Поиск неисправностей сотовых телефонов

Несмотря на свои маленькие размеры, сотовые телефоны – весьма сложные устройства, объединяющие в себе телефон, радиостанцию и компьютер. Все это "упаковано" в прибор, умещающийся на ладони. В рамках одной главы невозможно даже конспективно изложить методику ремонта сотовых телефонов. Многие методы поиска неисправностей основаны на принципах радиотехники и компьютерной технологии, описание которых выходит за рамки этой книги.

Если вы решили попытаться отремонтировать сотовый телефон, вы обязательно должны раздобыть руководство по техническому обслуживанию вашей конкретной модели и соответствующую измерительную аппаратуру. В руководстве по обслуживанию обычно указываются возможные замены для микросхем (хотя многие из них являются уникальными для данного изделия) и других компонентов. К руководству обычно прилагается полный комплект принципиальных схем, без которых связываться с прибором такой сложности, как сотовый телефон, не имеет смысла.

Организация сотовой сети связи

Сотовая радиосеть

(Рис. 7.2.9. Рис. 7.2.10).

Рис. 7.2.9

Рис. 7.2.10.Сотовая радиосеть:

УС – узловая; БС – базовая; ЦС – центральная станции;

АС – абонентская; НС – носимая, станции; гатс– городская АТС;

МТС– междугородная АТС; НП – носимый приемник

 

Территория страны разбивается на ячейки, подобные сотам в ульях. В центре каждой ячейки – базовая станция (БС) с радиусом действия 0,5…40 км.

Сеть базовых станций сотовой системы через узловые станции (УС) соединена с общегосударственной телефонной сетью ОАТС. Узловая и несколько базовых станций образуют зону обслуживания. Некоторые БС одной зоны обслуживания объединяются в зону вызова подвижного абонента.

В пределах самостоятельных административно - хозяйственных образований (республики, области, края), районах нефти и газодобычи, где 90 % населения сосредоточено на 5... 10% территории, связь будут обеспечивать зоновые системы, состоящие из региональной сети и местных подсетей (Рис. 7.2.11.).

Рис. 7.2.11. Зоновая система радиосвязи:

ГЦС – главная центральная станция; МСЛ– междугородная телефонная линия; ЗЦС – зоновая центральная станция; ЦКС ЗКС – центральная и зоновая коммутационные станции; ВС, AC – базовая и автомобильная станции; РТсф, ТА – радиотелефон и телефон; РАТС, РУТЛ, АРТК – радиоудлинительные станции

 

«Зоны» - промежуточная ступень между сотовой и радиальной системами. Они не обеспечивают непрерывную связь при переезде из зоны действия одной базовой станции в другую, что упрощает и удешевляет обслуживание абонентов. Несколько видов радиосвязи могут благополучно сосуществовать в одном городе или регионе, так как работают в разных диапазонах. Так, для радиально - зоновых сетей выделена частота 330 МГц, для сотовых – 450 МГц, для устройств первоначального вызова, передающих «блуждающим» объектам используются закодированные сигналы – 160 МГц.

В настоящий момент основной путь телефонизации удаленных мест – является радиоудлинители телефонных линий (Рис. 7.2.12.).

Рис. 7.2.12. Радиоудлинитель телефонной линии

Вопросы для повторения

1. История развития сотовой связи. Принцип разбиения на несколько участков (сот).

2. Аналоговые стандарты сотовой связи.

3. Недостатки аналогового способа передачи информации.

4. Цифровые стандарты сотовой связи.

5. Принцип функционирования сотовой связи.

6. Сотовая радиосвязь.

7. Перспективы развития сотовой связи.

 

Пейджинговая связь

 

Введение

 

Пейджер -малогабаритное электронное устройство, предназначенное для принятия сообщений. Обычно содержит жидкокристаллический алфавитно-цифровой или только цифровой дисплей, на котором и отображается пришедшее сообщение. Помимо основного предназначения - приема сообщений, пейджеры могут иметь дополнительные - это будильник, записная книжка, расчет биоритмов и другие.

Пейджинг - самый старый из видов мобильной связи. Многое из того, что было разработано для пейджинга, потом было применено в сотовых сетях.

