global.qxd

Polska Telefonia

Komórkowa Centertel,

operator sieci Idea,

udostêpni³a, jako

pierwszy operator GSM

w Polsce, now¹ us³ugê

roaming satelitarny

z sieci¹ Globalstar.

Co to jest Globalstar?

Na wiecie istnieje kilkanacie ró¿nych stan-

dardów telefonii ruchomej. Nie doæ, ¿e nie

wspó³pracuj¹ ze sob¹, to s¹ obecne jedynie

w obszarach silnie zurbanizowanych, o du¿ej gê-

stoci zaludnienia.

Sieæ Globalstar uwalnia od istniej¹cych ograni-

czeñ, a ponadto rozwi¹zuje problem ³¹cznoci

telefonicznej na ogromnych obszarach Ziemi,

które nie s¹ i w najbli¿szej przysz³oci nie bêd¹

obs³ugiwane przez operatorów sieci komórko-

wych. Telefonia Globalstar w swych za³o¿e-

niach opiera siê na wspó³pracy i uzupe³nianiu

us³ug oferowanych przez operatorów GSM.

Jest to system telekomunikacyjny bez ograni-

czeñ. Zapewnia swoim u¿ytkownikom mo¿li-

woæ pozostawania w sta³ym kontakcie bez

wzglêdu na miejsce pobytu. Ju¿ dzisiaj oferuje

najwiêkszy zasiêg na wiecie dostêpny dla ce-

lów cywilnych. Na rys.1 przedstawiono aktual-

ny zasiêg dzia³ania.

System satelitarny, z racji swojego zasiêgu, otwie-

ra nowe mo¿liwoci dzia³ania dla miêdzynarodo-

wych firm umo¿liwiaj¹c zarz¹dzanie pracami ze-

spo³ów realizuj¹cych inwestycje w najdalszych

zak¹tkach wiata. Us³uga telefonii satelitarnej

w znacznym stopniu podnosi bezpieczeñstwo

pracy i komfort ludzi podró¿uj¹cych (szlakami

morskimi i l¹dowymi), a jako system globalny wy-

chodzi naprzeciw potrzebom firm i przedsiê-

biorstw transportowych i turystycznych, daj¹c

poczucie bezpieczeñstwa oraz mo¿liwoæ swo-

bodnej komunikacji w ruchu. Zalet tego systemu

nie sposób przeceniæ na obszarach o ma³ej po-

da¿y us³ug telekomunikacyjnych GSM.

Telefon Idea-Globalstar z pewnoci¹ stanie siê

nieod³¹cznym narzêdziem osób prowadz¹cych

interesy w ró¿nych zak¹tkach wiata. Bêdzie

ciekaw¹ ofert¹ dla globtroterów, pomo¿e w rea-

lizacji ich nowych wyzwañ. Tworz¹c system po-

mylano o wygodzie u¿ytkownika. Telefony sa-

telitarne Globalstar nie wymagaj¹ dodatkowych

umiejêtnoci. U¿ytkowanie aparatów nie ró¿ni siê

znacz¹co od korzystania z aparatów GSM,

a sam system satelitarny Globalstar zapewnia

us³ugi dobrze znane z systemu GSM, np. CLIP,

CLIR, SMS, pocztê g³osow¹, przekierowania

po³¹czeñ itp.

Telefoniczne aparaty satelitarne dostêpne w sie-

ci Idea s¹ dwuzakresowe, tzn. pracuj¹ w sy-

stemie GSM 900 oraz w systemie satelitarnym

Globalstar. Abonenci sieci Idea mog¹ korzystaæ

zarówno z zasiêgu sieci Idea i jej 174 partnerów

roamingowych, a wszêdzie tam, gdzie sieæ

GSM jest niedostêpna _ z zasiêgu satelitarne-

go. Istnieje mo¿liwoæ rêcznego lub automa-

GLOBALSTAR

TELEKOMU

NIKCJA

Gateway jest to obiekt wyposa¿ony w du¿e an-

teny nadawczo-odbiorcze. S¹ one w³asnoci¹

spó³ki TE.SA.M, zarz¹dzaj¹cej wszelkimi proce-

sami zwi¹zanymi ze wiadczeniem us³ugi trans-

misji satelitarnej.

