Устройство мобильного телефона.

Процессор и память

Мобильный телефон, как и любой компьютер, работает по программе, записанной в микросхемах памяти. Разные производители мобильных телефонов используют процессоры либо собственной разработки, либо сторонних производителей. Если микропроцессор собственный, то, скорее всего, он включает в себя функциональные узлы, которые традиционно не принято отождествлять с микропроцессором. Это может быть обработка звука, управление звонком и т.п.
Некоторые телефоны содержат (к примеру, SonyEricsson) содержат 2 процессора - основной Main CPU (микросхема AVR) и Modem CPU (микросхема ARM). Main CPU служит для большинства функций телефона, включая языковые пакеты. Modem CPU служит для инфракрасной связи (IRDA), Bluetooth и для передачи данных и факсов.
Очень важным элементом в микропроцессорной системе является память. Рассмотрим этот вопрос подробнее, так как в классификации микросхем памяти многие путаются.

Микросхемы памяти по назначению условно можно разделить на следующие две большие группы.

1. ROM (Read Only Memory) - память, предназначенная в конкретной микропроцессорной системе только для чтения (русскоязычное название - ПЗУ - постоянное запоминающее устройство, хотя это название не совсем корректное). Используется для хранения программ.

Эти микросхемы в свою очередь подразделяются на:
- энергозависимые и энергонезависимые - по степени зависимости от электропитания;
- однократно программируемые (PROM - Programmable ROM) и многократно программируемые (EPROM - Erasable Programmable ROM или Electrically Programmable ROM - стираемые программируемые ROM или электрически программируемые ROM) - по количеству циклов записи;
- с ультрафиолетовым, рентгеновским или электрическим (EEPROM - Electronically Erasable PROM и Flash) стиранием, по методу стирания перед записью.

2. RAM (Random Access Memory) - память с произвольным доступом, в конкретной микропроцессорной системе используемая как оперативная. Подразделяется на:
- статическую (SRAM) и динамическую (DRAM) в зависимости от метода хранения информации. Динамическая использует для хранения информации электрическую емкость, энергию которой нужно периодически пополнять - отсюда и название;
- энергозависимую и энергонезависимую - по степени зависимости от электропитания.

В мобильных телефонах применяется Флэш (Flash), EEPROM (в последнее время уже не применяют) и DRAM. Главная отличительная особенность EEPROM и Flash - возможность перепрограммирования при подключении к стандартной системной шине микропроцессорного устройства. Рассмотрим EEPROM и Flash подробнее.

EEPROM - позволяет производить стирание отдельной ячейки при помощи электрического тока. Это относительно длительный процесс. Однако стирание каждой ячейки выполняется автоматически при записи в нее новой информации, т.е. можно изменить данные в любой ячейке, не затрагивая остальные. EEPROM - энергонезависимая память. А недостатком является высокая стоимость.

Флэш-память - особый вид энергонезависимой перезаписываемой полупроводниковой памяти.
Является аналогом жесткого диска, т.к. считывание и запись осуществляются последовательно бит за битом.

Переводы слова flash: короткий кадр (фильма), вспышка, пронестись, мигание, мелькание, отжиг (стекла). Флэш-память получила свое название благодаря тому, как производится стирание и запись данного вида памяти. Название было дано компанией Toshiba во время разработки первых микросхем флэш-памяти (в начале 1980-х) как характеристика скорости стирания микросхемы флэш-памяти in a flash - в мгновение ока.
Флэш-память исторически происходит от ROM памяти и функционирует подобно RAM. Данные флэш хранит в ячейках памяти, похожих на ячейки в DRAM. В отличие от DRAM, при отключении питания данные из флэш-памяти не пропадают.
Замены памяти SRAM и DRAM флэш-памятью не происходит из-за двух особенностей: флэш работает существенно медленнее и имеет ограничение по количеству циклов перезаписи (от 10 000 до 1 000 000 для разных типов).
Основное преимущество флэш-памяти перед жесткими дисками и носителями CD-ROM состоит в том, что флэш-память потребляет значительно (примерно в 10-20 и более раз) меньше энергии во время работы. В устройствах CD-ROM, жестких дисках, кассетах и других механических носителях информации большая часть энергии уходит на приведение в движение механики этих устройств. Кроме того, флэш-память компактнее большинства других механических носителей.
Итак, благодаря низкому энергопотреблению, компактности, долговечности и относительно высокому быстродействию флэш-память идеально подходит для использования в качестве накопителя в мобильных телефонах.
Основное отличие флэш-памяти от EEPROM заключается в том, что стирание содержимого ячеек выполняется либо для всей микросхемы, либо для определенного блока (кластера, кадра или страницы). Стирать можно как блок, так и содержимое всей микросхемы сразу. Таким образом, для того, чтобы изменить один байт, сначала в буфер считывается весь блок, где содержится подлежащий изменению байт, стирается содержимое блока, изменяется значение байта в буфере, после чего производится запись измененного в буфере блока. Такая схема существенно снижает скорость записи небольших объемов данных в произвольные области памяти, однако значительно увеличивает быстродействие при последовательной записи данных большими порциями. Информация, записанная на флэш-память, может храниться длительное время (от 20 до 100 лет) и способна выдерживать значительные механические нагрузки (в 5-10 раз превышающие предельно допустимые для обычных жестких дисков).

Устройство памяти.

Процессоры мобильных телефонов работают с двумя видами памяти.
1. ROM (Read Only Memory) - память, предназначенная только для чтения в процессе работы телефона с возможностью записи в нее при перепрограммировании. Небольшая область ROM, предназначенная для программ начальной загрузки (аналог BIOS ПК), находится в процессоре. Основная область ROM использует микросхему Flash (флэш)-памяти. С этой микросхемой и производится основной обмен при перепрограммировании. Эта память энергонезависимая - при отключении питания информация сохраняется. Применяются также дополнительные области на съемных флэш-картах.
2. RAM (Random Access Memory) - память с произвольным доступом, используемая как оперативная, т.е. для временного хранения данных. Эта память энергозависимая – при отключении питания информация исчезает. В нее загружается и затем работает операционная система. Иногда является встроенной в процессор. Во многих телефонах для нее используется отдельная микросхема.

Весь объем памяти, с которой может работать процессор телефона, заполняется данными, которые имеют свое назначение и определенное местоположение. Рассмотрим карту распределения памяти телефона

Как уже упоминалось, вся область памяти состоит из двух частей – ROM и RAM. Рассмотрим их по порядку.

Процессоры всех телефонов имеют в своем составе небольшую область ROM, в которой располагаются:
- программа начальной загрузки, начинающая работать при включении телефона;
- программа, управляющая начальным процессом обмена данными с компьютером.

Вся остальная, гораздо более значительная часть ROM, располагается в микросхеме Flash-памяти, а также на съемных картах. Flash-памяти, в свою очередь, условно делится на следующие основные области:
- BOOT CORE – загрузчик операционной системы.
- EEPROM - эта область содержит настройки телефона (заводской номер телефона (IMEI), коды блокировок сети, пользователя, калибровки радиотракта, игры, установки для дисплея и многое другое...) и появилась потому, что новые телефоны уже не имеют отдельной микросхемы EEPROM.
- LANG, PPM – блок данных, в котором хранится языковой пакет. Так как существует большое количество языков и шрифтов во всем мире, в одном PPM-блоке может храниться от 1 до 20 языков. Смена языкового пакета это основная причина смены PPM. Перезапись PPM-блока такой же версией, производится в случае повреждения данных.
- MCU – основная программа (операционная система) со всеми, необходимыми для работы телефона, функциями. MCU от одной модели нельзя использовать для другой. Замена MCU делается для устранения заводских недостатков или добавления новых функций, а также в случае повреждения данных во флэш-памяти (программный ремонт).
- OTP – единожды программируемая область памяти, в которой содержатся "отпечатки пальцев" телефона - информация, которая присуща только данному телефону без права её изменения.
- CONTENT - картинки, мелодии, JAVA-приложения, звонки, SMS-сообщения, адресная книга и др. Для этой области может использоваться съемная карта (MMC или FLEX).
- FS – файловая система, в которой располагается CONTENT.

ROM (Flash-память) является аналогом жесткого диска, который хранит данные операционной системы. Однако сама операционная система работает из RAM (оперативной памяти), куда она загружается после включения питания телефона. RAM содержится либо в отдельной микросхеме, либо встраивается в процессор.

