WO2020246915A1 - Устройство мобильной связи, подвижной ретранслятор и способ их использования - Google Patents

Устройство мобильной связи, подвижной ретранслятор и способ их использования Download PDF

Info

Publication number
WO2020246915A1
WO2020246915A1 PCT/RU2020/000269 RU2020000269W WO2020246915A1 WO 2020246915 A1 WO2020246915 A1 WO 2020246915A1 RU 2020000269 W RU2020000269 W RU 2020000269W WO 2020246915 A1 WO2020246915 A1 WO 2020246915A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transceiver
mobile
auxiliary
mobile communication
communication device
Prior art date
Application number
PCT/RU2020/000269
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Валерий Филиппович ИВАНОВ
Original Assignee
Валерий Филиппович ИВАНОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Филиппович ИВАНОВ filed Critical Валерий Филиппович ИВАНОВ
Publication of WO2020246915A1 publication Critical patent/WO2020246915A1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/04—Terminal devices adapted for relaying to or from another terminal or user

Definitions

  • the invention relates to the field of radio communication, in particular, to personal radio communication technology and can be used in a mobile telephone system.
  • US Pat. No. 5,657,386 describes a mobile communication device made in the form of a mobile phone, in which its radio transmitting unit is fixed on the subscriber's head, and a screen made of plastic filled with carbon fibers is installed between the head and this radio transmitting unit. It is obvious that such a solution creates additional inconveniences for the subscriber.
  • Another disadvantage of the known mobile communication devices is the discrepancy between their radiation powers and the radiation power from the base station. With practically the same sensitivities of their receivers, the reduced radiation power of a mobile communication device in comparison with the base station is often the reason for one-way communication, in which only the reception of a signal from the base station is possible. The main reasons for this include the low radiation power of the mobile communication device and its unfortunate location, for example, in an enclosed space.
  • the most effective way of protecting against electromagnetic radiation and at the same time increasing the reliability of communication is to use a mobile communication device (mobile phone, smartphone, tablet computer, etc.) that can interact with a mobile repeater.
  • a mobile communication device mobile phone, smartphone, tablet computer, etc.
  • This method consists in the fact that the mobile repeater receives and transmits the coded message of electromagnetic radiation, as well as receives and transmits the auxiliary radiation coded by the corresponding message by the mobile communication device through the mobile repeater, and is carried out as an exchange of control signals between the mobile repeater and a transceiver base station, and exchange of service messages between the auxiliary and additional transceiver of auxiliary radiation.
  • Another disadvantage of the prototype is its low efficiency due to the need for additional energy consumption of the batteries of the mobile communication device and the repeater for constant maintenance through the auxiliary radiation of the above-mentioned service messages.
  • the main task to be solved by the invention is to reduce the influence of the auxiliary radiation of the prototype on the subscriber's body, as well as to minimize the possibility of uncontrolled reading through the auxiliary radiation of the information stored in the memory of the mobile communication device.
  • the mobile transponder receives and transmits the coded message of electromagnetic radiation, as well as receives and transmits the auxiliary radiation by the mobile communication device through the mobile transponder coded by the corresponding message, and exchanges control signals between the mobile repeater and the transceiver base station, and the exchange of service messages between the auxiliary and additional transceiver of auxiliary radiation, while setting the maximum time period during which, in the absence of reception and transmission by the mobile repeater of the encoded electromagnetic radiation by the message there is a periodic exchange of service messages between the auxiliary and additional transceiver of auxiliary radiation, and after the expiration of the maximum time period, the above exchange is interrupted with by means of disabling or blocking the additional transceiver of the auxiliary radiation of the mobile communication device.
  • the device in which this method is implemented includes an electromagnetic radiation transceiver connected to a central microprocessor and at least one additional auxiliary radiation transceiver interacting through periodic exchange of service messages with an auxiliary transceiver of a mobile repeater, and additionally contains a receiver signal for turning on the additional transceiver of auxiliary radiation, as well as a block for turning it on / off, while the receiver of the signal for turning on the additional transceiver of auxiliary radiation is connected to the block for turning on / off and coordinated with the transmitter of the signal for turning it on, located in the mobile repeater.
  • the mobile repeater by means of which the considered method is also implemented, contains the main transceiver of electromagnetic radiation connected with the microprocessor and at least one auxiliary transceiver a sensor interacting through periodic exchange of service messages with an additional transceiver of a mobile communication device, while additionally contains a call signal generation unit connected by a microprocessor and a transmitter of an activation signal for an additional transceiver of a mobile communication device, while the activation signal transmitter is coordinated with the receiver signal to turn on an additional transceiver of auxiliary radiation, located in the mobile communication device.
  • fig. 1 shows a first embodiment of a block diagram of a mobile communication device
  • fig. 2 shows a second embodiment of a structural diagram of a mobile communication device
  • fig. 3 is a functional diagram of a mobile communication device and a mobile repeater
  • fig. 6 shows a second variant of the user interface of the mobile communication device
  • fig. 7 depicts a flowchart of the operation of a mobile communication device.
  • One-sided arrow 6 denotes the radiation energy flux related to the switch-on signal from PR 3. Intermittent arrow 6 denotes the radiation energy flux related to the switch-on signal, which can be created by another PR 3.
  • the mobile communication system also includes transceiver base stations (BS) 7, each of which has an antenna 8 and is connected to a switching center (CC) 9 of mobile communications.
  • Base station 7 is a single-channel or multi-channel fixed transceiver station used to organize communication with mobile subscribers in a limited geographic area and is usually located in its center. Depending on the context, the term base station can refer to the coverage area of a trunked communication system, a cell, a sector within a cell, or a group of cells.
  • the two-sidedness of mobile repeaters is due to their ability to relay a message both from the UMC 1 to BS 7 and from the base station to the UMC 1.
  • the mobile switching center 9 is used in such mobile communication systems as GSM, CDMA and provides all types of connections in which - rykh needs the process of operation of the UMC 1.
  • the mobile switching center 9 serves a group of cells of base stations, and provides call routing and call control functions. It also constantly monitors the UMC 1 using position registers, movement registers, and other specialized devices. To communicate with another subscriber, two options are used. The first option is carried out by transmitting from the UMS 1 to the input of the transceiver BS 7 and receiving directly from it the electromagnetic radiation encoded by the corresponding message, indicated in Fig.
  • auxiliary radiation 5 In the general case, for communication of UMC 1 with PR 3, several streams of VI 5 can be used simultaneously, ie k> 1.
  • either the first special antenna or PA 2 can be used, used both for the reception and transmission of the HI 5, and for the reception and transmission of the electromagnetic radiation encoded by the corresponding message 10.
  • the second special antenna or the PA 4 can be used for transmission and reception of the VI 5 in the form of a stream of electromagnetic radiation in PR 3.
  • At least channels 10, 11 are physical (they are, for example, a combination of time and frequency separation of signals and are defined as a sequence of radio frequency channels with the possibility of hopping in frequencies and time windows) and may also include logical control channels. These include, in particular, control signal transmission channels, common control channels, individual control channels, frequency control channel, parallel access channels, through which between BS 7 and UMC 1 (channel 10) or between BS 7 and a two-way PR 3 (channel 11), control and synchronization signals are exchanged. All these signals are formed in the BS 7 controller connected to the CC 9.
  • one of the most widespread WPAN protocols with the marketing name "Bluetooth” provides for several dozen subchannels, which are changed according to a certain algorithm about two thousand times per second. This minimizes the likelihood that several active connections will operate on the same frequency at the same time. But, even if this does happen, such an overlap is easily eliminated using a packet retry or an error correction algorithm.
  • Another advantage of these wireless communication protocols, which underlie the auxiliary radiation 5, is their low power compared to the electromagnetic radiation used in channels 10, 11. For example, in one of the most widespread WLAN protocols with the marketing name "Wi -Fi "the radiation power at the moment of data transmission is an order of magnitude less than that of a cell phone.
  • the PP 15 and DPP 16 include low-noise input amplifiers and power amplifiers, connected, in particular, to PA 2 through band-pass ceramic filters.
  • the DPP 16 can be connected to a separate antenna or to a special means for transmitting and receiving VI 5.