Sygna³ odbierany z satelity jest przetwarzany

i przesy³any ³¹czami naziemnymi do innych sie-

ci telekomunikacyjnych _ stacjonarnych i ko-

mórkowych. Globalny zasiêg systemu Globalstar

polega na wykorzystaniu konstelacji 48 satelitów.

Ich orbity zosta³y zaprojektowane tak, ¿e u¿yt-

kownik przebywaj¹cy w obszarze dzia³ania sy-

stemu jest w zasiêgu dzia³ania 2 do 4 satelitów.

Ca³a konstelacja dzia³a jak orbitalne lustro dla fal

radiowych ) odbija sygna³ emitowany przez abo-

nenta w kierunku Gateway

a i zapewnia zasiêg

na ok. 80% obszaru Ziemi. Globalstar pokrywa

zasiêgiem do niedawna niedostêpne rejony, ta-

kie jak góry, morza i oceany.

Obszar dzia³ania systemu jest uzale¿niony od

tycznego prze³¹czania trybu pracy telefonu

z GSM lub satelitarny i odwrotnie.

Niew¹tpliwie ogromn¹ zalet¹ systemu Globalstar

jest mo¿liwoæ korzystania z w³asnego numeru te-

lefonu (abonent korzysta z w³asnej karty SIM

w sieci Idea). Oznacza to, ¿e bez wzglêdu na

miejsce pobytu u¿ytkownika i aktualnie wykorzy-

stywanego systemu, jest on zawsze dostêpny

pod swoim numerem telefonicznym nadanym

w sieci Idea. Takie rozwi¹zanie oznacza tak¿e

wygodny sposób rozliczeñ za us³ugi. Wszystkie ko-

szty us³ug rozliczane s¹ na tym samym rachunku.

Jak dzia³a system Globalstar?

Komunikowanie siê w systemie Globalstar pole-

ga na transmisji sygna³u miêdzy telefonem sate-

litarnym, satelit¹ umieszczonym na orbicie geo-

stacjonarnej, a naziemn¹ stacj¹ nadawczo-odbior-

cz¹ zwan¹ w tym systemie Gateway (rys. 2).

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2001

Rys. 1. Mapa zasiêgu dzia³ania systemu Globalstar

Rys. 2.

Transmisja

sygna³u

w systemie

Globalstar

Ericsson R290

Telit SAT 550

Antena

sk³adana

Masa

350 g z bateri¹ podstawow¹

425 g z bateri¹ podstawow¹

Wymiary (bez anteny)

162X62X39 mm

220X65X45 mm

Czas pracy GSM 900

gotowoæ 75 h, rozmowa 5 h

gotowoæ 249 h, rozmowa 5,5 h

Globstar

gotowoæ 6 h, rozmowa - 1,5 h

gotowoæ 8 h, rozmowa 2,3 h

Cena

6800 z³

3999 z³

Zestaw samochodowy

2650 z³

Parametry aparatów telefonicznych systemu Globalstar/GSM900

Telefon przenony

Sieæ telefoniczna

Satelity

wrzesieñ 2000

grudzieñ 2000

marzec 2001

liczby zainstalowanych stacji Gateway. Testy

rozpoczê³y siê w padzierniku 1998 r. Wów-

czas dzia³a³o 15 takich obiektów zapewniaj¹c po-

krycie swoim zasiêgiem obszaru 58 pañstw.

Obecnie dzia³aj¹ 22 stacje i pokrywaj¹ obszar 86

pañstw. System ten jest nadal rozbudowywany.

