PL227116B1 - Urzadzenie dowymuszania nadawania przez terminale abonenckie GSM wcelu umozliwienia ichzlokalizowania - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wymuszania nadawania przez terminale abonenckie GSM w celu umożliwienia ich zlokalizowania, a zwłaszcza telefony komórkowe, stosowane do wspomagania poszukiwań osób po katastrofach, posiadających przy sobie aparat telefoniczny GSM, który nie uległ uszkodzeniom wyłączającym.

Znany jest wymuszacz transmisji z publikacji Chmielniak A., Chmielniak J., Zielińska T., Czujnik telefonów komórkowych. Prace Naukowe, Elektronika z. 182, OWPW, Warszawa 2012, t. II, ss. 493-502, zawiera zestaw trzech anten strefowych o szerokości kątowej ok. 120 stopni, połączonych z trzema dwukierunkowymi wzmacniaczami sygnału GSM, trzema antenami rozsiewczymi i przełącznikiem wzmacniaczy. Urządzenie to działa tylko w sprzyjających warunkach, czyli przy słabym sygnale ze stacji bazowych telefonii komórkowej.

Celem wynalazku jest zapewnienie skutecznego wymuszania nadawania niezależnie od mocy sygnału ze stacji bazowych, który odbiera terminal abonencki.

Istota rozwiązania wg wynalazku polega na tym, że po ujawnieniu nieskutecznej metody przełączania wzmacniaczy włącza się na określony czas generator zagłuszający. Ma ono generator zakłócający połączony z anteną rozsiewczą własną i połączony jest z wyjściem układu sterującego, którego wejście połączone jest z zestawem trzech dwukierunkowych wzmacniaczy sygnału GSM, które poprzez przełącznik sygnału antenowego połączone są z analizatorem widmowym pasma GSM.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia skuteczne wymuszenie nadawania przez terminale abonenckie, a zwłaszcza telefony komórkowe.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schematycznie urządzenie do wymuszania nadawania przez terminale abonenckie GSM w celu umożliwienia ich zlokalizowania.

Jak to jest przedstawione na rysunku na maszcie antenowym 2 umieszczone są trzy nadawczoodbiorcze anteny strefowe 1 o kącie działania zbliżonym do 120 stopni kątowych, dostrojone do sygnału radiowego na pasmach GSM. Anteny strefowe 1 są skierowane poziomo w kierunkach odchylonych względem siebie o 120 stopni i mają za zadanie komunikować się z najbliższymi stacjami bazowymi telefonii komórkowej. Anteny strefowe 1 są połączone kablami antenowymi z wejściami do zestawu trzech dwukierunkowych wzmacniaczy sygnału GSM 3, wyposażonych w filtry pasmowe dostrojone do częstotliwości transmisji „w dół”, czyli od stacji bazowej do terminala abonenckiego, i „w górę”, to znaczy od terminala abonenckiego do stacji bazowej. Wzmacniacze te są dostępne w handlu pod nazwą „wzmacniacz sygnału GSM” lub „repeater GSM”. Do wzmacniaczy sygnału GSM 3 dołączone są poprzez kable antenowe trzy anteny rozsiewcze 5, które mają za zadanie łączyć się z terminalami abonenckimi, znajdującymi się w strefie poszukiwań. Anteny rozsiewcze 5 i zestaw trzech dwukierunkowych wzmacniaczy sygnału GSM 3 są umieszczone na drugim maszcie antenowym 10. Wzmacniacze sygnału GSM 3 są połączone z wejściem sterownika 4. Z każdym wzmacniaczem sygnału GSM 3 od strony anteny rozsiewczej 5 połączony jest poprzez przełącznik 7 i kabel antenowy, analizator widmowy sygnału w paśmie GSM 6. Na drugim maszcie antenowym 10 umieszczony jest także generator sygnału zakłócającego GSM 8, który jest połączony z wyjściem sterownika 4. Z generatorem sygnału zakłócającego GSM 8 połączona jest poprzez kabel antenowy jego własna antena rozsiewcza 9. Generator zakłócający sygnał GSM 8 jest urządzeniem dostępnym w handlu pod nazwą „zakłócacz sygnału GSM” lub „zagłuszacz sygnału GSM”.

W typowych warunkach pracy terminal abonencki jest zarejestrowany w tej stacji bazowej telefonii komórkowej, której sygnał w danym miejscu jest najsilniejszy i tylko poprzez tę jedną stację bazową komunikuje się z siecią GSM. Jeżeli sygnał ze stacji bazowej słabnie, terminal abonencki poszukuje innych stacji bazowych i wybiera tę stację, której sygnał jest najsilniejszy. Proces przełączania między stacjami bazowymi (ang. hangover), a także proces zgłaszania się terminala abonenckiego do sieci po zaniku jej sygnału, wymaga od terminala abonenckiego wymiany danych ze stacją bazową, czyli także nadawania sygnału na paśmie GSM. Urządzenie do wymuszania nadawania przez terminale abonenckie GSM w celu umożliwienia ich zlokalizowania ma za zadanie w taki sposób zmodyfikować parametry sygnałów pochodzących od stacji bazowych, aby zainicjować proces nadawania sygnału przez terminal abonencki.