  • Received by PA 2 electromagnetic radiation encoded by a corresponding message or an auxiliary radiation encoded by a corresponding message after passing a bandpass filter amplified by a low-noise input amplifier and, after appropriate conversion, is fed to the input of the central microprocessor 12.
  • the signal amplified to the required level through the ceramic band-pass filter goes to the PA 2 and is radiated into space by means of electromagnetic radiation encoded by the corresponding message or coded corresponding the corresponding message of the auxiliary radiation.
  • the elements connected to the central microprocessor 12 include a microphone (Mk) 21, a subscriber's authenticity module (MP) 22, a display 23 and an on / off unit 24.
  • Mk microphone
  • MP subscriber's authenticity module
  • the latter is intended to create or execute commands in order to turn on or off the DPP 16.
  • the connection of the on / off unit 24 with the DPP 16 is carried out by means of the central microprocessor 12 and the internal interface 14.
  • the on / off unit 24 must be connected with the elements of the central microprocessor 12, issuing signals when an outgoing call from the UMC 1. It can also be noted that the block 24 on / off additional transceiver 16 can only be executed using software and be part of the central microprocessor 12.
  • Software A device is a set of instructions for implementation in accordance with a given algorithm of the computational process, issuing a command to enable or disable the DPP 16.
  • the implementation of the computational process in this case is carried out using the hardware that is part of the central microprocessor 12. From not shown on The figure of other elements included in the UMS 1, you can note the keyboard, channel equalizer, channel encoder / decoder, control memory and other elements.
  • the digital logic part performs the tasks of demodulation, encoding, compression and restoration of the signal encoded by the corresponding message. The latter can be formed by a subscriber or by means of a keyboard or a microphone.
  • the mobile repeater 3 contains a microprocessor 25, which is connected directly, as well as with the help of a bit bus 26 through the interface 27 of the mobile repeater with such elements as: the main transceiver (OPT) 28 of electromagnetic radiation, an auxiliary transceiver (WFP) 29, a transmitter turn-on signal (PSV) 30 of the additional transceiver 16, auxiliary receiver of the turn-on signal (VPSV) 31, sound emitter (ZI) 32, light emitter (SI) 33, auxiliary on / off unit (VBVO) 34 and unit the formation of a call signal (BFSV) 35.
  • OPT main transceiver
  • WFP auxiliary transceiver
  • PSV transmitter turn-on signal
  • VPSV transmitter turn-on signal
  • ZI sound emitter
  • SI light emitter
  • VBVO auxiliary on / off unit
  • BFSV auxiliary on / off unit
  • the runway 29 interacts through periodic exchange of service messages with the RWP 16, and the RWS 30 and the RWSW 31 are coordinated, respectively, with the RWS 18 and with RWR 19 located in the UMC 1.
  • Communication of the RWS 34 with the runway 29 is carried out by means of microprocessor 25 and interface 27 of the mobile repeater.
  • Functional diagrams of OPP 28 and RWP 29 can be similar to transceivers PP 15 and DPP 16, respectively with transceiver BS 7 and with DPP 16. Bidirectionality of transceivers is due to the ability to work both for receiving data and for transmitting them.
  • OPP 28 includes a power amplifier controlled by microprocessor 25 and connected to PAR 4.
  • RWY 29 includes also an output unit, which can be connected to both PAR 4 and to a separate antenna or to a special radiator VI 5.
  • Microprocessor 25 contains an internal memory, which can store the identification number of PR 3.
  • a control display connected to the microprocessor 25 may be provided. Its screen can reflect various service information, for example, the battery charge level of the mobile PR 3.
  • the call signal generating unit 35 can be made according to known schemes that implement the task of separating signals from their mixture.
  • the BFSV 35 can be made on the basis of the hardware and software used in the central microprocessor 12 to extract the call signal in the UMC 1.
  • the means of the PWS 30 and DPSV 19 can be made according to standard schemes.
  • PSV 30 can be used as its emitter either ZI 32, emitting a stream 6 of sound radiation energy, modulated by information containing on / off commands, or SI 33, emitting a light (or infrared) stream 6 modulated with similar information.
  • the elements that make up the PSV 30 and issue the necessary modulated voltage to power the ZI 32 or SI 33 will be contained in the microprocessor 25.
  • the PrSV 18 intended for receiving the sound or light flux may contain respectively Mk 21 or PSI 17 connected to the central microprocessor 12, which, in turn, includes means for issuing a corresponding “on” or “off” command.
  • the last post enters the input of the on / off block 24, which implements it on the DPP 16.
  • Fig. 4 shows a simplified block diagram of module 36, which can perform the functions of DPP 16, RWP 29, PrSV 18, DPSV 19, PSV 30 and VPSV 31
  • This module belongs to the AVM-200 family of modules developed by the Korean company "Airlogic”. Recommended uses for this module are all devices using the wireless technology already mentioned in the text with the marketing name "Bluetooth”.
  • Module 36 contains a power amplifier 37, a low-noise amplifier 38 and an antenna switch 39 connected through a band-pass filter (PF) 40 to antenna 41, which can be PA 2 or PAR 4.
  • PF band-pass filter
  • the low-noise amplifier 38 is a controlled two-stage gain - tel.
  • AZ is an authentication algorithm. used to calculate the response value in the microprocessor 25 from the random number received by the OPP 28 from the BS 7 or Kc - the encryption key used to encrypt / decrypt control signals and other transmitted data over channel 11.
  • HFP and HSP profiles can be used to transfer to PR 3 the data entered on the UMC 1 keypad.
  • the control signals include, in particular, information about the received signal strength and the signal-to-noise ratio.
  • the exchange of control signals between PR 3 and BS 7 is carried out regardless of the presence in channel 11 of any information flow associated with the reception and transmission of PR 3 from BS 7 encoded by a message of electromagnetic radiation.
  • the beginning of the operation of the algorithm is carried out after performing action 53, associated with turning on the UMC 1 and establishing the connection of the PR 3, firstly, with the BS 7 using the OPP 28 and channel 11, and secondly, with the UMC 1 using the RW 29 and VI 5.
  • the exchange of control signals between PR 3 and BS 7 is carried out regardless of the presence in channel 11 of any information flow associated with the reception and transmission of PR 3 from BS 7 of the message-coded electromagnetic radiation.
  • a periodic exchange of service messages begins to take place. Some of them are related to mutual authentication and are based on periodic exchange of identification data.
  • One of the devices, for example UMC 1 becomes a verifier and generates a random number RAND, which is sent to PR 3.
  • the microprocessor 25 of the latter or in the BU 42 of module 36
  • the value is calculated using a special algorithm SRES response (response PR 3 to the received random number RAND), which is sent to the verifier.
  • the mobile communication device 1 performs similar calculations and checks the answer of the bearer PR 3. If the SRES match, then the UMC 1 and PR 3 switch roles and the process is repeated anew. If the SRES does not match, the confirmation of the conformity of UMC 1 and PR 3 is considered negative and the communication by VI 5 is interrupted.
  • the slider 49 located in the field 48 is transferred to the on position shown in Fig.6.
  • the next operation of the algorithm is associated with the execution of action 55 to disable or block at least the transceiver DPP 16 in order to exclude its connection with the runway 29 by means of VI 5.
  • the establishment of communication with the help of VI 5 between the DPP 16 and the RWY 29 is carried out, accompanied, in turn, by the appearance of the process of exchanging service messages between them.
  • the previously allocated call signal is transmitted through VI 5 to the UMC 1, which, if accepted by the subscriber, is transferred to the conversation mode (step 59).
  • the UMC 1 After its termination ("Yes” in condition 60), but until the expiration of the maximum interval T ("No” in condition 54), DPP 16 and RWY 29 remain in the on state, exchanging service messages with each other.
  • the already considered action 55 is performed.
  • the invention can be used in all known mobile communication standards.
  • a mobile communication device described in this invention for example a smartphone
  • a person can reduce the exposure of the head, eyes, and other organs to harmful electromagnetic radiation, and, in addition, improve the reliability and quality of mobile communication.
  • the latter is explained by the fact that the mobile repeater can be pre-installed in such places where the quality of communication with the base station is the best. Reducing exposure to human eyes is especially relevant for the mobile Internet using the fifth generation of mobile communications based on telecommunication standards (5G / IMT-2020), following the current standards.

Abstract

Изобретение относится к области радиосвязи, в частности к системе персональной радиосвязи, и может быть использовано в системе мобильной телефонной связи. Способ мобильной связи с использованием подвижного ретранслятора (3) реализуется устройством (1) мобильной связи, включающим в себя связанные с центральным микропроцессором (12) приемопередатчик (15) электромагнитного излучения и, по крайней мере, один дополнительный приемопередатчик (16) вспомогательного излучения, взаимодействующий (53) посредством периодического обмена служебными сообщениями со вспомогательным приемопередатчиком (29) подвижного ретранслятора (3). Кроме того, устройство (1) мобильной связи содержит приемник (18) сигнала включения дополнительного приемопередатчика (16) вспомогательного излучения, а также блок (24) его включения/отключения, при этом приемник (18) сигнала включения дополнительного приемопередатчика (16) вспомогательного излучения подключен к блоку (24) включения/отключения и согласован с передатчиком (30) сигнала его включения, находящимся в подвижном ретрансляторе (3).