Во всем мире пейджинг остается наиболее быстро развивающейся отраслью телекоммуникаций.

9.1. "История пейджинга"

Появление радиопоиска можно отнести к 1921 году, когда принцип оповещения по радио был впервые использован полицией Детройта. Уже в 30-е годы подобные системы в США широко использовались правительством, полицией и вооруженными силами. Правда, был он тогда отнюдь не персональным и служил для передачи голосовых сообщений через диспетчера. Персональный радиовызов, или пейджинг, стал первым действительно персональным средством радиосвязи в середине 50-х годов, а в 1963 г. Системы пейджинга получили достаточно широкое распространение в городах Европы и США. Таким образом, история развития пейджинга насчитывает уже около сорока лет.

Первые пейджеры были простыми приемниками частотно-модулированного сигнала. Они содержали несколько настроенных контуров, отслеживающих характерную последовательность низкочастотных сигналов (тонов). При получении этих тонов устройство подавало звуковые сигналы. Поэтому такие пейджеры и называют тональными. Наибольшее распространение получили двух- и пяти-тональные пейджеры.

В двух - тональных пейджерах использовалось только два контура, что сильно ограничивало число адресов в системе: ширины полосы пропускания радиоканала хватало лишь для нескольких тысяч комбинаций частот. Следовательно, таким же было максимальное число пользователей сети персонального радиовызова (СПРВ). Переход к пяти-тональным системам позволил увеличить число адресов (следовательно, и пользователей) до 100 тыс.

Существенным недостатком описанных пейджеров был небольшой срок службы элементов питания (они порой разряжались в течение дня). Эту проблему пытались решить добавлением к пяти тонам шестого. Продление срока службы элементов питания достигалось за счет включения и выключения питания при воздействии определенного сигнала.

Тем не менее, переход к цифровым системам был неизбежен.

Во-первых, с повышением популярности пейджинговой связи адресов опять стало не хватать.

Во-вторых, тональное кодирование не обеспечивало пересылку избыточной информации для детектирования (или исправления) возникающих во время передачи искажений.

В-третьих, тональное кодирование не подходило для передачи сложных сообщений, скажем, буквенно-цифровых.

9.2. "Характеристики радиосигнала"

Известно, что в пейджинговых системах используется частотная модуляция, обеспечивающая лучшую помехоустойчивость и более высокие энергетические характеристики, чем амплитудная модуляция, однако для этого ей требуется большая необходимая полоса частот.

Необходимая ширина полосы радиочастот - это минимальная ширина полосы частот для денного класса изучения, достаточная для обеспечения передачи сигнала с требуемой скоростью и качеством, которые определяются при проектировании передатчика в соответствии с его функциональным назначением.

В СПРВ применяются радиосигналы двух классов излучения 16K0F1D (каналы передачи кодированной информации) и 16K0F3E (телефония - для организации сервисных функций в составе СПРВ). Поясним расшифровку этих обозначений.

K0F1D

16K0 -- необходимая ширина полосы частот. Выражается тремя цифрами и одной буквой. Буква является десятичной запятой и отражает размерность значащих цифр (доли герц и герцы обозначаются буквой H, килогерцы - K, мегагерцы - M, гигагерцы - G). В рассматриваемом случае 16К0 - 16.0 кГц

F - тип модуляции основной несущей (F - частотная модуляция).

1 - характер сигнала (сигналов), модулирующего основную несущую (1 - один канал, содержащий квантованную или цифровую информацию без использования модулирующей поднесущей, 3 - один канал с аналоговой информацией).

D - тип передаваемой информации (D - передача данных, телеметрия, телеуправление, Е - телефония).

9.2.2. "Основные протоколы пейджинговой связи"

Протокол пейджинговой связи - как нервная система организма, по которой сигналы передаются в мозг. Это своеобразный язык, набор правил, который позволяет сообщению, не искажаясь и оставаясь понятным, перемещатся по телефонным проводам, а затем по радиоканалу поступать на пейджер. Этот язык определяет пропускную способность, время задержки и скорость передачи, целостность передаваемых данных и срок службы батареек пейджера.

Передача адресной информации и сообщений в цифровых системах (в том числе и пейджинговых) осуществляется в определенном формате (протоколе) кодирования. История создания и развития протоколов пейджинговой связи насчитывает более полутора десятков различных форматов связи.