Возможны несколько способов подключения мобильного телефона к компьютеру:

I . Подключение телефон-компьютер (А)

Подобное подключение осуществляется с помощью Data-кабеля, который соединяет информационный выход телефона с портом компьютера.

Подключение к компьютеру открывает следующие возможности:

2. Возможно пополнять, удалять, изменять телефонную книгу на компьютере.

3. Возможно записать в телефон различный контент (мелодии, картинки, и т.п.).

4. Возможно отправлять и принимать SMS-сообщения (короткие текстовые) с клавиатуры компьютера, используя телефон как беспроводной модем (GSM модем) - нужно учитывать, что за такие SMS тоже надо платить.

Кабели бывают 4х видов, COM, USB->COM, LPT,USB:

COM обеспечивают согласование электрического интерфейса мобильного телефона с интерфейсом RS 232.

RS-232 - интерфейс передачи информации между двумя устройствами на расстоянии до 20 м. Информация передается по проводам с уровнями сигналов, отличающимися от стандартных 5В, для обеспечения большей устойчивости к помехам. Асинхронная передача данных осуществляется с установленной скоростью при синхронизации уровнем сигнала стартового импульса.

В RS-232 используются два уровня сигналов: логические 1 и 0. Логическую 1 иногда обозначают MARK, логический 0 - SPACE . Логической 1 соответствуют отрицательные уровни напряжения (-3..-10), а логическому 0 – положительные (+3..+10).

Схема микросхемы MAX-232 преобразователь интерфейса.

В этой схеме используется двухпроводный двунаправленный последовательный интерфейс (универсальный, FBus) – использует два провода для передачи информации в двух направлениях (Tx – передача - Transmit, Rx – прием - Receive) и GND – земля (см ниже рисунок). Питание + 5В удобнее всего взять непосредственно из компьютера (например, из разъема USB). Сигналы ignition/autoignition подаются на вход напряжения зарядки телефона. Светодиоды служат для индикации обмена.

Однопроводный двунаправленный последовательный интерфейс (MBUS, CBUS) – использует один провод для передачи информации в двух направлениях и GND – земля. Применяется в телефонах Nokia и Bosch для работы с EEPROM и для синхронизации с компьютером. Он получается если в предыдущей схеме Rx и Tx соединить по схеме на рисунке.

Работа USB ->COM кабелей выглядит чуть сложнее, сначала на компьютере создается виртуальный COM порт, а затем с этим портом происходит согласование электрического интерфейса телефона. Для решение этой задачи была разработана микроcхема PL 2303.

2.1 Установка драйвера для USB дата-кабеля

Драйвер нужно устанавливать при отключенном USB-кабеле, то есть дата-кабель не должен быть подключен к компьютеру.

Инсталлируем драйвер для USB-кабеля.

Открываем папку с драйвером, вы увидите две папки: папку INF и папку SETUP. Открываем папку SETUP и видим файл PL-2303 Driver Installer запускаем его. Программа предлагает вам начать установку драйвера. Нажимаем кнопку Next, и начинается установка драйвера. После нажатия на кнопку Finish установка драйвера завершена.

Перегружаем компьютер. Подключаем кабель к USB-порту. Автоматически находятся и распознаются новые устройства. Система сообщает Вам об этом в правом нижнем углу панели задач.

Для настройки программы для работы с телефоном Вам обязательно понадобится информация о том, какой COM-порт эмулируют драйверы дата-кабеля.

Нажимаем по папке "Мой компьютер" правой кнопкой мыши и выбираем раздел "Свойства" -> вкладка "Оборудование" -> раздел "Диспетчер устройств" -> раздел "Порты (COM & LPT)"

Находим Prolific USB-to-Serial Comm Port (COM*), где * - виртуальный СОМ-порт, который будет использоваться при работе с кабелем.

Нажимаем мышкой на Prolific и правой кнопкой выбираем "Свойства" - вкладка "Параметры порта" - скорость устанавливаем на 115200.

Подключаем телефон к дата-кабелю.

Запускаем программу для работы с телефоном и выставляем используемый драйвером СОМ-порт, а так же скорость работы порта (зависит от модели аппарата, в большинстве случаев 115200 или 57600 бит/с).

Параллельный интерфейс LTP используется для увеличения скорости обмена для перепрограммирования телефонов Nokia, некоторых моделей SonyEricsson, Sagem. Для старых типов Nokia этот интерфейс получил название Nokia flasher, где помимо Rx, Tx и Gnd, используются сигналы MBUS и BTEMP. Используется микросхема 74HC14 (аналог 1564ТЛ2 - шесть триггеров Шмидта). Питание + 5В удобнее всего взять непосредственно из компьютера (например, из разъема USB).

USB – интерфейс. Основная особенность стандарта - возможность пользователям работать в режиме Plug&Play с периферийными устройствами. Это означает возможность подключения устройства к работающему компьютеру, автоматическое распознавание его немедленно после подключения и последующей установки соответствующих драйверов. Питание маломощных устройств подается с самой шины. Скорость шины достаточна для подавляющего большинства периферийных устройств. USB – интерфейс работает с новыми моделями Motorola на платформе P2K. На его основе созданы специализированные программаторы, в том числе и эмулирующие работу обычного COM-порта. Цоколевка розетки разъема, устанавливаемой в компьютере, приведена на рисунке, а назначение контактов в таблице.

Таблица. Назначение контактов разъема USB.

Большинство программ работают через универсальный интерфейс. Достаточно собрать приведённую выше схему, найти соответствующий разъём телефона, правильно коммутировать сигналы Rx, Tx, Gnd и +5В и соединить интерфейс с телефоном. Цоколевку (распиновку) разъемов многих телефонов можно найти по адресу http://pinouts.ru

Особенности программирования используя канал A

Этот раздел начинает ознакомление с методиками программирования мобильных телефонов. Начнем с телефонов производства Siemens х35, х45 серий и Nokia платформы DCT-3. Здесь и далее буква «x» обозначает серии данного модельного ряда: «c», «s», «m», «me», «sl». Вы сможете менять версии программного обеспечения в мобильном телефоне с целью русификации или даже восстановления (программного ремонта), а также снимать ограничения на уровне пользователя или оператора («разлочивать»).

Телефоны Siemens x35-x45

Для программирования потребуется двухпроводный двунаправленный (FBUS) интерфейс. Расположение и назначение контактов в разъеме телефона показано на рисунке. Разъем для кабеля «телефон – интерфейс» можно сделать, взяв 2 разъема от «зарядок». Из одного разъема необходимо аккуратно вынуть недостающие в первом контакты.

Для программирования потребуются: свободный COM-порт (RS – 232) компьютера, интерфейс и телефон с заряженным аккумулятором. Обмен компьютера и телефона начинается либо после кратковременного нажатия кнопки включения телефона (при этом телефон вырабатывает сигнал ignition – "зажигание"), либо по сигналу компьютера autoignition, который подается на вход напряжения зарядки телефона (Charge voltage). В общем случае подтверждение каких-либо операций в программе осуществляется кратковременным нажатием кнопки включения телефона. После соединения между собой компьютера, интерфейса и телефона приступаем к процессу программирования.

Структура программного обеспечения и источники его распространения.

Программное обеспечение, хранящееся в микросхеме Flash-памяти для простоты понимания можно условно разделить на две большие области: firmware и EEPROM.
Для работы с областью firmware телефонов Siemens была создана специальная заводская утилита WinSwup, которая позволяет полностью заменить как версию программного обеспечения, так и язык меню. При этом новая версия размещается в «теле» WinSwup. Таким образом, сколько версий программного обеспечения, столько и WinSwup-ов, коллекцию которых можно найти на портале www.allsiemens.ru/flash
Кроме этого, есть возможность работать с пользовательской версией WinSwup, распространяемой непосредственно с официальной страницы производителя www.benqmobile.com
В компьютерном представлении WinSwup выглядит как исполняемый ехе-файл, название которого можно представить как Name_XX_YY_ZZ.exe, где:
Name – модель телефона, под который написана утилита (может и отсутствовать) XX – версия программного обеспечения YY – номер языкового пакета («04», «91» - говорит о наличии русского языка в меню) ZZ – номер системы интуитивного набора T9 текста («05» - наличие «русского Т9»)

В самом телефоне эту же информацию можно увидеть в специальном сервисном меню, вызываемого путём нажатия комбинации клавиш: *#06# плюс «левая клавиша выбора» (left softkey).
С помощью WinSwup нельзя оперировать с областью памяти EEPROM. Если это необходимо, на свой страх и риск можно использовать программу freia, с помощью которой можно работать не только с EEPROM, но и со всей прошивкой в целом (fullflash).

