Les gens ont depuis longtemps appris à communiquer à distance. Dans les temps anciens, un messager était envoyé avec des nouvelles, et plus tard des lettres étaient écrites. Désormais, pour dire quelques mots à un ami éloigné, il vous suffit de l'appeler. L'essentiel est d'avoir un téléphone portable avec soi. Mais comment peuvent-ils se connecter les uns aux autres s’ils n’ont même pas de fils ? Dans cette histoire, je vais vous expliquer comment fonctionne le téléphone.
Ce que c'est?
Un téléphone mobile ressemble plus à un talkie-walkie qu’à un téléphone filaire ordinaire. Les ondes radio sont utilisées pour transmettre le signal.
La différence est que les talkies-walkies sont connectés à la même antenne et ne peuvent se connecter qu’en captant un signal. Les téléphones portables ne sont pas verrouillés sur une station spécifique. Pendant le déplacement, ils sont connectés à l'antenne de laquelle est reçu le signal le plus fort, ce qui nous permet d'utiliser les communications presque partout dans le monde sans changer de carte SIM. Des antennes, ou stations de base, sont construites partout dans le monde, cachées dans des panneaux d'affichage, des horloges, des poteaux et même des arbres. Chacun d'eux est responsable de sa propre zone, qui a la forme d'un hexagone. Dans les schémas, ces territoires limitrophes ressemblent à un nid d'abeilles. D'où le nom - communication cellulaire.
Qui était le premier ?
Selon vous, qui a été le premier à parler sur un téléphone portable ? Bien entendu, il s’agissait d’un employé de Motorola qui les a libérés. En 1973, alors qu'il se trouvait dans une rue de New York, il appela et se vanta d'appeler son principal concurrent depuis un téléphone inhabituel à l'époque. Ce téléphone est devenu le prototype du premier téléphone mobile commercialisé 10 ans plus tard.
Pour que le téléphone fonctionne, vous devez y insérer une carte SIM. Il contient des informations sur l'abonné, c'est-à-dire sur la personne qui l'utilise. Le téléphone mobile commence à vérifier toutes les fréquences dont il dispose, il y en a environ 160. Les six meilleurs signaux sont enregistrés sur la carte SIM, ce sont les signaux de votre réseau.
Après avoir composé le numéro de votre ami, votre téléphone transmet des informations vous concernant à l'antenne ayant le signal le plus puissant. Votre opérateur (par exemple MTS ou Beeline) vous reconnaît, trouve un canal gratuit sur lequel votre conversation peut avoir lieu et vous connecte. Tout cela ne prend que quelques secondes.
La conversation elle-même est un processus technique assez complexe. Notre voix est divisée en segments de 20 millisecondes et convertie au format numérique, puis codée par un système spécial. Les signaux cryptés sont à nouveau traités pour supprimer les bruits parasites.
Maintenant téléphone portable Ce n'est pas seulement pour parler. Un petit appareil peut accueillir des mécanismes aussi simples qu'une simple horloge, un réveil, une calculatrice, un calendrier, une lampe de poche, ainsi que des appareils photo complexes, un accès Internet, un lecteur et bien plus encore.
Les communications cellulaires sont récemment devenues si fermement ancrées dans notre vie quotidienne qu'il est difficile d'imaginer la société moderne sans elles. Comme beaucoup d’autres grandes inventions, le téléphone mobile a grandement influencé notre vie et de nombreux domaines. Il est difficile de dire à quoi ressemblerait l’avenir sans ce type de communication pratique. Probablement la même chose que dans le film "Retour vers le futur 2", où il y a des voitures volantes, des hoverboards et bien plus encore, mais il n'y a pas de communication cellulaire !
Mais aujourd'hui, dans un reportage spécial, il y aura une histoire non pas sur l'avenir, mais sur la façon dont les communications cellulaires modernes sont structurées et fonctionnent.
Afin de découvrir le fonctionnement des communications cellulaires modernes au format 3G/4G, je me suis invité à visiter le nouvel opérateur fédéral Tele2 et j'ai passé toute la journée avec leurs ingénieurs, qui m'ont expliqué toutes les subtilités de la transmission de données via notre réseau mobile. Téléphone (s.
Mais je vais d’abord vous parler un peu de l’histoire des communications cellulaires.
Les principes de la communication sans fil ont été testés il y a près de 70 ans : le premier radiotéléphone mobile public est apparu en 1946 à Saint-Louis, aux États-Unis. En Union soviétique, un prototype de radiotéléphone mobile a été créé en 1957, puis des scientifiques d'autres pays ont créé des appareils similaires avec des caractéristiques différentes, et ce n'est que dans les années 70 du siècle dernier en Amérique que les principes modernes de la communication cellulaire ont été déterminés, après quoi son développement a commencé.
Martin Cooper est l'inventeur du prototype de téléphone portable Motorola DynaTAC, pesant 1,15 kg et mesurant 22,5 x 12,5 x 3,75 cm
Si dans les pays occidentaux, au milieu des années 90 du siècle dernier, les communications cellulaires étaient répandues et utilisées par la majorité de la population, alors en Russie, elles ont tout juste commencé à apparaître et sont devenues accessibles à tous il y a un peu plus de 10 ans.
Les téléphones mobiles encombrants en forme de brique qui fonctionnaient dans les formats de première et deuxième génération sont devenus de l'histoire ancienne, laissant la place aux smartphones dotés de la 3G et de la 4G, de meilleures communications vocales et de vitesses Internet élevées.
Pourquoi la connexion est-elle appelée cellulaire ? Parce que le territoire sur lequel la communication est assurée est divisé en cellules ou cellules distinctes, au centre desquelles se trouvent des stations de base (BS). Dans chaque « cellule », l'abonné reçoit le même ensemble de services dans certaines limites territoriales. Cela signifie qu'en passant d'une cellule à une autre, l'abonné ne ressent pas d'attachement territorial et peut utiliser librement les services de communication.
Il est très important qu'il y ait une continuité de connexion lors du déplacement. Ceci est assuré grâce à ce qu'on appelle le handover, dans lequel la connexion établie par l'abonné est en quelque sorte captée par les cellules voisines dans une course de relais, et l'abonné continue de parler ou de se plonger dans les réseaux sociaux.
L'ensemble du réseau est divisé en deux sous-systèmes : le sous-système de station de base et le sous-système de commutation. Schématiquement, cela ressemble à ceci :
Au milieu de la « cellule », comme mentionné ci-dessus, se trouve une station de base, qui dessert généralement trois « cellules ». Le signal radio de la station de base est émis via 3 antennes sectorielles, chacune étant orientée vers sa propre « cellule ». Il arrive que plusieurs antennes d'une station de base soient dirigées vers une « cellule ». Cela est dû au fait que le réseau cellulaire fonctionne sur plusieurs bandes (900 et 1800 MHz). De plus, une station de base donnée peut contenir des équipements issus de plusieurs générations de communications (2G et 3G).
Mais les tours Tele2 BS ne disposent que d'équipements de troisième et quatrième génération - 3G/4G, puisque l'entreprise a décidé d'abandonner les anciens formats au profit de nouveaux, qui permettent d'éviter les interruptions des communications vocales et de fournir un Internet plus stable. Les habitués des réseaux sociaux me soutiendront sur le fait qu'aujourd'hui la vitesse d'Internet est très importante, 100-200 kb/s ne suffisent plus, comme c'était le cas il y a quelques années.
L'emplacement le plus courant pour une BS est une tour ou un mât construit spécifiquement à cet effet. Vous pourriez sûrement voir des tours BS rouges et blanches quelque part loin des bâtiments résidentiels (dans un champ, sur une colline), ou là où il n'y a pas de grands immeubles à proximité. Comme celui-ci, visible depuis ma fenêtre.
Cependant, dans les zones urbaines, il est difficile de trouver un endroit où installer une structure massive. Par conséquent, dans les grandes villes, les stations de base sont situées dans les bâtiments. Chaque station capte les signaux des téléphones portables jusqu'à une distance de 35 km.
Ce sont des antennes, l'équipement BS lui-même est situé dans le grenier, ou dans un conteneur sur le toit, qui est une paire d'armoires en fer.
Certaines stations de base sont situées dans des endroits que vous ne devineriez même pas. Comme par exemple sur le toit de ce parking.
L'antenne BS se compose de plusieurs secteurs, chacun recevant/envoyant un signal dans sa propre direction. Si l'antenne verticale communique avec les téléphones, alors l'antenne ronde connecte la BS au contrôleur.
Selon ses caractéristiques, chaque secteur peut traiter jusqu'à 72 appels simultanément. Une BS peut être composée de 6 secteurs et desservir jusqu'à 432 appels, mais généralement moins d'émetteurs et de secteurs sont installés dans les stations. Les opérateurs cellulaires tels que Tele2 préfèrent installer davantage de BS pour améliorer la qualité de la communication. Comme on m'a dit, les équipements les plus modernes sont utilisés ici : stations de base Ericsson, réseau de transport - Alcatel Lucent.
