Сотовый телефон Российский патент 2020 года по МПК H04W88/06 

Изобретение относится к мобильным устройствам связи, а именно к индивидуальным средствам сотовой связи, конкретно к сотовым телефонным аппаратам, и может найти применение при изготовлении последних.

Известно мобильное устройство связи, описанное в патенте RU 2199183, опубл. 2002.09.20, содержащее антенну, приемный и передающий блоки, а также блок контроля и управления с постоянной и оперативной памятью, модуль идентификации абонента (SIM-карту), клавиатуру, дисплей и блок питания, соединенные между собой посредством системной шины, содержащей шину данных, адресную шину и шину управления. Известное устройство позволяет избирательно подходить к выбору того или иного поставщика услуг в зависимости от того, является он уполномоченным поставщиком или нет, и на основании этого обеспечивать или не обеспечивать инициализацию мобильного устройства для связи. Однако оно не решает проблемы обеспечения надежной связи в зонах неуверенного приема используемого оператора мобильной связи, хотя в том же районе функционируют базовые станции других операторов с устойчивой зоной покрытия.

Известен мобильный телефон, выполненный с возможностью переключения с общедоступной сети на частную (CN 108055682, опубл. 2018.05.18), при этом для него общедоступная и частная сеть могут быть объединены со скоростным 4G Интернетом для совместного использования. Когда производительность одной сети снижается, телефон автоматически переключается на другую, при этом пользователь не ощущает переключения сети и обслуживание в процессе переключения не прерывается. Этот метод может найти применение у пользователей уже существующих сетей внутренних и зарубежных операторов, что позволит максимально снизить стоимость создания новой сети. Однако возможность переключения известного телефона во время связи на более продуктивно работающего оператора сотовой связи при использовании одного идентифицирующего модуля абонента и одного информационного канала не решает в полной мере проблему надежности доставки информации, а также ее достоверности и скрытности.

Наиболее близким к заявляемому является сотовый телефон (RU 2319322, опубл. 2008.03.10), который содержит антенну, приемный и передающий блоки, блок контроля и управления с блоком постоянной и оперативной памяти, блок модулей идентификации абонента - блок SIM-карт, клавиатуру, дисплей и блок питания, соединенные между собой посредством системной шины, включающей шину данных, адресную шину и шину управления. Кроме того, известный сотовый телефон содержит необходимые для работы элементы: аналого-цифровой преобразователь (АЦП), кодер речи, кодер канала, декодер канала, декодер речи, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), эквалайзер, блок шифрования и дешифрования сообщений, детектор речевой активности, а также корпус и терминальные элементы. Как утверждают разработчики, благодаря блоку модулей идентификации абонента, через контроллер и системную шину связанному с устройством контроля и управления, известное техническое решение дает возможность с помощью одного телефона подключать телефонные номера разных операторов мобильной связи, пользоваться разными номерами для служебных и личных разговоров, для своих и посторонних, не пользоваться роумингом, оставаясь на связи одновременно в двух разных городах, а также сравнивать качество услуг, предоставляемых разными операторами.

Следует сразу отметить, что сравнение качества связи, ее стоимости и преимуществ дополнительных услуг, предоставляемых разными операторами, имеет смысл и является корректным только в таких условиях, которые за время перехода от одного идентификатора абонента к другому остаются идентичными, что практически невозможно реализовать, тем более для разных трасс с разными операторами.

Кроме того, при наличии нескольких идентификаторов абонента (блока SIM-карт) в известном устройстве в режиме приема-передачи используется только один из них, остальные работают в режиме обнаружения, причем в один отрезок времени реализуется только прием или только передача, что связано с использованием известного устройства либо с одной либо ненаправленной антенной, либо с антенной с ограниченной шириной характеристики направленности. Использование одного информационного канала не обеспечивает высокой надежности доставки информации и ее достоверности, при этом пропускная способность канала в некоторых случаях оказывается недостаточной и ограничивает скорость передачи информации, особенно в тех случаях, когда абонент осуществляет прием с повышенным уровнем ошибок, что приводит к необходимости повторной передачи части пакетов.

Задачей изобретения является разработка мобильного устройства связи, обладающего расширенными возможностями и обеспечивающего надежную, с высокой скоростью доставку информации, в соответствии с требованиями достоверности и скрытности.