Работу начинаем с настройки программы Serial Config (рисунок 6), где следует указать номер COM-порта, к которому подключен интерфейс и Baud - скорость обмена (обычно 115200).

Для запуска процесса программирования существует два варианта действий:
- Если телефон включен и подключен к кабелю - нажать кнопку START.
- Если телефон выключен и подключен к кабелю - поставить галочку для Skip в позиции PreCheck для отключения самотестирования телефона и нажать кнопку START.

Второй вариант нужен для случаев, когда ремонтируемый телефон не включается из-за ошибок, которые могли произойти во время работы по первому варианту. Следует помнить, что при отсутствия режима autoignition, после нажатия кнопки START требуется кратковременно нажать кнопку включения телефона.
В обоих случаях, после завершении процедуры, программа выдаст сообщение, что процесс прошёл успешно со 100% окончанием.

Настройку программы начинаем с клавиши Configuration functions главного меню – Main functions. Устанавливаем COM port of cable - номер COM-порта, к которому подключен интерфейс, скорость обмена - Speed of communication (обычно 115200). Затем необходимо указать тип загрузки - Boot type («normal») и при наличии autoignition в интерфейсе отметить галочкой DTR в меню COM port setup.

Чтение прошивки осуществляется с помощью клавиши Read Flash главного меню – Main functions, с последующим выбором области памяти в меню Presets, которое находится в меню Flashing functions. Эта область в ходе чтения автоматически сохраняется в файл с расширением *.fls. Процесс запускается кнопкой ОК. Процедура отображается в окошке – Process information.

Выбрав область памяти firmware, мы можем сделать, а затем сохранить полную резервную копию всей прошивки телефона. Эту процедуру необходимо провести, прежде всего, для того, чтобы обеспечить возможность восстановления телефона в случае каких-либо неправильных действий. Копия может пригодиться и для восстановления других телефонов данной серии.

Запись прошивки в микросхему Flash-памяти осуществляется кнопкой Write Flash главного меню – Main functions, открывающей меню выбора файла прошивки в формате *.fls, который мы хотим записать. Следует быть внимательным с подставляемыми файлами, а именно чтобы размер записываемого файла совпадал с размером той области памяти, в которую он помещается, иначе на программном уровне телефон будет повреждён.

По окончании программирования необходимо обязательно восстановить заводской номер телефона (IMEI), хранящийся в EEPROM-области памяти телефона, так как вместе с чужой прошивкой мы записываем и чужой EEPROM, а, следовательно, и чужой IMEI. Восстановление осуществляется в следующем порядке (рисунок 10). Нажимаем кнопку Unlocking functions главного меню – Main functions. В открывшемся меню Unlocking functions отмечаем позицию Direct unlock, no map is saved и нажимаем кнопку Use Original IMEI. После этого подтверждаем процедуру кратковременным нажатием кнопки включения на телефоне (ignition). Эта операция приводит к снятию пользовательских и операторских кодировок.

II . Подключение телефон-бокс-компьютер (B - C )

Установка бокса

Установка драйверов

1. Пожалуйста, делайте всё строго по шагам ничего не пропуская

2. Не подключайте бокс/ключ защиты к компъютеру до установки драйверов

Примечание: "x : " обозначает диск, куда был установлен Infinity-Box (например. "C: " или "D: ")

W2K/XP/Vista

1. Запустите: x:\Program Files\InfinityBox\Drivers\Box\e-gate_W2k_XP_Vista\Setup_W2k_XP.exe or Setup_Vista.exe

2. Подключите бокс/ключ к USB порту компьютера, Вы увидите 3 новых устройства в системе:

1. e-gate Virtual Reader Enumerators ->

2. Smart card readers ->

3. e-gate USB Smart Cards -> e-gate USB Smart Card

3. При необходимости выберите драйвера для Unibox:

W98/ME

1. Запустите: x:\Program Files\Infinity Box\Drivers\Box\VC6Redist\vcredist.exe

2. Перезагрузите компьютер

3. Запустите: x:\Program Files\Infinity Box\Drivers\Box\Smart Card Base Components\SCBase.exe

4. Перезагрузите компьютер

5. Запустите: x:\Program Files\Infinity Box\Drivers\Box\e-gate_W98_Me\Setup.exe

6. Перезагрузите компьютер

7. Подключите бокс/ключ к USB порту компьютера, Вы увидите 3 новых устройства в системе:

1. e-gate Virtual Reader Enumerators -> e-gate Virtual Reader Enumerator

2. Smart card readers -> e-gate USB Smart card reader

3. e-gate USB Smart Cards -> e-gate USB Smart Card

8. При необходимости выберите драйвера для Unibox: x:\Program Files\Infinity Box\Drivers\Box\FTDI

9. Перезагрузите компьютер

Проверка результатов установки

Откройте "Диспетчер устройств" и проверьте наличие следующих устройств в системе:

Примечание: номер COM порта может отличаться от указанного на рисунке. Запомните номер COM порта и выбирайте его при использовании программ Infinity-Box.

При подключении телефона к боксу установка дополнительных драйверов для телефона не требуется.

СЛОВАРЬ СЛЕНГА И ОФИЦИАЛЬНЫХ ТЕРМИНОВ

Прошивка (программа, содержимое памяти) – массив данных, предназначенных для управления компонентами системы в целях реализации определенного алгоритма.

Прошивка (процесс - прошить, переписать, профлешить) – программное обеспечение телефона.

Термин "прошивка телефона" означает процесс замены в сотовом телефоне программного обеспечения. Это может выполняться с несколькими целями - установка более нового программного обеспечения, устранение программных сбоев, взлом защиты телефона.

Прошивка телефона производится с помощью специального программного обеспечения и кабелей-переходников между телефоном и компьютером а так же боксов.

Программное обеспечение телефона – набор программ для полноценной работы телефона. Включает в себя операционную систему и набор так называемых прикладных программ, дающих телефону дополнительные возможности (игры, музыка, видео, интернет и пр.).

Операционная система (ОС) - комплекс программ, обеспечивающий выполнение других (в т.ч. прикладных) программ, ввод-вывод данных, управление данными, взаимодействие с оператором (пользователем) и т.п.

Программатор телефона – специальное устройство, с помощью которого производится запись информации из компьютера в память телефона.

Коммутация, синхронизация – связь и согласование работы телефона с компьютером в целях обмена данными.

Дата-кабель (кабель, шнурок) – жгут проводов, соединяющих особым образом телефон с компьютером для обмена данными. Схема соединения зависит от аппаратной реализации того или иного телефона и для разных телефонов принципиально разная.

Интерфейсный кабель - кабель служит для соединения телефона с компьютером. Интерфейсный кабель позволяет выходить в интернет через телефон, отправлять смс, загружать файлы.

Сервисный кабель – служит для соединения телефона с компьютером, имеет дополнительные возможности по программированию телефона.

Оболочка - операционной системы (от англ. shell - оболочка) - интерпретатор команд операционной системы (ОС), обеспечивающий интерфейс для взаимодействия пользователя с функциями системы.

Компаунд - это сырьевая смесь, пластиковые гранулы с разнообразными добавками, которые позволяют обеспечить такие качества, как морозостойкость, ударопрочность, негорючесть, деформации при нагреве и т. п.Компаундной смолой обрабатываются как правила CPU, Flash.

Разъём (коннектор) – электрический соединитель кабеля и устройства. К телефону с помощью разъемов подключаются компьютер, зарядка, наушники и пр.

Интерфейс – совокупность средств и правил для взаимодействия устройств и (или) программ. В простейшем случае это согласующий элемент между компьютером и телефоном (внешний разъем, дата-кабель, программатор, ИК-порт и т.п.).

RS232 (универсальный интерфейс) – аппаратно программный комплекс, являющийся стандартом и составной частью всех компьютеров, предназначенный для обмена информацией последовательным кодом между компьютером и самыми разнообразными внешними устройствами.

Игнишн (Ignition – "зажигание") – сигнал из телефона в компьютер после кратковременного нажатия кнопки включения на телефоне (при этом он продолжает находиться в выключенном состоянии) для запуска процесса перепрограммирования.

