Устройство мобильной связи с ретрансляцией сигналов

Полезная модель относится к радиотехнике. Устройство мобильной связи с ретрансляцией сигналов представляет собой мобильный телефон или радиоприемопередатчик, имеющий приемную часть, предназначенную для приема радиосигналов, передающую часть, предназначенную для передачи в среду распространения сигналов, связанный с этими частями процессор, формирующий вместе с запоминающим блоком и программным блоком, блоком цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей и блоком ввода-вывода миникомпьютер, оснащенный дисплеем для визуального отображения получаемой и передаваемой информации, блоком для ввода данных в запоминающий блок компьютера и блоком оповещения, предназначенным для выдачи звуковых сигналов. Миникомпьютер выполнен с функцией временного ввода в блок ретрансляции сигналов кодов, не совпадающих с личными кодами, хранящимися в запоминающем блоке, и выдачи этих сигналов в передающую часть для трансляции через среду распространения радиосигналов, по которым отсутствует совпадение с личным кодом. Микрокомпьютер выполнен на базе оптического процессора, реализующего входные электрические сигналы в световые импульсы, считываемые оптическим приемником, и выполненного на базе фотонных кристаллов, реализующих функцию переключателей за счет изменения на выходе кристалла направления выходящего из кристалла излучения светового потока по принципу «0» и «1». 1 ил.

Полезная модель относится к радиотехнике и касается устройств формирования адресной беспроводной передачи и приема кодовой информации на расстоянии для установления контактов между абонентами, имеющими портативные мобильные переговорные устройства типа сотовых или мобильных телефонов, совмещенные с радиоприемопередатчиками ограниченного радиуса действия для ретрансляции сигналов, кодовые значения которых не являются адресными вызовами для конкретного устройства.

В настоящее время широко используется мобильные и сотовые телефоны, выполненные с функцией передачи адресной информации и приема адресной информации, если адрес вызова соответствует данному конкретному телефону. Данные телефоны в настоящее время работают в глобальной интегрированной системе приема и передачи сигналов, которая обеспечивает прием выдаваемых радиосигналов, передачу их на большие расстояния в эфир за счет мощных территориальных ретрансляторов и поддерживает установившуюся связь между абонентами, если адрес вызова соответствует адресу приема и на последнем телефоне включен режим приема сигналов. Данные системы типа «МТС», «Билайн» и т.д. позволяют интегрировано с операторами сотовой связи в различных регионах создать мощную ретрансляционную систему, обеспечивающую связь на больших расстояниях.

Однако, ретрансляционная система передачи сигналов функционирует только в зоне радиуса действия ретрансляторов, то есть прямого их взаимодействия. Если конкретная территория не охвачена зоной действия ретранслятора, то в данной зоне не может быть установлена связь с абонентом, находящимся в зоне действия ретранслятора. Размещение ретрансляторов на конкретной территории охвата определяется экономической эффективностью его использования и целесообразностью, обусловленной востребованностью в телефонной связи такого числа абонентов, при котором использование ретранслятора становится экономически и социально выгодным.

В то же время существует регионы с малым населением, для которых наличие мобильной связи социально важно, особенно для тех регионов, которые удалены от зон с высокой плотностью населения. Для таких регионов целесообразно использовать другие виды связи.

Аналогичного плана ситуация стоит и перед населением небольших населенных пунктов, в которых использование централизованной системы глобальной мобильной или сотовой связи нецелесообразно в силу того, что связь между абонентами не имеет насыщенного характера.

Известно карманное переносное устройство, известное как Lovegetty, представляющее собой миниатюрный радиоприемопередатчик. Будучи включенным, Lovegetty периодически посылает радиосигнал с определенными характеристиками. Такие же устройства, будучи включенными и находясь на близком расстоянии от источника сигнала, способны принять этот сигнал и аудиовызовом, вибровызовом или иным способом известить своего владельца о факте приема сигнала. Таким образом, владелец Lovegetty всегда в состоянии определить, есть ли рядом с ним кто-нибудь, у кого имеется другой включенный Lovegetty.

Смысл применения данного устройства - установление контактов между людьми. Недостатком устройства является его чрезмерная простота, не позволяющая реализовать дополнительные функции и сделать процесс поиска целенаправленным. Радиосигнал, подаваемый Lovegetty, не несет в себе никакой смысловой информации. В связи с этим затрудняется поиск и установление контакта с желаемым абонентом, так как посланный устройством Lovegetty сигнал не несет в себе профильной информации, позволяющей отличить при приеме один сигнал от другого и выделить сигнал, несущий информацию целевого профиля.