Obszar Polski obs³ugiwany jest przez Gateway

znajduj¹cy siê we Francji.

Nad sprawnym dzia³aniem sytemu czuwaj¹ dwa

orodki nadzoruj¹ce:

Centrum Nadzoru Sieci Naziemnej (Ground

Operations Control Centers GOCC) nadzoru-

j¹ce po³¹czenia oraz komunikowanie siê sieci

Gateway,ów i systemu satelitów.

Centrum Nadzoru Systemu Satelitarnego

(The Satellite Operations Control Center

SOCC) zarz¹dzaj¹ce kosmiczn¹ czêci¹ syste-

mu _ konstelacj¹ satelitów Globalstar.

Aparaty telefoniczne

Globalstar

Aparaty telefoniczne Globalstar wygl¹daj¹

i podobnie jak standardowe telefony komórko-

we. Jedyn¹ ró¿nic¹ jest bezporednie przekazy-

wanie sygna³u satelitarnego, jego kodowanie

i zabezpieczanie zgodnie z protoko³em CDMA

(Code Division Multiple Access). Dla abonentów

sieci Idea dostêpne s¹ 2 modele telefonów

umo¿liwiaj¹ce dostêp do sieci Globalstar, s¹ to

Ericsson R290 i Telit SAT 550 (rys. 3).

Koszty

Roaming satelitarny Globalstar w sieci Idea ko-

sztuje miesiêcznie 100 z³ (netto), a zawiesza-

nie i przywracanie us³ugi jest bezp³atne. Op³aty

za po³¹czenia w roamingu Idei z sieci¹ Global-

star mieszcz¹ siê w przedziale 7,08

12,2 z³/min,

wysy³anie krótkich informacji tekstowych (SMS)

kosztuje 1,85 z³/min. P³atne s¹ zarówno po³¹cze-

nia wychodz¹ce jak i przychodz¹ce, przy czym

stawki s¹ uzale¿nione od strefy, jest 6 stref roz-

liczeniowych. Pierwsza obejmuje Europê Za-

chodni¹ i Amerykê Pó³nocn¹, a strefa II pozosta-

³e kraje europejskie, kraje by³ego Zwi¹zku Ra-

dzieckiego i Afrykê Pó³nocn¹.

Cezary Rudnicki

Z ostatniej chwili

Ostatnio w prasie pojawi³y siê informacje o trudnociach

finansowych Globalstara. Jednoczenie podano, ¿e uda-

³o siê operatorowi pozyskaæ ju¿ kilkanacie tysiêcy u¿yt-

kowników, co jak na telefon o specyficznym zasiêgu jest

liczb¹ doæ znacz¹c¹.

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2001

Rys. 3. Aparaty

telefoniczne

systemu

Globalstar

TRANSMISJA DWIÊKU

W TELEWIZJI CYFROWEJ

TECHNIKA

RTV

Sygna³ maskuj¹cy

Obszar w którym

sygna³y s¹

maskowane

przez silny sygna³

1000 Hz

Sygna³

nies³yszalny

Rys. 1. Krzywa maskowania sygna³u s³abszego

przez silniejszy

Poziom sygna³u [dB]

Czêstotliwoæ [Hz]

500 1000 2000 4000

Standard MPEG odnosi

siê zarówno

do sygna³ów wizji, jak

i fonii. Tutaj bêd¹

omawiane jedynie

zagadnienia transmisji

fonii.