Бутлоадер (бут, лоадер, boot, loader, bootloader) – программа самозагрузки, посылаемая компьютером в телефон после получения сигнала "игнишн", размещается в оперативной памяти, чаще всего процессора, и после размещения получает права управлять процессом перепрограммирования (загрузки) памяти телефона.

Глюк, баг, колбасит – сбои или некорректная работа телефона. Происходят либо по вине пользователя либо из-за допущенных ошибок при разработке программного обеспечения на заводе-изготовителе. Могут появляться после некорректной смены программного обеспечения.

Контактная площадка – металлизированное покрытие на плате телефона для электрического соединения (не пайка) деталей телефона. Обычно имеют золотистое покрытие.

Языковой пакет (англ. Language Pack)- набор данных, являющихся частью программного обеспечения телефона, позволяющий использовать тот или иной язык. Содержит в себе язык интерфейса, словари Т9.

ЕЕ prom (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) - содержит область памяти телефона, в которой лежат настройки телефона. То есть все, что меняет пользователь в настройках телефона, записывается именно здесь. Но не все настройки телефона можно поменять с самого телефона. Возможно, сохранить EEprom с телефона на компьютер и изменить некоторые его блоки, это позволит открыть некоторые скрытые пункты настроек. Опасность состоит в том, что там же лежат и настройки радиотракта, который откалиброван на заводе раз и навсегда под конкретный телефон (не модель даже, а именно под каждый аппарат). Для предохранения неприятностей, необходимо делать backup (резервное копирование) - иначе при ошибке постоянная нестабильная работа связи, эхо, слабый сигнал и частая потеря сети неизбежны.

Файловая система, (англ. file system) - регламент, определяющий способ организации, хранения и именования данных на носителях информации. Она определяет формат физического хранения информации, которую принято группировать в виде файлов. Конкретная файловая система определяет размер имени файла, максимальный возможный размер файла, набор атрибутов файла. Некоторые файловые системы предоставляют сервисные возможности, например, разграничение доступа или шифрование файлов.

Файловая система связывает носитель информации, с одной стороны, и API (набор методов (функций), который программист может использовать для доступа к функциональности программного компонента (программы, модуля, библиотеки) для доступа к файлам - с другой. Когда прикладная программа обращается к файлу, она не имеет никакого представления о том, каким образом расположена информация в конкретном файле, так же, как и на каком физическом типе носителя (блоке флеш-памяти) он записан. Всё, что знает программа - это имя файла, его размер и атрибуты. Эти данные она получает от драйвера файловой системы. Именно файловая система устанавливает, где и как будет записан файл на физическом носителе.

Тест Поинт – (TP) это контрольная точка, отвечающая за посылку бутлоадера в телефон при смене программного обеспечения аппарата. На телефонах Siemens 55-ой и 60-ой серии цепь этой контрольной точки (контакт T9 на процессоре) должна быть разомкнута при прошивке. Чаще всего ТП используется для прошивки телефонов Siemens, иногда для телефонов Motorola.Метод работы с ТП для каждого телефона индивидуален (обрезание дорожки, напайка элементов, замыкание на массу).

Донгл (Электронный ключ) (также аппаратный ключ, от англ. dongle) - аппаратное средство, предназначенное для защиты программного обеспечения (ПО) и данных от копирования, нелегального использования и несанкционированного распространения.

Электронный ключ - небольшое по размерам аппаратное устройство.

Основой данной технологии является специализированная микросхема ASIC, либо специализированный защищённый микроконтроллер, имеющие уникальные для каждого ключа алгоритмы работы. Донглы также имеют защищённую энергонезависимую память небольшого объёма, более сложные устройства могут иметь встроенный криптопроцессор (для аппаратной реализации шифрующих алгоритмов), часы реального времени. Аппаратные ключи могут иметь различные форм-факторы, но чаще всего они подключаются к компьютеру через USB-, LPT- или PCMCIA-интерфейсы.

IMEI - International Mobile Equipment Identifier - число, являющееся уникальным для каждого выпущенного мобильного телефона. Устанавливается на заводе при изготовлении, служит для идентификации устройства в GSM сети. Число IMEI обычно можно прочитать на специальной табличке, расположенной под аккумуляторной батареей, а также определить (у большинства аппаратов), введя на клавиатуре следующий код:

Каждая фирма-производитель мобильных телефонов несет ответственность за то, что не существует двух мобильных телефонов с одинаковыми IMEI.

Код IMEI содержит 15 цифр и состоит из четырех частей:

IMEI = TAC + FAC + SNR + SP,

TAC (Type Approval Code) - шестизначный код выбранного типа телефона конкретной серии (первые 2 цифры - код страны фирмы - разработчика)

FAC (Final Assembly Code) - используемый фирмой-разработчиком двузначный код, по которому можно определить страну, где был изготовлен телефон (код страны финальной сборки)

SNR (Serial Number) - шестизначный серийный код, который присваивается конкретному мобильному телефону

SP (Spare) - одна цифра, в зависимости от решения производителя контрольное или резервное число (у старых моделей почти всегда 0).

Коды TAC и FAC могут совпадать у телефонов одного типа и одной партии, выпущенной на одном и том же предприятии. Код SNR всегда индивидуален для каждого мобильного телефона.

Контрольная сумма - некоторое значение, рассчитанное путём применения определенных операций над входными данными.

Контрольная сумма обычно используется для проверки правильности передачи данных по каналам связи или как гарантия происхождения тех или иных данных.

Сервисные коды – коды и комбинации клавиш, активирующие системные настройки. Например: *#06# - IMEI телефона.

Full Flash , (он же ФФ, Фулл) - это полное содержимое памяти телефона, включающее в себя все прочие области памяти телефона.

Бэкап - резервное копирование данных. Позволяет восстановить данные в случаи потеры данных с телефона.

Приложения:

	Название, маркировка	Место приобретения.		Назначение
	Микросхема MAX232	Магазин радиодеталей		Преобразование интерфейса RS-232
	Мкросхема PL2303	Магазин по продаже датакабелей		Эмулятор COM порта
	Комплект оборудования Infinity PinFinder + Infinity Dongle + Unibox	Интерент магазин GSMSERVICE		Для программирования, русификации и разблокировки
	Мобильный телефон

Немного грустно, что подавляющее большинство людей на вопрос: «Как работает сотовая связь?», отвечают «по воздуху» или вообще - «не знаю».

В продолжение этой темы, у меня вышел один забавный разговор с другом на тему работы мобильной связи. Случилось это аккурат за пару дней до отмечаемого всеми связистами и телекомщиками праздника «Дня радио». Так уж сложилось, что в силу своей ярой жизненной позиции, мой друг считал, что мобильная связь работает вообще без проводов через спутник . Исключительно за счет радиоволн. Сначала у меня не получалось переубедить его. Но после непродолжительной беседы все встало на свои места.

После этой дружеской «лекции» появилась идея написать простым языком о том, как работает сотовая связь. Все как есть.

Когда вы набираете номер и начинаете звонить, ну, или вам кто-нибудь звонит, то ваш мобильный телефон по радиоканалу связывается с одной из антенн ближайшей базовой станции. Где же находятся эти базовые станции, спросите вы?

Обратите внимание на промышленные здания, городские высотки и специальные вышки . На них и располагаются большие серые прямоугольные блоки с торчащими антеннами разных форм. Но антенны эти не телевизионные и не спутниковые, а приемо-передающие операторов сотовой связи. Они направлены в разные стороны, чтобы обеспечить связью абонентов со всех сторон. Ведь мы же не знаем, откуда будет поступать сигнал и куда занесет «горе-абонента» с телефонной трубкой? На профессиональном жаргоне антенны также называют «секторами». Как правило, они устанавливаются от одной до двенадцати.

От антенны сигнал по кабелю передается непосредственно в управляющий блок станции . Вместе они и образуют базовую станцию [антенны и управляющий блок]. Несколько базовых станций, чьи антенны обслуживают отдельную территорию, например, район города или небольшой населенный пункт, подсоединены к специальному блоку - контроллеру . К одному контроллеру обычно подключается до 15 базовых станций.

В свою очередь, контроллеры, которых также может быть несколько, кабелями подключены к «мозговому центру» - коммутатору . Коммутатор обеспечивает выход и вход сигналов на городские телефонные линии, на других операторов сотовой связи, а также операторов междугородней и международной связи.