Description

УСТРОЙСТВО МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ, ПОДВИЖНОЙ РЕТРАНСЛЯТОР
И СПОСОБ ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Область техники
Изобретение относится к области радиосвязи, в частности, к технике персональной радиосвязи и может быть использовано в системе мобильной телефонной связи.
Предшествующий уровень техники
В настоящее время Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) доказано, что электромагнитное излучение, излучаемое подвижным средством связи, опасно для здо- ровья человека, так как повышает риск возникновения у него раковых заболеваний (пресс-релиз ВОЗ Л 208 от 31 мая 2011 г.).
Известны способы защиты от электромагнитного излучения, в которых для сни- жения его мощности в области головы абонента используют различные экранирую- щие элементы. Так в патенте США Ь 5657386 описано устройство мобильной связи, выполненное в виде мобильного телефона, в котором его радиопередающий блок за- креплён на голове абонента, а экран, изготовленный из пластмассы с наполнителем из угольных волокон, установлен между головой и этим радиопередающим блоком. Оче- видно, что такое решение создаёт дополнительные неудобства для абонента.
Другим недостатком известных устройств мобильной связи является несоответст- вие их мощностей излучения и мощности излучения от базовой станции. При практи- чески одинаковых чувствительностей их приёмников пониженная по сравнению с ба- зовой станцией мощность излучения подвижного средства связи часто является при- чиной односторонней связи, при которой возможен только приём сигнала от базовой станции. К основным причинам этого можно отнести небольшую мощность излучения подвижного средства связи и его неудачное местоположение, например, в закрытом помещении.
Наиболее эффективным способом защиты от электромагнитного излучения и од- новременного увеличения надёжности связи является использование такого устройства мобильной связи (мобильный телефон, смартфон, планшетный компьютер и т.п.), ко- торое может взаимодействовать с подвижным ретранслятором.
Известен способ мобильной связи, основанный на использовании подвижного ретранслятора посредством передачи им кодированного сообщением электромагнитно- го излучения после соответствующего преобразования кодированного сообгцени- ем вспомогательного излучения, принятого подвижным ретранслятором от подвижно- го средства связи (международная заявка WO 00/18040). Реализация этого способа осу- ществлена посредством устройства мобильной связи, связанного посредством вспомо- гательного излучения с подвижным ретранслятором, имеющим процессор и внутрен- нюю память. Использование подвижного ретранслятора позволяет снизить уровень мощности электромагнитного излучения до безопасных для человека значений, а так- же повысить надёжность связи за счёт размещения подвижного ретранслятора в местах с наименьшим ослаблением электромагнитного излучения. Однако вышеуказанный способ и устройство нельзя применить в той мобильной системе связи, в которой про- исходит постоянный обмен сигналами управления между входящей в неё базовой стан- цией и подвижным средством связи. Это объясняется тем, что при приёме от базовой станции сигнала управления подвижным средством связи ответный от него сигнал управления проходит через подвижной ретранслятор с задержкой, связанной с его об- работкой и отрицательно влияющей на работу системы в целом. Кроме того, из-за не- обходимости передавать сигналы управления от базовой станции на устройство мо- бильной связи через вспомогательное излучение, появляются трудности в его кодиро- вании посредством широко применяемых протоколов беспроводной передачи данных.
Вместе с тем, известно свободное от этих недостатков устройство мобильной свя- зи, описанное в патенте США Ns 7444116 и включающее связанные с центральным микропроцессором приёмопередатчик электромагнитного излучения и, по крайней ме- ре, один дополнительный приёмопередатчик вспомогательного излучения, взаимодей- ствующий посредством периодического обмена служебными сообщениями со вспомо- гательным приёмопередатчиком подвижного ретранслятора, в котором реализован другой способ мобильной связи.
Этот способ заключается в том, что производят приём и передачу подвижным рет- ранслятором кодированного сообщением электромагнитного излучения, а также приём и передачу устройством мобильной связи посредством подвижного ретранслятора ко- дированного соответствующим сообщением вспомогательного излучения, причём осу- ществляют как обмен сигналами управления между подвижным ретранслятором и при- ёмопередающей базовой станцией, так и обмен служебными сообщениями между вс- помогательным и дополнительным приёмопередатчиком вспомогательного излучения.
Однако недостатком этого устройства является также негативное влияние на здо- ровье человека, но уже вспомогательного излучения. Дело в том, что в настоящее вре- мя все устройства мобильной связи (смартфоны, планшетные компьютеры и др.) ис- пользуют такие протоколы WLAN и WPAN беспроводной передачи данных посредст- вом вспомогательного излучения, которые даже в ждущем режиме постоянно обмени- ваются служебными сообщениями. Например, в одном из самых распространённых протоколов WPAN с маркетинговым названием "Bluetooth" предусмотрено включение вспомогательного излучения в диапазоне частот 2, 4-2, 5 ГГц в ждущем режиме каждые 1,28 секунды. А в другом известном протоколе WLAN с маркетинговым названием "Wi-Fi" передача служебных пакетов в ждущем режиме на частоте вспомогательного излучения 2,4 ГГц производится через несколько десятых долей секунд. Таким обра- зом, несмотря на более низкую мощность (по сравнению с электромагнитным излуче- нием) вспомогательного излучения, его суммарный поток, поглощённый абонентом, может достигать весьма больших величин или при постоянном расположении устрой- ства мобильной связи вблизи тела человека, или рядом с его головой, например, в пе- риод сна. При этом из-за высоких эксплуатационных параметров вышеуказанных про- токолов, связанных с их надёжностью, простотой, низкой стоимостью и небольшой потребляемой мощности, найти для вспомогательного излучения другие протоколы не представляется возможным.
Другой недостаток прототипа заключён в уязвимости протоколов WLAN и WPAN беспроводной передачи данных из-за постоянного обмена вышеуказанными служеб- ными сообщениями посредством вспомогательного излучения. Возможность взлома этих протоколов может подвергнуть опасности любую информацию, хранящуюся на устройстве мобильной связи. Кроме этого, злоумышленник сможет получить контроль над устройством и отправлять на него нежелательные данные. Здесь следует также от- метить, что в настоящее время для взлома протоколов беспроводной передачи данных постоянно создаются все новые инструменты и этот процесс, как показывает практика, невозможно остановить. Еще одной актуальной угрозой для безопасности беспровод- ных соединений являются мобильные вирусы, которые могут распространяться при помощи таких соединений.
Ещё одним недостатком прототипа является его низкая экомичность из-за необхо- димости дополнительных затрат энергии аккумуляторов устройства мобильной связи и ретранслятора на постоянное поддержание через вспомогательное излучение вышеука- занных служебных сообщений.
В соответствии с изложенным целью настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков. Раскрытие изобретения
Основной задачей, на решение которых направлено изобретение, является умень- шение влияния вспомогательного излучения прототипа на тело абонента, а также све- дение к минимуму возможности неконтролируемого считывания через вспомогатель- ное излучение хранящейся в памяти устройства мобильной связи информации.
Сущность решения поставленной задачи, согласно изобретению, заключается в том, что производят приём и передачу подвижным ретранслятором кодированного со- общением электромагнитного излучения, а также приём и передачу устройством мо- бильной связи посредством подвижного ретранслятора кодированного соответствую- щим сообщением вспомогательного излучения, причём осуществляют обмен сигнала- ми управления между подвижным ретранслятором и приёмопередающей базовой стан- цией, а обмен служебными сообщениями - между вспомогательным и дополнительным приёмопередатчиком вспомогательного излучения, при этом задают максимальный период времени, в течение которого при отсутствии приёма и передачи подвижным ретранслятором кодированного сообщением электромагнитного излучения произво- дится периодический обмен служебными сообщениями между вспомогательным и до- полнительным приёмопередатчиком вспомогательного излучения, причём после исте- чения максимального периода времени прерывают вышеуказанный обмен служебными сообщениями посредством выключения или блокировки дополнительного приёмопе- редатчика вспомогательного излучения устройства мобильной связи.
Устройство, в котором реализован этот способ, включает в себя связанные с цент- ральным микропроцессором приёмопередатчик электромагнитного излучения и, по крайней мере, один дополнительный приёмопередатчик вспомогательного излучения, взаимодействующий посредством периодического обмена служебными сообщениями со вспомогательным приёмопередатчиком подвижного ретранслятора, причём допол- нительно содержит приёмник сигнала включения дополнительного приёмопередатчи- ка вспомогательного излучения, а также блок его включения/отключения, при этом приёмник сигнала включения дополнительного приёмопередатчика вспомогательного излучения подключён к блоку включения/отключения и согласован с передатчиком сигнала его включения, находящимся в подвижном ретрансляторе.