Depuis le sous-système de station de base, le signal est transmis vers le sous-système de commutation, où une connexion est établie dans la direction souhaitée par l'abonné. Le sous-système de commutation dispose d'un certain nombre de bases de données qui stockent les informations sur les abonnés. De plus, ce sous-système est responsable de la sécurité. Pour faire simple, le changement est terminé Il a les mêmes fonctions que les opératrices qui vous connectaient avec l'abonné avec leurs mains, mais maintenant tout cela se fait automatiquement.
L'équipement de cette station de base est caché dans cette armoire en fer.
Outre les tours conventionnelles, il existe également des versions mobiles de stations de base installées sur des camions. Ils sont très pratiques à utiliser lors de catastrophes naturelles ou dans des lieux très fréquentés (stades de football, places centrales) lors de vacances, de concerts et d'événements divers. Mais malheureusement, en raison de problèmes législatifs, ils n’ont pas encore été largement appliqués.
Afin de garantir une couverture optimale des signaux radio au niveau du sol, les stations de base sont donc conçues de manière particulière, malgré la portée de 35 km. le signal ne s'étend pas jusqu'à l'altitude de vol de l'avion. Cependant, certaines compagnies aériennes ont déjà commencé à installer de petites stations de base sur leurs cartes qui assurent les communications cellulaires à l'intérieur de l'avion. Une telle BS est connectée à un réseau cellulaire terrestre via un canal satellite. Le système est complété par un panneau de commande qui permet à l'équipage d'allumer et d'éteindre le système, ainsi que certains types de services, par exemple la désactivation de la voix sur les vols de nuit.
J'ai également visité le bureau de Tele2 pour voir comment les spécialistes surveillent la qualité des communications cellulaires. S'il y a quelques années, une telle pièce aurait été suspendue jusqu'au plafond avec des moniteurs affichant les données du réseau (charge, pannes de réseau, etc.), alors avec le temps, le besoin d'autant de moniteurs a disparu.
Les technologies se sont considérablement développées au fil du temps, et une si petite salle avec plusieurs spécialistes suffit pour surveiller le travail de l'ensemble du réseau à Moscou.
Quelques vues du bureau de Tele2.
Lors d'une réunion des employés de l'entreprise, les projets de capture du capital sont discutés.) Depuis le début de la construction jusqu'à aujourd'hui, Tele2 a réussi à couvrir tout Moscou avec son réseau et conquiert progressivement la région de Moscou, en lançant plus de 100 stations de base par semaine. . Puisque j’habite désormais dans la région, c’est très important pour moi. pour que ce réseau arrive dans ma ville le plus rapidement possible.
Les projets de l'entreprise pour 2016 incluent la fourniture de communications à haut débit dans le métro dans toutes les stations ; début 2016, les communications Tele2 sont présentes dans 11 stations : communications 3G/4G dans les stations de métro Borisovo, Delovoy Tsentr, Kotelniki et Lermontovsky Prospekt. . , "Troparevo", "Shipilovskaya", "Zyablikovo", 3G : "Belorusskaya" (Ring), "Spartak", "Pyatnitskoye Shosse", "Zhulebino".
Comme je l'ai dit plus haut, Tele2 a abandonné le format GSM au profit des standards de troisième et quatrième génération - 3G/4G. Cela vous permet d'installer des stations de base 3G/4G avec une fréquence plus élevée (par exemple, à l'intérieur du périphérique de Moscou, les BS sont situées à une distance d'environ 500 mètres les unes des autres) pour fournir des communications plus stables et un Internet mobile à haut débit, ce qui n'était pas le cas dans les réseaux des formats précédents.
Depuis le bureau de l'entreprise, en compagnie des ingénieurs Nikifor et Vladimir, je me rends à l'un des points où ils doivent mesurer la vitesse de communication. Nikifor se tient devant l'un des mâts sur lesquels sont installés les équipements de communication. Si vous regardez bien, vous remarquerez un peu plus à gauche un autre mât de ce type, avec des équipements d'autres opérateurs cellulaires.
Curieusement, les opérateurs de téléphonie mobile permettent souvent à leurs concurrents d'utiliser leurs structures de tour pour placer des antennes (naturellement à des conditions mutuellement avantageuses). En effet, la construction d’une tour ou d’un mât est une proposition coûteuse, et un tel échange peut permettre d’économiser beaucoup d’argent !
Pendant que nous mesurions la vitesse de communication, des grands-mères et des oncles de passage ont demandé à plusieurs reprises à Nikifor s'il était un espion)) "Oui, nous brouilleons Radio Liberty!"
L'équipement a en fait un aspect inhabituel ; à partir de son apparence, on peut tout supposer.
Les spécialistes de l’entreprise ont beaucoup de travail à faire, étant donné que l’entreprise en compte plus de 7 000 à Moscou et dans la région. stations de base : environ 5 000 d'entre elles. 3G et environ 2 mille. Stations de base LTE, et récemment, le nombre de stations de base a augmenté d'environ un millier.
En seulement trois mois, 55 % du nombre total de nouvelles stations de base d'opérateurs dans la région ont été mis en service dans la région de Moscou. Actuellement, la société assure une couverture de haute qualité du territoire où vit plus de 90 % de la population de Moscou et de la région de Moscou.
D’ailleurs, en décembre, le réseau 3G de Tele2 a été reconnu comme le meilleur en termes de qualité parmi tous les opérateurs de la capitale.
Mais j'ai décidé de vérifier personnellement la qualité de la connexion de Tele2, j'ai donc acheté une carte SIM dans le centre commercial le plus proche de la station de métro Voykovskaya, avec le tarif le plus simple « Very Black » pour 299 roubles (400 SMS/minutes et 4 Go). À propos, j'avais un tarif Beeline similaire, qui était 100 roubles plus cher.
J'ai vérifié la vitesse sans m'éloigner de la caisse. Réception - 6,13 Mbps, transmission - 2,57 Mbps. Considérant que je me trouve au centre d'un centre commercial, c'est un bon résultat : la communication Tele2 pénètre bien à travers les murs d'un grand centre commercial.
Au métro Tretiakovskaya. Réception du signal - 5,82 Mbps, transmission - 3,22 Mbps.
Et à la station de métro Krasnogvardeyskaya. Réception - 6,22 Mbps, transmission - 3,77 Mbps. Je l'ai mesuré à la sortie du métro. Si l’on tient compte du fait que nous sommes à la périphérie de Moscou, c’est très correct. Je pense que la connexion est tout à fait acceptable, nous pouvons affirmer avec certitude qu'elle est stable, étant donné que Tele2 est apparu à Moscou il y a quelques mois à peine.
Il existe une connexion Tele2 stable dans la capitale, ce qui est bien. J'espère vraiment qu'ils viendront dans la région au plus vite et que je pourrai profiter pleinement de leur connexion.
Vous savez maintenant comment fonctionne la communication cellulaire !
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Dans la partie théorique, je n'entrerai pas dans l'histoire de la création des communications cellulaires, ses fondateurs, la chronologie des normes, etc. Pour ceux que cela intéresse, il existe de nombreux documents tant dans les publications imprimées que sur Internet.
Voyons ce qu'est un téléphone mobile (cellulaire).
La figure montre le principe de fonctionnement de manière très simplifiée :
Fig.1 Comment fonctionne un téléphone portable
Un téléphone portable est un émetteur-récepteur fonctionnant à l'une des fréquences comprises entre 850 MHz, 900 MHz, 1 800 MHz et 1 900 MHz. De plus, la réception et l'émission sont séparées par fréquence.
Le système GSM se compose de 3 composants principaux tels que :
Sous-système de station de base (BSS – Base Station Subsystem) ;
Sous-système de commutation/commutation (NSS – NetworkSwitchingSubsystem) ;
Centre d'exploitation et de maintenance (OMC);
En un mot, cela fonctionne comme ceci :
Un téléphone cellulaire (mobile) interagit avec un réseau de stations de base (BS). Les tours BS sont généralement installées soit sur leurs mâts au sol, soit sur les toits des maisons ou d'autres structures, soit sur des tours existantes louées de toutes sortes de répéteurs radio/TV, etc., ainsi que sur les cheminées de grande hauteur des chaufferies et autres structures industrielles.
Après avoir allumé le téléphone et le reste du temps, il surveille (écoute, scanne) les ondes pour détecter la présence d'un signal GSM provenant de sa station de base. Le téléphone identifie son signal réseau à l'aide d'un identifiant spécial. S'il y en a une (le téléphone est dans la zone de couverture du réseau), alors le téléphone sélectionne la meilleure fréquence en termes de force du signal et, à cette fréquence, envoie une demande à la BS pour s'inscrire dans le réseau.
