления (SPL) при коэффициенте гармоник (THD) 5%
- Съемка термографической камерой позволила понять, как происходит распределение тепла вокруг устройства.
1. Введение к опытному образцу для механических испытаний
1.1 Электрическая часть
Этот раздел дает краткое введение к электрической части опытного образца для механических испытаний. Эта электрическая часть содержит несколько компонентов: главную плату устройства, главную гибкую печатную схему (FPC), аккумулятор и акустические возбудители на стекле дисплея.
Главная плата устройства содержит схему для заряда аккумулятора и усилители звуковой частоты. Главная печатная схема FPC соединена с главной платой устройства посредством соединителей плата-FPC и содержит разъем микро USB для зарядки аккумулятора. Аккумулятор соединен с главной платой устройства проводами. Акустические возбудители присоединены посредством соединителей типа провод-плата. Изображения главной платы устройства с главной печатной схемой FPC показаны на Фиг.16 и 17. Блок-схема электрической части представлена на Фиг.18.
Электрическая часть представлена на схемах главной платы устройства и главной гибкой схемы FPC. Подробнее главная плата устройства представлена на Фиг.19 и 20, а также на Фиг.21.
Основными компонентами на главной плате устройства являются два усилителя звуковой частоты типа LM48560 производства компании National Semiconductors. Эти усилители имеют самый маленький корпус возможный для такого усилителя. Усилитель LM48560 представляет собой высокоэффективный драйвер класса Н для керамических громкоговорителей и пьезоэлектрических тактильных возбудителей. Внешние вольтодобавочные компоненты (катушка индуктивности, диод и конденсатор) создают драйверное напряжение 30 В, необходимое для акустических возбудителей, на основе напряжения аккумулятора. В схему добавлены контрольные точки для входных аудио сигналов и 2-штырьковый разъем для облегчения соединения выхода с акустическим возбудителем. Для настройки усилителя и выбора входного порта используются переключатели типа DIP. Эти переключатели типа DIP описаны на Фиг.22, а подробности электрической части представлены на Фиг.23.
В качестве интегральной схемы зарядного устройства использована интегральная схема LTC1733 производства компании Linear Technology. Это автономное зарядное устройство с программируемым током заряда для литий-ионных аккумуляторов, подходящее для заряда через порт USB. Ток заряда устанавливают равным 500 мА с использованием резистора R123. На плате имеется зеленый светодиод (LED) для индикации состояния заряда: когда светодиод LED горит, идет заряд. Подробнее электрическая схема интегральной схемы зарядного устройства приведена на Фиг.24.
Главная гибкая печатная схема FPC включает разъем USB, используемый для заряда аккумулятора, и межплатный разъем для соединения с главной платой устройства. Конструкция интерфейса USB включает стандартные компоненты для защиты от статического электричества (ESD) и защиты от перенапряжения. Подробнее электрическая схема представлена на Фиг.25.
Терморезисторы подобраны для выделения тепловой мощности 3,25 Вт внутри устройства.
1.2 Механический корпус
Механический корпус представляет самые последние достижения и имеет минимальные размеры блока. Размеры и форма являются точными, а использованные материалы выпускаются массово. Масса составляет 103 г, что немного меньше ожидаемой массы конечного изделия. В опытном образце не установлен электрофоретический дисплей (Electrophoretic display (EPD)). См. Фиг.26.
На высоком уровне конструкция содержит (см. Фиг.27)
- плавающее главное окно,
- главный футляр в сборе с подвеской главного окна,
- дисплей,
- алюминиевая центральная рамка,
- главная печатная плата (PWB) устройства и гибкая печатная плата PWB,
- аккумулятор и
- заднее окно в сборе.
Самой важной областью проектирования является конструкция подвеска окна. Позиции, оказывающие незначительное влияние на результат, проработаны менее тщательно. Например, конструкция защелкиваемого замка футляра не является окончательной, вследствие чего крепление футляра подстраховывают лентой во время большинства механических испытаний на надежность.
Изображение в механически разобранном виде представлено на Фиг.28. Материалы, используемые в опытном образце для механических испытаний, и поставщики этих материалов перечислены на Фиг.29.
1.2.1 Стеклянные окна
Устройство имеет два дисплейных окна, изготовленных из стекла Coming Gorilla повышенной прочности. Для передней стороны выбрано плоское стекло Gorilla толщиной 0,5 мм, чтобы еще больше уменьшить толщину устройства и улучшить акустические характеристики. Однако это противоречит рекомендациям по надежности, согласно которым минимальная толщина стекла должна составлять 0,8 мм. Проверка надежности указанного тонкого стекла является одной из наиболее важных целей цикла испытаний. Для задней стороны устройства использовано цилиндрически криволинейное стекло Gorilla толщиной 0,8 мм.
1.2.2 Акустическо-механическое проектирование и подвеска окна
Если несколько альтернативных способов проектирования конструкции подвески окна. В следующих разделах дан общий обзор этих альтернатив, а именно:
- Первоначальное конструкторское предложение
- Конструкторское предложение 1
- Конструкторское предложение 2
Выбор альтернативы, использованной для механических испытаний, и критерии выбора обсуждаются в разделе 1.2.2.4.
1.2.2.1 Первоначальное конструкторское предложение
Переднее окно устройства, работающее в качестве акустической панели, подвешено на мягком прокладочном материале толщиной 0,75 мм. Эта мягкая уплотнительная прокладка позволяет окну плавать, а также герметизирует заднюю камеру. Отметим, что бортик футляра ниже окна располагается между модулем дисплея и окном на левой и правой сторонах устройство. Это часть «критического пути» толщины устройства (см. Фиг.30).
Компоненты дисплейного модуля DMA на нижнем и верхнем концах устройства следует крепить клеящей лентой к нижней части листа емкостного датчика переднего окна (см. Фиг.30). Такой тип крепления модуля DMA используется также в других конструкциях подвески окна.
Для такой конструкции можно указать следующие аргументы за и против:
+ Проверенная конструкция подвески окна
+ Надежная воздухонепроницаемая защита задней камеры
- Конструкция, имеющая самую большую толщину
- Ограничения конструкции устройства (ID) по многим направлениям из-за минимальной ширины уплотнительной прокладки и т.п.
1.2.2.2 Конструкторское предложение 1
См. Фиг.31. Подвеска переднего спроектирована с использованием мягкого материала ТРЕ на верхней части боковых стенок устройства. Материал ТРЕ заходит под окно, и окно прикрепляют к этому материалу клеем или мастикой. Параметры подвески окна можно подгонять посредством короткой эластичной области материала ТРЕ возле боковых стенок окна (см. Фиг.31). В то же время мягкий материал ТРЕ служит воздухонепроницаемой уплотнительной прокладкой для задней камеры.
Для такой конструкции можно указать следующие аргументы за и против:
+ Конструкция примерно на 1 мм тоньше, чем более ранние предложения
+ Защита задней камеры
+ Более жесткая механическая конструкция
- Техническая зависимость между конструкцией устройства (ID) и акустическими характеристиками мягкого материала футляра (ТРЕ)
- Более жесткая механическая конструкция влияет на акустические характеристики
- Крепление окна на верхней части мягкого материала ТРЕ сможет быть проблемой
1.2.2.3 Конструкторское предложение 2
См. Фиг.32, 33 и 34. Подвеска переднего окна сконструирована с использованием рамки окна. Окно прикрепляют к рамке постоянно посредством клеящей ленты. В этой конструкции между рамкой и боковыми стенками устройства имеются шесть элементов подвески окна (см. Фиг.33). Элементы подвески отлиты из материала ТРЕ с твердостью 80А по Шору. На левой и правой боковых стенках устройства имеются мягкие бортики для защиты задней камеры, изолирующие заднюю камеру от свободной передней стороны.
Для такой конструкции можно указать следующие аргументы за и против:
+ Конструкция примерно на 1 мм тоньше, чем более ранние предложения
+ Полностью плавающее переднее окно, что позволяет ожидать лучших акустических характеристик
+ Подвеску окна должно быть легче регулировать посредством раздельных элементов подвески (см. Фиг.33)
+ Нет связи между конструкцией устройства ID и техническими характеристиками
- С защитой задней камеры будет трудно работать
- Полностью плавающая подвеска окна создает проблемы для общей прочности и надежности устройства
1.2.2.4 Решение
Для механических испытаний было выбрано конструкторское предложение 2 в качестве наиболее перспективного решения для устройства (ID) и обеспечения акустических характеристик.
2. Проверка акустических характеристик
2.1 Способы испытаний и требования
Частотную характеристику, коэффициент гармоник (Frequency response, Total Harmonic Distortion (THD)) и максимальное звуковое давление при коэффициенте гармоник 5% измеряют в режиме громкоговорителя. Усилитель также оценивают при максимальной выходной мощности, поскольку усилитель новой конструкции используется для экономии места. Прежний алюминиевый опытный образец также оценивают с учетом новой конструкции усилителя для достижения наилучшей возможной сопоставимости.
Целью является достижение уровня громкости, аналогичного громкости изделий этой категории, уже присутствующих на рынке. Для сравнения была использована модель Samsung Galaxy S. Сертификат типа для сотовых телефонов задает требования к громкости в режиме телефонной трубки (телефон держат возле самого уха пользователя), которые в рассматриваемом случае не оцениваются. Причины этого будут обсуждаться более подробно в разделе заключений.
Измерения характеристик акустического опытного образца из алюминия (Фиг.35), выполненные в октябре 2010 г., показали следующие результаты:
- несколько лучше характеристики коэффициента гармоник (THD) по сравнению с моделью Samsung Galaxy S
- пик чувствительности на частоте 4 кГц в режиме громкой связи
- низкие частоты ослаблены сильнее, чем в динамических громкоговорителях
- из-за потери низкочастотного контента разборчивость снижена
- Для балансирования частотной характеристики необходима значительная коррекция
2.2 Испытательная установка
Опытный образец помещают в безэховую камеру и измеряют уровень воспроизводимого звука при возбуждении обоих каналов посредством внутреннего усилителя. Микрофон помещают на расстоянии 10 см от центра дисплея.
Уровень воспроизводимого звука измеряют посредством микрофона со свободным полем типа В&К 4190, с которым соединен усилитель Nexus, нормирующий уровень сигнала. Анализатор типа Audio Precision АР-2522 записывает уровень громкости и коэффициент гармоник (THD).
2.3 Результаты испытаний
2.3.1 Максимальный уровень выходного сигнала усилителя
В соответствии с техническими характеристиками усилитель способен отдавать в нагрузку сигнал с полным размахом напряжения 30 В. Вследствие нетрадиционного характера нагрузки (емкостная) максимальный уровень неискаженного выходного сигнала усилителя измеряли с использованием пьезоэлектрического возбудителя. Кроме того, усилитель и используемую технологию преобразователей лучше оценивать в одном пакете, поскольку решение для усилителя может изменяться, ибо на сегодняшний день такие усилители еще не стали продуктом массового производства.