celu opracowania jednolitego

standardu do przesy³ania sy-

gna³u wizji i fonii powo³ano

grupê miêdzynarodowych

ekspertów zwan¹ MPEG (Moving Pictures

Experts Group). Sporód 14 propozycji,

które nap³ynê³y z licz¹cych siê instytutów

wiatowych, grupa ta wyodrêbni³a 4 standar-

dy kodowania dwiêku, które zosta³y podda-

ne szczegó³owym badaniom. Opieraj¹c siê

na takich kryteriach jak: jakoæ dwiêku po

dekodowaniu, mo¿liwoæ zastosowania ró¿-

nych szybkoci transmisji, z³o¿onoæ de-

kodera i odpornoæ na b³êdy wybrano sy-

stem MUSICAM (masking-pattern-adapted

universal-subband-integrated coding and

multiplexing, tzn. kodowanie i multipleksowa-

nie sygna³ów w przedzia³ach czêstotliwoci

przy wykorzystaniu w³aciwoci maskuj¹-

cych), jako podstawê standardu MPEG.

Podstawowe za³o¿enia

standardu MPEG

Zmys³ s³uchu cz³owieka ma tê w³aciwoæ,

¿e pojawiaj¹cy siê s³aby dwiêk obok dwiê-

ku silnego o zbli¿onej czêstotliwoci nie jest

s³yszalny. Badania nad fizjologi¹ mechani-

zmu s³yszenia doprowadzi³y do opracowa-

nia krzywych maskowania jednych dwiê-

ków przez drugie (rys. 1). Linia ci¹g³a na rys.

1 przedstawia granicê, poni¿ej której wszy-

stkie dwiêki s¹ maskowane przez silny sy-

gna³ o czêstotliwoci 1000 Hz. W³aciwoæ

maskowania wykorzystano w standardzie

MPEG do zredukowania informacji przesy-

³anej w sygnale fonii, a wiêc do pominiêcia

sygna³ów, które i tak nie bêd¹ s³yszane.

Maskowanie jednych dwiêków przez inne

wystêpuje w doæ w¹skim pasmie czêstotli-

woci. Oddalone czêstotliwoci ju¿ nie s¹

maskowane (rys. 1), chyba, ¿e ich amplitu-

da jest ma³a. Nasuwa siê wniosek, ¿e aby

wykorzystaæ zjawisko maskowania w ca-

³ym pasmie czêstotliwoci akustycznych,

trzeba pasmo podzieliæ na wê¿sze podpa-

sma i w ka¿dym z nich redukowaæ infor-

macjê, zgodnie z przebiegiem krzywej ma-

skowania dwiêków.

W praktyce redukcja bitów, bêd¹ca podsta-

w¹ kodowania MPEG jest doæ z³o¿ona.

Krzywe maskowania dla ró¿nych zakresów

czêstotliwoci s¹ ró¿ne. Trzeba je analizo-

waæ osobno dla ka¿dego pasma. Dodat-

kowym problemem jest tzw. szum kwanty-

zacji, powstaj¹cy przy zamianie sygna³u

analogowego na cyfrowy. Dlatego parame-

try kwantyzacji s¹ tak dobrane, aby szum

kwantyzacji mieci³ siê pod krzyw¹ masko-

wania, tj. by³ nies³yszalny.

Schemat blokowy kodowania MPEG przed-

stawiono na rys. 2. Alokacja bitów zale¿y za-

równo od przedzia³u czêstotliwoci, jak rów-

nie¿ od psychoakustycznego modelu s³ysze-

nia dla zadanego pasma.

Warstwy MPEG

W standardzie MPEG s¹ trzy ró¿ne algoryt-

my kodowania, zwane warstwami. Im wy-

¿sza warstwa tym wiêksza kompresja sy-

gna³u, ale niestety co za tym idzie _ wiêksza

z³o¿onoæ uk³adów koduj¹co-dekoduj¹cych

i wra¿liwoæ na b³êdy. W telewizji transmisja

dwiêku cyfrowego opiera siê na algorytmie

warstwy drugiej. Podstawowe parametry

algorytmu warstwy drugiej to podzia³ aku-

stycznego pasma transmitowanego na 32

podpasma, z³o¿onoæ transmisji 32

192

kbit/s dla sygna³u mono oraz 64

384

kbit/s dla sygna³u stereo. Dopuszczone s¹

trzy czêstotliwoci próbkowania dwiêku:

32; 44,1 oraz 48 kHz.