В небольших сетях используется только один коммутатор, в более крупных, обслуживающих сразу более миллиона абонентов, могут использоваться два, три и более коммутаторов , объединенных между собой опять-таки проводами.

Зачем же такая сложность? Спросят читатели. Казалось бы, можно антенны просто подключить к коммутатору и все будет работать . А тут базовые станции, коммутаторы, куча кабелей… Но, не все так просто.

Когда человек передвигается по улице пешком или идет на автомобиле, поезде и т.д. и при этом еще и разговаривает по телефону, важно обеспечить непрерывность связи. Связисты процесс эстафетной передачи обслуживания в мобильных сетях называют термином «handover». Необходимо вовремя переключать телефон абонента из одной базовой станции на другую, от одного контроллера к другому и так далее.

Если бы базовые станции были напрямую подключены к коммутатору, то всеми этими переключениями пришлось бы управлять коммутатору . А ему «бедному» и так есть, чем заняться. Многоуровневая схема сети дает возможность равномерно распределить нагрузку на технические средства . Это снижает вероятность отказа оборудования и, как следствие, потери связи. Ведь все мы заинтересованы в бесперебойной связи, не так ли?

Итак, достигнув коммутатора, наш звонок переводится д алее - на сеть другого оператора мобильной, городской междугородной и международной связи. Конечно же, это происходит по высокоскоростным кабельным каналам связи. Звонок поступает на коммутатор другого оператора. При этом последний «знает», на какой территории [в области действия, какого контроллера] сейчас находится нужный абонент. Коммутатор передает телефонный вызов конкретному контроллеру, в котором содержится информация, в зоне действия какой базовой станции находится адресат звонка. Контроллер посылает сигнал этой единственной базовой станции, а она в свою очередь «опрашивает», то есть вызывает мобильный телефон. Трубка начинает причудливо звонить.

Весь этот длинный и сложный процесс в реальности занимает 2-3 секунды !

Точно также происходят телефонные звонки в разные города России, Европы и мира. Для связи коммутаторов различных операторов связи используются высокоскоростные оптоволоконные каналы связи . Благодаря им сотни тысяч километров телефонный сигнал преодолевает за считанные секунды.

Спасибо великому Александру Попову за то, что он дал миру радио! Если бы не он, возможно, мы бы сейчас были лишены многих благ цивилизации.

Статьи и Лайфхаки

В нашей статье мы вкратце разберем внутреннее устройство современного мобильного телефона, остановившись на каждом из значимых блоков.

Речь идет именно о кнопочных «трубках», об устройстве смартфона мы поговорим в другой раз.

Корпус и клавиатура

На сегодняшний день почти все кнопочные модели выпускаются в корпусе из пластмассы.

Исключением являются только некоторые дизайнерские телефоны, например, титановые гаджеты , но их можно не брать в расчет в силу малой распространенности.

Подавляющее большинство телефонов сегодня выпускается в форм-факторе , разнообразные раскладушки и слайдеры с рынка почти исчезли. В них задняя панель является съемной, а нередко и заменяемой.

Таким образом, пользователь получает доступ к слоту для сим-карты, карт памяти и батарее.

Клавиатура чаще всего выполнена из резины, обычно клавиши имеют подсветку, облегчающую использование аппарата в темное время суток.

Дисплей

Экраны большинства современных кнопочных моделей выполнены по .

Логический блок

Мобильный телефон, как и смартфон, представляет собой специализированный миникомпьютер. Однако элементная база в нем используется совершенно иная, поэтому привычных по сенсорным гаджетам процессоров Qalcomm или MediaTek в «трубках» не встретишь.

Более того – в спецификациях моделей практически никогда не указывается ни тип чипсета, ни даже количество оперативной памяти.

Единственное, о чем имеет смысл говорить – это встроенное хранилище, предназначенное, главным образом, для фотографий и музыки.

Помимо этого, многие сотовые телефоны поддерживают работу с microSD картами, обычно емкостью до 32 Гб. Впрочем, больше и не требуется.

Особо следует упомянуть энергонезависимую память, в которой хранится уникальный код устройства – IMEI.

Радиомодуль

Помимо голосовой связи по стандарту GSM, кнопочные устройства способны работать в интернете по технологии GPRS.

Скорость обмена данными у нее чрезвычайно низкая даже в сравнении с 3G, не говоря уже об LTE, а тарифы операторов делают такую связь абсолютно непригодной для использования.

Для обеспечения устойчивой связи в телефонах предусмотрена внутренняя штыревая антенна.

Иногда можно встретить модели, в которых есть поддержка 3G интернета. Это несколько расширяет возможности аппарата.

Аудиосистема

В простейшем варианте она состоит из микротелефона и микрофона, позволяющих использовать гаджет по прямому назначению – для разговоров.

Практически неотъемлемой частью внутреннего устройства любого мобильного телефона является специальный 3,5-мм разъем для подключения наушников.

В некоторых моделях предусмотрен еще и динамик, который может использоваться как для hands-free связи, так и для воспроизведения музыки.

Сим-карта

Сим-карта представляет собой ключ аутентификации абонента. В отличие от смартфонов, в «трубках» до сих пор в большинстве используется стандарт mini-SIM.

Слот может быть как один, так и два. Последнее чаще встречается в моделях, оборудованных 3G модулем, чтобы можно было отдельно подключить карту для интернета.

Камера

В отличие от смартфонов, далеко не каждый телефон оборудован камерой. Да и там, где она всё-таки есть, ее разрешение весьма скромное – до сих пор встречаются 0,3-мегапиксельные модули, в лучшем случае можно надеяться на 3 мегапикселя.

Ничего удивительного – вряд ли стоит надеяться встретить в устройстве за 2 тысячи рублей двухмодульную камеру с оптическим зумом. Поэтому рассчитывать на получение качественных фото в данном случае не стоит.

Аккумулятор

Батарея обеспечивает питанием все элементы мобильного устройства. Обычно она съемная, для ее извлечения достаточно снять заднюю панель. В современных моделях используются два типа аккумуляторов: литий-ионные и литий-полимерные.

Последние считаются несколько более прогрессивными, поскольку создавались в ответ на склонность к вздутию и даже взрывоопасность литий-ионных батарей.

Как следствие, проблемы у кнопочных устройств в этом отношении те же самые, что и у смартфонов: холодобоязнь и ограниченное число циклов заряда.

Некоторые пользователи до сих пор пребывают в плену мифов и полагают, что аккумулятор обладает т.н. «эффектом памяти». Ничего подобного в современных телефонах нет.

Напряжение, используемое в современных моделях, обычно составляет 3,6 В.

Интерфейсы

Этот элемент предназначен для взаимодействия с другими устройствами.

Возможны три варианта :

1. Полное отсутствие интерфейсов в самых примитивных моделях.
2. Беспроводный интерфейс Bluetooth, позволяющий обмениваться файлами, например, с другим телефоном, настольным компьютером или ноутбуком.
3. Порт USB, позволяющий подключить телефон к ПК при помощи кабеля.

В последнем случае могут быть необходимы драйвера для телефонов конкретной модели, если не «подхватывает» устройство на лету.

Привычный для пользователей смартфонов Wi-Fi в данном случае отсутствует.

Прочие элементы

В кнопочных телефонах имеется несколько внутренних устройств, которые обычно не встречаются в смартфонах. Это может быть фонарик или вибратор, позволяющий принимать звонки, не включая звуковой сигнал вызова.

Во всём остальном эти гаджеты практически не отличаются друг от друга.

В заключение

Как видим, за десятилетия, прошедшие с момента появления сотовой связи, устройство телефонов не слишком изменилось.

И, несмотря на засилье на мобильном рынке смартфонов, вымирать эта категория устройств до сих пор не собирается.

Она заняла нишу, обеспечивающую потребности тех, кому не требуется от аппарата ничего, кроме его основной функции – возможности разговаривать с собеседником.

И если раньше появлялись кнопочные модели, имевшие претензию на соперничество с сенсорными, то сегодня из их конструкции исчезло всё лишнее, оставив только необходимый минимум.

Это и позволило снизить цену аппарата до абсолютного минимума.

Миллионы людей во всем мире пользуются мобильными телефонами, поскольку благодаря мобильным телефонам стало намного легче общаться с людьми всего мира.