Известно устройство беспроводной передачи и приема кодовой информации для поиска и идентификации друг друга на расстоянии, представляющее собой портативное компьютерное устройство, совмещенном с радиоприемопередатчиком, В этом устройстве при помощи цифробуквенной клавиатуры осуществляют ввод в память данных, представляющих собой по

крайней мере один массив сформированной информации, с последующим преобразованием данных по каждому массиву информации в личный код, передачу по крайней мере одного личного кода в виде импульсных радиосигналов через среду распространения для его приема радиоприемопередатчиком по крайней мере одного другого портативного компьютерного устройства, работающего в зоне действия радиоприемопередатчика первого устройства, прием импульсных радиосигналов кодов, излучаемых радиоприемопередатчиками других портативных компьютерных устройств, сравнение принятых кодов с по крайней мере одним личным кодом, при установлении совпадения с личным кодом по крайней мере одного из полученных кодов по крайней мере по большей части данных осуществляют декодирование и вывод полученных данных, соответствующих этому коду, для их визуального или аудиовосприятия соответствующего этому коду массива информации, (Fr №2615957, G01S 3/00, опубл. 02.12.88).

Особенностью данного способа передачи и приема кодовой информации для поиска и идентификации друг друга на расстоянии является то, что выдаваемый в среду распространения импульсный радиосигнал несет в себе конкретную информацию, преобразованную в код, получить которую может только тот абонент, в памяти портативного устройства которого находится информация, отвечающая посланной. Это позволяет конкретному абоненту сократить время на поиск желаемого другого абонента или единомышленника за счет исключения приема кодовой информации от тех абонентов, коды которых не отвечают запросам этого конкретного абонента.

Данное устройство реализуется исключительно в локальной зоне действия на малом радиусе передачи сигналов и рассчитано на узкий круг пользователей. Для установления контактов по данному способу необходимо выполнение условия по нахождению всех абонентов в одной локальной зоне, определяемой радиусом действия радиоприемопередатчиков. Только в этом случае возможен прием абонентом сигналов другого абонента. Если оба абонента находятся на расстоянии, превышающем радиус действия

радиоприемопередатчиков, то установление контакта становится невозможным. Недостатком является его низкая точность и значительная трудоемкость определения местоположения одного абонента относительно другого абонента, определяемая тем, что полученный сигнал не несет в себе никакой конкретной информации. Согласно этому способу наличие звукового сигнала указывает только на то, что искомый абонент находится рядом.

Известно портативное устройство для беспроводной передачи кодовой информации на расстоянии, представляющее собой радиоприемопередатчик, имеющий приемную часть, предназначенную для приема импульсных входных радиосигналов, передающую часть, предназначенную для передачи в среду распространения импульсных выходных сигналов, связанный с этими частями процессор, формирующий вместе с запоминающим блоком и программным блоком, блоком цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей и блоком ввода-вывода миникомпьютер, оснащенный дисплеем для визуального отображения получаемой и передаваемой информации, блоком для ввода данных в запоминающий блок компьютера и блоком оповещения, предназначенным для выдачи звуковых сигналов, при этом миникомпьютер выполнен с соответствующим программным обеспечением для реализации функций получения из приемной части аналоговых сигналов, преобразования их в цифровые сигналы, сравнения данных этих сигналов с данными, хранящимися в запоминающем блоке, обработки цифрового сигнала, несущего данные под кодом, соответствующим личному коду, хранящемуся в запоминающем блоке, и данных, вводимых с клавиатуры для формирования личных кодов, преобразования цифровых сигналов в аналоговые и выдачи аналогового сигнала подтверждения получения данных по коду совпадения в передающую часть для передачи его через среду распространения в рамках единого протокола, миникомпьютер выполнен с дополнительной функцией временного ввода в запоминающий блок цифровых сигналов кодов, не совпадающих с личными кодами, хранящимися в запоминающем блоке, и выдачи этих сигналов в передающую часть для трансляции через среду распространения импульсных радиосигналов кодов, по которым отсутствует

совпадение с личным кодом, по крайней мере в период отсутствия импульсного радиосигнала с кодом, соответствующим личному коду, а радиоприемопередатчик устройства выполнен с возможностью подключения к проводной или беспроводной системе телефонной связи, или компьютерной сетевой связи, или радиосвязи (RU №2144264, H04B 14/02, опубл. 2000.01.10).