Подвижной ретранслятор, посредством которого также реализуется рассматривае- мый способ содержит связанные с микропроцессором основной приёмопередатчик электромагнитного излучения и, по крайней мере, один вспомогательный приёмопере- датчик, взаимодействующий посредством периодического обмена служебными сооб- щениями с дополнительным приёмопередатчиком устройства мобильной связи, при этом дополнительно содержит связанные посредством микропроцессора блок форми- рования сигнала вызова и передатчик сигнала включения дополнительного приё- мопередатчика устройства мобильной связи, при этом передатчик сигнала включения согласован с приёмником сигнала включения дополнительного приёмопередатчика вспомогательного излучения, находящимся в устройстве мобильной связи.
Другие особенности и преимущества изобретения будут ясны из подробного опи- сания, а также из пунктов 1-12 формулы изобретения.
Краткое описание фигур чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осу- ществления и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1 изображает первый вариант структурной схемы устройства мобильной связи; фиг. 2 изображает второй вариант структурной схемы устройства мобильной связи; фиг. 3 изображает функциональные схемы устройства мобильной связи и подвиж- ного ретранслятора;
фиг. 4 изображает часть функциональной схемы устройства мобильной связи; фиг. 5 изображает первый вариант пользовательского интерфейса устройства мо- бильной связи;
фиг. 6 изображает второй вариант пользовательского интерфейса устройства мо- бильной связи;
фиг. 7 изображает блок-схему алгоритма функционирования устройства мобильной связи.
Лучшие варианты осуществления изобретения
При описании лучших вариантов реализации данного изобретения, а также с це- лью удобства его дальнейшего рассмотрения, все сокращения, стоящие в скобках по- сле одного или нескольких слов, будут относиться к их начальным буквам.
На фиг.1 представлен первый вариант схемы системы мобильной связи с исполь- зованием подвижного ретранслятора, в которой цифрой 1 обозначено устройство мо- бильной связи (УМС), имеющее приёмопередающую антенну (ПА) 2, а цифрой 3 - п (п = 1, 2, ...) двусторонних подвижных ретрансляторов (ПР). Устройство мобильной связи может быть выполнено в виде таких устройств как, например, мобильный теле- фон или смартфон. Каждый из ПР 3 имеет приёмопередающую антенну ретранслятора (ПАР) 4, причём только один из ПР 3 связан с УМС 1 посредством вспомогательного излучения (ВИ), обозначенного в виде двух сплошных параллельных стрелок 5. Пре- рывистыми стрелками .5 обозначено ВИ, посредством которого любой другой ПР 3 может быть подключен к УМС 1. Односторонней стрелкой 6 обозначен поток энергии излучения, относящийся к сигналу включения из ПР 3. Прерывистой стрелкой 6 обо- значен относящийся к сигналу включения поток энергии излучения, который может создавать другой ПР 3. В состав системы мобильной связи входят также приёмопере- дающие базовые станции (БС) 7, каждая из которых имеет антенну 8 и подключена к центру коммутации (ЦК) 9 подвижной связи. Базовая станция 7 является одноканаль- ной или многоканальной стационарной приёмо-передающей станцией, используемой для организации связи с мобильными абонентами в ограниченной географической зоне и обычно располагаемой в её центре. В зависимости от контекста термин базовая стан- ция может относиться к зоне покрытия транкинговой системы связи, к соте, сектору внутри соты или группе сот. Двусторонность подвижных ретрансляторов обусловлена их возможностью ретрансляции сообщения как от УМС 1 на БС 7, так и от базовой станции на УМС 1. Центр 9 коммутации подвижной связи применяется в таких систе- мах подвижной связи как GSM, CDMA и обеспечивает все виды соединений, в кото- рых нуждается в процессе работы УМС 1. Центр 9 коммутации подвижной связи об- служивает группу сот базовых станций, и обеспечивает маршрутизацию вызовов и функции управления вызовами. Он осуществляет также постоянное слежение за УМС 1, используя регистры положения, регистры перемещения, а также другие специализи- рованные устройства. Для осуществления связи с другим абонентом используются два варианта. Первый вариант осуществляется посредством передачи из УМС 1 на вход приемопередающей БС 7 и принятия непосредственно от неё кодированного соответ- ствующим сообщением электромагнитного излучения, обозначенного на фиг.1 пунк- тирной ломанной стрелкой 10. Второй вариант связи осуществляется, во-первых, по- средством приёма УМС 1 из ПР 3 и передачи от УМС 1 в ПР 3 кодированного соответ- ствующим сообщением ВИ 5, и, во-вторых, посредством передачи из ПР 3 на вход приемопередающей БС 7 и принятия от неё ПР 3 кодированного соответствующим со- общением электромагнитного излучения, обозначенного ломанной стрелкой 11. В дальнейшем описании для краткости изложения под соответствующей ломанной лини- ей или двумя сплошными параллельными стрелками (под одной стрелкой будем под- разумевать просто поток энергии излучения) будем подразумевать также соответст- вующий канал связи. Например, вместо фразы "процесс передачи на вход приёмопере- дающей базовой станции и процесс приёма от неё кодированного соответствующим сообщением электромагнитного излучения показан ломанной стрелкой 11 " будем пи- сать "передача и приём сообщения производится по каналу 11". В первом варианте об- мен сигналами управления производят между УМС 1 и приёмопередающей БС 7, а во втором - между ПР 3 и приёмопередающей БС 7. Можно отметить, что в процессе реа- лизации второго варианта связи, как правило, используется только один ПР 3, с кото- рым установлена связь через ВИ 5. В общем случае УМС 1 может поддерживать связь через ВИ 5 сразу с несколькими ПР 3. При этом каждый из потоков 6 энергии излуче- ния за счёт кодирования может относится только к соответствующему подвижному ретранслятору.
На фиг.2 представлен второй вариант структурной схемы мобильной системы свя- зи с использованием подвижного ретранслятора, в которой используется только один ПР 3, имеющий возможность подключения к УМС 1 посредством к (к = 1, 2, ...) вспо- могательных излучений 5. В общем случае для связи УМС 1 с ПР 3 могут использо- ваться одновременно несколько потоков ВИ 5, т.е. k > 1. Для передачи и приёма по- следних в УМС 1 может использоваться или первая специальная антенна или ПА 2, используемая как для приёма и передачи ВИ 5, так и для приёма и передачи кодиро- ванного соответствующим сообщением электромагнитного излучения 10. Аналогично, для передачи и приёма ВИ 5 в виде потока электромагнитного излучения в ПР 3 может использоваться или вторая специальная антенна, или ПАР 4. В последнем случае воз- можно использование дуплексного фильтра - устройства, разделяющего полосы приё- ма и передачи. Следует отметить, что по меньшей мере каналы 10, 11 являются физи- ческими (представляют собой, например, комбинацию временного и частотного разде- ления сигналов и определяются как последовательность радиочастотных каналов с возможностью перескоков по частотам и временным окнам) и могут включать в себя также логические каналы управления. К ним можно отнести, в частности, каналы пе- редачи сигналов управления, общие каналы управления, индивидуальные каналы управления, канал подстройки частоты, каналы параллельного доступа, по которым между БС 7 и УМС 1 (канал 10) или между БС 7 и двусторонним ПР 3 (канал 11) про- изводится обмен сигналами управления и синхронизации. Все эти сигналы формиру- ются в контроллере БС 7, связанном с ЦК 9. Одновременное использование несколь- ких потоков ВИ 5 позволяет оптимизировать их применение таким образом, при кото- ром каждый из этих потоков будет являться наиболее эффективным с точки зрения на- дёжности и качества обмена данными между УМС 1 и ПР 3. В последнее время каж- дое вспомогательное излучение формируется УМС 1 и ПР 3 в виде кодированного со- ответствующим сообщением электромагнитного излучения, в основе которого лежат протоколы WLAN и WPAN беспроводной передачи данных. Преимуществом этих про- токолов является большая скорость работы, а также высокая безопасность и помехо- устойчивость. Последняя достигается за счёт использования в этих протоколах прин- ципа размазывания спектра посредством перескоков по частоте, суть которого состоит в разделении доступного спектра частот на несколько подканалов. Например, в одном из самых распространённых протоколов WPAN с маркетинговым названием "Bluetooth" предусмотрено несколько десятков подканалов, смена которых по опреде- ленному алгоритму производится около двух тысяч раз в секунду. Это сводит к мини- муму вероятность того, что одновременно несколько активных соединения будут рабо- тать на одной частоте. Но, даже если это и случится, такая накладка легко устраняется при помощи повтора пакета или алгоритма коррекции ошибок. Ещё одним преимуще- ством указанных протоколов беспроводной связи, лежащих в основе вспомогательного излучения 5, является их низкая мощность по сравнению с электромагнитным излуче- нием, используемым в каналах 10, 11. Например, в одном из самых распространённых протоколов WLAN с маркетинговым названием "Wi-Fi" мощность излучения в момент передачи данных на порядок меньше, чем у сотового телефона. Однако, как уже было отмечено, отличительной особенностью современных беспроводных технологий пере- дачи данных является необходимость в постоянном обмене служебными сообщениями, что значительно снижает безопасность устройств, использующих эти технологии, от различных попыток несанкционированного доступа к информации, хранящейся в их памяти. Иногда постоянный обмен служебными сообщениями используется и для дру- гих целей. Например, для выполнения атак на беспроводной канал с маркетинговым названием "Bluetooth" существуют как программы, предназначенные только для обна- ружения устройств и определения до них примерного рассстояния, так и программы, предназначенные для спуфинга, т.е. маскировки устройства злоумышленника под под- ключённого посредством ВИ устройства мобильной связи с целью похищения из него данных.