Le processus d'enregistrement est essentiellement un processus d'authentification (autorisation). Son essence réside dans le fait que chaque carte SIM insérée dans le téléphone possède ses propres identifiants uniques IMSI (International Mobile Subscriber Identity) et Ki (Key for Identification). Ces mêmes IMSI et Ki sont renseignés dans la base de données du centre d'authentification (AuC) lors de la réception des cartes SIM fabriquées par l'opérateur télécom. Lors de l'enregistrement d'un téléphone sur le réseau, les identifiants sont transmis à la BS, à savoir l'AuC. Ensuite, l'AuC (centre d'identification) transmet un numéro aléatoire au téléphone, qui est la clé pour effectuer des calculs à l'aide d'un algorithme spécial. Ce calcul s'effectue simultanément dans le téléphone mobile et dans l'AuC, après quoi les deux résultats sont comparés. S'ils correspondent, la carte SIM est reconnue comme authentique et le téléphone est enregistré sur le réseau.
Pour un téléphone, l'identifiant sur le réseau est son numéro unique IMEI (International Mobile Equipment Identity). Ce numéro est généralement composé de 15 chiffres en notation décimale. Par exemple 35366300/758647/0. Les huit premiers chiffres décrivent le modèle de téléphone et son origine. Le reste est le numéro de série et le numéro de chèque du téléphone.
Ce numéro est stocké dans la mémoire non volatile du téléphone. Dans les modèles obsolètes, ce numéro peut être modifié à l'aide d'un logiciel spécial et d'un programmateur approprié (parfois un câble de données), et dans les téléphones modernes, il est dupliqué. Une copie du numéro est stockée dans une zone mémoire programmable, et un double est stocké dans une zone mémoire OTP (One Time Programming), qui est programmée une fois par le fabricant et ne peut pas être reprogrammée.
Ainsi, même si vous modifiez le numéro dans la première zone mémoire, lorsque le téléphone est allumé, il compare les données dans les deux zones mémoire, et si différents numéros IMEI sont détectés, le téléphone est bloqué. Pourquoi changer tout cela, demandez-vous ? En fait, la législation de la plupart des pays l'interdit. Le numéro IMEI du téléphone est suivi en ligne. Ainsi, si un téléphone est volé, il peut être suivi et confisqué. Et si vous parvenez à remplacer ce numéro par un autre numéro (professionnel), les chances de trouver le téléphone sont réduites à zéro. Ces questions sont traitées par les services de renseignement avec l'aide appropriée du gestionnaire de réseau, etc. Je n’approfondirai donc pas ce sujet. Nous nous intéressons à l'aspect purement technique du changement du numéro IMEI.
Le fait est que dans certaines circonstances, ce numéro peut être endommagé à la suite d'une panne logicielle ou d'une mise à jour incorrecte, et le téléphone est alors absolument impropre à l'utilisation. C'est là que tous les moyens viennent à la rescousse pour restaurer l'IMEI et les fonctionnalités de l'appareil. Ce point sera abordé plus en détail dans la section logiciel de réparation de téléphone.
Parlons maintenant brièvement de la transmission vocale d'abonné à abonné dans la norme GSM. En fait, il s'agit d'un processus techniquement très complexe, qui est complètement différent de la transmission vocale habituelle sur des réseaux analogiques comme, par exemple, un téléphone filaire/radio domestique. Les radiotéléphones numériques DECT sont quelque peu similaires, mais la mise en œuvre est toujours différente.
Le fait est que la voix de l'abonné subit de nombreuses transformations avant d'être diffusée. Le signal analogique est divisé en segments d'une durée de 20 ms, après quoi il est converti en numérique, après quoi il est codé à l'aide d'algorithmes de cryptage dits. clé publique - Système EFR (Enhanced Full Rate - un système avancé de codage vocal développé par la société finlandaise Nokia).
Tous les signaux codecs sont traités par un algorithme très utile basé sur le principe DTX (Discontinuous Transmission) - transmission vocale intermittente. Son utilité réside dans le fait qu'il contrôle le transmetteur téléphonique, en l'allumant uniquement au début de la parole et en l'éteignant pendant les pauses entre les conversations. Tout cela est réalisé grâce au VAD (Voice Activated Detector) inclus dans le codec – un détecteur d’activité vocale.
Pour l'abonné destinataire, toutes les transformations s'effectuent dans l'ordre inverse.
L'appareil d'un téléphone mobile et ses principales unités fonctionnelles (modules).
Tout téléphone mobile est un appareil technique complexe, composé de nombreux modules fonctionnellement complets qui sont interconnectés et assurent généralement le fonctionnement normal de l'appareil. La panne d'au moins un module entraîne, au minimum, un dysfonctionnement partiel de l'appareil, et au maximum, le téléphone est totalement inutilisable.
Schématiquement, un téléphone mobile ressemble à ceci :
Fig.2 Appareil de téléphone portable
Objectif et fonctionnement des nœuds individuels.
1. Batterie rechargeable (AB)– la source d'alimentation principale (primaire) du téléphone. Pendant le fonctionnement, il présente une propriété désagréable : le vieillissement, c'est-à-dire perte de capacité, augmentation de la résistance interne. Il s'agit d'un processus irréversible et le taux de vieillissement de la batterie dépend de nombreux facteurs, dont la clé est un bon fonctionnement et un bon stockage.
Auparavant, la majeure partie des batteries de téléphone était produite à l'aide des technologies NiCd (à base de nickel et de cadmium) et NiMH (hydrure métallique de nickel). Actuellement, ces batteries ne sont plus produites. Avec la diffusion des batteries basées sur la technologie Li-Ion (lithium-ion), ces dernières présentaient le meilleur rapport qualité-prix, et présentaient également de nombreux avantages, notamment l'absence de ce qu'on appelle. "effet mémoire". La durée de vie est d'environ 3 à 4 ans. Il n’y a pas si longtemps, les batteries Li-Pol (lithium polymère) sont apparues sur le marché. Ils sont moins chers que les lithium-ion, mais leur durée de vie est également plus courte - environ 2 ans.
Les batteries modernes sont considérées comme opérationnelles si elles conservent au moins 80 % de leur capacité nominale. En pratique, il existe des batteries à 50% ou moins. Autrement dit, de nombreux utilisateurs essaient de « extraire » les derniers milliampères de la batterie, c'est pourquoi ils en souffrent eux-mêmes, car souvent une batterie usée commence à gonfler, ce qui peut entraîner des pannes du boîtier du téléphone, et parfois même à la panne du chargeur secteur et des circuits du chargeur de téléphone, du contrôleur de puissance. Cela ne vaut donc pas la peine d’économiser de l’argent sur les piles. Le téléphone a également besoin d'une bonne puissance
Les batteries ne nécessitent pas de soins particuliers. L'essentiel est d'éviter l'hypothermie en hiver (jusqu'à -10°C), car la décharge et le vieillissement s’accélèrent. Ainsi que le chauffage à 50-60°C et plus. C'est dangereux - la batterie peut simplement gonfler et même exploser (c'est critique pour les batteries au lithium) !!!
Une batterie de téléphone portable se compose de 2 parties : la batterie elle-même et une petite carte électronique-automatisation.
Fig.3 Structure de la batterie
Sur la photo, pour plus de clarté, j'ai montré une batterie gonflée déjà endommagée. Le plus souvent, cela se produit en raison de l'utilisation de chargeurs bon marché, de dysfonctionnements du circuit de charge du téléphone, ainsi que de courants de charge élevés sélectionnés par le fabricant (pour réduire le temps de charge de la batterie). Et, bien sûr, les batteries bon marché non originales « grossissent » très rapidement.
Quant à la carte électronique, elle remplit une fonction de protection, empêchant à la fois la batterie elle-même et le téléphone des situations d'urgence, telles que :
Court-circuit (SC) des bornes d'alimentation de la batterie ;
Surchauffe de la batterie pendant la charge et le fonctionnement ;
La décharge de la batterie est inférieure à la norme minimale autorisée établie ;
Recharge de batterie ;
Lorsque l'un d'eux se produit, ce qu'on appelle les bornes du relais électronique et de la sortie de la batterie sont hors tension.
En règle générale, une batterie moderne possède au moins 3 broches pour la connexion au connecteur de batterie d'un téléphone portable. Il s'agit respectivement de «+», «-» et «TEMP» (capteur de température, à l'aide duquel le contrôleur de batterie, ainsi que le contrôleur d'alimentation du téléphone, contrôlent le processus de charge de la batterie, réduisant ou augmentant le courant de charge, et en cas de surchauffe ou de court-circuit, débranchez complètement la batterie des bornes de la carte (électronique).
Fig.4 Emplacement des contacts de la batterie
Il convient de noter que l'emplacement des contacts peut différer selon les fabricants !!!
Les principales caractéristiques de la batterie sont :
La tension nominale est généralement de 3,6 à 3,7 volts. Pour une batterie complètement chargée 4,2 - 4,3 Volts.