См. Фиг.36. Оба возбудителя получают один и тот же драйверный сигнал (как двойной моно). Ограничение выходного сигнала начинается при уровне входного сигнала 150…320 мВ (эфф.) (от оси X) на уровне выходного сигнала 8…10 В (эфф.) (левая ось Y). До наступления ограничений искажения остаются значительно меньше 1% (правая ось Y). Во время испытаний зарядное устройство было присоединено, и аккумулятор был полностью заряжен.
Эти результаты показывают, что усилитель отвечает требованиям, предъявляемым при разработке устройства.
2.3.2 Частотная характеристика
Опытный образец из алюминия, представленный в настоящем документе раньше, продемонстрировал недостаточную чувствительность, особенно на более низких частотах.
Улучшение характеристик в опытном образце для механических испытаний наблюдалось при изменении механических свойств подвески стекла. Измерительная среда остается неизменной. Измерения частотной характеристики образца для механических испытаний производились в полосах шириной 1/24 октавы при напряжении 100 мВ (эфф.) на входе усилителя (напряжение 3,2 В (эфф.) на выходе усилителе). Расстояние до измерительного микрофона от центра дисплея составляет 0,1 м.
Первые результаты показали плохие характеристики, что, как было обнаружено, обусловлено просачиванием воздуха между стеклом и механической частью устройства. Для пресечения просачивания приклеили стекло к рамке силиконом, а заднюю часть футляра выполнили из стекла вместо пластика, после чего повторили измерения. Результаты показывают значительное увеличение чувствительности. Стеклянная задняя часть футляра была герметизирована мастикой, позволяющей снова открыть футляр, но при этом обеспечивающей максимальную герметизацию, чтобы можно было вновь определить корреляцию между результатами измерений.
См. Фиг.37. Результаты измерений показывают, что объем воздуха сзади стекла должен быть должным образом герметизирован. Выбранная механическая структура работает не лучше алюминиевого опытного образца. На деле представляется, что настройка системы не оптимальна и требует продолжения разработки. Также заслуживает внимания тот факт, что от одного опытного образца к другому многие параметры были изменены, вследствие чего можно ожидать, что для усовершенствования конструкции может потребоваться довольно большое число промежуточных опытных образцов.
На Фиг.38 приведены данные сравнения опытных образцов, в которых излучение звука происходит от стекла, с характеристиками системы с маской 3GPP для ручных и оставляющих свободными руки устройств (3GPP Hand Held Hands-Free Mask). Такая система Hand Held Hands-Free Mask не является обязательной в большинстве регионов, но вполне реальна для обычных мобильных телефонов премиум-класса и была добавлена сюда для справок и сравнения. Алюминиевый опытный образец сравнения не выдержал из-за недостаточного содержания низких частот, но с другой стороны не показал и наложения из-за резонансов.
2.3.3 Чувствительность шести опытных образцов для механических испытаний
Измерения чувствительности оказались неподходящими для рассматриваемой цели. Если излучение звука от стекла измерять слишком близко к излучающей поверхности, результаты будут намного хуже, чем при измерениях с некоторого расстояния. Эти результаты здесь не показаны, поскольку они не дают полезной информации.
2.3.4 Коэффициент гармоник (THD) трех опытных образцов для механических испытаний
На Фиг.39-41 приведены характеристики коэффициента гармоник (THD) для измеренных опытных образцов. В среднем эти новые опытные образцы показали точно такие же уровни коэффициента гармоник (THD) на частотах ниже 1 кГц, как и алюминиевый опытный образец. На более высоких частотах, которые наиболее важны с точки зрения разборчивости, начинает влиять фундаментальная частота настройки системы и искажает сигнал. Все три образца показали одинаковую тенденцию, однако опытный образец под номером 3 показал недопустимый уровень искажений в диапазоне 1-6 кГц. Коэффициент гармоник (THD) хорошо уменьшен на высоких частотах при уровне входного сигнала 100 мВ (эф.), однако новые опытные образцы показали более высокие дополнительные искажения при увеличении входного сигнала до уровня, соответствующего полному диапазону линейности усилителя.
График коэффициента гармоник (THD) показывает те же самые резонансы, как и частотная характеристика. Это позволяет предположить, что систему нужно дорабатывать дальше.
Для всех опытных образцов, герметизированных силиконом, была выполнена повторная проверка просачивания воздуха, однако серьезные проблемы с искажениями в опытном образце 3 ставят вопрос о том, нет ли каких-то серьезных недостатков в пьезоэлектрических элементах или в сборке резонаторной системы в целом. Далее это ставит вопрос, как такую сборку можно довести до необходимого уровня качества при массовом производстве и как конкурировать с решениями на основе динамических громкоговорителей.
Увеличение коэффициента гармоник (THD) при максимальном входном сигнале усилителя находится на ожидаемом уровне, а острых «пиков» можно избежать посредством правильной настройки. Общая характеристика коэффициента гармоник (THD) не настолько хороша, как для среднего динамического громкоговорителя, однако вполне адекватна для поставленной цели. Конечный пользователь может и не заметить разницы - если исключить пики, - однако коэффициент гармоник (THD) может стать в перспективе трамплином в вопросе приемки регулятивными органами.
2.3.5 Ограничение звукового давления уровнем коэффициента гармоник (THD) 5%
См. Фиг.43. Звуковое давление, ограниченное уровнем коэффициента гармоник (THD) 5% и максимальным размахом сигнала на входе усилителя, теперь находится на «сопоставимом» уровне с динамическими громкоговорителями. Громкость адекватна заявленной цели. Однако увеличение чувствительности на низких частотах (300…1000 Гц) должно улучшить разборчивость голосового сигнала, если исключить пик искажений.
2.4 Анализ результатов и выводы
Максимальный уровень выходного сигнала усилителя:
Характеристика усилителя оказалась линейной, а конструкция позволяет применить такой усилитель в рассматриваемом изделии.
Частотная характеристика:
Новые опытные образцы не обладают такой гладкой частотной характеристикой, как алюминиевые опытные образцы. Одно из возможных объяснений этого состоит в изменении механической конструкции, характеристики которой сильно отличаются от характеристик алюминиевого шасси.
По-прежнему имеет место сильное ослабление низких частот по сравнению с диапазоном 1…4 кГц. Чувствительность на низких частотах следовало бы улучшить, чтобы добиться более высокой разборчивости речи. Конструкцию необходимо совершенствовать в целом, как комплексную систему с множеством параметров. Конструкцию механического корпуса следует подгонять совместно со стеклянным компонентом, излучающим звук, (GlassSound), что, к несчастью, только добавляет сложности.
Чувствительность:
Средняя чувствительность алюминиевого опытного образца составила 73 дБ, в опытном образце для механических испытаний - 63,5 дБ, и в герметизированном опытном образце для механических испытаний - 69,1 дБ. Уменьшение чувствительности от алюминиевого опытного образца к герметизированному опытному образцу для механических испытаний с трудом можно различить на слух; разница с точки зрения номинальной громкости минимальна. Общая чувствительность находится на вполне адекватном уровне для планируемого назначения устройства.
Коэффициент гармоник (THD):
Измеренный коэффициент гармоник (THD) оказался выше, чем в изделиях с динамическими громкоговорителями, особенно с более высокой, чем рассматриваемая система, частотой настройки, т.е. полезной шириной полосы. Искажения указывают - аналогично частотной характеристике, - на проблемы с настройкой система. Разница не слишком велика, а уровень коэффициента гармоник (THD) не создавал дискомфорта во время тестов на прослушивание. Однако и частотная характеристика, и уровень искажений указывают на необходимость новых циклов настройки, чтобы найти фундаментальную резонансную частоту системы; правильная настройка системы снижает коэффициент гармоник (THD) и в то же самое время сглаживает частотную характеристику.
3. Проверка механических характеристик
3.1 Способы испытаний и требования
Ниже описаны исходные данные для выбранных способов испытаний и требования к испытаниям.
Термографическая съемка:
Требования: (YOTA-1184) [Устройство должно пройти тест температуры поверхности согласно руководству IEC 60950]. Вкратце требования состоят в следующем - температура 55°С - для металла, 65°С - для керамики и 75°С - для поверхностей из пластика. Окружающая температура должна быть равна 25°С или 35°С в зависимости от требований заказчика.
Во время фазы разработки концепции изделия был изучен тепловой режим конструкции и возникли опасения, что изделие может оказаться слишком горячим для того, чтобы его можно было комфортно держать в руке. Термографическая съемка планировалась для рассмотрения этого опасения. Опытный образец оценивали, чтобы представить конечное устройство достаточно хорошо, несмотря на тот факт, что конечное изделие содержит больше компонентов и больше металла (например, антенны) внутри. Передача тепла к поверхности изделия может происходить быстрее, но ожидается, что распределение тепла по поверхности будет происходить таким же образом, как и в рассматриваемом опытном образце.
Термографической камерой были сделаны снимки верхней и нижней поверхностей устройства. К тепловым нагрузкам опытного образца подводят достаточно энергии, чтобы довести внутренний нагрев устройства до уровня, соответствующего, по оценкам, готовому изделию. Съемка была произведена по истечении 30 мин цикла нагрева. Устройство было установлено на обычном деревянном офисном столе.
3.3 Результаты испытаний
3.3.1 Термографические изображения
Задний дисплей: СООТВЕТСТВУЕТ. Передний дисплей: СООТВЕТСТВУЕТ.
Конструкция представляется работоспособной. Не видно никаких горячих пятен. Разброс температур всей поверхности в пределах 10°С. Есть основания полагать, что эти результаты не должны значительно измениться в конечном устройстве, если конструкция центральной рамки останется той же самой.
3.4 Анализ результатов механических испытаний и выводы
Термографическая съемка:
- Представляется, что уровень тепловой нагрузки, использованный при испытаниях, позволяет работать с существующей тепловой конструкцией. Если тепловая нагрузка станет больше, тогда в нижнюю часть устройства следует добавить некоторое количество распределяющего тепло материала, чтобы добиться лучшей равномерности нагрева.
- Даже полностью прогретое устройство можно комфортно держать в руке.
4. Заключение и основные результаты испытаний для изделия
4.1 Механическая часть
В рассматриваемой конструкции имеют место две большие проблему. Во-первых, удержание самого переднего окна на месте уже является проблемой, поскольку на сегодня вытягивание окна наружу и «вдавливание» его внутрь происходит слишком легко. Показано, что во время испытаний на случайное свободное падение часто происходит отрыв окна. Если три варианта решения проблемы, которые, как можно ожидать, должны улучшить конструкцию плавающего окна:
1. Добавление точек крепления для подвески окна. Поиск правильного баланса между деградацией акустических характеристик из-за дополнительной жесткости и повышением механической надежности потребует, как можно ожидать, большого числа итераций прежде, чем будет найдено наилучшее решение. Результаты, полученные на опытном образце для механических испытаний, позволяют предположить, что это будет сложная задача.
