Абонентский радиотелефонный аппарат.
5.1 Абонентский радиотелефонный аппарат и его возможности.
Мобильные станции — MS (Mobile Station) — (мобильные телефоны, сотовые радиотелефоны и т.д) в пределах каждого класса модели в определенном стандарте сотовой мобильной связи различаются между собой не только количеством сервисных услуг, но и параметрами приемно-передающих трактов, конструкцией, внешним видом, блоком управления и т.п.
На мировом рынке существует большое количество и многообразие мобильных станций, однако все они имеют следующие типовые блоки (упрощенная структурная схема телефона)(рис. 5.1):
- блок управления, в который входят дисплей и клавиатура (иногда туда включают
микрофон и телефон);
- приемо-передающий блок;
- антенный блок с коммутатором каналов и диапазонов;
- логический блок (мозговой центр MS) включает цифровой сигнальный процессор
DSP (Digital Signal Processor), иногда называемый CPU (Central Processing Unit), со
своей оперативной и постоянной памятью (DSP Memory), часто в его состав включа
ют эквалайзер, канальный и речевой кодеки, ADC, DAC и др.;
- идентификационный пользовательский модуль SIM-карта (Subscriber Identity Module).
Рис. 5.1. Типовые блоки мобильной станции
Основные характеристики наиболее простых и дешевых немультимедийных мобильных телефонов стандарта GSM, выпускаемых различными фирмами-производителями:
1) выходная мощность передатчиков МТА лежит в пределах (0,6...2) Вт в максимальном
режиме работы;
2)число строк на дисплее (2...6);
3)возможность передачи данных с помощью PC card-модема;
4)возможность введения кода для запрета использования другой SlM-карты;
5)работа со штатным аккумулятором в режиме разговора/ожидания: 1/20...10/100;
6)масса МТА колеблется от 99 до 275 г;
7)возможность автоматического ответа на звонок.
При приобретении МТА для работы с ним придается «Руководство по эксплуатации», в соответствии с которым проводится подготовка к использованию, заряду аккумулятора, включение и работа с МТА.
Обобщим минимальный набор функций МТА:
1) вызов, ответ на вызов;
2)повторный вызов последнего набранного номера;
3)ускоренный набор;
4)вызов почтового ящика речевой почты;
5)электронная записная книжка — список телефонов, часы, календарь, калькулятор (до
250 номеров телефонов и имен);
6)список меню;
7)защита телефона;
8)выбор сети;
9)посылка сигналов DTMF (Dual Tone Mu In Frequency) — двухтоновый многочастот
ной сигнализации и др.
Широкую номенклатуру мобильных телефонов стандарта GSM можно найти в фирменных и рекламных материалах различных фирм, поставляющих их на рынок телекоммуникационных услуг (Nokia, Siemens, Ericsson, Motorola, Samsung, Philips и др.).
5.2 Функциональная и структурная схемы аналогового и цифрового сотового радиотелефона.
Структурная схема радиотелефона аналогового стандарта ETACS представлена на рис. 5.2. Передающий (сверху) и приемный (снизу) блоки выполнены по классической схеме.
Рис. 5.2. Функциональная схема радиотелефона аналогового стандарта ETACS
Аналоговый речевой сигнал, поступающий с микрофона, усиливается усилителем низкой частоты (УНЧ) до необходимого уровня и поступает в фазовый модулятор Гфм как сигнал fмод. Промодулированный сигнал fфм частотой 90 МГц через полосовой фильтр ПАВ поступает в смеситель. Такой фильтр более компактен, чем фильтры на LC-контурах и гораздо более технологичен. На смеситель с синтезатора частот приходит также сигнал /прд. С выхода смесителя сигнал fс, через полосовой керамический фильтр поступает в усилитель мощности класса С, обеспечивающий максимальный КПД передатчика. Усиленный сигнал через усилитель мощности (УМ) и полосовой керамический фильтр поступает к антенне.
Приемное устройство представляет собой супергетеродинный приемник с двойным преобразованием частоты. Входной сигнал поступает в полосовой фильтр на ПАВ, выделяющий принимаемый сигнал и ослабляющий помехи. Фильтр построен на использовании ПАВ и является ПАВ-фильтром. Отфильтрованный ПАВ-фильтром сигнал fс поступает в малошумящий усилитель (МШУ) и после усиления подается в смеситель. На второй вход последнего с синтезатора частот поступает сигнал гетеродина fпрм.