В наши дни мобильные телефоны представляют целый ряд функций, и с каждым днем их становиться все больше. В зависимости от модели мобильного телефона, можно делать следующее:

Сохранять важную информацию
Делать заметки или составлять список заданий
Записывать важные встречи и включать сигнал для напоминания
использовать для расчетов калькулятор
отсылать или получать почту
искать информацию (новости, высказывания, анекдоты и многое другое) в Интернете
играть в игры
смотреть телевизор
отправлять сообщения
пользоваться другими устройствами, например МР3 плеером, устройствами PDA и навигационной системой GPS.

Но разве Вас никогда не интересовало как работает мобильный телефон? И что отличает его от простого стационарного телефона? Что означают все эти термины PCS, GSM, CDMA и TDMA? В этой статье речь пойдет про новые возможности мобильных телефонов.

Начнем с того, что мобильный телефон, по сути, это радио – более усовершенствованного вида, но тем не менее радио. Сам телефон был создан Александром Грехемом Беллом в 1876 году, а беспроводная связь немного позже Николаем Теслой в 1880-е годы (впервые о беспроводной связи начал говорить итальянец Гуглиельмо Маркони в 1894 году). Было суждено, чтобы эти две грандиозные технологии объединились.

В давние времена, когда еще не было мобильных телефонов, люди для общения устанавливали в машины радио телефоны. Такая радиотелефонная система работала за счет одной главной антенны, установленной на башне в меже города, и поддерживала около 25 каналов. Для подключения к главной антенне телефон должен был иметь мощный передатчик – с радиусом около 70 км.

Но не многие могли пользоваться такими радио телефонами из-за ограниченного количества каналов.

Гениальность мобильной системы заключается в разделение города на несколько элементов(«сот»). Это способствует многократному использованию частоты по всему городу, поэтому миллионы людей могут пользоваться мобильными телефонами одновременно. «Сота» выбрана не случайно поскольку именно сотами(формой в виде шестиугольника) наиболее оптимально можно покрыть площадь.

Для того, чтобы лучше понять работу мобильного телефона, необходимо сравнить CB radio (т.е. обычное радио) и радиотелефон..

Полнодуплексное переносное устройство против полудуплексного – радиотелефон как и простое радио являются полудуплексными устройствами. Это значит, что два человека пользуются одной и той же частотой, поэтому они могут говорить только по очереди. Мобильный телефон – это полнодуплексное устройство, что означает, что человек пользуется двумя частотами: одна частота предназначена для того, чтобы слышать человека, находящегося на другой стороне, другая – для того, чтобы говорить. Поэтому по мобильным телефонам можно разговаривать одновременно.

Каналы - радиотелефон использует только один канал, в радио около 40 каналов. В простом мобильном телефоне может быть 1,664 канала и более.

В полудуплексных устройствах оба радиопередатчика используют одну и ту же частоту, поэтому говорить может только один человек. В полнодуплексных устройствах 2 передатчика используют разные частоты, поэтому люди могут говорить одновременно. Мобильные телефоны относятся к полнодуплексным устройствам.

В типовом аналоге мобильной системы в США, пользователь мобильного телефона использует около 800 частот для разговора по городу. Мобильный телефон разделяет город на несколько сот. Каждая сота имеет определенный размер и покрывает площадь в 26 км2. Соты похожи на шестигранники, заключенные в решетку.

Поскольку мобильные телефоны и станции используют маломощные передатчики, то несмежные соты могут использовать одинаковые частоты. Две соты могут использовать одинаковые частоты. Сотовая сеть - это мощные скоростные компьютеры, базовые станции (многочастотные УКВ приемопередатчики), распределенные по всей рабочей зоне сотовой сети, мобильные телефоны и пр. высокотехнологичное оборудование. О базовых станциях мы расскажем далее, а сейчас давайте рассмотрим «соты», которые составляют сотовую систему.

Одна сота в аналоговой сотовой системе использует 1/7 часть доступных двухсторонних каналов связи. Это значит, что каждая сота (из 7 сот в решетке) использует 1/7 часть доступных каналов, которые обладают своим набором частот и за счет этого не накладываются друг на друга:

Пользователь мобильного телефона обычно получает 832 радио частоты для разговора по городу.
Каждый мобильный телефон использует по 2 частоты на звонок – т.н. двухсторонний канал – поэтому на каждого пользователя мобильного телефона приходится 395 каналов связи (оставшиеся 42 частоты используются главным каналом – про него мы расскажем далее).

Таким образом, каждая сота имеет до 56 доступных каналов связи. Это значит, что одновременно разговаривать по мобильным телефонам смогут 56 человек. Аналогом сотовой сети считается первая мобильная технология 1G. С тех пор как начали использовать цифровую передачу информации (2G) число каналов значительно увеличилось.

В мобильных телефонах встроены маломощные передатчики, поэтому они работают на 2 уровнях сигнала: 0,6 ватт и 3 ватт (для сравнении приведем простое радио, которое работает на 4 ваттах). Базовые станции также используют маломощные передатчики, однако они имеют свои преимущества:

Передача сигнала базовой станции и мобильного телефона внутри каждой соты не позволяет далеко отходить от соты. Такими образом обе соты могут повторно использовать те же 56 частот. Те же частоты можно использовать и по всему городу.
Расход заряда мобильного телефона, который обычно работает от аккумулятора, значительно не высокий. Под маломощными передатчиками подразумевается маленькая батарейка, что и делает мобильные телефоны более компактными.

Сотовая сеть нуждается в ряде базовых станций, независимо от размеров города. В небольшом городе должно быть несколько сотен вышек. Всеми пользователями мобильных телефонов в любом городе управляет один главный офис, который называют Центром коммутации для мобильных телефонов. Этот центр контролирует все телефонные звонки и базовые станции в данной местности.

Коды мобильных телефонов

Электронный порядковый номер устройства (ESN) – уникальный 32-битный номер, запрограммированный в мобильный телефон производителем.
Мобильный идентификационный номер (MIN) – 10-значный код, выведенный из номера мобильного телефона.
Код идентификации системы (SID) – уникальный 5-значный код, который закреплен за каждой компанией Федеральной комиссии связи Последние два кода, MIN и SID, программируются в мобильный телефон, когда покупаешь карточку и включаешь телефон.

Каждый мобильный телефон имеет свой код. Коды нужны для распознания телефонов, владельцев мобильных телефонов и мобильных операторов. Например, у Вас есть мобильный телефон, Вы включаете его и пытаетесь позвонить. Вот что происходит в это время:

Когда Вы только включаете телефон, он ищет код идентификации на главном канале управления. Канал – это особая частота, которой пользуются мобильные телефоны и базовая станция для передачи сигналов. Если телефон не может найти канал управления, то он находится в зоне недосягаемости и на экране высвечивается сообщение "нет сети".
Когда телефон получает код идентификации, он сверяет его со своим кодом. При совпадении мобильному телефону разрешается подключение к сети.
Вместе с кодом, телефон запрашивает доступ в сеть и Центр коммутации для мобильных телефонов фиксирует положение телефона в базе данных, поэтому Центр коммутации знает каким телефоном Вы пользуетесь, когда хочет отослать вам сервисное сообщение.
Центр коммутации принимает звонки и может вычислить ваш номер. В любой момент он может просмотреть ваш номер телефона в своей базе данных.
Центр коммутации связывается с вашим мобильным телефоном, чтобы сообщить какую использовать частоту и после того, как мобильный телефон связывается с антенной, телефон получает доступ в сеть.

Сотовый телефон и базовая станция поддерживают постоянный радиоконтакт. Сотовый телефон периодически переключается с одной базовой станции на другую, от которой исходит более мощный сигнал. Если сотовый телефон выходит при движении из поля базовой станции, то он налаживает связь с другой, ближайшей базовой станцией, даже во время разговора. Две базовые станции «связываются» через Центр коммутации, который передает сигнал вашему мобильному телефону изменить частоту.

Бывают случаи, когда при движении сигнал переходит от одной соты на другую, принадлежащую другому мобильному оператору. В этом случаи сигнал не исчезает, а передается другому мобильному оператору.

Большинство современных сотовых телефонов могут работать в нескольких стандартах, что позволяет пользоваться услугами роуминга (англ. roaming - бродяжничество) в разных сотовых сетях. Центр коммутации, сотами которого вы теперь пользуетесь, соединяется с вашим центром коммутации и запрашивает подтверждение кода. Ваша система передает все данные про ваш телефон другой системе и Центр коммутации подключает вас к сотам нового мобильного оператора. И самое удивительное, что все это делается в течении нескольких секунд.