Технический результат предлагаемого устройства заключается в повышении надежности доставки информации при одновременном увеличении скорости ее передачи и повышении скрытности путем разделения контента на части и доставки его абоненту через различных сотовых операторов с получением информации по параллельным каналам, а также в нейтрализации и снижении влияния различных вредных факторов, включая возможный выход из строя одного из сотовых операторов, за счет одновременного использования нескольких различных операторов.

Указанный технический результат достигают сотовым телефоном, содержащим блок приемника, блок передатчика, блок контроля и управления с блоком постоянной и оперативной памяти, клавиатуру, дисплей, блок питания, блок голосовой связи, детектор голосовой активности, блок шифрования-дешифрования, аналого-цифровой (АЦП) и цифро-аналоговый (ЦАП) преобразователи, кодер и декодер речи, кодер и декодер канала, а также эквалайзер, соединенные между собой посредством системной шины, в состав которой входят шина данных, адресная шина и шина управления, а также не менее двух модулей идентификации абонента, объединенных в блок, связанный с блоком контроля управления через контроллер и системную шину, снабженным антенной и помещенным в корпус с присоединенными терминальными элементами, который, в отличие от известного, дополнительно содержит второй контроллер, второй блок модулей идентификации абонента, второй блок передатчика и второй блок приемника, два добавочных блока питания, выполненных с возможностью контроля, управления и подзарядки, и три дополнительные антенны, при этом первая антенна соединена с первым блоком приемника, второй контроллер через системную шину соединяет второй блок модулей идентификации абонента с блоком контроля и управления, который, в свою очередь, связан со второй антенной через первый блок передатчика, запитанный от второго блока питания; третья антенна взаимодействует со вторым блоком передатчика, который запитан от третьего блока питания и посредством системной шины связан с блоком контроля и управления; четвертая антенна взаимодействует со вторым блоком приемника, который через системную шину соединяется с блоком контроля и управления.

Для удобства пользования на корпусе сотового телефона предусмотрены крепления для дополнительных блоков и терминальных элементов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого сотового телефона, включающего следующие структурные элементы: блок приемника 1, блок передатчика 2; блок контроля и управления 3; блок постоянной и оперативной памяти 4; клавиатуру 5; дисплей 6; блок питания 7; блок голосовой связи 8, детектор голосовой активности 9; блок шифрования-дешифрования 10; аналого-цифровой (АЦП) 11 и цифро-аналоговый (ЦАП) 12 преобразователи; кодер 13 и декодер 14 речи, кодер 15; декодер 16 канала; эквалайзер 17; системную шину 18 (в состав которой входят не обозначенные на чертеже шина данных, адресная шина и шина управления); модули идентификации абонента (SIM-карты) 19, собранные в блок 20, контроллер 21. В блок-схему входят антенна 22 и корпус 23 с терминальными элементами 24. В соответствии с предлагаемым техническим решением, блок-схема включает второй контроллер 25, второй блок 26 модулей идентификации абонента 19; вторую антенну 27 и второй блок питания 28, выполненный с возможностью контроля, управления и подзарядки; третью антенну 29, второй блок передатчика 30 и третий блок питания 31, также выполненный с возможностью контроля, управления и подзарядки; четвертую антенну 32 и второй блок приемника 33.

Координацию работы всех узлов сотового телефона осуществляет блок контроля и управления 3, представляющий собой цифровой сигнальный процессор (ЦПУ) с постоянным запоминающим устройством (ПЗУ), в который заложена программа, координирующая работу процессора, и оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), предназначенным для временного хранения данных и результатов логических или математических операций, которые производятся вышеупомянутым процессором.

Контроллер 21 обеспечивает взаимодействие блока контроля и управления 3 с каждым из модулей идентификации абонента 19, установленных в блоке 20. Наличие в предлагаемом сотовом телефоне второго контроллера 25, связывающего второй блок 26 модулей идентификации абонента 19 с блоком 3, при работающей в режиме приема антенне 22 обеспечивает прохождение входящих сигналов через блок 1 приемника в блок 3 и далее, через соответствующие элементы устройства, к предназначенным для их приема терминальным элементам: к микрофону, на экран(ы) для приема соответствующих SIM, в блок памяти и др.

Наличие двух блоков, каждый из которых содержит нескольких модулей идентификации абонента, и нескольких (не менее двух) одновременно действующих блоков передатчиков и приемников, каждого со своей антенной, дает возможность реализовать одновременную работу нескольких информационных каналов и расширить технические возможности мобильного устройства связи.