2. Мягкий футляр из материала ТРЕ под окном. Связь тонкого тюнинга устройства (ID) и технических акустических характеристик может привести к некоторым компромиссам между восприятием (и внешним видом) устройства (ID) и акустическими характеристиками.
3. Окно закреплено посредством мягкой уплотнительной прокладки, как предлагалось ранее. Это дает приблизительно 1 мм или более толщины для устройства. Во-вторых, общая жесткость и прочность устройства составляет проблему, поскольку дисплей не является частью общего корпуса, как это обычно имеет место в мобильных телефонах, а напротив, окно плавает, и основной механической части приходится поддерживать свою стабильность без окна и, кроме того, защищать окно от внешних нагрузок. Части футляра не составляют один однородный корпус.
Рассматриваемые в качестве цели конечная прочность и жесткость изделия могут быть улучшены посредством:
- Проектирования более жесткой базовой рамки о Внутренняя металлическая опорная конструкция, проблемы с характеристиками антенны, которые еще нужно будет отметить
- Добавления 2…3 жестких (резьбовых) точек крепления на каждой стороне между внутренней алюминиевой центральной рамкой и наружной базовой рамкой.
- Усовершенствования технического решения для крепления заднего окна, чтобы сделать заднее окно и боковые стенки единой сборкой
- Применения описанного выше технического решения 2 или 3 для плавающего окна, что должно способствовать жесткости всей конструкции
Заключение: Используемая механическая конструкция подвески переднего окна, нацеленная на достижение наилучших возможных акустических характеристик, привела к появлению заметных проблем с надежностью и пригодностью для использования. Конструкция подвески нуждается в упрочнении, что отрицательно скажется на общих размерах устройства.
4.2 Акустические характеристики
Общие акустические характеристики являются приемлемыми. Чувствительность на более низких частотах можно улучшить путем усовершенствования конструкции подвески и герметизации. Можно ожидать, что конструкция может быть сделана адекватной для переговоров без использования рук в среде с низким уровнем шумов.
Конструкция громкоговорителя сейчас находится на уровне, сопоставимом с другими коммерчески доступными устройствами. Введение цифровой обработки сигнала (DSP) в сигнальный тракт должно сделать возможным сравнение акустических характеристик на уровне изделий. Однако имеющиеся острые пики находятся за пределами возможностей обычной цифровой обработки DSP. Недостаточно проработанное использование корректора вероятно не даст удовлетворительных результатов из-за плохой фазовой характеристики и добавленной групповой задержки. Корректор сам также добавляет искажения.
Важно отметить, что имеется множество параметров, влияющих на результаты измерений характеристик опытных образцов (алюминиевый образец, образец для механических испытаний и т.п.), таких как:
- Акустическая конструкция, воздушный объем сзади стекла, герметизация соединения стекла с корпусом
- Параметры стекла и подвески стекла были изменены для минимизации толщины устройства
- Усилитель был изменен для уменьшения размеров
- Компонент DMA был изменен для улучшения технологичности, однако этот компонент не выпускается серийно и потому может быть изменен снова
Таким образом, сделанное здесь заключение является всего лишь обоснованным предположением. Уменьшение величины изменений от одного опытного образца к другому должно позволить провести более точный анализ.
Кроме того, рекомендуется рассмотреть способ оценки акустических характеристик более подробно. Стеклянный звуковой излучатель GlassSound больше похож на излучатель с небольшим диффузором для более высоких частот и «смещается» в направлении характеристик «поршневого» излучателя на более низких частотах (к излучателю диаметром порядка длин волн). На практике стеклянный излучатель GlassSound отдает намного больше высокочастотной энергии в среде обычного помещения, где присутствуют отражательные поверхности, по сравнению с динамическими громкоговорителями вследствие более широкой диаграммы направленности и отсутствия одного локализованного источника звука; воспроизводящая звук поверхность имеет множество выступов и впадин в одно и то же время. Таким образом, следует использовать аппроксимацию посредством диффузного поля для реверберирующего помещения вместо среды свободного поля в безэховой камере. Одна из подобных аппроксимаций показана в результатах, однако этот подход не представляется удобным из-за связанного с ним объема работы. Предполагается, что соответствующие способы должны быть изучены позднее.
Приспособление стеклянного излучателя GlassSound к массовому производству поставит трудный вопрос о том, к чему нужно адаптировать излучатель - к требованиям измерений в безэховой камере и в среде свободного поля или же для достижения наилучшего возможного восприятия пользователем, поскольку результаты в этих двух случаях будут разные. Приспособление к требованиям нормативных документов приведет к созданию изделия с не слишком хорошим качеством звучания. Способ проведения испытаний может быть изучен дополнительно, так что на него можно повлиять и предложить соответствующие изменения утверждающим инстанциям.
Излучатель GlassSound не оценивался в режиме наушника (на ухе), поскольку для алюминиевого опытного образца измерительная установка оказалась несовершенной, что привело к плохим результатам. Были даны рекомендации искать возможности усовершенствовать измерительную установку в сотрудничестве с регулятивными органами. Ожидается, что измерения опытного образца для механических испытаний дадут лучшие результаты за счет более благоприятной формы.
Режим телефонной трубки может потребовать для испытаний некоторых специальных средств, как и режим громкой связи, но с другой стороны, при правильной форме изделия и правильном расположении пьезоэлемента может оказаться возможным с успехом выполнить обычные регулярные требования к телефонной трубке. В описанном подходе есть ряд «шероховатостей» по сравнению со случаем обычного динамического наушника. Поэтому рекомендуется провести дополнительные исследования вопроса, как можно было бы использовать излучатель GlassSound в качестве наушника, но требования к этому необходимо учитывать отдельно от обычного использования громкоговорителя и требований к такому использованию.
Приведенные результаты показывают, что способ измерения акустических характеристик играет важную роль в проектировании изделия.
Телефон с двумя экранами
В одном из вариантов предложен телефон в форме моноблока (бруска) с двумя экранами, имеющий бистабильный дисплей. Преимуществом телефона-моноблока с двумя экранами состоит в том, что один из экранов виден всегда, как бы ни лежало устройство на столе. Представление входящего сообщения на обоих экранах гарантирует, что такие входящие сообщения всегда видны, каким бы образом ни положить устройство на стол. Первый экран дисплея может использовать технологию электросмачивания (electrowetting). Второй экран дисплея может использовать технологию электросмачивания, например, разработанную компанией Liquavista.
Внешний вид устройства может зависеть от контекста, например, быть связан с его местонахождением, определяемым с помощью приемника системы глобального местоопределения (GPS), или быть связан с погодой, или с температурой, или со временем суток. Такой контекстно-зависимый (например, зависящий от местонахождения) внешний вид устройства может включать рекламу, зависящую от конкретного местонахождения устройства. Указанный контекстно-зависимый (например, зависящий от местонахождения) внешний вид устройства может включать результаты поиска, производимого в соответствии с местонахождением.
Оповещение и специализация являются важными задачами в области мобильных вычислений. Для оповещения, как известно, используют звук, вибрацию или дисплей типа LCD/AMOLED (жидкокристаллический дисплей/ дисплей на органических светодиодах с активной матрицей). Все эти способы обеспечивают оповещение в течение ограниченного времени и не могут работать в постоянно включенном режиме вследствие высокого потребления энергии. Известны случаи, когда для оповещения используют сегментированные бистабильные дисплеи, но такие способы не обеспечивают необходимой гибкости при обработке оповещающих сообщений и/или опций.
Известны множество способов специализации устройства применительно к пожеланиям пользователя - для изменения внешнего вида устройства могут быть использованы различные картинки и темы для интерфейса пользователя (UI) на главном экране, звуки и различные аксессуары типа сменных корпусов для телефонов. Внешний вид устройства можно изменять путем изменения изображения, представляемого на бистабильном экране, что создает впечатление, например, различных корпусов телефона. Например, можно менять оболочку телефона. Оболочка телефона может иметь вид обоев, фотографий, кинофильмов или представлять контент, выбираемый пользователем.
Например, на задней панели устройства может быть выполнена бистабильная активная матрица и дисплей с высоким разрешением. Такое усовершенствование обладает рядом преимуществ по сравнению с известными техническими решениями:
- Специализация телефона - пользователь может представить на дисплее любую текстуру, картинку или прикладной интерфейс, чтобы отличить свой телефон от других телефонов
- Извещения - любое приложение или сервис может представить свое извещение на заднем экране. Время присутствия извещения на экране не ограничено, поскольку используется бистабильный дисплей.
- Извещения - любое приложение или сервис может представить свое извещение на переднем экране. Извещение, такое как сообщение, может быть представлено на переднем экране и на заднем экране.
- Эта информация остается на экране, даже когда сам телефон выключен. Это важно даже при изготовлении устройства - изготовитель может поместить всю необходимую информацию прямо на бистабильном экране: например, серийный номер, логотипы сертификации, страну происхождения и т.п.
Пример такого изобретения представлен на Фиг.15. На Фиг.15 показаны на одном чертеже передняя поверхность и задняя поверхность примера устройства согласно настоящему изобретению. Устройство изображено в выключенном состоянии. В выключенном состоянии передняя поверхность не светится: она показана темной. Однако и в выключенном состоянии бистабильный дисплей на задней поверхности продолжает представлять контент, который можно видеть при внешней подсветке, например при наружном освещении. В примере, изображенном на Фиг.15, на передней поверхности имеется дисплей AMOLED, а на задней поверхности находится бистабильный дисплей с электронными чернилами (E-ink).
Бистабильный дисплей может использовать технологию интерферометрической модуляции, например, Qualcomm Mirasol.
Пример показан на Фиг.3. На Фиг.3 на одном чертеже представлены передняя поверхность и задняя поверхность примера устройства согласно настоящему изобретению. Устройство изображено во включенном состоянии. В таком включенном состоянии передняя поверхность подсвечивается и может представлять изображение или другой контент. Во включенном состоянии бистабильный дисплей на задней поверхности также может представлять изображение или другой контент. В примере, изображенном на Фиг.3, на передней поверхности имеется дисплей AMOLED, а на задней поверхности находится бистальный дисплей с электронными чернилами. На Фиг.3 показан вид примера устройства сбоку.
Пример настоящего изобретения изображен на Фиг.4. На Фиг.4 на одном чертеже представлены передняя поверхность и задняя поверхность примера устройства согласно настоящему изобретению. Устройство изображено во включенном состоянии. В таком включенном состоянии передняя поверхность подсвечивается и может представлять изображение или другой контент. Во включенном состоянии бистабильный дисплей на задней поверхности также может представлять изображение или другой контент. В примере, изображенном на Фиг.4, на передней поверхности имеется дисплей AMOLED, a на задней поверхности находится бистальный дисплей с электронными чернилами.