Протокол POCSAG

Одним из самых распространенных на сегодняшний день форматов пейджинговой передачи является протокол POCSAG, разработанный Британским почтовым ведомством. Он предусматривает скорость передачи информации 512, 1200 и 2400 бит/сек. Сообщения передаются в асинхронном режиме: пакет сообщения может стартовать в любой момент времени и длина его не определена.

Основное отличие протокола POCSAG от других протоколов пейджинговой передачи заключается в способе приема содержащегося в начале каждого пейджингого сообщения физического адреса пейджера.

В протоколе POCSAG не оговаривается, какие физические значения сигнала принимаются за 0, а какие за 1. Поэтому различные пейджеры (или режимы приема пейджера) воспринимают эту кодировку с точностью до наоборот. Отсюда появилось понятие инверсной кодировки POCSAG. Инверсная кодировка POCSAG полностью совпадает с описанной выше, за исключением того, что нулевые биты, заменяются единичными, а единичные биты - нулевыми.

Увеличение скорости передачи сообщений ведет к увеличению пропускной способности системы, однако, при этом снижается устойчивость к помехам, а главное - снижается чувствительность радиоприема, т.е. фактически - радиус рабочей зоны приема сообщений.

Протокол FLEX

Протокол пейджинговой связи FLEX (и сопровождающее его семейство ReFLEX, InFLEXion), разработанный компанией MOTOROLA, и ERMES, разработанный Международным Союзом Электросвязи. Основным достоинством этого протокола является высокая скорость передачи данных - 1600, 3200 и 6400 бит/сек а, следовательно, высокая пропускная способность. Так, если в стандарте POCSAG ресурс частоты составляет 10-15 тысяч абонентов, то во FLEX-системах ресурс частотного канала лежит в пределах 20-80 тысяч абонентов. В отличие от протокола POCSAG протокол FLEX использует синхронную передачу данных, т.е. синхронизация передатчика и приемника производится по абсолютному значению времени.

Каждый пейджер, работающий с протоколом FLEX, может принимать сообщения на любой из допустимых скоростей передачи данных. Одним из важных следствий синхронного протокола является то, что сообщения для каждого конкретного пейджера можно помещать в кадр с определенным номером. Это позволяет пейджеру избирательно принимать один или несколько кадров из всего четырех минутного цикла протокола FLEX, в которые помещаются сообщения на его адрес. Если пейджер не обнаруживает своего адреса в своем кадре, он прекращает прием. Такая организация связи позволяет резко повысить срок службы батареек пейджера.

Еще одной важной отличительной особенностью протокола FLEX является возможность работы совместно с другими протоколами связи. Для этого в цикле выделяются определенные кадры для работы по протоколу FLEX, а промежутки между ними отдаются для работы по другим протоколам, например, POCSAG. Это позволяет компании - оператору не создавая новой инфраструктуры, постепенно перейти от работы в протоколе POCSAG на работу в протоколе FLEX.

К достоинствам протокола FLEX следует отнести:

· Повышенную скорость передачи данных, а, следовательно, повышенную пропускную способность на один частотный канал;

· Возможность поддержания большого количества адресов (до 5 млрд.);

· Улучшенные характеристики помехоустойчивости канала передачи;

· Обеспечение энерго-экономичного режима работы пейджеров;

· Возможность совместной работы с другими протоколами.

Протокол ERMES

Протокол ERMES был разработан как общеевропейский протокол пейджинговой связи (см. Табл. 8.2.1). Он включает в себя, кроме собственно протокола передачи данных, ряд организационных положений и технических решений в рамках Меморандума о взаимопонимании, подписанного руководителями организаций 16 стран Европы в январе 1990 года с целью координации усилий по созданию общеевропейской СПРВ. К достоинствам протокола ERMES следует отнести следующее:

· Повышенную скорость передачи данных, а, следовательно, повышенную пропускную способность на один канал;

· Обеспечение энерго-экономичного режима работы пейджеров;

· Возможность передачи произвольного набора данных объемом до 64 Кбит;

· Возможность удобной организации роуминга (роуминг - возможность получать сообщение на свой пейджер, находясь в другом городе) во всех регионах, охваченных сетью ERMES.