Особенностью данного устройства является то, что он выполнен с функцией ретрансляции сигналов, адрес которых не соответствует личному адресу этого портативного устройства. Недостаток данного устройства заключается в том, что оно позволяет передать кодовый сигнал удаленному абоненту в режиме ретрансляции через другие аналогичные включенные устройства, но не позволяет поддерживать телефонную связь с удаленным абонентом, так как в конструкции устройства не введена функция поддержания соединения и функция перевода сигналов в режим обычного общения абонентов через блоки пропуска ретранслированного сигнала в других мобильных устройствах.

Кроме того, для обеспечения функции ретрансляции полезного сигнала и поддержания связи необходимо обеспечение высокой скорости обработки сигналов, что для таких маломощных устройств не может быть достигнуто на процессорах, созданных с функцией электрической обработки электрических сигналов. В таких устройствах при дополнении процессора функцией ретрансляции полезного сигнала, процессор будет тормозить и обрабатывать полезный сигнал партиями (пачками), что не позволит обеспечить устойчивость связи в режиме ретрансляции.

Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по обеспечению расширения зоны действия передачи и приема адресной кодовой информации на расстоянии для установления контактов между абонентами, имеющими портативные устройства, совмещенные с радиоприемопередатчиками ограниченного радиуса действия без изменения этого радиуса путем обеспечения функции ретрансляции получаемых сигналов и поддержания ретранслируемого сигнала в режиме устойчивой связи.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности целенаправленного поиска абонентами друг друга и обеспечении беспроводной связи между абонентами за счет использования функций ретрансляции задействованных передающих устройств мобильного типа и поддержания этого соединения в ретрансляционном режиме для обеспечения режима переговоров между абонентами.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве мобильной связи с ретрансляцией сигналов, представляющем собой мобильный телефон или радиоприемопередатчик, имеющий приемную часть, предназначенную для приема радиосигналов, передающую часть, предназначенную для передачи в среду распространения сигналов, связанный с этими частями процессор, формирующий вместе с запоминающим блоком и программным блоком, блоком цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей и блоком ввода-вывода миникомпьютер, оснащенный дисплеем для визуального отображения получаемой и передаваемой информации, блоком для ввода данных в запоминающий блок компьютера и блоком оповещения, предназначенным для выдачи звуковых сигналов, при этом миникомпьютер выполнен с функцией временного ввода в блок ретрансляции сигналов кодов, не совпадающих с личными кодами, хранящимися в запоминающем блоке, и выдачи этих сигналов в передающую часть для трансляции через среду распространения радиосигналов, по которым отсутствует совпадение с личным кодом, микрокомпьютер выполнен на базе оптического процессора, реализующего входные электрические сигналы в световые импульсы, считываемые оптическим приемником, и выполненного на базе фотонных кристаллов, реализующих функцию переключателей за счет изменения на выходе кристалла направления выходящего из кристалла излучения светового потока по принципу «0» и «1».

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

Предлагаемое устройство приведено на чертеже:

на фиг.1 - блок-схема устройства мобильной связи.

Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция мобильного переговорного устройства, выполненного с функцией ретрансляции сигналов, кодовая информация по которым не отвечает коду принимаемого устройства. Такое устройство может представлять собой, например, мобильный или сотовый телефон или радиоприемопередатчик.

Портативное устройство для беспроводной передачи и ретрансляции кодовой информации на расстоянии включает в себя радиоприемопередатчик, имеющий антенну, приемную часть 1, предназначенную для приема импульсных входных радиосигналов, передающую часть 2, предназначенную для передачи в среду распространения импульсных выходных сигналов. С радиоприемопередатчиком связан миникомпьютер 3, включающий в себя центральный процессор 4, связанный с запоминающим блоком 5 и программным блоком 6, блоком 7 цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей и блоком 8 ввода-вывода. Миникомпьютер оснащен дисплеем 9 для визуального отображения получаемой и передаваемой информации (например, жидкокристаллическая панель), блоком 10 для ввода данных в запоминающий блок миникомпьютера, например, цифробуквенной клавиатурой (например, клавиатура - кнопочная, пленочная, эмулируемая на ЖК-панели, либо другая) и аудиоблоком 11.