На фиг.З представлены функциональные схемы двустороннего ПР 3 и УМС 1, вы- полненного в виде смартфона или планшетного компьютера. Устройство 1 мобильной связи содержит связанные с центральным микропроцессором 12 посредством внут- ренней шины 13 и внутреннего интерфейса 14 приёмопередатчик (ПП) 15 электромаг- нитного излучения и, по крайней мере, один дополнительный приёмопередатчик (ДПП) 16 вспомогательного излучения. Кроме того, к внутреннему интерфейсу 14 под- ключён приёмник светового излучения (ПСИ) 17, приёмник сигнала включения (ПрСВ) 18 дополнительного приёмопередатчика 16 вспомогательного излучения и до- полнительный передатчик сигнала включения (ДПСВ) 19, предназначенный для пере- дачи дополнительного потока 20 энергии излучения в ПР 3. В состав ПП 15 и ДПП 16 входят малошумящие входные усилители и усилители мощности, подключённые, в ча- стности, к ПА 2 через полосовые керамические фильтры. В другом варианте выполне- ния устройства мобильной связи ДПП 16 может быть подключён к отдельной антенне или к специальному средству для излучения и приёма ВИ 5. Принимаемое ПА 2 коди- рованное соответствующим сообщением электромагнитное излучение или кодирован- ное соответствующим сообщением вспомогательное излучение после прохождения полосового фильтра усиливается малошумящим входным усилителем и после соответ- ствующего преобразования поступает на вход центрального микропроцессора 12. В режиме передачи цифровой сигнал, сформированный в центральном микропроцессоре 12, а также в средствах, входящих в состав ПП 15 и ДПП 16 (I/Q генератор, фазовый модулятор, смеситель и др.), поступает в усилитель мощности, управляемый с помо- щью центрального микропроцессора 12. Усиленный до необходимого уровня сигнал через керамический полосовой фильтр поступает к ПА 2 и излучается в пространство посредством кодированного соответствующим сообщением электромагнитного излу- чения или кодированного соответствующим сообщением вспомогательного излучения.
К элементам, подключённым к центральному микропроцессору 12, следует отнести микрофон (Мк) 21, модуль подлинности (МП) 22 абонента, дисплей 23 и блок 24 вклю- чения/отключения. Последний предназначен для создания или выполнения команд с целью включения или выключения ДПП 16. Связь блока 24 включения/отключения с ДПП 16 осуществляется посредством центрального микропроцессора 12 и внутреннего интерфейса 14. Кроме того, блок 24 включения/отключения должен быть связан с эле- ментами центрального микропроцессора 12, выдающими сигналы при исходящем из УМС 1 вызове. Можно также отметить, что блок 24 включения/отключения дополни- тельного приёмопередатчика 16 может быть выполнен только с помощью программ- ных средств и входить в состав центрального микропроцессора 12. Программные сред- ства - это совокупность инструкций по реализации в соответствии с заданным алго- ритмом вычислительного процесса, выдающим команду на включение или отключение ДПП 16. Реализация вычислительного процесса в этом случае производится с помо- щью аппаратных средств, входящих в состав центрального микропроцессора 12. Из непоказанных на рисунке других элементов, входящих в УМС 1, можно отметить кла- виатуру, канальный эквалайзер, канальный кодер/декодер, управляющую память и другие элементы. Цифровая логическая часть выполняет задачи, заключающиеся в де- модуляции, кодировании, сжатии и восстановлении сигнала, кодированного соответст- вующим сообщением. Последнее может быть сформировано абонентом или посредст- вом клавиатуры, или микрофона. Цифровая логическая часть выводит необходимую информацию на экран дисплея 23, а также производит обмен информацией с МП 22 и с центральным микропроцессором 12, обеспечивающих аутентификацию абонента, шифрование передаваемых им данных, а также обмен сигналами управления между УМС 1 и БС 7. Модуль 22 подлинности абонента содержит идентифицирующую ин- формацию, включающую в себя, в частности, абонентский номер. Можно отметить, что в стандарте мобильной связи GSM в качестве модуля 22 подлинности используется специальная SIM-карта. Питание всех элементов, входящих в состав УМС 1 , произво- дится от собственного аккумулятора. Подвижной ретранслятор 3 содержит микропро- цессор 25, связанный непосредственно, а также с помощью разрядной шины 26 через интерфейс 27 подвижного ретранслятора с такими элементами как: основной приёмо- передатчик (ОПП) 28 электромагнитного излучения, вспомогательный приёмопередат- чик (ВПП) 29, передатчик сигнала включения (ПСВ) 30 дополнительного при- ёмопередатчика 16, вспомогательный приёмник сигнала включения (ВПСВ) 31, звуко- вой излучатель (ЗИ) 32, световой излучатель (СИ) 33, вспомогательный блок включе- ния/отключения (ВБВО) 34 и блок формирования сигнала вызова (БФСВ) 35. При этом ВПП 29 взаимодействует посредством периодического обмена служебными сообщени- ями с ДПП 16, а ПСВ 30 и ВПСВ 31 согласованы соответственно с ПрСВ 18 и с ДПСВ 19, находящимся в УМС 1. Связь ВБВО 34 с ВПП 29 осуществляется посредством микропроцессора 25 и интерфейса 27 подвижного ретранслятора. Функциональные схемы ОПП 28 и ВПП 29 могут быть аналогичными приёмопередатчикам соответст- венно ПП 15 и ДПП 16. Основной приёмопередатчик 28 является двунаправленным радиотелефонным приёмопередатчиком, а ВПП 29 - двунаправленным приёмопередат- чиком ВИ 5, при этом каждый из них согласован по своим параметрам соответственно с приёмопередающей БС 7 и с ДПП 16. Двунаправленность приёмопередатчиков обу- словлена возможностью работы как на приём данных, так и на их передачу В состав ОПП 28 входит усилитель мощности, управляемый с помощью микропроцессор 25 и подключённый к ПАР 4. В состав ВПП 29 входит также выходной блок, который мо- жет быть подключён как к ПАР 4, так и к отдельной антенне или к специальному излу- чателю ВИ 5. Микропроцессор 25 содержит внутреннюю память, в которой может храниться идентификационный номер ПР 3. В одном из вариантов его исполнения мо- жет быть предусмотрен подключённый к микропроцессору 25 контрольный дисплей. На его экране может отражаться различная служебная информация, например, уровень заряда аккумулятора подвижного ПР 3. Блок 35 формирования сигнала вызова может быть выполнен по известным схемам, реализующих задачу выделения сигналов из их смеси. В частном случае БФСВ 35 может быть выполнен на основе аппаратных и про- граммных средств, применяемых в центральном микропроцессоре 12 для выделения сигнала вызова в УМС 1. Средства ПСВ 30 и ДПСВ 19 могут быть выполнены по стан- дартным схемам. Если эти передатчики используют радиоволны, то в наиболее про- стом варианте каждый из них должен включать источник передаваемой информации, содержащей в себе команды включение/отключение, генератор высокой частоты, мо- дулятор и усилитель мощности, подключённый к антенне. Согласованные с ними ПрСВ 18 и ВПСВ 31, должны, в свою очередь, иметь входные цепи и демодуляторы, подключённые к формирователям команд "включение" или "отключение". В общем случае при n > 1, k > 1 команды "включение" и "отключение" могут быть закодированы как для каждого n-го ИР 3, так и для каждого k-го ВИ 5. Это может, например, потре- боваться в том случае, если отключение или включение ВИ 5 должно быть выбороч- ным. В другом варианте выполнения ПСВ 30 в качестве его излучателя может быть ис- пользован или ЗИ 32, излучающий поток 6 звуковой энергии излучения, модулирован- ный информацией, содержащей в себе команды включение/отключение, или СИ 33, излучающий световой (или инфракрасный) поток 6, модулированный аналогичной ин- формацией. В этом случае элементы, входящие в состав ПСВ 30 и выдающие необхо- димое модулированное напряжение для питания ЗИ 32 или СИ 33 будут содержаться в микропроцессоре 25. Предназначенный для приёма звукового или светового потока ПрСВ 18 может содержать соответственно Мк 21 или ПСИ 17, подключённые к цен- тральному микропроцессору 12, включающему в себя, в свою очередь, средства для выделения соответствующей команды "включение" или "отключение". Последняя по- ступает на вход блока 24 включения/отключения, который и реализует её на ДПП 16. Необходимо отметить, что его отключение и включение может быть реализовано в виде блокировки и разблокировки только одного передатчика, входящего в ДПП 16. При этом приёмник, входящий в ДПП 16 может выполнять в этом случае функции ПрСВ 18. Это же относится и к ВПП 29, который в этом случае может выполнять функции ПСВ 30, излучая ВИ 5 в виде потока радиоволн, не связанного со взаимным обменом служебными сообщениями с приёмником, входящим в ВПП 29. Также как и в вышеописанном варианте выполнения блока 24 включения/отключения БФСВ 35 и ВБВО 34 могут быть выполнены на программном уровне и входить в состав микро- процессора 25.