Для функционирования СПРВ по протоколу связи ERMES выделяется единый диапазон частот (или его часть) 169,4 - 169,8 МГц, в котором организуется 16 частотных каналов с разносом частот в 25 Кгц. Для приема сигнала используются сканирующие по частоте абонентские приемники (пейджеры). Скорость передачи данных составляет 6,25 Кбит/сек.

Системы персонального радиовызова на базе протокола ERMES обеспечивают следующие услуги:

· Передачу цифровых сообщений длинной до 1600 знаков;

· Передачу буквенно-цифровых сообщений длинной до 9000 символов;

· Передачу произвольного набора данных объемом до 64 Кбит;

· Возможность приема вызова и сообщений одним унифицированным приемником (пейджером) во всех странах, входящих в объединенную СПРВ ERMES.

Табл. 8.2.1. Протоколы пейджинговой связи.

Наименование протокола	Используемые частоты, МГц	Скорость передачи, бит/сек	Требуемая полоса частотного канала, кГц	Наличие нумерации сообщений	Возможность роуминга
POCSAG	Любые пейджинговые	512, 1200, 2400	25	Есть	Есть
ERMES	169.425-169.800	6250	25	Есть	Есть
FLEX	Любые пейджинговые	1600, 3200, 6400	25	Есть	Есть
ReFLEX25-передача на пейджеры - прием с пейджеров	929-931, 940-941, 901-902	1600, 3200, 6400	25 или 50	Есть	Есть
ReFLEX50-передача на пейджеры - прием с пейджеров	930-931, 940-941, 901-902	До 25600	50	Есть	Есть
InFLEXion-передача на пейджеры - прием с пейджеров	930-931, 940-941, 901-902	Цифровая компрессия звука	50	Есть	Есть

Приемники персонального вызова (пейджеры) в системе ERMES работают следующим образом: находясь в зоне приема "своей" базовой станции пейджер принимает сообщения на ее частоте. При попадании в другой регион пейджер, не "слыша" сигнал на своей частоте, переходит в режим сканирования по каналам ERMES и, обнаружив сигнал, начинает принимать информацию на частоте базовой станции данного региона.

9.3. "Условное распространение радиоволн"

Для передачи сообщений в СПРВ используется ультракоротковолновый (УКВ) диапазон частот сигнала от 80 МГц до 930 МГц (длина волны от 3.75 м до 0.32 м).

Главная особенность распространения радиоволн УКВ - диапазона состоит в том, что основная часть энергии, излучаемая антенной, распространяется в пределах прямой оптической видимости, так называемой зоны дифракционного поля.

Особенности волн УКВ - диапазона:

· Не отражаются регулярной ионосферой;

· Очень сильно поглощаются почвой и местными предметами;

· Обладают малой дифракционной способностью;

· Не отражаются от сухой земли;

· Радиус действия поверхностного луча не зависит от времени года и суток, но сильно зависит от рельефа местности;

· Не восприимчивы к атмосферным помехам, источниками которых являются грозовые разряды;

В лесу сильно поглощаются (радиоволны горизонтальной поляризации), из-за чего связь может быть не стабильной;

· Отражаются от зданий, металлоконструкций и других крупногабаритных препятствий, что позволяет СПРВ довольно уверенно работать в городских условиях, принимать сообщения в зданиях, а при достаточной мощности передатчика и в подвалах. Следует отметить, что возникающая при городских условиях многолучевость распространения (и как следствие - замирание) сигнала компенсируется при приеме пейджинговыми кодами;

· Повышенная дальность распространения над грунтами с высокой проводимостью и высокой диэлектрической проницаемостью, например, над болотистыми торфяниками и водной поверхностью.

При общих свойствах радиоволны УКВ - диапазона имеют ряд особенностей распространения в метровом и дециметровом диапазонах.

Радиоволны дециметрового диапазона испытывают большее затухание (например, для частоты 450 МГц по сравнению с частотой 150 МГц - на 10 дБ) и в меньшей степени подвержены рефракции, поэтому обладают меньшей дальностью распространения. По этой причине, с точки зрения экономичного распространения СПРВ (с необходимой меньшей мощностью базовой станции и меньшим количеством ретрансляторов) при выборе рабочей частоты предпочтение отдают метровому диапазону частот. В тоже время радиоволны дециметрового диапазона обладают большей проницаемостью внутрь помещений и подвалов, средств автотранспорта.