Самое неприятное во всем этом то, что за звонки по роумингу вы можете заплатить кругленькую сумму. На большинстве телефонах, когда вы только пересекаете границу, высвечивается услуга роуминга. В ином случае, вам лучше проверить карту покрытия мобильной связи, чтобы не пришлось впоследствии оплачивать «завышенные» тарифы. Поэтому проверьте сразу стоимости этой услуги.

Обратите внимание на то, что телефон должен работать не нескольких полосах, если вы хотите пользоваться услугой роуминга, Потому что разные страны используют различные полосы.

В 1983 был разработан первый аналоговый стандарт мобильной связи - AMPS (усовершенствованная подвижная телефонная служба). Этот аналоговый стандарт мобильной связи работает в диапазоне частот от 825 до 890 МГц. Для того, чтобы поддерживать конкуренцию и удерживать цены на рынке, федеральное правительство США требовало, чтобы на рынке было не менее двух компаний, занимающихся одной деятельностью. Одной из таких компаний в США была местная телефонная компания (LEC).

Каждая компания имела свои 832 частоты: 790 - для разговоров и 42 - для данных. Для создания одного канала использовались сразу две частоты. Диапазон частот для аналогового канала обычно составлял 30 КГц. Диапазон передачи и получения голосового канала разделен 45 МГц, для того, чтобы один канал не накладывался на другой.

Версия стандарта AMPS под названием NAMPS (узкополосная усовершенствованная система связи) использует новые цифровые технологии для того, чтобы система могла в три раза повысить свои возможности. Но даже несмотря на то, что она использует новые цифровые технологии, эта версия и далее остается всего аналогом. Аналоговые стандарты AMPS и NAMPS работают только на 800 МГц и не могут пока предложить большого разнообразия функций, как например, подключение к Интернету и работу с почтой.

Цифровые мобильные телефоны относятся ко второму поколению (2G) мобильных технологий. Они пользуются теми же радио технологиями, что и аналоговые телефоны, правда, немного иначе. Аналоговые системы не используют полностью сигнал между телефоном и мобильной сетью - аналоговые сигналы невозможно подавить или манипулировать ими также легко, как это можно делать с цифровыми сигналами. Это одна из причин, почему многие кабельные компании переходят на цифровую связь – таким образом, они могут использовать больше каналов в данном диапазоне. Просто удивительно насколько эффективной может быть цифровая система.

Многие цифровые мобильные системы используют частотную модуляцию (ЧМн) для передачи и получения данных через аналоговый портал AMPS. Частотная модуляция использует 2 частоты, одну для логической единицы, вторую для логического ноля, выбирая между двумя, при передаче цифровой информации между башней и мобильным телефоном. Для того, чтобы переделывать аналоговую информацию в цифровую и обратно необходима модуляция и схема кодирования. Это говорит о том, что цифровые мобильные телефоны должны уметь быстро обрабатывать данные.

По «сложности на кубический дюйм» мобильные телефоны являются одними из самых сложных современных устройств. Цифровые мобильные телефона могут производить миллионы вычислений в секунду для того, чтобы кодировать или раскодировать голосовой поток.

Любой обычный телефон состоит из нескольких деталей:

Микросхема (плата), которая является мозгом для телефона
Антенна
Жидкокристаллический дисплей (LCD)
Клавиатура
Микрофон
Динамик
Аккумулятор

Микросхема является центром всей системы. Далее мы рассмотрим какие бываю чипы и как работает каждый из них. Чип преобразования аналоговой информации в цифровую и обратно кодирует исходящий аудиосигнал с аналоговой системы в цифровую и входящий сигнал с цифровой системы в аналоговую.

Микропроцессор – это центральное процессорное устройство, отвечающее за выполнение основной доли работ по обработке информации. Он управляет клавиатурой и дисплеем, и многими другими процессами.

Чипы ROM и чип карты памяти позволяют хранить данные операционной системы мобильного телефона и другие данные пользователя, например, данные телефонной книги. Радиочастота управляет электропитанием и зарядом, а также работает с сотнями волн FM. Высокочастотный усилитель управляет сигналами, которые поступают на антенну или отражаются ею. Размер экрана значительно увеличился с тех пор, как в мобильном телефоне стало больше функций. Во многих телефонах есть записные книжки, калькуляторы и игры. А теперь еще многие телефоны подсоединяются к PDA или Web browser.

Некоторые телефоны сберегают определенную информацию, например, коды SID и MIN, в встроенной флэш-памяти, в других же используют внешние карты вроде карт SmartMedia.

Во многих телефонах установлены настолько крошечные динамики и микрофоны, что трудно представить, как они вообще издают звук. Как видно, динамики такого же размера, что и маленькая монетка, а микрофон – не больше батарейки для часов. Кстати, такие батарейки для наручных часов используют во внутреннем чипе мобильного телефона для работы часов.

Самое удивительное это то, что 30 лет назад многие такие детали занимали целый этаж здания, а теперь все это помещается на ладони человека.

Существует три самые распространенные способа использования радиочастот мобильными телефонами сети 2G для передачи информации:

FDMA (англ. Frequency Division Multiple Access - множественный доступ с разделением каналов по частоте) TDMA (англ. Time Division Multiple Access - множественный доступ с разделением по времени) CDMA (англ. Code Division Multiple Access) - множественный доступ с кодовым разделением.

Хотя названия этих способов кажутся такими запутанными, можно легко догадаться о том, как они работают, просто разбив название на отдельные слова.

Первое слово, frequency, time, code, указывает на метод доступа. Второе слово, division, “разделение”, говорит о том, что он разделяет звонки, основанные на методе доступа.

FDMA размещает каждый телефонный звонок на отдельной частоте TDMA выделяет каждому звонку определенное время на указанной ему частоте CDMA присваивает уникальный код каждому звонку и дальше передает его на свободную частоту.

Последнее слово каждого способа multiple – «множественный» говорит о том, что каждой сотой могут пользоваться несколько человек.

FDMA

FDMA (множественный доступ с разделением каналов по частоте) - способ использования радиочастот, когда в одном частотном диапазоне находится только один абонент, разные абоненты используют разные частоты в пределах соты. Является применением частотного мультиплексирования (FDM) в радиосвязи. Для того, чтобы лучше понять работу FDMA, нужно рассмотреть как работают радиостанции. Каждая радиостанция посылает свой сигнал на свободные полосы частот. Способ FDMA используется преимущественно для передачи аналоговых сигналов. И хотя этот способ несомненно может передавать и цифровую информацию, его не используют, так как он считается менее эффективным.

TDMA

TDMA (множественный доступ с разделением по времени) - способ использования радиочастот, когда в одном частотном интервале находится несколько абонентов, разные абоненты используют разные временные слоты (интервалы) для передачи. Является приложением мультиплексирования канала с разделением по времени (TDM - Time Division Multiplexing) к радиосвязи. При использовании TDMA, узкая полоса частоты (ширина 30 КГц и длина 6,7 миллисекунды) разбивается на три временные слоты.

Под узкой полосой частоты, обычно, понимают «каналы». Голосовые данные, превращенные в цифровую информацию, сжимаются, за счет чего они занимают меньше места. Поэтому, TDMA работает в три раза быстрее аналоговой системы, используя одинаковое количество каналов. Системы TDMA работают на диапазоне частоты 800 МГц (IS-54) или 1900 МГц (IS-136).

GSM

TDMA в настоящее время является доминирующей технологией для мобильных сотовых сетей и используется в стандарте GSM (Global System for Mobile Communications) (русск. СПС-900) - глобальный цифровой стандарт для мобильной сотовой связи, с разделением канала по принципу TDMA и высокой степенью безопасности благодаря шифрованию с открытым ключом. Однако, GSM иначе использует доступ TDMA и IS-136. Представим, что GSM и IS-136 это разные операционные системы, которые работают на одном процессоре, например, обе операционные системы Windows и Linux работают на базе Intel Pentium III. Системы GSM используют метод кодирования для засекречивания телефонных звонков с мобильных телефонов. Сеть GSM в Европе и Азии работает на частоте 900 МГц и 1800 МГц, а в США на частоте 850 МГц и 1900 МГц и используется в мобильной связи.