Пример переднего устройства: 4'' WVGA (800×480 или 854×480)
Технология: AMOLED или sIPS/FFS
Емкостный сенсорный экран Nissha
Стекло: Gorilla Glass (Coming)
Пример заднего экрана: Дисплей с электронной бумагой под стеклом на обратной стороне (электронные чернила (E-INK)).
Задняя поверхность может включать:
- Задняя поверхность с электронными чернилами
- Панель с резкими полутонами (Sharp Greyscale)
- Воспринимается как часть корпуса
- Низкая потребляемая мощность
Задний экран может иметь следующие свойства:
1. Изображение
- Разрешение: 700-900×480 (возможная цель: аналог переднего дисплея)
- Цвета: полутоновая шкала из 16 цветов (E-ink) или 65К (LG)
- Контрастность: 10:1 ~ 20:1, коэффициент отражения: 40%+
- Период обновления: 150 мс - 400 мс
- Способность обновлять область любого размера, начиная с 1 пиксела
- Цветовая гамма соответствует цветам корпуса
2. Потребляемая мощность
- Приблизительно для 1000 обновлений полного экрана требуется заряд, соответствующий 300 мАч
- Для минимизации потребляемой мощности частоту обновления следует уменьшить до уровня порядка двух раз в минуту
- Не потребляет/не требует энергии, будучи в бистабильном состоянии Задний экран может обеспечить:
- Взаимодействия,
- Управление,
- Ситуативное использование,
- Персонализацию,
- Виджеты,
- Конфиденциальность
Примером взаимодействий являются текстовые сообщения с сайта блоков. Примером управления является варьирование частоты обновлений заднего экрана, например, от одного раза в минуту до 5 раз в минуту. Примером ситуативного использования является прием сообщения о крупной аварии сотрудником аварийных служб. Примером персонализации является размещение фотографии любимой местности на заднем экране. Примером сохранения конфиденциальности является удаление названий компаний или имен людей из любого принятого входящего сообщения, представляемого на заднем экране.
В моноблочном устройстве на заднем экране дисплея может быть представлен экран социальной сети.
Совокупность заранее инсталлированных виджетов может включать: Часы, Социальный агрегатор. Журнал учета связи, Группа «Избранное», Новости, Погода, Соединение Yota, Аккумулятор, Избранные контакты, Широта и долгота и Плеер.
Задний экран может представлять:
- Темы, связанные с контекстом (Погода, Местонахождение, Окружающая среда)
- Виджеты, Извещения
- Персонализация
- Открытки
- Послания провайдера (Поздравления, Информация для клиентов)
Задний дисплей в устройстве может представлять новости, предлагаемые службой новостей. Задний дисплей устройства может представлять социальные сообщения, передаваемые службой социальных сообщений. Задний дисплей устройства может представлять информацию от социального агрегатора или из социальных сетей. Такой информацией от социального агрегатора или социальной сети может быть страница Фейсбука. Задний дисплей в устройстве может представлять страницу поиска Google. Этот задний дисплей может показывать индикатор уровня сигнала мобильного телефона. Задний дисплей может представлять индикатор состояния заряда аккумулятора. Задний дисплей устройства может представлять календарную информацию.
Задний дисплей устройства может быть единственным рабочим дисплеем устройства, когда работает в режиме оповещения с низкой потребляемой мощностью. Когда устройство работает в таком режиме оповещения с низкой потребляемой мощностью, изображение на заднем дисплее устройства может обновляться в ответ на входящие новостные сюжеты, поступающие от службы новостей. Во время работы устройства в режиме оповещения с низкой потребляемой мощностью изображение на заднем дисплее устройства может обновляться в ответ на входящие социальные сообщения, передаваемые службой социальных сообщений. Устройство может быть запрограммировано таким образом, чтобы во время работы устройства в режиме оповещения с низкой потребляемой мощностью задний дисплей устройства представлял обновления контента одной или нескольких категорий, например, новости, социальные сообщения, оповещение о чрезвычайных ситуациях, финансовые новости, сообщения о землетрясениях, цунами или погоде. Эти категории могут быть заранее выбраны самим пользователем или провайдером сети связи.
Другие аспекты мобильного устройства
Мобильное устройство может быть портативным. Это мобильное устройство может представлять собой мобильный телефон, портативный цифровой помощник, портативный компьютер, цифровой аудио плеер или планшетный компьютер. К известным цифровым аудио плеерам относятся ipod и mp3-плееры. К известным планшетным компьютерам относится ipad. Устройство может включать виртуальную клавиатуру. Устройство может иметь сенсорный экран. Такое устройство может иметь два экрана, каждый из которых является сенсорным экраном. Экран может быть бистабильным; бистабильный экран может представлять собой сенсорный экран. Экран, не являющийся бистабильным экраном, может представлять собой сенсорный экран. Устройство может иметь второй бистабильный экран, являющийся сенсорным экраном. Устройство может иметь второй бистабильный экран, не являющийся сенсорным экраном.
Экран может занимать больше 50% площади главной поверхности устройства, на которой этот экран расположен. Экран может занимать больше 60% площади главной поверхности устройства, на которой этот экран расположен. Экран может занимать больше 70% площади главной поверхности устройства, на которой этот экран расположен. Экран может занимать больше 80% площади главной поверхности устройства, на которой этот экран расположен. Экран может занимать больше 90% площади главной поверхности устройства, на которой этот экран расположен. Экран может занимать больше 95% площади главной поверхности устройства, на которой этот экран расположен.
Устройство может содержать один модуль подсветки сзади, расположенный между двумя главными поверхностями устройства. Этот модуль подсветки сзади может освещать только один дисплей на одной главной поверхности. Модуль подсветки сзади может подсвечивать два дисплея, каждый из которых находится на главной поверхности устройства, отличной от той главной поверхности, где располагается другой дисплей.
Устройство может содержать два модуля подсветки сзади, каждый из которых может подсвечивать дисплей, расположенный на одной главной поверхности устройства. Каждый модуль подсветки сзади может подсвечивать свой дисплей, расположенный на соответствующей главной поверхности устройства. Эти два модуля подсветки сзади могут быть расположены между двумя дисплеями устройства, где каждый дисплей находится на главной поверхности устройства, отличной от той главной поверхности, где располагается другой дисплей.
Устройство может иметь плоские (т.е. не криволинейные) переднюю и заднюю главные поверхности. Устройство может также иметь одну криволинейную главную поверхность, а другая главная поверхность является плоской (т.е. не криволинейной).
Моноблочное устройство (например, телефон) криволинейной формы с дисплеем
Моноблочное устройство с дисплеем (например, телефон) может иметь уникальную и естественную форму - это существенно для быстрого обнаружения устройства среди множества аналогичных устройств. Примеры показаны на Фиг.3 и 4. Моноблочное устройство с дисплеем может иметь вогнутую переднюю поверхность и выпуклую заднюю поверхность. Степень кривизны поверхностей может быть одинаковой или подобной. Форма вогнутой передней поверхности может соответствовать пути перемещения пальца при повороте запястья пользователя. Следовательно, использование такого устройства происходит очень естественным образом. Наличие криволинейной поверхности в качестве вибрирующей поверхности распределенного громкоговорителя (DML) также предпочтительнее, поскольку, если бы передний дисплей с возбудителями громкоговорителя имел бы вместо этого плоскую поверхность, то звучание в случае, если положить устройство этой плоской поверхностью вниз на поверхность стола, было бы неприятным. Кривизна поверхности препятствует этому. Предпочтительно кривизна передней и задней поверхностей имеет цилиндрический характер, но возможна также сферическая или асферическая кривизна. На выпуклой задней поверхности может быть бистабильный дисплей. Поскольку нормальным положением покоя для такого устройства является положение, когда передняя поверхность обращена вниз, задний экран с бистабильным дисплеем обычно виден, когда это моноблочное устройство с дисплеем находится в положении покоя. Это положение покоя механически устойчиво. Если такое моноблочное устройство с дисплеем положить задней стороной вниз (т.е. выпуклой поверхностью вниз), это моноблочное устройство может поворачиваться, т.е. находится в неустойчивом положении. Следовательно, пользователь будет, скорее всего, класть моноблочное устройство с дисплеем передней поверхностью (т.е. вогнутой поверхностью) вниз, так что бистабильный экран остается виден.
Если такое моноблочное устройство с дисплеем лежит в кармане, его передняя поверхность (вогнутая поверхность) может быть обращена внутрь, поскольку это лучше соответствует криволинейной форме ноги. Это может быть лучшей конфигурацией (в отличие от ситуации, когда передняя сторона обращена вверх) для приема сигналов антенной.
При изготовлении криволинейная форма может быть создана на стекле посредством ламинирования.
Мобильный хот-спот - (например, 'Instant 4G')
Мы создали на мобильном телефоне простой аппаратный (или виртуальный, программный) переключатель, позволяющий немедленно и автоматически войти в сеть Wi-Fi с использованием этого телефона в качестве мобильного хот-спота. Например, пользователь может немедленно получить доступ в Интернет с использованием этого переключателя на своем телефоне вместо сложного интерфейса пользователя (UI). Поэтому одним из вариантов может быть применение на вечеринке, чтобы сразу дать возможность друзьям войти в Интернет через ваш телефон. Это также дает возможность совместно использовать файлы, находящиеся в телефоне (управление доступом не допустит совместного использования других файлов). В альтернативном варианте, файлы, хранящиеся в телефоне, могут быть совместно использованы без предоставления доступа в Интернет. На телефоне может также быть предусмотрен простой аппаратный (или виртуальный, программный) переключатель, чтобы отключить использование сети Wi-Fi.
Мы создали в мобильном устройстве простой аппаратный (или виртуальный, программный) переключатель, позволяющий немедленно и автоматически войти в сеть Wi-Fi с использованием этого устройства в качестве мобильного хот-спота. Например, пользователь может немедленно получить доступ в Интернет с использованием этого переключателя в своем устройстве вместо сложного интерфейса пользователя (UI). Поэтому одним из вариантов может быть применение на вечеринке, чтобы сразу дать возможность друзьям войти в Интернет через ваше мобильное устройство. Это также дает возможность совместно использовать файлы, находящиеся в мобильном устройстве (управление доступом не допустит совместного использования других файлов). Рассматриваемое мобильное устройство может представлять собой мобильный телефон, мобильный смартфон или мобильный планшетный компьютер. В альтернативном варианте, файлы, хранящиеся в мобильном устройстве, могут быть совместно использованы без предоставления доступа в Интернет. В мобильном устройстве может также быть предусмотрен простой аппаратный (или виртуальный, программный) переключатель, чтобы отключить использование сети Wi-Fi.