Связь блока контроля и управления 3 со второй 27 антенной посредством блока 2 передатчика позволяет «от имени» одной из SIM-карт первого или второго блока осуществлять передачу данных для выбранного абонента через соответствующие (выбранной SIM-карте), базовые станции.

Использование дополнительных блоков питания, выполненных с возможностью контроля, управления и подзарядки, обеспечивает увеличение временного и энергетического ресурса связи.

Благодаря вышеописанной совокупности элементов с новыми связями, предлагаемый сотовый телефон позволяет одновременно, при соответствующем разнесении приемной и передающей антенн, вести обмен информацией с другими абонентами, как минимум, «от имени» двух SIM-карт (по одной через каждого из двух контроллеров 21 и 25).

Наличие второго контроллера позволяет распределять поток данных по заданному протоколу абонента. Данные от разных SIM-карт стандартно проходят разные базовые станции и, возможно, разных сотовых операторов, достигают мобильного телефона (предлагаемой конструкции) абонента-получателя информации, где происходит их соединение. Иными словами, одна часть послания проходит к абоненту (или абонентам), например, через МТС, а другая - через Мегафон, что позволяет вести параллельный обмен разными данными: видео, звуковыми, фото, текстовыми в разных форматах и др.

Используемые в предлагаемом сотовом телефоне антенны (в количестве четырех) могут быть пространственно разнесены по его максимальным размерам либо могут крепиться к его корпусу, например, в виде выносных антенн. Предусмотренная возможность увеличения разнесения элементов антенн и размеров самих антенн позволяет усилить их направленные свойства как на прием, так и на передачу. Увеличение направленных свойств антенн приводит к возрастанию их коэффициента усиления, что способствует улучшению селекции сигналов по направлению и увеличению отношения сигнал/помеха, а также позволяет повысить надежность и устойчивость связи (уменьшить вероятность ошибок, сократить время на повторную передачу, повысить пропускную способность канала связи и телефона в составе системы сотовой связи). Кроме того, наличие нескольких антенн позволяет реализовать, с учетом электромагнитной совместимости, режимы наведения и формировать точное направление на антенны базовой станции, увеличивая тем самым соотношение сигнал / помеха.

Возможность реализации предлагаемого устройства основана на том, что его конструктивные элементы и функциональные блоки практически идентичны используемым в известном телефоне. Новыми являются компоновка указанных элементов, связь между ними и, как следствие, новое в целом устройство обнаруживает ряд новых свойств.

Работа предлагаемого телефона, так же как известного, выбранного в качестве наиболее близкого, в целом аналогична работе обычного сотового телефона с одной SIM-картой.

В случае если в телефоне установлены несколько SIM-карт разных (или одного) операторов мобильной связи (прототип) и на телефон одновременно поступает несколько сигналов вызова, в зависимости от конструктивных особенностей мобильного устройства связи, с учетом выбранного пользователем стандарта, на дисплее либо одновременно активизируются соответствующие сектора, либо последовательно появляются надписи типа: "разговор 1", "разговор 2" и т.д. с обозначением соответствующего оператора мобильной связи.

Пользователю необходимо сделать выбор того или иного из поступивших одновременно звонков, который он осуществляет нажатием соответствующей цифровой клавиши телефона 1, 2, 3 и т.д., число которых определяется числом установленных SIM-карт. Если второй звонок поступает в момент разговора, то у второго звонящего в трубке раздаются обычные короткие гудки, обозначающие занятую линию, либо ему посылается звуковое предупреждение-извинение, например: "просьба подождать одну минуту" или "перезвоните позже", установленное по выбору пользователя.

При этом существенным отличием процесса доставки контента, в котором главная роль принадлежит предлагаемому сотовому телефону, является возможность реализации упомянутой доставки через различных сотовых операторов, действующих одновременно, т.е. с использованием параллельных каналов, что вкупе с остальными существенными признаками обеспечивает новые свойства этого телефона и его преимущества.

Так, при использовании предлагаемого сотового телефона за счет одновременного получения информации по параллельным каналам с возможностью сравнения и принятия решения о соответствии полученной информации требованиям достоверности значительно повышается надежность доставки контента с сохранением требуемого объема и качества. Совместное использование не менее двух телефонных номеров различных сотовых операторов позволяет получателю убедиться в достоверности полученной информации (один служит источником информации, а второй гарантом ее подлинности).