Prawidłowe działanie urządzenia do wymuszania nadawania przez terminale abonenckie GSM w celu umożliwienia ich zlokalizowania wymaga przygotowania poprzez dostrojenie anten. Wymagane jest takie ustawienie anten strefowych 1 na maszcie antenowym 2, aby każda z nich komunikowała

PL 227 116 B1 się z inną stacją bazową telefonii komórkowej, co jest zweryfikowane za pomocą analizatora widmowego sygnału w paśmie GSM 6. W procesie przygotowania urządzenia do pracy wybrana dowolnie jedna z anten strefowych 1 jest nakierowywana na najbliższy zestaw anten stacji bazowej telefonii komórkowej. Nakierowanie wykonuje się poprzez podłączenie analizatora widmowego 6 poprzez przełącznik 7 do wybranego wzmacniacza sygnału GSM 3 i obserwację widma odbieranego sygnału. Jeżeli zostanie odnalezione maksimum w zakresie częstotliwości transmisji „w dół” - w kierunku od stacji bazowej do aparatu abonenckiego, w zakresie od 935 do 960 MHz - to oznacza, że antena jest prawidłowo nakierowana.

Następnie sprawdza się czy pozostałe anteny strefowe 1 odbierają sygnał z innych stacji bazowych, niż antena uprzednio nakierowana. Wykonuje się to poprzez przełączanie na wejście analizatora widmowego 6 kolejnych anten i porównanie, czy wartości maksymalne sygnału radiowego nadawanego na pasmach GSM dla transmisji „w dół” są różne dla każdej z anten. Jeżeli nie, należy zmienić orientację anten poprzez obrócenie masztu antenowego wokół osi pionowej o kąt nie większy, niż 60 stopni.

Po właściwym ustawieniu anten uruchomiany jest sterownik 4 w trybie automatycznego przełączania wzmacniaczy sygnału GSM 3. Sterownik sekwencyjnie włącza wzmacniacze sygnału GSM w ten sposób, aby w danej chwili pracował nie więcej, niż jeden z nich, a ponadto aby czas pracy pojedynczego wzmacniacza nie był krótszy niż 60 s. Telefon komórkowy wykrywa wtedy zmiany źródła najmocniejszego sygnału ze stacji bazowych. W takim przypadku terminal abonencki powinien przełączać się do stacji bazowej o najsilniejszym sygnale. W chwili przełączania terminal abonencki zaczyna nadawać, co jest celem działania urządzenia. Takie użycie urządzenia nie zaburza działania sieci telefonicznej.

Istnieją przypadki, w których mimo użycia metody przełączanych wzmacniaczy sygnału GSM, wymuszenie nadawania jest nieskuteczne. Takie zjawiska zaobserwowano wtedy, gdy teren poszukiwań znajduje się dostatecznie blisko stacji bazowej, aby pochodzący od niej sygnał jest na tyle silny, że terminal abonencki nie podejmuje próby znalezienia innej stacji bazowej.

W przypadku, gdy przełączenie nie następuje, sterownik 4 włącza generator sygnału zakłócającego sygnał radiowy GSM 8, który nie pozwala terminalom abonenckim na prawidłowy odbiór sygnału ze stacji bazowej. Generator ten emituje poprzez antenę 9 sygnał, który zakłóca wyłącznie sygnały nadawane przez stacje bazowe w zakresie częstotliwości transmisji „w dół” (935-960 MHz). Po włączeniu generatora na okres przynajmniej 60 sekund, a następnie jego wyłączeniu, terminale abonenckie pozostające w zasięgu własnej anteny rozsiewczej 9 podejmują próbę zarejestrowania się w stacji bazowej o najsilniejszym sygnale, który zostaje wtedy dostarczony za pomocą jednego ze wzmacniaczy sygnału GSM 3. Włączenie generatora zakłócającego 8 uniemożliwia prawidłową pracę sieci komórkowej w zasięgu jego działania.

Urządzenie do wymuszania nadawania przez terminale abonenckie GSM w celu umożliwienia ich zlokalizowania działa skutecznie bez ingerencji w sprzęt oraz bez modyfikacji oprogramowania zarówno systemu telefonii komórkowej, jak i terminali abonenckich. Działa niezależnie od operatora, typu terminala abonenckiego, wyposażenia terminala oraz numeru abonenckiego, którego znajomość nie jest potrzebna.

Potrzeba użycia urządzenia pojawia się, kiedy konieczne jest odnalezienie posiadacza terminala abonenckiego, a zwłaszcza telefonu komórkowego, w przypadku katastrofy budowlanej, lawiny lub innego nagłego zdarzenia. Wynalazek jest skuteczny, jeżeli zdarzenie nie uszkodziło terminala abonenckiego w takim stopniu, że utracił on zdolność do komunikowania się ze stacją bazową. W strefie poszukiwań może się znajdować dowolna liczba terminali abonenckich, a wynalazek inicjuje nadawanie każdego z nich.

Claims (1)

1. Urządzenie do wymuszania nadawania przez terminale abonenckie GSM w celu umożliwienia ich zlokalizowania zawierające zestaw trzech anten strefowych o szerokości kątowej ok. 120 stopni, połączonych z trzema dwukierunkowymi wzmacniaczami sygnału GSM, trzema antenami rozsiewczymi i przełącznikiem wzmacniaczy, znamienne tym, że ma generator zakłócający (8) połączony z anteną rozsiewczą własną (9) i połączony jest z wyjściem układu sterującego (4), którego wejście połączone jest z zestawem trzech dwukierunkowych wzmacniaczy sygnału GSM (3), które poprzez przełącznik sygnału antenowego (7) połączone są z analizatorem widmowym pasma GSM (6).