Мы создали на мобильном телефоне скрытую механическую кнопку, позволяющую немедленно и автоматически войти в сеть Wi-Fi с использованием этого телефона в качестве мобильного хот-спота. Например, пользователь может немедленно получить доступ в Интернет с использованием этой скрытой механической кнопки на своем телефоне вместо сложного интерфейса пользователя (UI). Поэтому одним из вариантов может быть применение на вечеринке, чтобы сразу дать возможность друзьям войти в Интернет через ваш телефон. Это также дает возможность совместно использовать файлы, находящиеся в телефоне (управление доступом не допустит совместного использования других файлов). В альтернативном варианте, файлы, хранящиеся в телефоне, могут быть совместно использованы без предоставления доступа в Интернет. На телефоне может также быть предусмотрена скрытая механическая кнопка, чтобы отключить использование сети Wi-Fi.
Мы создали в мобильном устройстве скрытую механическую кнопку, позволяющую немедленно и автоматически войти в сеть Wi-Fi с использованием этого устройства в качестве мобильного хот-спота. Например, пользователь может немедленно получить доступ в Интернет с использованием этой скрытой механической кнопки в своем устройстве вместо сложного интерфейса пользователя (UI). Поэтому одним из вариантов может быть применение на вечеринке, чтобы сразу дать возможность друзьям войти в Интернет через ваше мобильное устройство. Это также дает возможность совместно использовать файлы, находящиеся в мобильном устройстве (управление доступом не допустит совместного использования других файлов). Рассматриваемое мобильное устройство может представлять собой мобильный телефон, мобильный смартфон или мобильный планшетный компьютер. В альтернативном варианте, файлы, хранящиеся в мобильном устройстве, могут быть совместно использованы без предоставления доступа в Интернет. В мобильном устройстве может также быть предусмотрена скрытая механическая кнопка, чтобы отключить использование сети Wi-Fi.
Мы создали на мобильном телефоне реагирующий на сжатие элемент управления «squeeze control», позволяющий немедленно и автоматически войти в сеть Wi-Fi с использованием этого телефона в качестве мобильного хот-спота. Например, пользователь может немедленно получить доступ в Интернет с использованием этого элемента управления «squeeze control» на своем телефоне вместо сложного интерфейса пользователя (UI). Поэтому одним из вариантов может быть применение на вечеринке, чтобы сразу дать возможность друзьям войти в Интернет через ваш телефон. Это также дает возможность совместно использовать файлы, находящиеся в телефоне (управление доступом не допустит совместного использования других файлов). В альтернативном варианте, файлы, хранящиеся в телефоне, могут быть совместно использованы без предоставления доступа в Интернет. На телефоне может также быть предусмотрен элемент управления «squeeze control», чтобы включать/выключать использование сети Wi-Fi.
Мы создали в мобильном устройстве реагирующий на сжатие элемент управления «squeeze control», позволяющий немедленно и автоматически войти в сеть Wi-Fi с использованием этого устройства в качестве мобильного хот-спота. Например, пользователь может немедленно получить доступ в Интернет с использованием этого элемент управления «squeeze control» в своем устройстве вместо сложного интерфейса пользователя (UI). Поэтому одним из вариантов может быть применение на вечеринке, чтобы сразу дать возможность друзьям войти в Интернет через ваше мобильное устройство. Это также дает возможность совместно использовать файлы, находящиеся в мобильном устройстве (управление доступом не допустит совместного использования других файлов). Рассматриваемое мобильное устройство может представлять собой мобильный телефон, мобильный смартфон или мобильный планшетный компьютер. В альтернативном варианте, файлы, хранящиеся в мобильном устройстве, могут быть совместно использованы без предоставления доступа в Интернет. В мобильном устройстве может также быть предусмотрен элемент управления «squeeze control», чтобы включать/выключать использование сети Wi-Fi.
Мы создали в мобильном телефоне емкостную сенсорную полоску, благодаря которой этот мобильный телефон может знать, когда пользователь его возьмет, так что теперь, когда пользователь возьмет телефон, это позволит немедленно и автоматически войти в сеть Wi-Fi с использованием этого телефона в качестве мобильного хот-спота. Например, пользователь может немедленно получить доступ в Интернет, просто взяв телефон в руку, вместо использования сложного интерфейса пользователя (UI). Поэтому одним из вариантов может быть применение на вечеринке, чтобы сразу дать возможность друзьям войти в Интернет через ваш телефон. Это также дает возможность совместно использовать файлы, находящиеся в телефоне (управление доступом не допустит совместного использования других файлов). В альтернативном варианте, файлы, хранящиеся в телефоне, могут быть совместно использованы без предоставления доступа в Интернет. Немедленное и автоматическое использование сети Wi-Fi может быть отключено, когда пользователь положит телефон.
Мы создали в мобильном устройстве емкостную сенсорную полоску, благодаря которой это мобильное устройство может знать, когда пользователь его возьмет, так что теперь, когда пользователь возьмет устройство, это позволит немедленно и автоматически войти в сеть Wi-Fi с использованием этого устройства в качестве мобильного хот-спота. Например, пользователь может немедленно получить доступ в Интернет, просто взяв устройство в руку, вместо использования сложного интерфейса пользователя (UI). Поэтому одним из вариантов может быть применение на вечеринке, чтобы сразу дать возможность друзьям войти в Интернет через ваше мобильное устройство. Это также дает возможность совместно использовать файлы, находящиеся в мобильном устройстве (управление доступом не допустит совместного использования других файлов). Рассматриваемое мобильное устройство может представлять собой мобильный телефон, мобильный смартфон или мобильный планшетный компьютер. В альтернативном варианте, файлы, хранящиеся в мобильном устройстве, могут быть совместно использованы без предоставления доступа в Интернет. Немедленное и автоматическое использование сети Wi-Fi может быть отключено, когда пользователь положит устройство.
Мобильный телефон может быть соединен с сетью мобильной телефонной связи четвертого поколения (4G). Мобильный телефон может быть соединен с сетью мобильной телефонной связи третьего поколения (3G). Мобильный телефон может быть соединен с сетью мобильной телефонной связи второго поколения (2G). Мобильное устройство может быть соединено с сетью мобильной телефонной связи четвертого поколения (4G). Мобильное устройство может быть соединено с сетью мобильной телефонной связи третьего поколения (3G). Мобильное устройство может быть соединено с сетью мобильной телефонной связи второго поколения (2G).
Мобильное устройство (например, мобильный телефон) может с точки зрения форм-фактора представлять собой моноблочное устройство (в форме бруска). Корпус устройства может представлять собой единый блок. Устройство может иметь сенсорный экран. Устройство может использовать операционную систему Google Android. Устройство может иметь бистабильный экран. Устройство может иметь сенсорный экран и еще один бистабильный экран. Бистабильный экран может быть полностью или частично обновляемым, т.е. обновление может происходить только на ограниченном участке экрана или по всей площади экрана, начиная с любого пиксела в пределах соответствующей области экрана. Стеклянная подложка устройства может иметь криволинейную форму, соответствующую кривизне поверхности устройства.
Моноблочное устройство с дисплеем может содержать несколько экранов дисплеев. Варианты моноблочного форм фактора включают пластину, плитку, блок, брусок и конфету. Известны имеющие дисплеи устройства с моноблочным форм фактором, например, типа плитка, такие как iPhone™ и iPad™. Однако эти устройства содержат только по одному экрану дисплея. Моноблочное устройство может представлять собой устройство типа плитка.
Мобильное устройство (например, мобильный телефон) может быть использовано для выделения ограниченной группы пользователей, которые могут устанавливать соединение с устройством, чтобы обеспечить немедленный и автоматический выход в сеть Wi-Fi для этой ограниченной группы пользователей.
Мобильное устройство (например, мобильный телефон) может устанавливать беспроводное соединение с персональным компьютером, чтобы этот компьютер мог соединиться с Интернет.
Мобильное устройство (например, мобильный телефон) может устанавливать беспроводное соединение с двумя персональными компьютерами, чтобы обеспечить возможность совместного использования файлов или ресурсов (например, совместного использования прикладного программного обеспечения) этими двумя персональными компьютерами через доверенного посредника: указанное мобильное устройство.
Мобильное устройство (например, мобильный телефон) может осуществлять синхронизацию совместно используемых файлов, с применением автоматического выхода в сеть Wi-Fi через это мобильное устройство.
Рассматриваемое мобильное устройство может представлять собой, например, персональный компьютер, видео игровую консоль, смартфон, цифровой аудио плеер, мобильный телефон или планшетный компьютер. Это мобильное устройство может иметь встроенную антенну для сигналов GPS.
Мобильное устройство (например, мобильный телефон) может обеспечивать немедленный и автоматический выход в сеть радиосвязи в ответ на единственное действие пользователя, так что это действие может представлять собой жест с физическим контактом с мобильным устройством, сделанный пользователем, или голосовую команду активизации, когда устройство уже включено и соединено с сетью мобильной телефонной связи. Такое совместное использование возможно вместе с устройством другого пользователя или с несколькими устройствами других пользователей.
Виртуальный интерфейс Web-USB для беспроводных устройств
Устройства типа iPhone/iPad не имеют USB-разъема - это главный недостаток таких устройств. Мы создали соединение Wi-Fi от Wi-Fi-адаптера с USB-интерфейсом; мобильное устройство может быть сопряжено с памятью в Wi-Fi-адаптере плюс какое-либо внешнее устройство, в которое вставлен USB-адаптер, как если бы USB-интерфейс входил сам в состав рассматриваемого мобильного устройства. Поэтому можно видеть файловую структуру, характеризующую файлы, записанные в самом USB-адаптере, посредством вэб-браузера мобильного устройства, или распечатать эту структуру на принтере, с которым сопряжен указанный USB-адаптер, или распечатать на принтере, с которым соединен мобильный телефон, например. Мобильное устройство (например, мобильный телефон) может обеспечивать автоматический выход в сеть радиосвязи.
USB-накопитель для автомобильной аудио системы
Автомобильные (например, для легковых автомобилей) аудио системы часто имеют USB-интерфейсы для файлов МРЗ, но не имеют никакого доступа к Интернет-радио (такой доступ на сегодня имеется только в реально высококачественных системах). Мы предлагаем USB-адаптер, имеющий функцию беспроводного приема данных и способный принимать потоки радио графика (например, для Интернет радиостанций, сервиса Spotify и т.п.). Такой USB-адаптер с функцией беспроводного приема данных может быть сопряжен по радио с мобильным телефоном или с другим мобильным устройством. Мобильный телефон или другое мобильное устройство может обеспечить автоматический выход в сеть радиосвязи. Мобильный телефон или другое мобильное устройство может обеспечить беспроводный доступ в Интернет и тем самым предоставить доступ через Интернет к радиостанциям, которые не может принимать автомобильный радиовещательный приемник. Указанный USB-адаптер принимает поток данных и преобразует его в последовательность файлов - точно таких же, как файлы МРЗ, на чтение которых рассчитана автомобильная аудио система. Это позволяет даже базовым моделям автомобильных аудио систем иметь функции воспроизведения/перемотки, сохранения и т.п.файлов применительно к Интернет-радио.