За счет разделения контента на части и доставки абоненту по частям через различных операторов увеличивается скорость передачи, ускоряется процесс доставки информации, в том числе включающей видео, речь, музыку, SMS, WhatsApp и пр. и одновременно повышается скрытность информации.

Кроме того, доставка контента по частям с использованием различных операторов позволяет снизить влияние на качество доставки многочисленных вредных факторов, к которым, в частности, относятся: повышенный уровень помех по трассам доставки, интерференция, замирания по пространству, зависимость хода радиоволн от природных явлений, сопровождающаяся изменениями в течение суток и в течение года, различные доплеровские деформации сигналов, обусловленные от радиальными скоростями между мобильным телефоном и базовой станцией, и другие, а также уменьшить отрицательное влияние на доставку контента выхода из строя базовой станции одного из сотовых операторов.

Использование предлагаемого телефона позволяет также провести корректное сравнение условий доставки того или иного контента различными сотовыми операторами в реальном масштабе времени, оценить качество связи, ее стоимость и дополнительные услуги, предоставляемые разными операторами; и выбрать оптимальные.

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для сетей беспроводной связи, а именно к терминалу, предназначенному для работы в множестве сетей связи. Техническим результатом является повышение надежности доставки информации при одновременном увеличении скорости ее передачи и повышении скрытности путем разделения контента на части и доставки абоненту по частям через различных сотовых операторов с получением информации по параллельным каналам, нейтрализация и снижение влияния на качество доставки различных вредных факторов, включая выход из строя базовой станции одного из сотовых операторов, за счет одновременного использования нескольких различных операторов. Для этого сотовый телефон, помещенный в корпус и снабженный четырьмя антеннами, содержит соединенные между собой посредством системной шины два блока приемника и два блока передатчика, блок контроля и управления с постоянной и оперативной памятью, два контроллера, клавиатуру, дисплей, три блока питания, два из которых выполнены с возможностью контроля, управления и подзарядки, блок голосовой связи, детектор голосовой активности, блок шифрования-дешифрования, аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи, кодер и декодер речи, кодер и декодер канала, эквалайзер, а также два блока, каждый из которых объединяет не менее двух модулей идентификации абонента, посредством контроллеров и системной шины связанные с блоком контроля и управления. Первая антенна соединена с первым блоком приемника, который связан со второй антенной через первый блок передатчика, запитанный от второго блока питания, при этом третья антенна взаимодействует со вторым блоком передатчика, который запитан от третьего блока питания и посредством системной шины связан с блоком контроля и управления; четвертая антенна взаимодействует со вторым блоком приемника, который через системную шину соединяется с блоком контроля и управления. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Сотовый телефон, содержащий блок приемника и блок передатчика, блок контроля и управления с постоянной и оперативной памятью, клавиатуру, дисплей, блок питания, блок голосовой связи, детектор голосовой активности, блок шифрования-дешифрования, аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи, кодер и декодер речи, кодер и декодер канала, а также эквалайзер, соединенные между собой посредством системной шины, в состав которой входят шина данных, адресная шина и шина управления, а также не менее двух модулей идентификации абонента, объединенных в блок, связанный с контроллером, который, в свою очередь, посредством системной шины соединен с блоком контроля и управления, снабженный антенной и помещенный в корпус, соединенный с терминальными элементами, отличающийся тем, что дополнительно содержит второй контроллер, второй блок модулей идентификации абонента, второй блок передатчика и второй блок приемника, два добавочных блока питания, выполненных с возможностью контроля, управления и подзарядки, и три дополнительные антенны, при этом первая антенна соединена с первым блоком приемника, второй контроллер посредством системной шины соединяет второй блок модулей идентификации абонента с блоком контроля и управления, который связан со второй антенной через первый блок передатчика, запитанный от второго блока питания; третья антенна взаимодействует со вторым блоком передатчика, который запитан от третьего блока питания и посредством системной шины связан с блоком контроля и управления; четвертая антенна взаимодействует со вторым блоком приемника, который через системную шину соединяется с блоком контроля и управления.

2. Сотовый телефон по п. 1, отличающийся тем, что его корпус выполнен с возможностью крепления дополнительных блоков и терминальных элементов.