9.4. "Радиопейджинг в России"

История пейджинга в России (тогда еще СССР) началась в конце 60-х. Системы персонального радиовызова широко использовались отдельными государственными структурами. В 1980 во время московской Олимпиады также широко использовался пейджинг. Тогда это были простейшие тоновые модели и предназначались они, прежде всего для "скорой помощи" и службы безопасности олимпиады. С окончанием олимпиады пейджеры использовать перестали и на много лет этот вид связи был забыт. Новейшая история пейджинга началась в 1993 г. Именно тогда в стране начали появляться первые пейджинговые операторы, и с тех пор пейджинг в России стремительно развивается.

Более 70% российского рынка пейджинговой связи сосредоточено в крупнейших российских центрах. Наибольшее развитие этот рынок получил в Москве, где пользователями пейджеров является 1,1% населения, и в Санкт-Петербурге (0,6% городского населения). В целом по России пейджинговой связью охвачено до 100 городов, главным образом областные и промышленные центры. Если первая волна распространения пейджинговой связи в России захватила Москву и Санкт-Петербург, то следующая захватит крупные промышленно-развитые российские регионы: Урал, Поволжье, Западную Сибирь, юг Восточной Сибири, Алтай, Дальний восток. По прогнозам, наиболее интенсивно пейджинговая связь в ближайшие четыре, пять лет будет развиваться в таких городах, как Екатеринбург, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Самара, Уфа, Челябинск, Пермь, Казань, Волгоград, Ростов - на - Дону. Сейчас около 30-35% российских операторов объединено в единые межрегиональные пейджинговые сети. Клиенты могут пользоваться услугами пейджинговой связи в любом городе, охваченном сетью роуминга. В ближайшие два-три года ожидается сетевой бум и число городов, охваченных сетями пейджинговой связи, будет расти.

Лидирующее положение среди производителей на рынке пейджеров занимает компания Motorola (68%), NEC (20%), Philips (9%), Oi Electric (2%). Среди моделей бестселлером по-прежнему остается Motorola Advisor, далее по популярности следуют NEC 21A, Philips 2310, Scriptor LX2, NEC 26B и Oi Electric. Проведенные маркетинговые исследования показали, что почти 80% пейджеров у российских абонентов - четырех строчные, двух строчные пейджеры занимают 10% рынка, чуть меньше (8%) занимают модели с большим дисплеем.

Постепенно меняется отношение к пейдженгу. Еще некоторое время назад пейджер воспринимался исключительно как атрибут "новых русских" и "младший брат" сотового телефона. Сейчас среди потенциальных пользователей пейджинга происходит постепенная трансформация отношения к этому виду связи. Фактически пейджер на поясе все чаще воспринимается не как символ престижа, а как удобное и доступное средство мобильной связи.

9.5. "Будущее пейджинговой связи"

Во всем мире пейджинг остается наиболее быстро развивающейся отраслью телекоммуникаций. Наглядно это демонстрирует ситуация, сложившаяся в Америке и странах Юго-Восточной Азии: количество абонентов пейджинговых сетей увеличиваются там каждый год более чем на треть. В том же Китае к концу тысячелетия прогнозируется увеличение количества владельцев пейджеров до 100 миллионов человек.

В Западной Европе ситуация развивается не столь стремительно, однако даже по самым пессимистическим оценкам, к 2000 году число владельцев пейджеров в европейских странах превысит 20 миллионов.

Уже сейчас очевидно, что пейджер постепенно становится не только оперативным средством личной коммуникации, но и средством массовой информации, персональным информаторов. Речь идет не только об информационных каналах. Находит все более широкое применение другой вариант этой услуги - получение информации по запросу. К примеру, абоненту пейджинговой компании необходимо срочно узнать время вылетов всех самолетов в определенный город. В таком случае, он может просто позвонить оператору, и через минуту на дисплее появится нужная информация, которую к тому же можно будет при желании сохранить в памяти аппарата. О том, что в ближайшее время пейджинговая связь будет развиваться именно в этом направлении, говорит и тот факт, что в Америке и некоторых странах Европы уже существуют компании, предоставляющие своим абонентам подобные услуги. Данная услуга нашла спрос и на Российском рынке операторов связи. При этом спрос на такой сервис постоянно растет. По прогнозам аналитиков, именно эта сфера услуг в ближайшие годы станет основной для российских пейджинговых компаний.