В качестве примера реализации ПР 3 и УМС 1 без отдельных ПСВ 30 и ПрСВ 18 на фиг.4 показана упрощённая структурная схема модуля 36, который может выпол- нять функции ДПП 16, ВПП 29, ПрСВ 18, ДПСВ 19, ПСВ 30 и ВПСВ 31. Этот модуль относится к семейству модулей АВМ-200, разработанных в корейской компании "Airlogic". Среди рекомендуемых применений этого модуля - все устройства, исполь- зующие уже упомянутую в тексте технологию беспроводной связи с маркетинговым названием "Bluetooth". Модуль 36 содержит в себе усилитель мощности 37, малошу- мящий усилитель 38 и антенный переключатель 39, подключённый через полосовой фильтр (ПФ) 40 к антенне 41, в качестве которой можно использовать ПА 2 или ПАР 4. Малошумящий усилитель 38 представляет собой управляемый двухкаскадный усили- тель. Усилитель 37 мощности выполнен трехкаскадным с аналоговым управлением и, что очень важно, с возможностью перевода усилителя в выключенное состояние. Ко- манда на эту операцию формируется в блоке управления (БУ) 42. К конструктивным особенностям модуля 36 можно отнести наличие внешнего генератора 43 и энергоне- зависимой памяти 44. Оба элемента подключены к БУ 42, а сам модуль помещён в ма- логабаритный экранированный корпус. Если модуль 36 выполняет функции ДПП 16 или ВПП 29, то его выход должен быть подключён соответственно к внутреннему ин- терфейсу 14 или к интерфейсу 27 подвижного ретранслятора. Совместное функциони- рование УМС 1 и ПР 3 возможно благодаря использованию различных специальных профилей, существующих в стандарте Bluetooth. Так при считывании через ВИ 5 в ПР 3 из SIM-карты УМС 1 идентифицирующей информации используется профиль rSAP. При использовании этого профиля из SIM-карты считываются также и другие данные, относящиеся к идентифицирующей информации. Например, АЗ - алгоритм аутентифи- кации, используемый для вычисления в микропроцессоре 25 значения отклика из слу- чайного числа, принятого ОПП 28 из БС 7 или Кс - ключ шифрования, используемый для шифрования /дешифрования сигналов управления и других передаваемых данных по каналу 11. Для организации разговора между УМС 1 и ПР 3 посредством ВИ 5 используются профили HFP и HSP. Для передачи в ПР 3 данных, набираемых на кла- виатуре УМС 1, может использоваться профиль GOEP. Таким образом, если абонент снимает "трубку" для организации исходящего вызова, то он набирает номер на кла- виатуре УМС 1, который переписывается через ВИ 5 в ПР 3. Здесь можно отметить, что механизм более подробного взаимодействия УМС 1 и ПР 3 описан в описании международной заявки WO 2014/035278 А1.
С целью наглядного представления о работе устройства на фиг.5 и фиг.6 показаны изображения, появляющиеся на экране 45 смартфона 46 марки "Galaxy S3" компании "Samsung Electronics" после вызова информации об его сетевых подключениях. Ин- формация о режиме работы беспроводных подключений, основанных на технологии "Wi-Fi" и "Bluetooth" отражается в полях 47, 48. Причём при отсутствии соответст- вующего подключения ползунок 49 находится в крайнем левом положении, а при включённом - в крайнем правом. При этом в каждом из этих случаев в центре ползунка 49 появляется соответствующий символ включения или выключения. Из других эле- ментов, показанных на рисунках, отметим клавишу 50 "Главный экран", динамик 51 и объектив 52 встроенной фотокамеры, выполняющий функции ПСИ 17.
Работа устройства мобильной связи осуществляется в соответствии с блок-схемой алгоритма, представленной на фиг.7. Практическая реализация данного алгоритма про- изводится с помощью программного обеспечения (ПО), которое хранится в БС 7, ЦК 9, УМС 1 и ПР 3, и специального ПО, которое хранится только в УМС 1 и ПР 3. Можно отметить, что к специальному ПО относятся следующие действия (команды): 54, 55, 57, 58, 59, 60. Работу УМС 1 рассмотрим на примере смартфона 46, подключённого к одному ПР 3 (п =1) посредством одного ВИ 5 (к=1), использующего технологию "Bluetooth". При п = 0, т.е. при отсутствии ПР 3, после включения УМС 1 происходит сначала установление соединения через канал 10 между УМС 1 и БС 7, а затем обмен между ними сигналами управления. На основании их параметров в ЦК 9 и выбирается оптимальная БС 7. Процедура установления соединения в основном сводится к про- верке подлинности абонента. Последняя проводится следующим образом. От БС 7 по- ступает случайный номер на УМС 1, в котором определяется значение отклика, ис- пользуя для этого сам случайный номер, а также индивидуальный ключ аутентифика- ции и алгоритм аутентификации. После этого УМС 1 посылает вычисленное значение отклика на БС 7, ЦК 9, где сверяется значение принятого отклика со значением, вы- численным в ЦК 9. Если оба значения совпадают, то УМС 1 может осуществлять пе- редачу и приём сообщений. В противном случае связь прерывается и дисплей 23 дол- жен показать, что опознавание не состоялось. Сигналы управления включают в себя, в частности, информацию о мощности принимаемого сигнала и об отношении сиг- нал/шум. Обмен сигналами управления между ПР 3 и БС 7 осуществляются независи- мо от наличия в канале 11 какого-либо информационного потока, связанного с приё- мом и передачей ПР 3 из БС 7 кодированного сообщением электромагнитного излуче- ния. Начало работы алгоритма производится после выполнения действия 53, связанно- го с включением УМС 1 и установлением соединения ПР 3, во-первых, с БС 7 посред- ством ОПП 28 и канала 11, а во-вторых, с УМС 1 с помощью ВПП 29 и ВИ 5. Можно отметить, что перед установлением последнего соединения необходимо осуществить сопряжение, цель которого - создание общего секретного значения ключа, который УМС 1 и ПР 3 будут в дальнейшем использовать при своём взаимодействии. Один из этапов сопряжения требует ввода персонального идентификационного номера на обо- их устройствах. При необходимости после указанного сопряжения и установления со- единения с помощью ВИ 5 должна быть осуществлена также и передача из ПР 3 в УМС 1 специального ПО. Сразу после установления через канал 11 соединения, вклю- чающего в себя процедуру уже описанной аутентификации, между ПР 3 и БС 7 начи- нается обмен сигналами управления, на основании параметров которых ЦК 9 и выби- рает оптимальную БС 7. Сигналы управления включают в себя, в частности, информа- цию о мощности принимаемого сигнала и об отношении сигнал/шум. Обмен сигнала- ми управления между ПР 3 и БС 7 осуществляются независимо от наличия в канале 11 какого-либо информационного потока, связанного с приёмом и передачей ПР 3 из БС 7 кодированного сообщением электромагнитного излучения. Сразу после установления посредством ВИ 5 вышеуказанного соединения между ПР 3 и УМС 1 начинает осуще- ствляться периодический обмен служебными сообщениями. Часть из них связана со взаимной аутентификацией и основана на периодическом обмене идентификационны- ми данными. Одно из устройств, например УМС 1, становится верификатором и гене- рирует случайную число RAND, которое посылает в ПР 3. В микропроцессоре 25 по- следнего (или в БУ 42 модуля 36) по специальному алгоритму вычисляется значение SRES отклика (ответ ПР 3 на полученное случайное число RAND), которое отправля- ется верификатору. Устройство 1 мобильной связи производит аналогичные вычисле- ния и проверяет ответ предъявителя ПР 3. Если SRES совпали, то устройства УМС 1 и ПР 3 меняются ролями и процесс повторяется заново. При несовпадении SRES под- тверждение соответствия УМС 1 и ПР 3 считается отрицательным и связь по ВИ 5 прерывается. При установлении связи ПР 3 с УМС 1 с помощью ВИ 5 ползунок 49, на- ходящийся в поле 48, переводится в положение включения, показанное на фиг.6. По- следующая работа алгоритма связана с выполнением действия 55 по отключению или блокировки, по крайней мере, приёмопередатчика ДПП 16 с целью исключения его связи с ВПП 29 посредством ВИ 5. Указанное действие зависит от выбора максималь- ного промежутка Т времени t (t < Т), в течение которого при отсутствии приёма и пе- редачи ПР 3 кодированного сообщением электромагнитного излучения производится периодический обмен служебными сообщениями между ДПП 16 и ВПП 29. Значение максимального промежутка Т зависит от частоты использования УМС 1 и вводится в специальное программное обеспечение или заранее на стадии изготовления УМС 1 и ПР 3, или через "Меню" УМС 1. В общем случае величина максимального промежутка Т может изменяться в зависимости от частоты использования УМС 1. Например, при возрастании частоты вызовов УМС 1 со стороны других абонентов максимальный пе- риод Т времени может повышаться, уменьшая тем самым время соединения УМС 1 с БС 7 за счёт исключения в нём временной составляющей, связанной с установлением связи с помощью ВИ 5. После истечения максимального промежутка Т ("Да" в условии 54), т. е. при t > Т, выполняется действие 55 по переводу в выключенное состояние или только ДПП 16, или сразу ДПП 16 и ВПП 29.