MPEG-2 jako rozszerzenie

dla transmisji wielokana³owej

Coraz wiêksza popularnoæ systemów

dwiêku przestrzennego (Dolby Pro Logic,

AC3) spowodowa³a potrzebê modyfikacji

podstawowego standardu MPEG do trans-

misji wielokana³owej, tj. sygna³ów: surro-

und, g³onika centralnego i subwoofera.

Powsta³ w ten sposób nowy standard

MPEG-2, kompatybilny z MPEG, by widzo-

wie nie posiadaj¹cy dekodera MPEG-2 a je-

dynie MPEG, mogli równie¿ odbieraæ dwiêk

stereofoniczny. Dlatego koder i dekoder

MPEG-2 (rys. 3) stanowi rozszerzenie kode-

ra i dekodera MPEG, którego podstawowa

wersja wchodzi w sk³ad uk³adu.

W koderze MPEG-2 sygna³y doprowadzo-

ne do uk³adu mieszacza sygna³ów s¹ dzie-

lone na pe³ne sygna³y kana³u lewego Lo

i prawego Po, a te z kolei kodowane w ko-

derze MPEG-1. Dodatkowa informacja prze-

strzenna jest kodowana w postaci trzech

kana³ów danych T2, T3, T4 oraz sygna³u

subwoofera LFE przez dodatkowy koder

rozszerzaj¹cy. Dekodowanie odbywa siê

w sposób analogiczny. Umo¿liwia to kompa-

tybilnoæ z wczeniejszymi dekoderami

MPEG.

Sygna³ MPEG jest nadawany w postaci pa-

czek bitów (ramki); d³ugoæ jednej transmito-

wanej ramki z danymi zale¿y od szybkoci

transmisji. Typowa d³ugoæ ramki z danymi

wynosi 24x384 bit dla transmisji 384 kbit/s przy

czêstotliwoci próbkowania 48 kHz.

Transmisja dodatkowych

sygna³ów

Wraz z sygna³em MPEG stanowi¹cym kom-

presjê sygna³u fonii jest nadawana infor-

macja o kompresji dynamiki w studiu nagrañ

i dane o poziomie wzmocnienia sygna³u.

Informacje te s¹ wykorzystywane, gdy sta-

cja telewizyjna chce g³oniej przekazaæ

pewne fragmenty audycji. U¿ytkownik po

stronie odbiorczej mo¿e wy³¹czyæ kompre-

sjê i regulacjê g³onoci.

Dodatkow¹ informacj¹ przesy³an¹ razem

z sygna³em podstawowym mo¿e byæ druga

wersja jêzykowa. Modyfikacja ta jest prosta

i polega na emitowaniu dodatkowego stru-

mienia bitów.

Podsumowanie

System kodowania i dekodowania MPEG

jest tzw. skalowalnym systemem kodowa-

nia, tzn. ¿e jest on kompatybilny zarówno

z wielokana³ow¹ transmisj¹ dwiêku, jak

równie¿ ze standardow¹ stereofoniczn¹.

Posiadacze starszych dekoderów mog¹

odbieraæ foniê dwukana³owo, a w³acicie-

le telewizorów cyfrowych wyposa¿onych

w dekoder MPEG-2 wielokana³owo.

Stacja nadawcza ma te¿ mo¿liwoæ przej-

cia z emisji dwukana³owej na wielokana³o-

w¹ bez koniecznoci zmian w dekoderach

odbiorników.

Dodatkowym atutem standardu MPEG-2

jest fakt, ¿e odnosi siê on zarówno do sygna-

³ów fonii, jak i wizji. Konsekwencj¹ tego jest

umieszczanie w jednym uk³adzie scalonym

dekodera wizji i fonii MPEG-2. Wp³ywa to

na obni¿enie kosztów dekodera, ze wzglê-

du na jego powszechnoæ.