- capacité – pour les téléphones modernes d'environ 700 mA à 2 000 mA ou plus.
Résistance interne - plus elle est faible, mieux c'est (jusqu'à environ 200 milliOhms)
2. Contrôleur de puissance– sert à convertir la tension de la batterie en plusieurs types de tension pour alimenter les composants et appareils individuels du téléphone, tels que le CPU (unité centrale de traitement), la RAM et la ROM (puces de mémoire), divers amplificateurs, parfois le rétroéclairage du clavier et de l'écran, etc. , et il contrôle également le processus de charge de la batterie. Avec le processeur, il active les amplificateurs sonores intégrés ou externes du haut-parleur, du microphone, du buzzer (haut-parleur polyphonique). De plus, il permet l'échange de données avec une carte SIM.
Structurellement, il se présente sous la forme d'une puce distincte. Parfois, il peut être combiné avec un processeur (contrefaçons chinoises de marques connues comme Nokia N95, etc.)
Lors du fonctionnement normal du téléphone, le contrôleur d'alimentation tombe rarement en panne. Le plus souvent, cela se produit lors du chargement en raison d'une surchauffe ou lors de l'utilisation d'un chargeur non original ou défectueux. Moins souvent - si le téléphone a été exposé à l'humidité ou a été durement touché.
L'apparence est illustrée sur la figure 2 et peut différer (en fonction du modèle de téléphone spécifique et de son fabricant).
3. Support SIM (sim – connecteur) – Support de carte SIM. D'après son nom, il est utilisé pour connecter une carte SIM au téléphone. Le design est presque le même pour tous les téléphones, puisque les cartes SIM modernes sont soumises au même standard. Il dispose de 6 (rarement 8) contacts à ressort, à l'aide desquels la communication électrique s'effectue entre la carte SIM et le contrôleur de puissance ou le processeur. Ils ne diffèrent que par la conception de la fixation (maintien) de la carte SIM. Les pannes incluent la rupture des contacts lors du changement fréquent des cartes SIM ou leur retrait maladroit (incorrect), lorsque l'utilisateur commence à utiliser des moyens improvisés pour saisir la carte SIM afin de la saisir davantage avec les doigts et de la retirer du support. Nos belles dames y ont souvent recours, en utilisant leurs ongles longs et coûteux. En conséquence, le téléphone et la manucure en souffrent
Le connecteur ne nécessite pas de soins particuliers. Mais il existe des cas (encore une fois selon l'utilisateur) où les contacts s'oxydent, se bouchent et perdent leurs propriétés élastiques. Dans ce cas, TRÈS PRUDENCE est permise !!! essuyez-les avec une gomme (gomme) et TRÈS ATTENTION !!!, pliez légèrement les contacts vers le haut avec une aiguille ou un cure-dent en bois.
Si le support SIM (support) fonctionne mal comme décrit ci-dessus, le téléphone ne « verra » pas votre carte SIM et affichera en permanence un message sur l'écran tel que : « Insérez la carte SIM ». Les supports cassés ne peuvent pas être réparés et doivent être remplacés par des neufs.
4. Micro– sert à convertir la voix de l’utilisateur en signaux électriques faibles en vue de leur amplification, conversion et envoi ultérieurs dans l’air. Il existe deux types de téléphones portables : analogiques et numériques. Ces derniers ont une conception plus complexe et nécessitent plus de main d'œuvre lors du démontage et du remplacement.
Les microphones perdent leurs performances ou tombent en panne principalement lorsqu'ils sont sales, exposés à l'eau ou frappés par le téléphone (cela est particulièrement vrai pour les microphones numériques, car ils sont eux-mêmes très fragiles).
En cas de dysfonctionnement du microphone, le téléphone peut présenter les défauts suivants :
Le deuxième abonné n'entend pas du tout l'utilisateur ;
Le deuxième abonné entend très mal l'utilisateur ;
Un crépitement se fait entendre dans le haut-parleur auditif (conversation) (ce qu'on appelle l'interférence du signal GSM). Le même bruit peut être entendu en mettant un téléphone portable en mode conversation ou en envoyant des SMS à une radio, un amplificateur, des haut-parleurs d'ordinateur en état de marche, etc. En règle générale, les microphones ne sont pas réparables et doivent être remplacés (sauf en cas de colmatage des trous et des guides sonores de la coque du téléphone portable. Ils doivent simplement être nettoyés de la poussière, de la saleté, etc.)
5. Haut-parleur (parler haut-parleur)– sert à convertir les signaux électriques en vibrations sonores. C'est-à-dire qu'il fonctionne dans l'ordre inverse du microphone. Un abonné parle dans un microphone, qui convertit la voix en e-mail. signaux, puis ces signaux sont convertis (voir description ci-dessus) et émis dans l’air. Le deuxième abonné reçoit ces signaux avec le téléphone et les entend dans le haut-parleur du téléphone.
La plupart des téléphones sont équipés de plusieurs haut-parleurs - conversationnels et polyphoniques séparément. Le haut-parleur polyphonique joue une mélodie pour un appel entrant, un SMS, etc. Mais il existe des téléphones (principalement de Samsung), où le rôle de conversationnel et de polyphonie est assuré par le même haut-parleur. Ce n'est que lors de la lecture d'une mélodie ou d'autres signaux que l'amplificateur de puissance audio supplémentaire est activé. Les dysfonctionnements des haut-parleurs comprennent les dysfonctionnements partiels et complets. La reproduction de la parole ou de la musique est partielle, très silencieusement, avec une respiration sifflante et une sonnerie désagréable. Cela peut être éliminé, mais seulement dans les cas où, après un examen externe, il apparaît clairement que le haut-parleur est obstrué par des corps étrangers. Par exemple, comme de très petits copeaux de métal qui aiment pénétrer à travers des trous spécialement désignés pour la sortie sonore du haut-parleur. Cela est dû au fait que le haut-parleur contient un aimant permanent dans sa conception. Il magnétise donc de petits objets métalliques. Personnellement, je suis partisan du remplacement de ces enceintes par de nouvelles. Premièrement, cela vous fera gagner du temps que vous consacrerez au nettoyage, et vous en aurez besoin de beaucoup. Deuxièmement, il arrive rarement qu'après le nettoyage, une enceinte fonctionne aussi proprement, sans distorsion et aussi fort. Alors n’y pensez pas, remplacez-le immédiatement par un nouveau. Surtout si ce téléphone n'est pas le vôtre, mais qu'il est venu en réparation.
Complet – pas de son du tout. La raison en est une rupture du fil de la bobine mobile du haut-parleur. La seule solution est de remplacer le haut-parleur. J'écrirai ci-dessous sur la façon de vérifier l'état de fonctionnement (intégrité) du haut-parleur.
6. Haut-parleur (buzzer, cloche, haut-parleur polyphonique - c'est la même chose)– le même haut-parleur, seulement dans la plupart des cas il est destiné à diffuser une sonnerie, un SMS, un MP3, etc. Mais, comme mentionné ci-dessus, il peut également être utilisé pour la conversation. Les dysfonctionnements et les méthodes de dépannage sont les mêmes que pour le haut-parleur interne.
7. Unité centrale de traitement (CPU)– est l’appareil principal d’un téléphone mobile. Il s'agit du même processeur que celui présent dans n'importe quel ordinateur personnel, ordinateur portable, etc., seulement un peu plus petit et plus primitif. Conçu pour exécuter des commandes machine, des instructions et des opérations fournies par le logiciel (micrologiciel) du téléphone, ainsi qu'une interaction claire avec d'autres modules et appareils et leur gestion ultérieure. En un mot, le processeur est le « cerveau » qui contrôle entièrement le fonctionnement du téléphone mobile. Structurellement, il se présente sous la forme d'une puce distincte. Responsable de nombreux processus qui se produisent lors du fonctionnement normal du téléphone. Les principaux sont : l'affichage des images sur l'écran, la réception et le traitement des signaux du réseau cellulaire, la réception et le traitement des signaux du module de clavier, le contrôle du fonctionnement de la caméra, les dispositifs de réception/transmission d'informations, le processus de charge de la batterie (avec le contrôleur d'alimentation) et beaucoup plus.
Dans des conditions normales d'utilisation du téléphone, le processeur ne tombe presque jamais en panne et ne nécessite aucune maintenance.
Dans les téléphones modernes, et en particulier les smartphones (traduit de l'anglais, un smartphone est un téléphone intelligent. Le même téléphone, sauf qu'il est similaire à un ordinateur en raison de la présence d'un système d'exploitation et d'une variété de programmes installés pour effectuer certaines tâches), 2 processeurs sont souvent installés. L'un d'eux remplit les mêmes fonctions que dans un téléphone ordinaire et le second est conçu pour faire fonctionner le système d'exploitation et exécuter ses programmes.
Si le processeur central tombe en panne, le téléphone est totalement inutilisable.