Полученный сигнал первой промежуточной частоты fпр1 (45 МГц) направляется на вход усилителя первой промежуточной частоты УПЧ1 и после усиления фильтруется полосовым ПАВ-фильтром. Отфильтрованный сигнал /пр1 поступает на второй смеситель. В него же с гетеродина (Г) поступает сигнал fг. Полученный в результате смешения этих частот сигнал второй промежуточной частоты fпр2 частотой 450 кГц снова фильтруется полосовым фильтром на ПАВ и усиливается усилителем УПЧ2. Усиленный до необходимого уровня сигнал поступает в фазовый демодулятор, где выделяются сигналы управления и речевой сигнал. Последний поступает в усилитель УНЧ и далее — на телефонный капсюль. Сигналы управления обрабатываются центральным процессором CPU.
В сотовом телефоне используется синтезатор частот, с помощью которого можно выбрать любой из выделенных каналов сотовой связи. Частоты канала, выбранного в каждый конкретный момент времени, определяются устройством управления CPU. Когда сотовый телефон перемещается в пространстве от ячейки к ячейке, частоты приема и передачи переключаются таким образом, чтобы соответствовать доступным каналам связи в новой ячейке. Инструкции, предписывающие, на какую частоту переключиться, поступают на телефон вместе с другими сигналами управления со станции сотовой связи и декодируются модемом, входящим в состав устройства управления телефона.
Синтезатор частот обычно строится на основе систем фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) и включает в себя опорные генераторы (обычно их два), частоты которых стабилизируются кварцевыми резонаторами, а также два генератора, управляемых напряжением (ГУН) и вырабатывающих сигнал гетеродина приемника и несущую передатчика. Сигналы обоих ГУН смешиваются в отдельных смесителях с сигналом одного из опорных генераторов, в результате чего на выходах смесителей выделяются сигналы разностных частот.
Частота сигнала второго опорного генератора делится в определенное число раз двумя (один для несущей, другой для гетеродина) делителями с переменным коэффициентом деления (ДПКД). Коэффициент деления каждого ДПКД определяется управляющим кодом, передаваемым сотовой станцией. Схема ФАПЧ сравнивает разностные частоты на выходах смесителей с частотами на выходах ДПКД и подстраивает оба ГУН таким образом, чтобы вышеуказанные частоты оказались равны. Таким образом, частоты сигналов гетеродина и генератора несущей определяются, с одной стороны, образцовыми частотами двух опорных генераторов, а с другой — управляющими кодами сотовой станции, что гарантирует их высокую стабильность.
Обработка сигналов управления, опрос клавиатуры, формирование необходимых частот и вывод информации на дисплей происходят под управлением центрального процессора. Устройство управления координирует работу всех узлов сотового телефона. По своей архитектуре оно похоже на упрощенный персональный компьютер. Функционирование микропроцессора осуществляется на основе инструкций (программ), хранящихся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ).
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) используется для временного хранения данных, например номера текущего канала связи, установленной мощности передатчика и т. д., а также результатов логических или математических операций, которые производятся при выполнении программы. В репрограммируемом постоянном запоминающем устройстве (РПЗУ) хранится информация, специфическая для каждого конкретного телефона, например назначенный сотовый телефонный номер.
Поскольку сотовые телефоны являются активными элементами сети, они должны находиться с ней в постоянном контакте. Помимо речевых сигналов и тональных DTMF-сигналов набора номера, сотовые телефоны должны передавать и принимать данные от приемопередатчика текущей ячейки (т. е. в конечном счете от центральной сотовой станции). Для «подмешивания» данных в передаваемый телефоном радиосигнал, а также для выделения и декодирования команд и данных, получаемых из сети, используется интегральная схема модема.
Микропроцессор (МП) управляет работой контроллера сотового телефона, обычно представляющего из себя специализированную интегральную схему, через которую осуществляется взаимодействие с клавиатурой и индикатором сото-зого телефона. Он используется также при установке необходимых частот синтезатора в радиоприемном и передающем устройствах радиотелефона.
В сотовом телефоне устанавливается дисплей, на котором индицируется набираемый номер и режим работы сети и телефона (например, «выбор», «включен», «в работе», «поиск », «занято» и т. д.). Для снижения потребляемой мощности и увеличения срока службы аккумуляторов в качестве дисплея используется жидкокристаллический индикатор.
Дата добавления: 2016-07-22; просмотров: 4235;