Поток аудиоданных сохраняют в виде по меньшей мере двух раздельных файлов, что позволяет пользователю по выбору переходить к следующей дорожке с использованием программного обеспечения автомобильной аудио системы. Пользователь может в своем автомобиле (например, легковом) слушать музыку онлайн без внесения каких-либо модификаций в автомобильную аудио систему. Для настройки сервиса и выбора источника потока используют онлайн-интерфейс. Такой онлайн-интерфейс может быть реализован посредством мобильного телефона или другого мобильного устройства.
Пример устройства без видимых механических кнопок
Мобильное устройство (например, мобильный телефон) может представлять гладкую монолитную поверхность - хотя он может все же иметь скрытые механические кнопки, например, для увеличения или уменьшения громкости.
Пример использования органа управления «Squeeze control»
Мобильное устройство (например, мобильный телефон) может быть включено или выключено путем сжатия этого устройства.
Пример телефона в криволинейном корпусе
Уникальная и естественная форма - существенный фактор для быстрого обнаружения телефона среди множества аналогичных устройств. Мобильный телефон имеет вогнутую переднюю поверхность и выпуклую заднюю поверхность, степень кривизны которых может быть одинаковой или подобной. Форма вогнутой передней поверхности может соответствовать пути перемещения пальца при повороте запястья пользователя. Следовательно, использование такого устройства происходит очень естественным образом. Наличие криволинейной поверхности в качестве вибрирующей поверхности распределенного громкоговорителя (DML) также предпочтительнее, поскольку, если бы передний дисплей (например, жидкокристаллический дисплей (LCD)) с возбудителями громкоговорителя имел бы вместо этого плоскую поверхность, то звучание в случае, если положить устройство этой плоской поверхностью вниз на поверхность стола, было бы неприятным. Кривизна поверхности препятствует этому. Предпочтительно кривизна передней и задней поверхностей имеет цилиндрический характер, но возможна также сферическая или асферическая кривизна.
На выпуклой задней стороне может находиться бистабильный дисплей. Поскольку нормальным положением покоя для такого устройства является положение, когда передняя поверхность обращена вниз, задний экран с бистабильным дисплеем обычно виден, когда этот телефон находится в положении покоя. Это положение покоя устойчиво. Если такой телефон с дисплеем положить задней стороной вниз (т.е. выпуклой поверхностью вниз), этот телефон может поворачиваться, т.е. находится в неустойчивом положении. Следовательно, пользователь будет, скорее всего, класть телефон передней поверхностью (т.е. вогнутой поверхностью) вниз, так что бистабильный экран остается виден.
Если такой телефон лежит в кармане, его передняя поверхность (вогнутая поверхность) может быть обращена внутрь, поскольку это лучше соответствует криволинейной форме ноги. Это может быть лучшей конфигурацией (в отличие от ситуации, когда передняя сторона обращена вверх) для приема сигналов антенной.
Пример устройства в криволинейном корпусе
Уникальная и естественная форма - существенный фактор для быстрого обнаружения устройства среди множества аналогичных устройств. Мобильное устройство имеет вогнутую переднюю поверхность и выпуклую заднюю поверхность, степень кривизны которых может быть одинаковой или подобной. Форма вогнутой передней поверхности может соответствовать пути перемещения пальца при повороте запястья пользователя. Следовательно, использование такого устройства происходит очень естественным образом. Наличие криволинейной поверхности в качестве вибрирующей поверхности распределенного громкоговорителя (DML) также предпочтительнее, поскольку, если бы передний дисплей (например, жидкокристаллический дисплей (LCD)) с возбудителями громкоговорителя имел бы вместо этого плоскую поверхность, то звучание в случае, если положить устройство этой плоской поверхностью вниз на поверхность стола, было бы неприятным. Кривизна поверхности препятствует этому. Предпочтительно кривизна передней и задней поверхностей имеет цилиндрический характер, но возможна также сферическая или асферическая кривизна.
На выпуклой задней стороне может находиться бистабильный дисплей. Поскольку нормальным положением покоя для такого устройства является положение, когда передняя поверхность обращена вниз, задний экран с бистабильным дисплеем обычно виден, когда это устройство находится в положении покоя. Это положение покоя устойчиво. Если такое устройство положить задней стороной вниз (т.е. выпуклой поверхностью вниз), это устройство может поворачиваться, т.е. находится в неустойчивом положении. Следовательно, пользователь будет, скорее всего, класть устройство передней поверхностью (т.е. вогнутой поверхностью) вниз, так что бистабильный экран остается виден.
Если такое устройство лежит в кармане, его передняя поверхность (вогнутая поверхность) может быть обращена внутрь, поскольку это лучше соответствует криволинейной форме ноги. Это может быть лучшей конфигурацией (в отличие от ситуации, когда передняя сторона обращена вверх) для приема сигналов антенной.
Такое устройство в криволинейном корпусе может представлять собой мобильный телефон, мобильный смартфон, мобильный планшетный компьютер, персональный компьютер, видео игровую консоль или цифровой аудио плеер, например.
Пример емкостных датчиков удержания устройства рукой ('Hold')
При пользовании обычным телефоном приходится вручную активизировать домашний экран, если телефон находится в состоянии покоя, обычно путем нажатия кнопки. Мы используем в телефоне полоски емкостных датчиков, так что телефон может знать, когда пользователь взял его в руку, и автоматически «пробудиться» в этом случае -например, активизировать стартовый/домашний экран.
Эту функцию можно использовать вместо блокировки программной или аппаратной клавиши на телефоне, равно как и для управления яркостью экрана.
Управление соединением с локальной сетью связи (LAN) (управление интерфейсом Wi-Fi для портативных устройств)
Портативный маршрутизатор оснащен интерфейсом глобальной сети связи (Wide Area Network (WAN)) (использующим, например, телекоммуникационный стандарт, такой как 2G/3G/4G/LTE) и интерфейсом локальной сети связи (Local Area Network (LAN)) (например, сетей Wi-Fi, сетей кампусов, персональных сетей, включая Bluetooth, и других сетей малой дальности). Интерфейс локальной сети LAN может быть включен только тогда, когда устройство соединено с глобальной сетью WAN. Интерфейс локальной сети LAN может быть включен только тогда, когда уровень сигнала глобальной сети WAN находится в заданном диапазоне. Другие устройства могут соединиться, через маршрутизатор, с глобальной сетью WAN (например, с Интернет) посредством интерфейса локальной сети LAN, когда этот интерфейс локальной сети LAN включен.
Интерфейс локальной сети LAN в составе маршрутизатора может быть отключен, когда устройство не имеет соединения с глобальной сетью WAN. Интерфейс локальной сети LAN в составе маршрутизатора может быть отключен, если уровень сигнала глобальной сети WAN оказался ниже заданного уровня. В одном из примеров уровень сигнала должен оставаться ниже порогового уровня в течение некоторого времени прежде, чем произойдет отключение интерфейса локальной сети LAN. Маршрутизатор может поддерживать интерфейс локальной сети LAN в активном состоянии, когда, например, имеет место сеанс связи между другими устройствами в локальной сети LAN, даже если в других обстоятельствах ему бы следовало выключить этот интерфейс локальной сети LAN вследствие, например, отсутствия соединения с глобальной сетью WAN или того, что уровень сигнала глобальной сети WAN оказался ниже заданного уровня.
Маршрутизатор снижает потребляемую мощность (он получает энергию, например, от аккумулятора или от сети), когда интерфейс локальной сети LAN выключен.
Когда соединение с глобальной сетью WAN отсутствует или уровень сигнала глобальной сети WAN слишком слаб, отключение интерфейса локальной сети LAN обеспечит также правильную информацию пользователям других устройств локальной сети, которые возможно используют этот маршрутизатор.
Другие устройства локальной сети LAN не будут, например, пытаться установить соединение с Интернет с использованием маршрутизатора, если этот маршрутизатор находится в зоне слабого сигнала глобальной сети WAN (необслуживаемая область).
Уже существующие устройства, такие как портативные маршрутизаторы и телефоны с функцией портативного маршрутизатора, предоставляют возможность включать или выключать интерфейс локальной сети LAN, но не в зависимости от того, соединено устройство с глобальной сетью WAN или нет.
Предложен портативный маршрутизатор; он имеет интерфейс глобальной сети WAN (например, 2G/3G/4G) и интерфейс локальной сети LAN (например, Wi-Fi). Если присутствует сигнал глобальной сети WAN (например, 2G, 3G,4G), интерфейс локальной сети LAN (например, Wi-Fi) включен, и устройства сети Wi-Fi могут установить соединение с глобальной сетью WAN через маршрутизатор. Если сигнала глобальной сети WAN нет, мы выключаем интерфейс локальной сети LAN (например, Wi-Fi), чтобы сберечь энергию аккумулятора и чтобы дать правильный сигнал пользователям устройств сети Wi-Fi, таких как iPhone: им не следует пытаться установить соединение с Интернет через рассматриваемый маршрутизатор, если этот маршрутизатор находится в необслуживаемой области.
Замечание
Следует понимать, что рассмотренные выше конфигурации являются только иллюстрациями различных применений принципов настоящего изобретения. Многочисленные модификации и альтернативные конфигурации могут быть предложены, не отклоняясь от духа и объема настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение было представлено на чертежах и полностью описано выше с особенностями и подробностями, которые в настоящий момент считаются наиболее практичными и предпочтительными примерами изобретения, рядовым специалистам в этой области должно быть понятно, что могут быть внесены многочисленные модификации, не отклоняясь от принципов и концепций настоящего изобретения, изложенных выше.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1: ВВЕДЕНИЕ В Wi-Fi
WI-FI представляет зарегистрированную в США торговую марку компании Wi-Fi Alliance, находящейся по адресу 10900-В 6-р Стоунлейк, Офис 126, Остин, Техас 78759, США (Wi-Fi Alliance, 10900-В Stonelake Boulevard, Suite 126, Austin, TX 78759 United States), торговая марка Регистрационный номер 2525795. Устройство, имеющее функцию Wi-Fi, такое как персональный компьютер, видео игровая консоль, смартфон или цифровой аудио плеер, может установить соединение с Интернет, находясь в зоне действия сети радиосвязи, соединенной с Интернет. Зона обслуживания одной или нескольких (соединенных одна с другой) точек доступа - которые могут называться хот-спотами, когда они предлагают публичный доступ, - обычно охватывает область размером в несколько комнат, но может быть и расширена для охвата многих квадратных миль в зависимости от числа точек доступа с перекрывающимися зонами обслуживания.
Компания «Альянс» как правило настаивает на использовании термина 'Wi-Fi' для описания только сравнительно узкого диапазона технологий связи, включая локальную сеть радиосвязи (WLAN) на основе стандартов IEEE 802.11, соединения между двумя устройствами (такие как Wi-Fi «точка-точка» (Wi-Fi Peer to Peer), известное также под названием «прямой Wi-Fi» (Wi-Fi Direct)), и группу технологий, поддерживающих персональную сеть связи (PAN (Personal area network)), локальную сеть (LAN (Local area network)) и даже глобальную сеть (WAN (Wide area network)).