Standard MPEG, choæ oparty na skompli-

kowanym algorytmie, sta³ siê bardzo po-

pularnym rodzajem kompresji dwiêku. Po-

niewa¿ w wyniku kompresji uzyskujemy

strumieñ bitów, jest on w stosunkowo prosty

sposób, przez multipleksowanie, ³¹czony

z sygna³em wizyjnym, daj¹c w wyniku sy-

gna³ telewizji cyfrowej.

Janusz Samu³a

Wejcie

Wyjcie

Kodowany

strumieñ

bitów

Rys. 2. Schemat blokowy

kodowania MPEG

Filtr

pasmowy

Symulacja

modelu psycho-

akustycznego

Alokacja bitów

Pakowanie

bitów w ramki

Kwantyzacja

i kodowanie

Rys. 3. Koder i dekoder MPEG-2

L _ lewy kana³, P _ prawy kana³, C _ g³onik centralny, T2, T3 i T4 _ sygna³y pomocnicze, LS _ lewy sygna³

surround, PS _ prawy sygna³ sourround, LFE _ sygna³ subwoofera, Lo _ pe³ny sygna³ lewego kana³u przy

transmisji stereofonicznej, Po _ pe³ny sygna³ prawego kana³u przy transmisji stereofonicznej

PS
LFE

Mieszacz

Matryca

dziel¹ca
sygna³y

Koder

MPEG-1

Koder

rozsze-

rzaj¹cy

Dekoder
MPEG-1

Dekoder

rozsze-

rzaj¹cy

LFE

ANTARES T60 SAMOCHODOWY ODBIORNIK i TELEFON KOMÓRKOWY BLAUPUNKTA

Jest to nowa kategoria urz¹dzeñ car audio, radio i telefon komór-

kowy w jednym. Nazwa Radiophone, niekiedy u¿ywana, nie wy-

daje siê poprawna, bêdziemy wiêc u¿ywaæ okrelenia radiofon.

Antares T60 jest seryjnie wyposa¿ony w instalacjê g³ono mówi¹-

c¹ oraz system automatycznego przyjmowania rozmów. Telefono-

wanie w samochodzie staje siê jeszcze wygodniejsze i bezpiecz-

niejsze dziêki dodatkowemu systemowi sterowania g³osem VOCS

Fot. Blaupunkt

08 (Voice Control System). Umo¿liwia on obs³ugiwanie najwa¿niej-

szych funkcji radia i telefonu. Mo¿na dziêki temu telefonowaæ i s³u-

chaæ radia bez koniecznoci obs³ugi manualnej. Urz¹dzenie jest rów-

nie¿ przystosowane do wysy³ania i odbierania krótkich wiadomoci

tekstowych _ SMS. Ma ono tak¿e funkcje sygnalizowania drugiej roz-

mowy, prze³¹czenia miêdzy kilkoma rozmówcami i po³¹czeñ telekon-

ferencjnych. Przydatnym rozwi¹zaniem dla osób czêsto korzystaj¹-

cych z telefonu komórkowego jest karta Twincard. Klient otrzymuje

dwie karty SIM, dziêki czemu p³ac¹c jedn¹ op³atê abonamentow¹ mo-

¿e na zmianê korzystaæ z dwóch urz¹dzeñ. Zawsze jest osi¹galny

pod jednym numerem telefonu, niezale¿nie od tego, czy korzysta

z przenonego telefonu komórkowego, czy z radiotelefonu. Radio

ma RDS i pamiêæ 46 stacji na falach rednich, d³ugich i UKF. Urz¹-

dzenie ma moc 4 x 40 W i system obs³ugi zewnêtrznej zmieniarki p³yt.

Przez czterokana³owe wyjcie mo¿na do³¹czyæ oddzielne wzmacnia-

cze mocy.

(js)

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 5/2001