Перевод в выключенное положение ДПП 16 осуществляется путём соответствую- щей команды, поступающей из блока 24 включения/отключения. В общем случае ко- манду на выключение или блокировку ДПП 16 можно послать и из ПСВ 30 в ПрСВ 18. Перевод (при необходимости) в выключенное положение ВПП 29 осуществляется пу- тём соответствующей команды, поступающей из ВБВО 34. В общем случае команда на выключение ВПП 29 может быть послана и из ДПСВ 19 в ВПСВ 31. На фиг. 5 показан результат данной операции, после которой ползунок 49 находится в поле 48 в положе- нии отключения. Здесь можно отметить, что при использовании в качестве ДПП 16 модуля 36 его отключение может быть достигнуто за счёт блокировки передатчика мо- дуля путём перевода антенного переключателя 39 в такое положение, при котором производится только приём потока 6 энергии излучения, относящегося к сигналу включения ДПП 16. Команда на его выключение (действие 55) может быть выработана также и в БУ 42. Таким образом, после истечения максимального промежутка Т пре- рывают вышеуказанный обмен служебными сообщениями посредством выключения или блокировки дополнительного приёмопередатчика вспомогательного излучения устройства мобильной связи. При появлении вызова из БС 7 ("Да" в условии 56) со- вершается действие 57 по включению ВПП 29 (если до этого ВПП 29 был выключен) и передача из ПСВ 30 сигнала включения. Отметим, что в данном случае сигнал включе- ния можно определить в виде переданной по каналу связи 6 функции S(x) (где t - вре- мя), переносящей информацию, например, в виде модулирующего поток 6 энергии из- лучения кода включения ДПП 16. Команда на передачу из ПСВ 30 сигнала S(x) вклю- чения формируется в микропроцессоре 25 после поступления на его вход из БФСВ 35 цифрового сигнала о принятии ПР 3 по каналу 11 сигнала вызова. Далее сигнал S(T) включения после приёма его ПрСВ 18 поступает через внутренний интерфейс 14 на вход центрального микропроцессора 12, в котором и вырабатывается команда на включение ДПП 16 (действие 58). После чего производится установление связи с по- мощью ВИ 5 между ДПП 16 и ВПП 29, сопровождаемое, в свою очередь, появлением процесса обмена между ними служебными сообщениями. После этого ранее выделен- ный сигнал вызова передаётся через ВИ 5 на УМС 1, которое в случае его принятия абонентом переводится в режим разговора (действие 59). После его окончания ("Да" в условии 60), но до истечения максимального промежутка Т ("Нет" в условии 54) ДПП 16 и ВПП 29 остаются во включённом состоянии, обмениваясь при этом между собой служебными сообщениями. После истечения максимального промежутка Т ("Да" в ус- ловии 54) выполняется уже рассмотренное действие 55.
В заключение можно отметить, что в случае исходящего из УМС 1 вызова боль- шинство действий, отмеченных в представленной блок-схеме алгоритма являются практически аналогичными. Так при "снятии трубки" на УМС 1 с выхода блока 24 включения/отключения снимается микрокоманда включения ДПП 16 (действие 58). После чего посредством ДПСВ 19 и ВПСВ 31 передаётся из УМС 1 сигнал S(t) вклю- чения, после обработки которого в ВБВО 34 производится включение ВПП 29 и уста- новление связи посредством ВИ 5. Можно также отметить, что под действием 59 мо- жет подразумеваться не только разговор, но и передача различных данных, например, по технологии приёма и передачи коротких сообщений. Промышленная применимость
Изобретение может быть использовано во всех известных стандартах мобильной связи. Владея описанным в данном изобретении устройством мобильной связи, на- пример смартфоном, человек может уменьшить облучение головы, глаз, а также дру- гих органов, вредным электромагнитным излучением, и, кроме того, улучшить надёж- ность и качество мобильной связи. Последнее объясняется тем, что подвижной рет- ранслятор может заранее устанавливаться в таких местах, где качество связи с базовой станцией является наилучшей. Уменьшение облучения глаз человека особенно акту- ально для мобильного Интернета, использующего пятое поколение мобильной связи, действующее на основе стандартов телекоммуникаций (5G/IMT-2020), следующих за существующими в настоящее время стандартами.
Это связано прежде всего с такими факторами как максимальная мощность излу- чения устройства мобильной связи, работающего в режиме мобильного Интернета, а также большая по сравнению с простым разговором длительность нахождения челове- ка в этом режиме. Еще одним преимуществом данного изобретения является высокая защищённость устройства мобильной связи от несанкционированного доступа к его данным через вспомогательное излучение. Дополнительным преимуществом изобре- тения является также то, что за счёт исключения расхода энергии на поддержание об- мена служебными сообщениями между вспомогательным и дополнительным приёмо- передатчиком вспомогательного излучения достигается повышенная экономичность как самого устройства мобильной связи, так и подвижного ретранслятора.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство (1) мобильной связи, включающее связанные с центральным микро- процессором (12) приёмопередатчик (15) электромагнитного излучения и, по крайней мере, один дополнительный приёмопередатчик (16) вспомогательного излучения, взаи- модействующий посредством периодического обмена служебными сообщениями со вспомогательным приёмопередатчиком подвижного ретранслятора (3), отличающееся тем, что содержит приёмник (18) сигнала включения дополнительного приёмопередат- чика (16) вспомогательного излучения, а также блок (24) его включения/отключения, при этом приёмник (18) сигнала включения дополнительного приёмопередатчика (16) вспомогательного излучения подключён к блоку (24) включения/отключения и согла- сован с передатчиком (15) сигнала его включения, находящимся в подвижном ретранс- ляторе (3).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приёмник (18) сигнала включения до- полнительного приёмопередатчика (16) вспомогательного излучения выполнен в виде микрофона (21), связанного со средством формирования соответствующей управляю- щей команды.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приёмник (18) сигнала включения до- полнительного приёмопередатчика (16) вспомогательного излучения выполнен в виде приёмника светового излучения (17), связанного со средством формирования соответ- ствующей управляющей команды.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок (24) включения/отключения до- полнительного приёмопередатчика (16) вспомогательного излучения входит в состав центрального микропроцессора (12).
5. Подвижной ретранслятор, согласованный с параметрами устройства (1) мобиль- ной связи по п.1 и содержащий связанные с микропроцессором (25) основной приёмо- передатчик (28) электромагнитного излучения и, по крайней мере, один вспомогатель- ный приёмопередатчик (29), взаимодействующий посредством периодического обмена служебными сообщениями с дополнительным приёмопередатчиком (16) устройства (1) мобильной связи, отличающийся тем, что содержит связанные посредством микропро- цессора (25) блок (35) формирования сигнала вызова и передатчик (30) сигнала вклю- чения дополнительного приёмопередатчика (16) устройства (1) мобильной связи, при этом передатчик (30) сигнала включения согласован с приёмником (18) сигнала вклю- чения дополнительного приёмопередатчика (16) вспомогательного излучения, нахо- дящимся в устройстве (1) мобильной связи.
6. Подвижной ретранслятор по п.5, отличающееся тем, что передатчик (30) сигнала включения дополнительного (16) приёмопередатчика устройства (1) мобильной связи выполнен в виде звукового излучателя (32), связанного со средством формирования соответствующей управляющей команды.
7. Подвижной ретранслятор по п.5, отличающееся тем, что передатчик (30) сигнала включения дополнительного приёмопередатчика (16) устройства мобильной связи вы- полнен в виде светового излучателя (33), связанного со средством формирования соот- ветствующей управляющей команды.
8. Подвижной ретранслятор по п.5, отличающееся тем, что блок (35) формирования сигнала вызова входит в состав микропроцессора (25).
9. Подвижной ретранслятор по п.5, отличающееся тем, что содержит вспомогатель- ный блок (34) включения/отключения, предназначенный для включения или отключе- ния вспомогательного приёмопередатчика (29).
10. Подвижной ретранслятор по п.9, отличающееся тем, что вспомогательный блок (34) включения/отключения входит в состав микропроцессора (25).
11. Способ использования устройства (1) мобильной связи с использованием под- вижного ретранслятора (3) и выполненным по п.1-8, заключающийся в том, что произ- водят приём и передачу подвижным ретранслятором (3) кодированного сообщением электромагнитного излучения, а также приём и передачу устройством (1) мобильной связи посредством подвижного ретранслятора (3) кодированного соответствующим сообщением вспомогательного излучения, причём осуществляют (53) обмен сигналами управления между подвижным ретранслятором (3) и приёмопередающей базовой стан- цией (7), а обмен служебными сообщениями - между вспомогательным и дополнитель- ным приёмопередатчиком вспомогательного излучения, отличающийся тем, что зада- ют максимальный период времени, в течение которого при отсутствии приёма и пере- дачи подвижным ретранслятором кодированного сообщением электромагнитного из- лучения производится (58) периодический обмен служебными сообщениями между вспомогательным и дополнительным приёмопередатчиком вспомогательного излуче- ния, причём после истечения ("Да" в условии 54) максимального периода времени пре- рывают вышеуказанный обмен служебными сообщениями посредством выключения или блокировки (55) дополнительного приёмопередатчика (16) вспомогательного из- лучения устройства (1) мобильной связи.
12. Способ по п.9, отличающийся тем, что после истечения ("Да" в условии 54) максимального периода времени выключают (55) вспомогательный приёмопередатчик (29) подвижного ретранслятора (3).
PCT/RU2020/000269 2019-06-05 2020-06-04 Устройство мобильной связи, подвижной ретранслятор и способ их использования WO2020246915A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019117391A RU2720351C1 (ru) 2019-06-05 2019-06-05 Устройство мобильной связи, подвижной ретранслятор и способ их использования
RU2019117391 2019-06-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020246915A1 true WO2020246915A1 (ru) 2020-12-10