Устройство, имеющее функцию Wi-Fi, такое как персональный компьютер, видео игровая консоль, смартфон или цифровой аудио плеер, может установить соединение с Интернет, находясь в зоне действия сети радиосвязи, соединенной с Интернет. Зона обслуживания одной или нескольких (соединенных одна с другой) точек доступа -которые могут называться хот-спотами, обычно охватывает область размером в несколько комнат, но может быть и расширена для охвата многих квадратных миль. Охват зоны большей площади может зависеть от группы точек доступа с перекрывающимися зонами обслуживания. Технология Wi-Fi была использована в сотовых сетях с ячеистой структурой, например, в Лондоне, Великобритания.
В дополнение к частному использованию дома и в офисах, технология Wi-Fi может обеспечивать публичный доступ в хот-спотах Wi-Fi, предоставляемый либо бесплатно, либо абонентам разнообразных коммерческих служб. Организации и коммерческие предприятия - такие, которые эксплуатируют аэропорты, отели и рестораны, - часто предоставляют бесплатные хот-споты, чтобы привлечь клиентов или помочь им.
Точка радиодоступа (wireless access point (WAP)) соединяет группу беспроводных устройств с соседней кабельной локальной сетью LAN. Точка доступа подобна сетевому концентратору и ретранслирует данные между соединенными с ней беспроводными устройствами в дополнение к (обычно) одному присоединенному кабельному устройству, наиболее часто концентратору или коммутатору Этернет, что позволяет беспроводным устройствам поддерживать связь с другими кабельными устройствами.
Беспроводные адаптеры позволяют устройствам устанавливать соединения с сетями радиосвязи. Эти адаптеры соединяют с устройствами с использованием разнообразных внешних или внутренних соединений, таких как PCI (соединение периферийных компонентов (Peripheral Component Interconnect)), miniPCI (мини PCI), USB (универсальная последовательная шина (Universal Serial Bus)), ExpressCard, Cardbus и PC Card (первоначально PCMCIA Card; PCMCIA означает Personal Computer Memory Card International Association (Международная ассоциация производителей плат памяти для персональных компьютеров)). По состоянию на 2010 г. большинство более новых портативных компьютеров поступают уже оснащенные внутренними адаптерами. Внутренние платы обычно устанавливать значительно труднее.
Беспроводные маршрутизаторы объединяют точку радиодоступа, коммутатор Этернет и встроенное внутреннее приложение маршрутизатора, обеспечивающее маршрутизацию по IP (Интернет-протокол), трансляцию NAT (Network address translation (Трансляция сетевых адресов)) и ретрансляцию DNS (Domain Name System (Система доменных имен)) через встроенный интерфейс глобальной сети WAN. Беспроводный маршрутизатор позволяет соединить кабельные и беспроводные устройства локальной сети Этернет LAN с (обычно) одним устройством глобальной сети WAN, таким как кабельный модем или модем DSL (Digital Subscriber Line (цифровая абонентская линия)). Беспроводный маршрутизатор позволяет конфигурировать все три устройства - главным образом точку доступа и маршрутизатор, посредством одной центральной службы. Такая служба обычно представляет собой интегральный вэб-сервер, доступный для клиентов кабельных и локальных сетей радиосвязи LAN и часто, в качестве опции, для клиентов глобальной сети WAN. Такой службой может быть также приложение, работающее на настольном компьютере, такое как AirPort компании Apple.
Мосты сети радиосвязи соединяют кабельную сеть с сетью радиосвязи. Мост отличается от точки доступа: точка доступа соединяет беспроводные устройства с кабельной сетью связи на уровне каналов передачи данных. Два моста радиосвязи могут быть использованы для соединения двух кабельных сетей по радиолинии, что может быть полезно в ситуации, когда кабельное соединение может быть недоступно, например, между двумя раздельными домами.
Радио удлинители или радио ретрансляторы могут увеличить дальность существующих сетей радиосвязи. Стратегически размещенные радио удлинители могут расширить область приема сигнала, чтобы эта область «огибала» барьеры, например L-образные коридоры. Беспроводные устройства, соединенные через ретрансляторы, испытывают неблагоприятное влияние увеличенной задержки на каждом интервале. Кроме того, пропускная способность беспроводного устройства, соединенного с одним из ретрансляторов в цепочке, ограничена «самым слабым звеном» между двумя узлами в цепочке между началом и концом соединения.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2: ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПЦИИ
А. Введение в Yota
1. Основным направлением стратегии защиты связи по IP-протоколу в компании Yota будет ее новый телефон стандарта LTE. Этот телефон стандарта LTE будет иметь инновационные программное обеспечение и аппаратуру и создаст новые возможности и впечатления для пользователя.
В. Список концепций
1. 'Навстречу камере' - смотреть глаза-в-глаза во время видеоконференции
Обычные видеофоны создают у пользователя очень плохое впечатление, поскольку редко имеет место контакт глаза-в-глаза - вместо этого кажется, что собеседник смотрит в сторону от вас, поскольку его взгляд направлен прочь от камеры. Мы поместили камеры по обе стороны от жидкокристаллического (LCD) экрана, чтобы создать виртуальную камеру в центре экрана с использованием алгоритма на основе двух изображений. Изображение, считываемое виртуальной камерой, представляет собой именно то изображение, которое показывают собеседнику: это создает у собеседника ощущение, что вы смотрите прямо на него - иными словами впечатление от разговора оказывается намного лучше.
Одно из преимуществ такой системы «Навстречу камере» состоит в том, что можно подойти к большой панели дисплея, которая всегда имеется на видеоконференциях, и разговаривать прямо с человеком, показываемым на этой панели дисплея, - создавая ощущение разговора глаза-в-глаза.
Лицо, представляемое посредством виртуальной камеры, может быть помещено в центр экрана, даже если человек, которого снимает видеокамера, перемещается довольно далеко от центра экрана. Такое размещение осуществляется с использованием алгоритма слежения. См. Фиг.13.
2. Емкостные датчики удержания устройства рукой 'Hold'
При пользовании обычным телефоном приходится вручную активизировать домашний экран, если телефон находится в состоянии покоя, обычно путем нажатия кнопки. Мы используем в телефоне полоски емкостных датчиков, так что телефон может знать, когда пользователь взял его в руку, и автоматически «пробудиться» в этом случае - например, активизировать стартовый/домашний экран.
Эту функцию можно использовать вместо блокировки программной или аппаратной клавиши на телефоне, равно как и для управления яркостью экрана.
3. Громкоговоритель по технологии DML для телефона
Трудно добиться хорошего качества воспроизведения звука, если у Вас нет большого громкоговорителя с большим и достаточно уродливым звуковым отверстием. Здесь мы используем технологию распределенного громкоговорителя (distributed mode loudspeaker (DML)), разработанную компанией NXT pie, для возбуждения колебаний всего экрана телефона, так что вся поверхность экрана действует в качестве громкоговорителя. Звуковое отверстие громкоговорителя может быть полностью исключено. Здесь можно использовать два небольших драйвера/возбудителя, расположенных под стеклом, чтобы заставить колебаться (вибрировать) всю поверхность экрана. Технологию DML еще никогда раньше не использовали, чтобы возбуждать поверхность экрана в мобильном телефоне. Возбудители могут также создать тактильную обратную связь - новая область применения для возбудителей DML.
4. Мобильный хот-спот - 'Instant 4G'
Мы создали на телефоне простой аппаратный (или виртуальный, программный) переключатель, позволяющий немедленно и автоматически войти в сеть Wi-Fi с использованием этого телефона в качестве мобильного хот-спота. Пользователь может немедленно получить доступ в Интернет с использованием этого переключателя на своем телефоне вместо сложного интерфейса пользователя (UI). Поэтому одним из вариантов может быть применение на вечеринке, чтобы сразу дать возможность друзьям войти в Интернет через ваш телефон. Это также дает возможность совместно использовать файлы, находящиеся в телефоне (управление доступом не допустит совместного использования других файлов).
5. Виртуальный интерфейс Web-USB для беспроводных устройств
Устройства типа iPhone/iPad не имеют USB-разъема - это главный недостаток таких устройств. Мы создали соединение Wi-Fi от Wi-Fi-адаптера с USB-интерфейсом; iPhone/iPad может быть теперь сопряжен с памятью в Wi-Fi-адаптере плюс какое-либо внешнее устройство, в которое вставлен USB-адаптер, как если бы USB-интерфейс входил сам в состав рассматриваемого iPhone. Поэтому можно видеть файловую структуру, характеризующую файлы, записанные в самом USB-адаптере, посредством вэб-браузера в iPhone, или распечатать эту структуру на принтере, с которым сопряжен указанный USB-адаптер.
6. USB-накопитель для автомобильной аудиосистемы
Автомобильные аудио системы часто имеют USB-интерфейсы для файлов МР3, но не имеют никакого доступа к Интернет-радио (такой доступ на сегодня имеется только в реально высококачественных системах). Мы предлагаем USB-адаптер, имеющий функцию беспроводного приема данных и способный принимать потоки радио графика (например, для Интернет радиостанций, сервиса Spotify и т.п.). Такой USB-адаптер принимает поток данных и преобразует его в последовательность файлов - точно таких же, как файлы МР3, на чтение которых рассчитана автомобильная аудио система. Это позволяет даже базовым моделям автомобильных аудио систем иметь функции воспроизведения/перемотки, сохранения и т.п. файлов применительно к Интернет-радио.
Поток аудиоданных сохраняют в виде по меньшей мере двух раздельных файлов, что позволяет пользователю по выбору переходить к следующей дорожке с использованием программного обеспечения автомобильной аудио системы. Пользователь может в своем автомобиле слушать музыку онлайн без внесения каких-либо модификаций в автомобильную аудио систему. Для настройки сервиса и выбора источника потока используют онлайн-интерфейс.
7. Восприятие пользователя (UX) для идентификации источников звука
Индивидуальные источники звука (разные люди, говорящие по телефону в режиме, оставляющем свободными руки, (громкая связь)) идентифицируют с использованием двух или более встроенных микрофонов. Затем эти индивидуальные источники представляют в устройстве графически в соответствии с их местонахождением в помещении. Визуальный интерфейс телефона позволяет выбрать рукой, какой именно источник звука записать, например, чтобы оптимизировать подавление шумов/фокусировку звука для выбранного источника звука. Это может быть полезно, например, на собраниях или митингах, где один человек говорит, а вы хотите «агрессивно» подавить шумы от всего остального.
8. Телефон без видимых механических кнопок
Телефон представляет гладкую монолитную поверхность - хотя он может все же иметь скрытые механические кнопки, например, для увеличения или уменьшения громкости.