8. Flash – mémoire. Une puce distincte (microcircuit) conçue pour stocker le logiciel du téléphone (micrologiciel), ainsi que les données utilisateur (contacts, mélodies, photos, etc.). Un logiciel (micrologiciel) est un programme développé par le fabricant du téléphone qui est traité et exécuté par le processeur. Pour l'utilisateur, c'est ce qu'il voit sur l'écran du téléphone mobile et les fonctions qui lui sont disponibles dans un modèle de téléphone particulier.
La mémoire flash tombe également rarement en panne dans des conditions normales d'utilisation. Mais il ne faut pas oublier que ces puces ont un nombre important, mais toujours limité, de cycles d'informations de lecture/écriture.
La mémoire flash est non volatile et conserve toutes les données qui y sont écrites même après la mise hors tension de la source d'alimentation (par exemple, la batterie).
9. RAM – mémoire (RAM). Sert au stockage temporaire des données. Tous les calculs du processeur du code du programme y sont effectués, et les résultats des calculs et du traitement des informations à un moment donné sont également stockés (par exemple, écouter de la musique, lire des vidéos, exécuter des applications, des jeux, etc.) Lorsque cela n'est pas nécessaire. , la mémoire est vidée de certaines données et en charge de nouvelles et ainsi de suite.
Il ne faut pas oublier que la mémoire RAM (mémoire vive) dépend de l'énergie et que si la source d'alimentation est éteinte, toutes les données stockées dans la RAM seront perdues !!!
10. Module clavier– un clavier numérique standard pour composer le numéro d'un abonné, les SMS + un ensemble de boutons supplémentaires qui exécutent des fonctions définies par le logiciel du téléphone, comme le réglage du niveau de volume, le lancement de programmes, de caméras, d'enregistreurs vocaux, etc. Pour un fonctionnement normal du module clavier, la tâche principale de l’utilisateur est de garder le clavier propre et d’empêcher l’humidité, la saleté et d’autres objets de pénétrer. Sinon, il faut appuyer avec beaucoup de force sur les boutons, ou le téléphone ne répond pas du tout aux pressions. Vous pouvez restaurer le fonctionnement du module clavier en le nettoyant de la saleté. Si les plages de contact et les conducteurs qui les relient ont été exposés à l'humidité ou à d'autres liquides et ont été endommagés, un tel module de clé doit être remplacé par un nouveau.
11. Écran LCD– l'affichage (écran) réel du téléphone. L’objectif est clair pour tout le monde, je n’entrerai donc pas dans les détails. Les principales caractéristiques sont les paramètres suivants :
Résolution, c'est-à-dire le nombre de pixels (points) reproduits. Plus ce paramètre est élevé, plus l'image sera claire et de meilleure qualité. Pour les téléphones plus ou moins modernes, les résolutions d'écran suivantes sont typiques : 220X176 pixels, 320X240. Pour les téléphones dotés de grands écrans tactiles : 400X240, 640X360, 800X400.
Nombre de couleurs reproduites (affichées). La même chose, plus c'est mieux. Dans les téléphones plus anciens dotés d’écrans couleur, cette valeur est généralement de 4 096 couleurs. Au fur et à mesure de son amélioration, ce paramètre est passé à 65 000, puis à 262 000. Désormais, tous les téléphones modernes et coûteux sont équipés d'écrans avec une profondeur de couleur de 16 millions.
Si le téléphone est utilisé correctement, l'écran ne nécessite aucun entretien. Dans certains cas, lorsque le téléphone est utilisé dans un environnement poussiéreux ou simplement qu'au fil du temps, beaucoup de poussière et de débris se sont accumulés dans le boîtier, l'écran doit être ATTENTIVEMENT essuyé avec de la microfibre (un chiffon d'essuyage spécial qui nettoie bien et ne laisse pas de traces ou des stries. Il peut être acheté dans les magasins de vente d'optique. Certains types de lunettes sont équipés d'une telle microfibre d'essuyage.) Lors de l'utilisation du téléphone, ne laissez pas d'impact physique sur l'écran (impacts, pressions, courbures fortes) et exposez également à la lumière directe du soleil et à des températures élevées. Cela conduira à son échec.
12. Émetteur-récepteur– utilisé pour recevoir et transmettre des signaux cellulaires GSM. Il contient de nombreux éléments fonctionnels (générateurs contrôlés par la tension du récepteur et de l'émetteur, filtres passe-bande, condensateurs de découplage, inductances, etc.). Contrôlé par un processeur et un résonateur à quartz de 26 MHz.
En cas de dysfonctionnement de l'émetteur-récepteur, le téléphone ne pourra pas s'enregistrer sur le réseau cellulaire et aucun indicateur de force du signal GSM ne s'affichera sur l'écran.
13. Amplificateur de puissance– conçu pour amplifier le signal généré par l’émetteur-récepteur jusqu’au niveau de puissance requis pour le rayonnement de l’antenne dans l’air.
En cas de dysfonctionnement de l'amplificateur de puissance, le téléphone recevra un signal du réseau cellulaire, mais ne pourra pas s'y enregistrer, car il ne pourra pas transmettre de signal GSM.
14. Commutateur d'antenne (commutateur)– conçu pour appairer (connecter) le chemin de réception et de transmission du module GSM à l’antenne téléphonique. Cela garantit que le téléphone dispose d'une antenne commune pour la réception et la transmission, et élimine également l'influence de l'amplificateur de puissance sur le chemin de réception.
Structurellement, les commutateurs d'antenne sont réalisés sur un substrat céramique fragile et, lorsque le téléphone tombe, tombent très souvent en panne, car le substrat se fissure. Dans de tels cas, le téléphone ne « voit » pas le signal du réseau cellulaire.
15. Antenne– conçu pour accumuler l’énergie émise par la station de base et la transmettre ensuite au circuit du trajet de réception. Lors de la transmission d'un signal, l'inverse est vrai : depuis l'émetteur, le signal est amplifié par un amplificateur de puissance et transmis à une antenne, qui émet le signal dans l'air.
Un téléphone mobile ou cellulaire est une combinaison miniature d'un téléphone, d'un récepteur radio et d'un émetteur radio, rendue possible uniquement grâce aux progrès de la physique moderne (Fig. 18.11).
Le principal avantage d'un tel téléphone est qu'il maintient une communication radiotéléphonique constante lorsque l'abonné se déplace à l'intérieur de la « zone de couverture ».
L’ensemble de la zone de couverture est divisée en cellules, également appelées « cellules » (d’où le nom du téléphone). Chaque cellule possède son propre émetteur-récepteur (leurs antennes sont installées sur des tours de télévision, des immeubles de grande hauteur et des tours spécialement construites). Lorsque le téléphone portable est allumé, il envoie automatiquement des signaux après un certain temps, maintenant une communication radio avec le récepteur-émetteur le plus proche, qui lui fournit l'un des canaux gratuits.
Lorsqu'un téléphone mobile est déplacé d'une cellule à une autre, il bascule automatiquement sur le canal libre du récepteur-émetteur le plus proche.
Électrodynamique. 2014
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Des millions de personnes dans le monde utilisent des téléphones portables parce que les téléphones mobiles ont rendu beaucoup plus facile la communication avec les gens du monde entier.
De nos jours, les téléphones mobiles sont dotés d’une gamme de fonctionnalités, et de nouvelles sont disponibles chaque jour. Selon le modèle de votre téléphone mobile, vous pouvez effectuer les opérations suivantes :
Enregistrer les informations importantes
Prenez des notes ou faites une liste de choses à faire
Enregistrez les réunions importantes et activez les alarmes pour les rappels
utiliser une calculatrice pour les calculs
envoyer ou recevoir du courrier
rechercher des informations (actualités, déclarations, blagues et bien plus encore) sur Internet
jouer à des jeux
regarder la télévision
envoyer des messages
Utilisez d'autres appareils tels que des lecteurs MP3, des PDA et des systèmes de navigation GPS.
Mais ne vous êtes-vous jamais demandé comment fonctionne un téléphone portable ? Et qu’est-ce qui le différencie d’un simple téléphone fixe ? Que signifient tous ces termes PCS, GSM, CDMA et TDMA ? Cet article parlera des nouvelles fonctionnalités des téléphones mobiles.
Commençons par le fait qu'un téléphone mobile est essentiellement une radio - un type plus avancé, mais néanmoins une radio. Le téléphone lui-même a été créé par Alexander Graham Bell en 1876, et la communication sans fil un peu plus tard par Nikolai Tesla dans les années 1880 (l'Italien Guglielmo Marconi a commencé à parler de communication sans fil en 1894). Il était destiné que ces deux grandes technologies se rejoignent.
Dans les temps anciens, quand il n’y avait pas de téléphone portable, les gens installaient des radiotéléphones dans leurs voitures pour communiquer. Ce système radiotéléphonique fonctionnait à l'aide d'une antenne principale installée sur une tour à l'extérieur de la ville et prenait en charge environ 25 canaux. Pour se connecter à l'antenne principale, le téléphone devait disposer d'un émetteur puissant - d'un rayon d'environ 70 km.