Миникомпьютер выполнен с соответствующим программным обеспечением для реализации функций получения из приемной части сигналов, преобразования их в цифровые сигналы, сравнения данных этих сигналов с данными, хранящимися в запоминающем блоке, обработки цифрового сигнала, несущего данные под кодом, соответствующим личному коду, хранящемуся в запоминающем блоке, и данных, вводимых с клавиатуры для формирования

личных кодов, и выдачи аналогового сигнала в среду распространения в рамках единого протокола. Миникомпьютер так же выполнен с дополнительной функцией временного ввода в запоминающий блок цифровых сигналов кодов, не совпадающих с личными кодами, хранящимися в запоминающем блоке, и выдачи этих сигналов в передающую часть для трансляции через среду распространения.

Существующий уровень развития микрокомпьютерной и радиотехники позволяет реализовать вышеописанный набор элементов в виде компактного (карманного) устройства небольшой массы с низким уровнем энергопотребления. Примером реально существующего устройства, содержащего в себе все вышеописанные элементы, является т.н. двусторонний пейджер (также известный как "твейджер" - зарегистрированная торговая марка компании Nexus) или мобильный телефон, оснащенный функцией ретрансляции сигнала.

Программное обеспечение, предназначенное для исполнения на процессоре и оперирующее данными, хранимыми в памяти, реализует по крайней мере следующие функции:

- управление работой элементов системы: прием информации с блока ввода, вывод информации на блок вывода, обработка информации, пересылка информации в эфир при помощи устройства для преобразования цифровой информации и передатчика, прием информации из эфира при помощи приемника и устройства для преобразования цифровой информации и т.д.;

- временный ввод в запоминающий блок цифровых сигналов кодов, не совпадающих с личными кодами, хранящимися в запоминающем блоке, и выдача этих сигналов в передающую часть для трансляции через среду распространения по заданному алгоритму их выдачи.

Каждое устройство в каждый момент времени может находиться в одном из по крайней мере трех режимов:

1. отключено;

2. включено на прием/передачу только радиосигналов, адресованных конкретному устройству;

3. включено на прием радиосигналов, адресованных всем устройствам этого типа;

4. включено на передачу радиосигналов, адресованных всем устройствам этого типа.

В режиме связи абонент осуществляет набор данных по профилю и вводит его в память устройства (данный профиль может быть сформирован заранее и находиться в памяти устройства, таких заранее подготовленных профилей в памяти устройства может быть несколько и каждому из них присвоен свой личный код). Устройство передает в эфир импульсный радиосигнал, содержащий в себе под личным кодом один из профилей владельца. Все другие устройства, находящиеся в зоне действия первого устройства и выставленные в режиме ожидания друга в зоне приема, принимают данный радиосигнал и сравнивают полученный профиль с хранящимися в них целевыми профилями. В случае, если степень совпадения полученного профиля и одного из целевых профилей соответствует определенным критериям, принявшее устройство автоматически либо по команде своего владельца принимает этот сигнал.

Для расширения эффективного радиуса передачи сообщений применяется режим ретрансляции сигналов.

Получив сообщение, адресованное какому-либо другому устройству этого типа, микропроцессор посылает его в эфир (ретранслирует), не меняя его информационную (смысловую) часть. Ретрансляция в режиме обратной связи осуществляется как при функционировании обычных соединенных между собой мобильных телефонов. Таким образом, если концентрация устройств данного типа в пределах некоторой территории достаточно высока, сообщения могут распространяться на расстояния, во много раз превышающие радиус распространения радиосигнала от одного устройства.

Особенностью заявленного устройства связи является то, что микрокомпьютер выполнен на базе оптического процессора, реализующего входные электрические сигналы в световые импульсы, считываемые оптическим приемником, и выполненного на базе фотонных кристаллов, реализующих функцию переключателей за счет изменения на выходе

кристалла направления выходящего из кристалла излучения светового потока по принципу «0» и «1». По сути микропроцессор выполняется лазерно-сканерного типа, особенностью которого является трансформация полезного сигнала в световые импульсы, отражаемые на поверхности и считываемые сканером, преобразующим их в требуемый вид. При этом сканер считывает только те вспышки, кодовая информация в которых соответствует информационному коду данного мобильного телефона, другие вспышки ретранслируются на другие телефоны. Речь идет об оптических переключателях (фотонных кристаллах), на вход которых поступает направленное световое излучение, а на выходе можно получить два возможных переключаемых положения выходного светового потока, отличных по углу их выхода из кристалла.