9. Орган управления «Squeeze control»
Телефон может быть включен или выключен путем сжатия этого телефона.
10. Телефон в криволинейном корпусе
Уникальная и естественная форма - существенный фактор для быстрого обнаружения изделия среди множества аналогичных устройств. Мобильный телефон имеет вогнутую переднюю поверхность и выпуклую заднюю поверхность, степень кривизны которых может быть одинаковой или подобной. Форма вогнутой передней поверхности может соответствовать пути перемещения пальца при повороте запястья пользователя. Следовательно, использование такого устройства происходит очень естественным образом. Наличие криволинейной поверхности в качестве вибрирующей поверхности распределенного громкоговорителя (DML) также предпочтительнее, поскольку, если бы жидкокристаллический дисплей (LCD) с возбудителями громкоговорителя имел бы вместо этого плоскую поверхность, то звучание в случае, если положить телефон этой плоской поверхностью вниз на поверхность стола, было бы неприятным. Кривизна поверхности препятствует этому. Предпочтительно кривизна передней и задней поверхностей имеет цилиндрический характер, но возможна также сферическая или асферическая кривизна.
На выпуклой задней стороне может находиться бистабильный дисплей. Поскольку нормальным положением покоя для такого устройства является положение, когда передняя поверхность обращена вниз, задний экран с бистабильным дисплеем обычно виден, когда этот телефон находится в положении покоя. Это положение покоя устойчиво. Если такой телефон с дисплеем положить задней стороной вниз (т.е. выпуклой поверхностью вниз), этот телефон может поворачиваться, т.е. находится в неустойчивом положении. Следовательно, пользователь будет, скорее всего, класть телефон передней поверхностью (т.е. вогнутой поверхностью) вниз, так что бистабильный экран остается виден.
Если такой телефон лежит в кармане, его передняя поверхность (вогнутая поверхность) может быть обращена внутрь, поскольку это лучше соответствует криволинейной форме ноги. Это может быть лучшей конфигурацией (в отличие от ситуации, когда передняя сторона обращена вверх) для приема сигналов антенной.
11. Микрофон в отверстии для извлечения SIM карты
Микрофон помещен в отверстии в корпусе мобильного устройства, а именно в отверстии для извлечения SIM карты. См. Фиг.14
12. Тактильный корпус мобильного устройства
Корпус мобильного устройства содержит материал, способный изменять свои осязательные свойства от ощущения дерева к ощущению металла («морфизм»).
ПРИЛОЖЕНИЕ 3: ВВЕДЕНИЕ В LTE
Стандарт 3GPP Long Term Evolution (LTE) (Долговременная эволюция) представляет собой самый последний стандарт в семействе технологий сетей мобильной связи, откуда «вышли» также сетевые технологии GSM/EDGE и UMTS/HSPA. Это проект группы «Проект партнерства третьего поколения» (3rd Generation Partnership Project (3GPP)), действующий под названием, являющимся зарегистрированной торговой маркой одной из ассоциаций, входящих в партнерство. Европейского института стандартизации в области телекоммуникаций.
Современное поколение мобильных телекоммуникационных систем известно под общим названием 3G («третье поколение»). Хотя сети LTE часто представляют на рынке как 4G, сети LTE первой версии не вполне соответствуют требования к сетям 3G от IMT Advanced 4G. Этот стандарт «пред-4С» являет шагом на пути к усовершенствованному стандарту LTE Advanced, являющемуся стандартом 4-го поколения (4G), относящемуся к технологиям радиосвязи, предназначенным для увеличения пропускной способности и скорости передачи данных в сетях мобильной телефонной связи. Стандарт LTE Advanced обладает обратной совместимостью со стандартом LTE и использует те же самые частотные диапазоны, тогда как стандарт LTE не имеет обратной совместимости с системами 3G.
Компании MetroPCS и Verizon Wireless в Соединенных Штатах и несколько других операторов связи по всему миру заявили о планах, начиная с 2009, преобразования своих сетей в сети стандарта LTE. Первая в мире публично доступная сеть стандарта LTE была открыта компанией TeliaSonera в двух скандинавских столицах - Стокгольме и Осло, 14 декабря 2009. Система LTE представляет собой ряд усовершенствований для Универсальной мобильной телекоммуникационной системы (Universal Mobile Telecommunications System (UMTS)), предложенной документом 3GPP Release 8. Большая часть этого документа 3GPP Release 8 сосредоточена на принятии технологии мобильной связи, включая «плоскую» сетевую архитектуру, полностью основанную на IP протоколе. 18 августа 2009 Еврокомиссия объявила, что она будет инвестировать 18 миллионов евро в исследования в области развертывания систем LTE и сертифицированной системы 4G по стандарту LTE Advanced.
Хотя система LTE обычно рассматривается в свете развития сотовой телефонной связи или сетей обычных операторов связи, эта система LTE также выбрана службами общественной безопасности в США в качестве предпочтительной технологии для нового радиодиапазона 700 МГц для систем общественной безопасности. В некоторых областях эти службы уже подали заявки на исключения, надеясь использовать спектр в диапазоне 700 МГц с применением других технологий прежде, чем будет принят общенациональный стандарт.
Согласно спецификациям стандарта LTE пиковые скорости передачи данных в нисходящей линии составляют по меньшей мере 100 Мбит/с, в восходящей линии по меньшей мере 50 Mbps и время двусторонней передачи сигнала в сети радиодоступа (RAN) меньше 10 мс. Стандарт LTE поддерживает масштабируемую полосу несущей, от 1,4 МГц до 20 МГц, и оба варианта дуплексного режима - дуплексный режим с разделением по частоте (FDD) и дуплексный режим с разделением времени (TDD).
Частью стандарта LTE является эволюция архитектуры системы (System Architecture Evolution), т.е. «плоская» архитектура сети на основе IP-протокола, предназначенная для замены опорной сети GPRS и обеспечивающая поддержку и переход между некоторыми старыми или не-3GPP системами, например, GPRS и WiMAX, соответственно.
Основными преимуществами стандарта LTE являются высокая пропускная способность, низкая задержка, автоматическое конфигурирование системы во время работы, дуплексные режимы FDD и TDD, объединенные на одной и той же платформе, улучшенные возможности для конечного пользователя и простая архитектура, что ведет к низким операционным расходам. Стандарт LTE будет поддерживать плавный «бесшовный» переход к мачтам сотовой связи, оснащенным аппаратурой более старых сетевых технологий, таких как GSM, cdmaOne, UMTS и CDMA2000. Следующим этапом эволюции стандарта LTE является стандарт LTE Advanced, стандартизованный в настоящий момент в документе 3GPP Release 10.
ПРИЛОЖЕНИЕ 4: ВВЕДЕНИЕ В LTE ADVANCED
Стандарт LTE Advanced представляет собой предварительный стандарт мобильной связи, формально предложенный в качестве кандидата системы 4G в ITU-T в конце 2009, утвержденный в ITU, (Международный союз телекоммуникаций (International Telecommunications Union)), в IMT-Advanced и, как ожидается, разработка этого стандарта будет закончена в 3GPP в начале 2011. Эта технология стандартизуется Проектом партнерства третьего поколения (3GPP) в качестве главного усовершенствования стандарта 3GPP Long Term Evolution (LTE).
Формат LTE впервые был предложен компанией NTT DoCoMo из Японии и был принят в качестве международного стандарта. Процесс стандартизации LTE к настоящему моменту уже достиг зрелости, когда изменения в спецификации ограничиваются поправками и устранением ошибок. Первые коммерческие сервисы были запущены в Скандинавии в декабре 2009 и затем в США и в Японии в 2010. Более ранние версии сетей LTE будут, как ожидается, развернуты глобально в течение 2010 г.в качестве естественной эволюции ряда систем 2G и 3G, включая глобальную систему мобильной связи (GSM) и универсальную мобильную телекоммуникационную систему (UMTS) (3GPP, равно как и 3GPP2).
Будучи описана в качестве технологии 3.9G (после 3G, но прежде 4G), первая версия LTE не отвечает требованиям IMT Advanced к системам 4G, также именуемым IMT Advanced, как определено Международным телекоммуникационным союзом, таким как пиковые скорости передачи данных до 1 Гбит/с. Союз ITU предложил подавать заявки кандидатов для Технологий радио интерфейса (Radio Interface Technology (RIT)), соответствующих требованиям Союза, указанным в циркулярном письме. Работа группы 3GPP по определению кандидатов технологий радио интерфейса для 4G начата в документе Release 9 вместе с исследовательской фазой для LTE-Advanced. Требования к технологии LTE-Advanced определены в техническом отчете 3GPP под названием «Требования к дальнейшему усовершенствованию E-UTRA (LTE-Advanced)» (3GPP Technical Report (TR) 36.913, «Requirements for Further Advancements for E-UTRA (LTE-Advanced)»). Эти требования основаны на требованиях ITU к технологиям 4G и собственных требованиях участников 3GPP к совершенствованию технологии LTE. Основные рассматриваемые технические проблемы включают следующие:
- Непрерывное усовершенствование технологии и архитектуры радиосвязи согласно стандарту LTE
- Сценарии и требования к характеристикам для взаимодействия с существующими технологиями радиодоступа
- Обратная совместимость технологии LTE-Advanced с технологией LTE. Терминал системы LTE должен быть способен работать в сети LTE-Advanced и наоборот. Любые исключения будут рассмотрены группой 3GPP.
- Учет последних решений Всемирной конференции по радиосвязи (World Radiocommunication Conference (WRC-07)) относительно нового спектра IMT, равно как существующих частотных диапазонов, чтобы обеспечить возможность для LTE-Advanced географически адаптировать доступный спектр для назначений каналов свыше 20 МГц. Кроме того, эти требования обязаны учитывать ситуацию в тех частях мира, где широкополосные каналы недоступны.
Аналогично в семействе IMT Advanced был союзом ITU утвержден стандарт 802.16m, 'WiMAX 2'. Стандарт WiMAX 2 создан с расчетом на обеспечение обратной совместимости с устройствами стандарта WiMAX 1/1.5. Большинство поставщиков сегодня поддерживают простоту конверсии ранних, предварительных версий «пред-40» и некоторое программное обеспечение, позволяющее осуществить обновление оборудования базовых станций опорной сети от 3G.
Поэтому индустрия мобильной связи и организации, занимающиеся стандартизацией, начали работу над технологиями доступа четвертого поколения (4G), такими как LTE Advanced. На семинаре в апреле 2008 в Китае группа 3GPP согласовала планы будущих работ над технологией LTE. Первая группа требований 3GPP к технологии LTE Advanced была утверждена в июне 2008. Помимо пиковой скорости передачи данных 1 Гбит/с, что полностью поддерживает требования к технологиям 4G, как они определены ITU-R, эта группа требований направлена также на более быстрое переключение между состояниями питания и улучшение характеристик на краях ячейки. Подробные предложения изучаются в рабочих группах.