Mais peu de gens pouvaient utiliser de tels téléphones radio en raison du nombre limité de canaux.
Le génie du système mobile réside dans le découpage de la ville en plusieurs éléments (« cellules »). Cela favorise la réutilisation des fréquences dans toute la ville, afin que des millions de personnes puissent utiliser leur téléphone portable en même temps. « Honeycomb » n'a pas été choisi par hasard, puisque c'est le nid d'abeilles (de forme hexagonale) qui peut couvrir la zone de la manière la plus optimale.
Afin de mieux comprendre le fonctionnement d'un téléphone mobile, il est nécessaire de comparer la radio CB (c'est-à-dire la radio ordinaire) et le téléphone sans fil.
Appareil portable full-duplex versus semi-duplex - les radiotéléphones, comme les simples radios, sont des appareils semi-duplex. Cela signifie que deux personnes utilisent la même fréquence et ne peuvent donc parler qu’à tour de rôle. Un téléphone mobile est un appareil full-duplex, ce qui signifie qu’une personne utilise deux fréquences : une fréquence sert à entendre la personne de l’autre côté, l’autre à parler. Par conséquent, vous pouvez parler sur les téléphones portables en même temps.
Canaux - un radiotéléphone n'utilise qu'un seul canal, une radio en possède environ 40. Un simple téléphone mobile peut disposer de 1 664 chaînes ou plus.
Dans les appareils semi-duplex, les deux émetteurs radio utilisent la même fréquence, de sorte qu'une seule personne peut parler. Dans les appareils full duplex, les 2 émetteurs utilisent des fréquences différentes afin que les gens puissent parler en même temps. Les téléphones mobiles sont des appareils en duplex intégral.
Dans un système de téléphonie mobile américain typique, un utilisateur de téléphone mobile utilise environ 800 fréquences pour parler en ville. Un téléphone portable divise une ville en plusieurs centaines. Chaque cellule a une taille spécifique et couvre une superficie de 26 km2. Les nids d'abeilles sont comme des hexagones enfermés dans un treillis.
Étant donné que les téléphones mobiles et les stations utilisent des émetteurs de faible puissance, les cellules non adjacentes peuvent utiliser les mêmes fréquences. Les deux cellules peuvent utiliser les mêmes fréquences. Le réseau cellulaire se compose d'ordinateurs puissants à haut débit, de stations de base (émetteurs-récepteurs VHF multifréquences) répartis dans toute la zone de travail du réseau cellulaire, de téléphones mobiles et d'autres équipements de haute technologie. Nous parlerons plus loin des stations de base, mais regardons maintenant les « cellules » qui composent un système cellulaire.
Une cellule dans un système cellulaire analogique utilise 1/7 des canaux de communication bidirectionnels disponibles. Cela signifie que chaque cellule (sur 7 cellules de la grille) utilise 1/7 des canaux disponibles, qui ont leur propre ensemble de fréquences et ne se chevauchent donc pas :
Un utilisateur de téléphone mobile reçoit généralement 832 fréquences radio pour parler dans la ville.
Chaque téléphone mobile utilise 2 fréquences par appel - ce qu'on appelle. canal bidirectionnel - donc, pour chaque utilisateur de téléphone mobile, il existe 395 canaux de communication (les 42 fréquences restantes sont utilisées par le canal principal - nous en reparlerons plus tard).
Ainsi, chaque cellule dispose de jusqu'à 56 canaux de communication disponibles. Cela signifie que 56 personnes pourront parler simultanément sur leur téléphone portable. La première technologie mobile, la 1G, est considérée comme un analogue du réseau cellulaire. Depuis que la transmission d'informations numériques (2G) a commencé à être utilisée, le nombre de canaux a considérablement augmenté.
Les téléphones portables sont équipés d'émetteurs de faible puissance intégrés, ils fonctionnent donc à 2 niveaux de signal : 0,6 watts et 3 watts (à titre de comparaison, voici une simple radio qui fonctionne à 4 watts). Les stations de base utilisent également des émetteurs de faible puissance, mais elles ont leurs propres avantages :
La transmission de la station de base et du signal du téléphone portable au sein de chaque cellule ne permet pas de s'éloigner de la cellule. De cette façon, les deux cellules peuvent réutiliser les mêmes 56 fréquences. Les mêmes fréquences peuvent être utilisées dans toute la ville.
La consommation de charge d’un téléphone mobile, qui fonctionne généralement sur batterie, n’est pas très élevée. Les émetteurs de faible puissance signifient de petites batteries, ce qui rend les téléphones portables plus compacts.
Un réseau cellulaire nécessite un certain nombre de stations de base, quelle que soit la taille de la ville. Une petite ville devrait avoir plusieurs centaines de tours. Tous les utilisateurs de téléphones mobiles dans n'importe quelle ville sont gérés par un bureau principal, appelé Mobile Phone Switching Center. Ce centre contrôle tous les appels téléphoniques et les stations de base dans une zone donnée.
Codes de téléphone portable
Le numéro de séquence électronique (ESN) est un numéro unique de 32 bits programmé dans le téléphone mobile par le fabricant.
Le numéro d'identification mobile (MIN) est un code à 10 chiffres dérivé d'un numéro de téléphone mobile.
Le code d'identification du système (SID) est un code unique à 5 chiffres attribué à chaque société FCC. Les deux derniers codes, MIN et SID, sont programmés dans le téléphone portable lorsque vous achetez la carte et allumez le téléphone.
Chaque téléphone mobile possède son propre code. Des codes sont nécessaires pour reconnaître les téléphones, les propriétaires de téléphones mobiles et les opérateurs mobiles. Par exemple, vous avez un téléphone portable, vous l'allumez et essayez de passer un appel. Voici ce qui se passe pendant cette période :
Lorsque vous allumez le téléphone pour la première fois, il recherche un code d'identification sur le canal de commande principal. Un canal est une fréquence spéciale que les téléphones mobiles et la station de base utilisent pour transmettre des signaux. Si le téléphone ne trouve pas le canal de contrôle, alors il est hors de portée et le message « pas de réseau » s'affiche à l'écran.
Lorsque le téléphone reçoit un code d'identification, il le compare à son propre code. S'il y a une correspondance, le téléphone mobile est autorisé à se connecter au réseau.
Avec le code, le téléphone demande l'accès au réseau et le centre de commutation mobile enregistre la position du téléphone dans la base de données, afin que le centre de commutation sache quel téléphone vous utilisez lorsqu'il souhaite vous envoyer un message de service.
Le central téléphonique reçoit les appels et peut calculer votre numéro. A tout moment, il peut rechercher votre numéro de téléphone dans sa base de données.
Le centre de commutation contacte votre téléphone mobile pour vous indiquer la fréquence à utiliser et une fois que le téléphone mobile a communiqué avec l'antenne, le téléphone accède au réseau.
Le téléphone portable et la station de base maintiennent un contact radio constant. Un téléphone portable passe périodiquement d'une station de base à une autre, qui émet un signal plus fort. Si un téléphone portable sort du champ d'une station de base, il établit une connexion avec une autre station de base proche, même pendant une conversation. Les deux stations de base « communiquent » via le Switching Center, qui transmet un signal à votre téléphone mobile pour changer de fréquence.
Il existe des cas où, lors d'un déplacement, le signal passe d'une cellule à une autre, appartenant à un autre opérateur mobile. Dans ce cas, le signal ne disparaît pas mais est transféré vers un autre opérateur mobile.
La plupart des téléphones portables modernes peuvent fonctionner selon plusieurs normes, ce qui vous permet d'utiliser les services d'itinérance sur différents réseaux cellulaires. Le centre de commutation dont vous utilisez actuellement les cellules contacte votre centre de commutation et demande une confirmation du code. Votre système transfère toutes les données de votre téléphone vers un autre système et le Switching Center vous connecte aux cellules du nouvel opérateur mobile. Et le plus étonnant, c’est que tout cela se fait en quelques secondes.
Le plus ennuyeux dans tout cela, c'est que vous pouvez payer un joli centime pour les appels en itinérance. Sur la plupart des téléphones, lorsque vous traversez la frontière pour la première fois, le service d'itinérance s'affiche. Sinon, mieux vaut vérifier votre carte de couverture mobile pour ne pas avoir à payer des tarifs « gonflés » plus tard. Par conséquent, vérifiez immédiatement le coût de ce service.
Veuillez noter que le téléphone doit fonctionner sur plusieurs bandes si vous souhaitez utiliser le service d'itinérance, car différents pays utilisent des bandes différentes.