Отдельного внимания заслуживает тема организации федеральных сетей - предлагается считать, что только те интегрированные сети могут претендовать на статус федеральной F-сети, если они действуют на территории не менее чем 50% субъектов Российской Федерации.

С каждым днем все большее количество компаний объединяется в сети, которые в свою очередь присоединяются к более крупным с целью создания сети покрывающей всю территорию России.

В данный момент к этому близится "Единая Пейджинговая Система России", где отдельным операторам региональных сетей удалось согласовать использование одного номинала частоты на всей территории России и некоторых странах СНГ (Грузия, Казахстан), на сегодняшний день более 80 городов, что позволило им перейти к организации сетей, охватывающих многие регионы России.

Создание таких сетей позволит перейти на протокол федерального уровня FLEX.

"Выводы"

За период с 1980 года по 1993 год возникли и стали бурно развиваться другие виды персональной связи, реализующие в отличие от пейджеров двунаправленную передачу сообщений. Например, сотовая связь. Многие, быть может, удивятся, почему двунаправленные системы связи, обладающие богатыми функциональными возможностями, не вытеснили пейджинг с рынка. Однако популярность пейджинга не только не уменьшается, но даже растет. В чем же кроются причины успеха пейджинговой связи? Во-первых, пейджеры очень компактны и мало весят. Во-вторых, стоимость услуг пейджинга невысока. В-третьих, частотные ресурсы очень эффективно используются данными системами. Это означает, что один радиоканал с полосой, скажем 25 Кгц, может обслуживать большое число абонентов. И, наконец, пейджеры - очень комфортное средство персональной связи: вы можете получать сообщения во время деловой встречи или, находясь за рулем автомобиля, и они не оторвут вас от выполнения текущих дел. У вас всегда будет время обдумать полученный вызов или сообщение и только затем реагировать на него.

Складывающаяся в европейских странах ситуация показывает, что даже при значительном удешевлении услуг сотовой связи, мобильный телефон не вытесняет пейджер. Более того, проведенные опросы (в том числе и среди российских пользователей), показывают, что 72% респондентов воспринимают рынки сотовой и пейджинговой связи не как конкурентные, а как взаимодополняющие.

 

 

 

Рис. 8.5.1. Блок-схема приемника персонального радиовызова (пейджера).

Приложение

ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛФАВИТНО-ЦИФРОВОГО ПЕЙДЖЕРА "BUMERANG"

 

· Дисплей – 2 стоки по16 символов.

· Приветствие до 32 символов.

· Количество личных сообщений - 65.

· Максимальная длина личного сообщения -550 знаков

· Количество информационных каналов -12.

· Информационные каналы могут вмещать до 100 сообщений.

· 15 уровней регулировки контрастности.

· Календарь.

· Часы.

· Будильник

· Удаление личных сообщений избирательно и полностью.

· Защита личных сообщений от удаления (до 35 сообщений).

· Индикатор повторного сообщения и индикатор помех при приеме.

· Индикатор времени поступления сообщения.

· Оповещение о непрочитанном сообщении

· Индикатор отсутствия сообщений.

· Два типа сигнала оповещения: звук и вибрация.

· Индикатор о нахождении вне зоны обслуживания.

· Подсветка дисплея.

· Оповещение о разрядке батарейки.

· 10 мелодий.

· Ручное включение/выключение питания.

· Функция быстрого чтения сообщений.

· Звуковое напоминание о не прочтенных сообщениях.

· При смене батарейки данные не теряются.

· Индикатор автоматического включения/выключения питания.

· Индикатор переполнения памяти и защиты сообщения.

· Срок работы батарейки – 800 часов без отключения.

· Размер – 75х51х18 мм.

· Вес – 65 г. с батарейкой.