Блокирование вашего GSM телефона

GSM является международным стандартом в Европе, Австралии, большей части стран Азии и Африки. Пользователи мобильных телефонов могут купить один телефон, который будет работать везде, где поддерживается этот стандарт. Для того, чтобы подключиться к определенному мобильному оператору в разных странах, пользователи GSM просто меняют SIM карту. SIM карты сохраняют всю информацию и номера идентификации, которые необходимы для подключения к мобильному оператору.

К сожалению, частоты 850МГц/1900-МГц GSM, используемые в США, не совпадают с частотами международной системы. Поэтому, если вы живете в США, но за границей вам очень нужен мобильный телефон, вы можете купить трех- или четырехполосной телефон GSM и пользоваться им на родине и за ее пределами или просто купить мобильный телефон со стандартом GSM 900МГц/1800МГц для поездки за границу.

CDMA

CDMA (множественный доступ с кодовым разделением). Каналы трафика при таком способе разделения среды создаются присвоением каждому пользователю отдельного числового кода, который распространяется по всей ширине полосы. Нет временного разделения, все абоненты постоянно используют всю ширину канала. Полоса частот одного канала очень широка, вещание абонентов накладываeтся друг на друга но, поскольку их коды отличаются, они могут быть дифференцированы. CDMA является основой для IS-95 и работает на полосах частот 800 МГц и 1900 МГц.

Двухполосной и двухстандартный мобильный телефон

Когда вы едете путешествовать вам несомненно хочется найти такой телефон, который будет работать на нескольких полосах, в нескольких стандартах или будет совмещать и то и другое. Давайте более подробно рассмотрим каждую из этих возможностей:

Многополосной телефон может переключаться с одной частоты на другую. Например, двухполосный телефон TDMA может пользоваться службами TDMA в системе 800 МГц или 1900 МГц. Двухполосной телефон GSM может пользоваться службой GSM в трех полосах – 850 МГЦ, 900 МГц, 1800 МГц или 1900 МГц.
Многостандартный телефон. «Стандарт» в мобильных телефонах означает вид передачи сигнала. Поэтому телефон со стандартами AMPS и TDMA при необходимости может переключаться с одного стандарта на другой. Например, стандарт AMPS позволяет вам пользоваться аналоговой сетью в тех районах, в которых не поддерживается цифровая сеть.
Многополосной/ многостандартный телефон позволяет вам менять полосу частоты и стандарт передачи.

Телефоны, которые поддерживают данную функцию, автоматически меняют полосы или стандарты. Например, если телефон поддерживает две полосы, то он подключается к сети 800 МГЦ, если не может подключиться к полосе 1900 МГЦ. Когда в телефоне несколько стандартов, он вначале использует цифровой стандарт, а в случае его отсутствия переключается на аналоговый.

Мобильные телефона бывают двух- и трехполосные. Однако слово «трехполосной» может быть обманчивым. Оно может означать, что телефон поддерживает стандарты CDMA и TDMA, и аналоговый стандарт. И в то же время, оно может обозначать, что телефон поддерживает один цифровой стандарт в двух полосах и аналоговый стандарт. Для тех, кто отправляется в путешествие за границу, лучше приобрести телефон, который работает на полосе GSM 900 МГц для Европы и Азии и 1900 МГц для США, и помимо этого поддерживает аналоговый стандарт. В сущности, это двухполосный телефон, у которого один из этих режимов (GSM) поддерживает 2 полосы.

Сотовая связь и служба персональной связи

Служба персональной связи (PCS) – это по сути служба мобильных телефонов, которая делает акцент на персональную связь и мобильность. Основная особенность PCS состоит в том, что телефонный номер пользователя становится его персональным коммуникационным номером (Personal Communication Number - PCN), который "привязан" к самому пользователю, а не к его телефону или радиомодему. Путешествующий по миру пользователь с помощью PCS может свободно принимать телефонные звонки и электронную почту по своему PCN.

Сотовая связь изначально была создана для использования в автомобилях, в то время как персональная связь подразумевала большие возможности. По сравнению с традиционной сотовой связью служба PCS имеет ряд преимуществ. Во-первых, она полностью цифровая, что обеспечивает более высокую скорость передачи данных и облегчает применение технологий сжатия данных. Во-вторых, частотный диапазон, используемый для PCS (1850-2200 МГц), позволяет снизить стоимость коммуникационной инфраструктуры. (Поскольку габаритные размеры антенн базовых станций PCS меньше габаритных размеров антенн базовых станций сотовых сетей, то производство и установка их обходятся дешевле).

Теоретически, мобильная система в США работает на двух полосах частот – 824 и 894 МГц; PCS работает на частоте 1850 и 1990 МГц. И поскольку эта служба основывается на стандарте TDMA, то PCS имеет 8 временных слотов и интервал между каналами составляет 200 КГц, в отличие от обычных трех временных слотах и 30 КГц между каналами.

3G – это самая новейшая технология в области мобильной связи. 3G означает, что телефон принадлежит третьему поколению – первое поколение – аналоговые мобильные телефоны, второе – цифровые. Технология 3G используется в мультимедийных мобильных телефонах, которые обычно называют смартфонами. Такие телефоны имеют несколько диапазонов и высокоскоростную передачу данных.

3G использует несколько мобильных стандартов. Наиболее распространенными являются три из них:

CDMA2000 - является дальнейшим развитием стандарта 2 поколения CDMA One.
WCDMA (англ. Wideband Code Division Multiple Access - широкополосный CDMA) - технология радиоинтерфейса, избранная большинством операторов сотовой связи для обеспечения широкополосного радиодоступа с целью поддержки услуг 3G.
TD-SCDMA (англ. Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access) - китайский стандарт мобильных сетей третьего поколения.

Сеть 3G может передавать данные со скоростью до 3 Мб/с (поэтому для того, чтобы закачать МP3 песню длительностью 3 минуты необходимо всего около 15 секунд). Для сравнения приведем мобильные телефоны второго поколения – самый быстрый 2G телефон может достигать скорости передачи данных до 144 Кб/с (для закачивания 3-х минутной песни нужно около 8 часов). Высокоскоростная передача данных 3G просто идеальна для скачивания информации с Интернета, отправки и получения больших мультимедийных файлов. Телефоны 3G – это своего рода мини-ноутбуки, которые могут работать с крупными приложениями, например, получение поточного видео с Интернета, отправка и получение факсов и загрузка e-mail сообщений с приложениями.

Конечно, для этого нужны базовые станции, которые передают радио сигналы от телефона к телефону.

Базовые станции мобильных телефонов – это литые металлические или решетчатые конструкции, возвышающиеся на сотни футов вверх. На этом рисунке показана современная вышка, которая «обслуживает» 3 разных мобильных оператора. Если взглянуть на основание базовых станций, то можно увидеть, что каждый мобильный оператор установил свое оборудование, которое в наше время занимает очень мало места (у основания более старых башен для такого оборудования строили небольшие помещения).

Базовая станция. фотография с сайта http://www.prattfamily.demon.co.uk

Внутри такого блока помещается радио передатчик и приемник, благодаря которым башня связывается с мобильными телефонами. Радиоприемники соединены с антенной на башне несколькими толстыми кабелями. Если внимательно присмотреться, то можно заметить, что сама башня, все кабели и оборудование компаний у основания базовые станции хорошо заземлены. Например, пластина с прикрепленными к ней зелеными проводами – это медная пластина заземления.

В мобильном телефоне, как и в любом другом электронном приборе, могут возникнуть неполадки:

Чаще всего, к ним относится коррозия деталей, вызванная попаданием влаги в устройство. Если в телефон попала влага, то перед включением нужно убедиться, что телефон полностью высушен.
Слишком высокая температура (например, в автомобиле) может повредить аккумулятор или электронную плату телефона. В результате слишком низкой температуры может выключиться экран.
Аналоговые мобильные телефоны часто сталкиваются с проблемой «клонирования». Телефон считается «клонированным», когда кто-либо перехватывает его номер идентификации и может бесплатно звонить на другие номера.

Вот как происходит «клонирование»: перед тем, как кому-нибудь звонить, ваш телефон передает свои коды ESN и MIN в сеть. Эти коды уникальны и именно благодаря им компания знает, кому отсылать счет за разговоры. Когда ваш телефон передает коды MIN/ESN, кто-то может услышать (при помощи специального прибора) и перехватить их. Если эти коды использовать в другом мобильном телефоне, то с него можно буде звонить совершенно бесплатно, поскольку счет будет оплачивать владелец этих кодов.