На сегодняшний день оптическая реализация микропроцессора представляет собой реальное техническое решение, базирующееся на то, что электрические переключатели заменяются на оптические, называемые фотонными кристаллами. Такие кристаллы сегодня известны и описаны, например, в US №6674949, G02B 6/10, G02F 1/01, G02F 1/035, 06.01.2004, US №7034978, G02F 1/03, 25.04.2006, US №6926770, 09.08.2005.

Фотонный кристалл, позволяющий управлять во времени пространственно-частотным распределением светового потока, конструктивно представляет из себя металлическую дифракционную решетку с попарно объединенными на общей базе штрихами, нанесенную любыми методами на поверхность сегнетоэлектрической пленки с размерами и периодом, определяющим спектральную область функционирования в диапазоне от УФ до ИК.

Конструктивно фотонный кристалл (см. выноску на фиг.1) состоит из подложки в виде пластины из MgO (кристалл) с нанесенной на ее поверхность сегнетоэлектрической пленкой из Ва_0,5Sr _0,5TiO₃ (сокращенно - BST), поверх которой напылена металлическая дифракционная решетка из меди, концы которой подключены к источнику формирования электрического поля для пропускания тока через решетку. При направлении на фотонный кристалл

светового излучения от, например, лазерного источника излучения в направлении фотонного кристалла со стороны его подложки световой поток проходит через подложку и при отсутствии электромагнитного поля, преломляясь в структуре подложки (кристалла), в виде выходного оптического излучения падает на поверхность пиксельного оптоприемника в точку, которая, находится, например, под углом 10° к оси, перпендикулярной линии направления входящего светового излучения от лазерного источника излучения. При приложении электрического поля к дифракционной решетке поток выходного оптического излучения, проходя через дифракционную решетку, проецируется в том же направлении, но под углом, меньшим, чем указанный угол в 10°. Происходит значительное увеличение оптических параметров этого выходного сигнала, что позволяет четко отличить один выходной сигнал от другого. Такой принцип реализации работы фотонного кристалла позволяет использовать его в качестве переключателя для устройств считывания однотипных сигналов, отличающихся по параметрам пространственного положения и параметрам оптических гармоник - то есть для процессоров.

Переход современной техники на использование элементной базы оптического функционирования обусловлен тем, что скорость обработки световых сигналов такими приборами порядок выше, чем функционирование современных процессоров на базе электрических счетчиков «0» и «1». При использовании высокоскоростных процессоров становится возможным реализация в маломощных устройствах процессорного типа дополнительных функций, таких как параллельное прохождение сигналов в режиме ретрансляции.

Устройство мобильной связи с ретрансляцией сигналов может быть выполнено с возможностью использования двух SIM-карт, настроенных на работу с различными операторами связи или настроенных на две различные частоты, одна из которых используется для работы устройства в виде мини-АТС, а другая - для ретрансляции. В устройстве мобильной связи с ретрансляцией сигналов могут быть выполнены гнезда для установки

периферийных элементов, в том числе используемых в качестве мини-АТС. Устройство мобильной связи с ретрансляцией сигналов может быть изначально выполнено в виде мини-АТС с многоканальным распределением сигналов.

Настоящая полезная модель промышленно применима, так как может быть изготовлена с использованием недавно ставшей известной и освоенной промышленностью оптической элементной базы (фотонные кристаллы).

Устройство мобильной связи с ретрансляцией сигналов, представляющее собой мобильный телефон или радиоприемопередатчик, имеющий приемную часть, предназначенную для приема радиосигналов, передающую часть, предназначенную для передачи в среду распространения сигналов, связанный с этими частями процессор, формирующий вместе с запоминающим блоком и программным блоком, блоком цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей и блоком ввода-вывода миникомпьютер, оснащенный дисплеем для визуального отображения получаемой и передаваемой информации, блоком для ввода данных в запоминающий блок компьютера и блоком оповещения, предназначенным для выдачи звуковых сигналов, при этом миникомпьютер выполнен с функцией временного ввода в блок ретрансляции сигналов кодов, не совпадающих с личными кодами, хранящимися в запоминающем блоке, и выдачи этих сигналов в передающую часть для трансляции через среду распространения радиосигналов, по которым отсутствует совпадение с личным кодом, отличающееся тем, что микрокомпьютер выполнен на базе оптического процессора, реализующего входные электрические сигналы в световые импульсы, считываемые оптическим приемником, и выполненного на базе фотонных кристаллов, реализующих функцию переключателей за счет изменения на выходе кристалла направления выходящего из кристалла излучения светового потока по принципу «0» и «1».