En 1983, la première norme de téléphonie mobile analogique, AMPS (Advanced Mobile Telephone Service), a été développée. Cette norme de communication mobile analogique fonctionne dans la gamme de fréquences de 825 à 890 MHz. Afin de maintenir la concurrence et de maintenir les prix sur le marché, le gouvernement fédéral américain a exigé qu'il y ait au moins deux entreprises exerçant la même activité sur le marché. L'une de ces sociétés aux États-Unis était la Local Telephone Company (LEC).
Chaque entreprise disposait de ses propres 832 fréquences : 790 pour les appels et 42 pour les données. Pour créer un canal, deux fréquences ont été utilisées à la fois. La gamme de fréquences du canal analogique était généralement de 30 kHz. La plage d'émission et de réception du canal vocal est séparée de 45 MHz, de sorte qu'un canal ne chevauche pas l'autre.
Une version de la norme AMPS appelée NAMPS (Narrowband Advanced Communications System) utilise de nouvelles technologies numériques pour permettre au système de tripler ses capacités. Mais même si elle utilise les nouvelles technologies numériques, cette version reste uniquement analogique. Les normes analogiques AMPS et NAMPS fonctionnent uniquement à 800 MHz et ne peuvent pas encore offrir une grande variété de fonctions, telles que la connectivité Internet et la messagerie.
Les téléphones mobiles numériques appartiennent à la deuxième génération (2G) de technologie mobile. Ils utilisent la même technologie radio que les téléphones analogiques, mais d'une manière légèrement différente. Les systèmes analogiques n'utilisent pas pleinement le signal entre le téléphone et le réseau mobile : les signaux analogiques ne peuvent pas être brouillés ou manipulés aussi facilement que les signaux numériques. C'est l'une des raisons pour lesquelles de nombreux câblodistributeurs se tournent vers le numérique : afin de pouvoir utiliser davantage de chaînes dans une gamme donnée. C'est incroyable à quel point un système numérique peut être efficace.
De nombreux systèmes mobiles numériques utilisent la modulation de fréquence (FSK) pour transmettre et recevoir des données via le portail analogique AMPS. La modulation de fréquence utilise 2 fréquences, l'une pour le un logique, l'autre pour le zéro logique, en choisissant entre les deux, lors de la transmission d'informations numériques entre la tour et le téléphone mobile. Afin de convertir des informations analogiques en informations numériques et vice versa, une modulation et un schéma de codage sont nécessaires. Cela suggère que les téléphones mobiles numériques doivent être capables de traiter les données rapidement.
En termes de complexité par pouce cube, les téléphones mobiles comptent parmi les appareils modernes les plus complexes. Les téléphones mobiles numériques peuvent effectuer des millions de calculs par seconde afin d'encoder ou de décoder un flux vocal.
Tout téléphone ordinaire se compose de plusieurs parties :
La puce (carte) qui est le cerveau du téléphone
Antenne
Écran à cristaux liquides (LCD)
Clavier
Microphone
Conférencier
Batterie
Le microcircuit est le centre de tout le système. Ensuite, nous examinerons quels types de puces existent et comment chacune d’elles fonctionne. La puce de conversion analogique-numérique et retour-numérique code le signal audio sortant d'un système analogique vers un système numérique et le signal entrant d'un système numérique vers un système analogique.
Un microprocesseur est un dispositif de traitement central chargé d'effectuer l'essentiel du travail de traitement de l'information. Il contrôle le clavier et l'affichage, ainsi que de nombreux autres processus.
Les puces ROM et la puce de la carte mémoire vous permettent de stocker les données du système d'exploitation du téléphone mobile et d'autres données utilisateur, telles que les données du répertoire téléphonique. La radiofréquence contrôle l’alimentation et la charge et gère des centaines d’ondes FM. L'amplificateur haute fréquence contrôle les signaux reçus ou réfléchis par l'antenne. La taille de l’écran a considérablement augmenté depuis que les téléphones mobiles sont devenus plus fonctionnels. De nombreux téléphones sont équipés d'ordinateurs portables, de calculatrices et de jeux. Et désormais, de plus en plus de téléphones sont connectés à un PDA ou à un navigateur Web.
Certains téléphones stockent certaines informations, telles que les codes SID et MIN, dans la mémoire flash intégrée, tandis que d'autres utilisent des cartes externes telles que les cartes SmartMedia.
De nombreux téléphones ont des haut-parleurs et des microphones si petits qu'il est difficile d'imaginer comment ils émettent du son. Comme vous pouvez le constater, les haut-parleurs ont la même taille qu’une petite pièce de monnaie et le microphone n’est pas plus gros qu’une pile de montre. À propos, ces piles de montre sont utilisées dans la puce interne d’un téléphone mobile pour faire fonctionner la montre.
Le plus étonnant est qu'il y a 30 ans, beaucoup de ces pièces occupaient un étage entier du bâtiment, mais maintenant tout cela tient dans la paume d'une personne.
Il existe trois manières les plus courantes pour les téléphones mobiles 2G d'utiliser les fréquences radio pour transmettre des informations :
FDMA (accès multiple par répartition en fréquence) TDMA (accès multiple par répartition dans le temps) CDMA (accès multiple par répartition en code)
Bien que les noms de ces méthodes semblent si déroutants, vous pouvez facilement deviner comment elles fonctionnent simplement en décomposant le nom en mots individuels.
Le premier mot, fréquence, heure, code, indique la méthode d'accès. Le deuxième mot, division, signifie qu'il sépare les appels en fonction de la méthode d'accès.
FDMA place chaque appel téléphonique sur une fréquence distincte. TDMA attribue à chaque appel un certain temps sur sa fréquence assignée. CDMA attribue un code unique à chaque appel et le transmet ensuite à une fréquence libre.
Le dernier mot de chaque méthode, multiple, signifie que chaque centième peut être utilisé par plusieurs personnes.
FMDA
FDMA (Frequency Division Multiple Access) est une méthode d'utilisation des fréquences radio dans laquelle un seul abonné est dans la même bande de fréquences, différents abonnés utilisant différentes fréquences au sein d'une cellule. Est une application du multiplexage par répartition en fréquence (FDM) dans les communications radio. Pour mieux comprendre le fonctionnement de la FDMA, nous devons examiner le fonctionnement des radios. Chaque radio envoie son signal sur des bandes de fréquences libres. La méthode FDMA est principalement utilisée pour transmettre des signaux analogiques. Et même si cette méthode permet sans aucun doute de transmettre des informations numériques, elle n’est pas utilisée car jugée moins efficace.
TDMA
TDMA (Time Division Multiple Access) est une méthode d'utilisation des fréquences radio lorsqu'il y a plusieurs abonnés dans le même créneau de fréquence, différents abonnés utilisent différents créneaux horaires (intervalles) pour la transmission. Il s'agit d'une application du multiplexage temporel (TDM) aux communications radio. Lors de l'utilisation du TDMA, une bande de fréquences étroite (30 kHz de large et 6,7 millisecondes de long) est divisée en trois intervalles de temps.
Une bande de fréquences étroite est généralement comprise comme « canaux ». Les données vocales converties en informations numériques sont compressées, ce qui leur permet de prendre moins de place. Par conséquent, le TDMA fonctionne trois fois plus rapidement qu'un système analogique utilisant le même nombre de canaux. Les systèmes TDMA fonctionnent sur la gamme de fréquences 800 MHz (IS-54) ou 1 900 MHz (IS-136).
GSM
TDMA est actuellement la technologie dominante pour les réseaux cellulaires mobiles et est utilisée dans la norme GSM (Global System for Mobile Communications) (SPS-900 russe) - une norme numérique mondiale pour les communications cellulaires mobiles, avec un partage de canal basé sur le principe TDMA et un haut degré de sécurité grâce au cryptage à clé publique. Cependant, le GSM utilise différemment les accès TDMA et IS-136. Imaginons que GSM et IS-136 soient des systèmes d'exploitation différents fonctionnant sur le même processeur. Par exemple, les systèmes d'exploitation Windows et Linux fonctionnent sur un Intel Pentium III. Les systèmes GSM utilisent une méthode de cryptage pour sécuriser les appels téléphoniques depuis des téléphones mobiles. Le réseau GSM en Europe et en Asie fonctionne à une fréquence de 900 MHz et 1 800 MHz, et aux États-Unis à une fréquence de 850 MHz et 1 900 MHz et est utilisé dans les communications mobiles.
Bloquer votre téléphone GSM
Le GSM est la norme internationale en Europe, en Australie, dans la plupart des pays d'Asie et d'Afrique. Les utilisateurs de téléphones mobiles peuvent acheter un téléphone qui fonctionnera partout où la norme est prise en charge. Afin de se connecter à un opérateur mobile spécifique dans différents pays, les utilisateurs GSM changent simplement de carte SIM. Les cartes SIM stockent toutes les informations et numéros d'identification nécessaires pour se connecter à un opérateur mobile.