Family

ID=70553133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/000269 WO2020246915A1 (ru) 2019-06-05 2020-06-04 Устройство мобильной связи, подвижной ретранслятор и способ их использования

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2720351C1 (ru)
WO (1) WO2020246915A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754639C1 (ru) * 2020-10-28 2021-09-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владивостокский государственный университет экономики и сервиса" (ВГУЭС) Сотовый телефон

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000018040A1 (fr) * 1998-09-21 2000-03-30 Valery Filippovich Ivanov Procede et dispositif de transmission de message dans un systeme de communication mobile
RU2206959C2 (ru) * 2001-09-12 2003-06-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сивера" Способ и устройство передачи сообщения в мобильной системе связи
RU105100U1 (ru) * 2010-06-30 2011-05-27 Геннадий Дмитриевич Платонов Устройство мобильной радиосвязи
WO2014035278A1 (ru) * 2012-08-29 2014-03-06 Ivanov Valeriy Filippovich Способ мобильной связи с использованием подвижного ретранслятора
RU2013128386A (ru) * 2013-06-21 2014-12-27 Юрий Борисович Соколов Безопасное устройство мобильной связи
US20170311330A1 (en) * 2016-04-20 2017-10-26 Rakuvisions LLC System and Method for Reducing Exposure of Human to Radio Frequency Radiation

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130065617A1 (en) * 2011-09-14 2013-03-14 Mo-B-Safe Ltd. System for Reducing Radiation for Cellular Users

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000018040A1 (fr) * 1998-09-21 2000-03-30 Valery Filippovich Ivanov Procede et dispositif de transmission de message dans un systeme de communication mobile
RU2206959C2 (ru) * 2001-09-12 2003-06-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Сивера" Способ и устройство передачи сообщения в мобильной системе связи
RU105100U1 (ru) * 2010-06-30 2011-05-27 Геннадий Дмитриевич Платонов Устройство мобильной радиосвязи
WO2014035278A1 (ru) * 2012-08-29 2014-03-06 Ivanov Valeriy Filippovich Способ мобильной связи с использованием подвижного ретранслятора
RU2013128386A (ru) * 2013-06-21 2014-12-27 Юрий Борисович Соколов Безопасное устройство мобильной связи
US20170311330A1 (en) * 2016-04-20 2017-10-26 Rakuvisions LLC System and Method for Reducing Exposure of Human to Radio Frequency Radiation

Also Published As

Publication number Publication date
RU2720351C1 (ru) 2020-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7444116B2 (en) Method of transmitting a message in a mobile communications system using a mobile repeater
KR102422803B1 (ko) D2d 통신 시스템에서 탐색 메시지의 보안화된 송수신 방법
US20090147837A1 (en) Wireless system synchronization using frequency shift modulation and on-off keying modulation
US20160164658A1 (en) Mobile device with integrated duplex radio capabilities
KR101835863B1 (ko) 무선 장치들에 대한 액세스를 제어하는 방법 및 시스템
US20070293197A1 (en) Address privacy in short-range wireless communication
US20070116293A1 (en) Method for establishing a communication key between subscribers of a wirelessly operating communication system
KR20010034332A (ko) 기밀정보의 보안전송을 위한 시스템, 방법 및 장치
CN103986503A (zh) 安全蓝牙耳机及其语音通信方法
KR20010051989A (ko) 암호키 변경 절차를 갖는 무선 네트워크
WO2020246915A1 (ru) Устройство мобильной связи, подвижной ретранслятор и способ их использования
US9763067B2 (en) Methods and apparatus for long-short wave, low-high frequency radio secure message service
US9319126B2 (en) Wireless relay device and method of processing data using the same
US20150280808A1 (en) Method of mobile communication using mobile repeater
KR20020065228A (ko) 이동통신 단말기를 이용한 출입구 개폐 장치 및 방법
CN104581711A (zh) 一种具有通话加密功能的移动终端及其加密通话的方法
KR20100083530A (ko) 무전기능을 구비한 휴대폰 및 그 동작 방법
CN101296520A (zh) 基于td-scdma的端对端通信方法、设备及系统
JP3232012B2 (ja) 移動通信方法、通信装置及び筐体
US9538337B2 (en) System and method for communication spread across multiple physical layer channels
KR100406096B1 (ko) 휴대폰의 착신 전용 무선 보조 단말 접속 방법 및 장치
CN106790065A (zh) 一种安全的腕表数据无线传输方法及传输装置
JPH01293724A (ja) 秘話通信方法
CN107682347A (zh) 一种通信设备及其通信方法
SI25078A (sl) Sistem analogne in digitalne komunikacije med računalniško-komunikacijskimi napravami

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20818512

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20818512

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1