Malheureusement, les fréquences GSM 850 MHz/1 900 MHz utilisées aux États-Unis ne sont pas les mêmes que celles du système international. Ainsi, si vous vivez aux États-Unis mais avez vraiment besoin d'un téléphone mobile à l'étranger, vous pouvez acheter un téléphone GSM à trois ou quatre bandes et l'utiliser dans votre pays d'origine et à l'étranger, ou simplement acheter un téléphone mobile GSM 900 MHz/1 800 MHz pour voyager à l'étranger.
CDMA
CDMA (accès multiple par répartition en code). Les canaux de trafic utilisant cette méthode de division du support sont créés en attribuant à chaque utilisateur un code numérique distinct, réparti sur toute la bande passante. Il n'y a pas de division temporelle, tous les abonnés utilisent constamment toute la largeur du canal. La bande de fréquences d'une chaîne est très large, les émissions des abonnés se chevauchent, mais comme leurs codes sont différents, elles peuvent être différenciées. Le CDMA constitue la base de l'IS-95 et fonctionne sur les bandes de fréquences 800 MHz et 1 900 MHz.
Téléphone mobile double bande et double standard
Lorsque vous partez en voyage, vous souhaitez sans doute trouver un téléphone qui fonctionnera sur plusieurs bandes, dans plusieurs standards, ou qui combinera les deux. Examinons de plus près chacune de ces possibilités :
Un téléphone multibande peut passer d'une fréquence à une autre. Par exemple, un téléphone TDMA double bande peut utiliser les services TDMA sur un système 800 MHz ou 1 900 MHz. Un téléphone GSM bi-bande peut utiliser le service GSM sur trois bandes : 850 MHz, 900 MHz, 1 800 MHz ou 1 900 MHz.
Téléphone multistandard. « Standard » dans les téléphones mobiles désigne le type de transmission du signal. Ainsi, un téléphone doté des normes AMPS et TDMA peut passer d’une norme à une autre si nécessaire. Par exemple, la norme AMPS vous permet d'utiliser un réseau analogique dans des zones qui ne prennent pas en charge un réseau numérique.
Un téléphone multibande/multistandard vous permet de changer la bande de fréquence et la norme de transmission.
Les téléphones prenant en charge cette fonctionnalité changent automatiquement de bande ou de norme. Par exemple, si un téléphone prend en charge deux bandes, il se connecte au réseau 800 MHz s'il ne peut pas se connecter à la bande 1 900 MHz. Lorsqu’un téléphone dispose de plusieurs standards, il utilise d’abord le standard numérique, et si celui-ci n’est pas disponible, il passe au standard analogique.
Les téléphones mobiles sont disponibles en modes deux et trois bandes. Cependant, le mot « trois voies » peut être trompeur. Cela peut signifier que le téléphone prend en charge les normes CDMA et TDMA, ainsi que la norme analogique. Et en même temps, cela peut signifier que le téléphone prend en charge une norme numérique sur deux bandes et une norme analogique. Pour ceux qui voyagent à l’étranger, il est préférable d’acheter un téléphone fonctionnant sur la bande GSM 900 MHz pour l’Europe et l’Asie et 1 900 MHz pour les États-Unis, et prenant également en charge la norme analogique. Essentiellement, il s'agit d'un téléphone bi-bande dans lequel l'un de ces modes (GSM) prend en charge 2 bandes.
Service de communications cellulaires et personnelles
Le service de communications personnelles (PCS) est essentiellement un service de téléphonie mobile qui met l'accent sur les communications personnelles et la mobilité. La principale caractéristique de PCS est que le numéro de téléphone de l'utilisateur devient son numéro de communication personnel (PCN), qui est « lié » à l'utilisateur lui-même, et non à son modem téléphonique ou radio. Un voyageur international utilisant PCS peut recevoir librement des appels téléphoniques et des e-mails sur son PCN.
Les communications cellulaires ont été créées à l’origine pour être utilisées dans les voitures, tandis que les communications personnelles offraient de plus grandes possibilités. Par rapport aux communications cellulaires traditionnelles, le PCS présente plusieurs avantages. Premièrement, il est entièrement numérique, ce qui offre des taux de transfert de données plus élevés et facilite l'utilisation des technologies de compression des données. Deuxièmement, la gamme de fréquences utilisée pour le PCS (1 850-2 200 MHz) permet de réduire le coût de l'infrastructure de communication. (Étant donné que les dimensions globales des antennes des stations de base PCS sont plus petites que les dimensions globales des antennes des stations de base des réseaux cellulaires, leur production et leur installation sont moins chères).
En théorie, le système mobile aux États-Unis fonctionne sur deux bandes de fréquences : 824 et 894 MHz ; PCS fonctionne à 1 850 et 1 990 MHz. Et comme ce service est basé sur la norme TDMA, le PCS dispose de 8 plages horaires et l'espacement des canaux est de 200 KHz, contre les trois plages horaires habituelles et 30 KHz entre les canaux.
La 3G est la dernière technologie en matière de communications mobiles. 3G signifie que le téléphone appartient à la troisième génération - la première génération est constituée de téléphones mobiles analogiques, la seconde est numérique. La technologie 3G est utilisée dans les téléphones mobiles multimédias, communément appelés smartphones. Ces téléphones disposent de plusieurs bandes et d'un transfert de données à haut débit.
La 3G utilise plusieurs standards mobiles. Les trois plus courants sont :
CDMA2000 est un développement ultérieur de la norme CDMA One de 2e génération.
WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access - broadband CDMA) est la technologie d'interface radio choisie par la plupart des opérateurs cellulaires pour fournir un accès radio haut débit afin de prendre en charge les services 3G.
TD-SCDMA (English Time Division - Synchronous Code Division Multiple Access) est une norme chinoise pour les réseaux mobiles de troisième génération.
Le réseau 3G peut transférer des données à des vitesses allant jusqu'à 3 Mbps (il ne faut donc que 15 secondes environ pour télécharger une chanson MP3 d'une durée de 3 minutes). À titre de comparaison, regardons les téléphones mobiles de deuxième génération : le téléphone 2G le plus rapide peut atteindre des vitesses de transfert de données allant jusqu'à 144 Kb/s (il faut environ 8 heures pour télécharger une chanson de 3 minutes). Le transfert de données 3G à haut débit est tout simplement idéal pour télécharger des informations depuis Internet, envoyer et recevoir des fichiers multimédias volumineux. Les téléphones 3G sont une sorte de mini-ordinateur portable capable de gérer de grandes applications, telles que le streaming vidéo depuis Internet, l'envoi et la réception de fax et le téléchargement de messages électroniques avec des applications.
Bien entendu, cela nécessite des stations de base qui transmettent des signaux radio d’un téléphone à l’autre.
Les stations de base pour téléphones portables sont des structures en métal moulé ou en treillis qui s'élèvent à des centaines de pieds dans les airs. Cette photo montre une tour moderne qui « dessert » 3 opérateurs mobiles différents. Si vous regardez la base des stations de base, vous remarquerez que chaque opérateur mobile a installé son propre équipement, qui prend aujourd'hui très peu de place (au pied des tours plus anciennes, de petites salles étaient construites pour un tel équipement).
Station de base. photo de http://www.prattfamily.demon.co.uk
Un émetteur et un récepteur radio sont placés à l'intérieur d'un tel bloc, grâce auquel la tour communique avec les téléphones portables. Les radios sont reliées à l'antenne de la tour par plusieurs câbles épais. Si vous regardez attentivement, vous remarquerez que la tour elle-même, tous les câbles et équipements des entreprises à la base des stations de base sont bien mis à la terre. Par exemple, une plaque à laquelle sont attachés des fils verts est un plan de masse en cuivre.
Un téléphone mobile, comme tout autre appareil électronique, peut rencontrer des problèmes :
Le plus souvent, il s'agit notamment de la corrosion des pièces causée par l'humidité pénétrant dans l'appareil. Si de l'humidité pénètre dans votre téléphone, vous devez vous assurer qu'il est complètement sec avant de l'allumer.
Des températures excessives (par exemple dans une voiture) peuvent endommager la batterie ou le circuit électronique du téléphone. Si la température est trop basse, l'écran peut s'éteindre.
Les téléphones mobiles analogiques sont souvent confrontés au problème du « clonage ». Un téléphone est considéré comme « cloné » lorsqu’une personne intercepte son numéro d’identification et peut appeler gratuitement d’autres numéros.
Voici comment fonctionne le « clonage » : Avant d'appeler quelqu'un, votre téléphone transmet ses codes ESN et MIN au réseau. Ces codes sont uniques et c'est grâce à eux que l'entreprise sait à qui adresser la facture des appels. Lorsque votre téléphone transmet des codes MIN/ESN, quelqu'un peut les entendre (à l'aide d'un appareil spécial) et les intercepter. Si ces codes sont utilisés sur un autre téléphone mobile, vous pouvez alors passer des appels à partir de celui-ci de manière totalement gratuite, puisque le propriétaire de ces codes paiera la facture.