Материал: Разработка рабочего прототипа приложения, которое будет облегчать использование функции телефонии DTMF Callback на устройствах с Android

Разработка рабочего прототипа приложения, которое будет облегчать использование функции телефонии DTMF Callback на устройствах с Android

Введение

Развитие научно-технического прогресса в мире способствовало повсеместному быстрому распространению в начале 21 века сотовой связи, это обусловлено необходимостью находиться постоянно в поле доступа, в местах, где невозможна стационарная телефонная связь.

Благодаря тенденции к снижению цен на рынке, почти каждому гражданину России стал доступен свой личный мобильный телефон.

Множество операторов связи предоставляют услуги сотовой связи. Благодаря развитию интернет технологий получила популярность IP-телефония, которая имеет ряд плюсов перед обычной сотовой телефонией, например, защищённый от прослушиваний разговор или запись разговора на сервер, использование коротких номеров, связь без привлечения провайдеров.

Существует несколько способов связи сервера VoIP и мобильного телефона. Один из самых очевидных, это интернет соединение, за которое обычно нужно платить оператору сотовой связи, которому не особо выгодно делать интернет-связь для VoIP дешевле, чем собственные услуги по телефонии. Поэтому цены на тариф со стабильным интернетом, необходимым для звонков посредством IP телефонии, могут быть завышены.

Существует способ связи с VoIP сервером, который принято называть callback, когда серверу сообщается на какой номер нужно позвонить, и сервер перезванивает абоненту, соединяя с номером, на который абонент звонит. Номер этот можно передать с помощью сети интернет, SMS или тонального набора (DTMF).

Не всегда есть возможность отправить SMS или воспользоваться интернетом, особенно, если абонент находится в роуминге. Часто, единственный доступный способ связи - это «традиционный» вызов с помощью сотовой связи. Существует способ, через который можно обеспечить связь с сервером VoIP через сотовый вызов, для этого используется DTMF Callback по следующему алгоритму:

.        Абонент «A» звонит на номер сервера телефонии

Рисунок 1. Шаг 1

2.      Сервер телефонии обрывает связь

Рисунок 2. Шаг 2

3.      Сервер телефонии перезванивает абоненту «A» и ждёт ответа

Рисунок 3. Шаг 3

4.      Абонент «A» отвечает на звонок

Рисунок 4. Шаг 4

5.      В тональном наборе абонент «A» набирает номер абонента «B»

Рисунок 5. Шаг 5

6.      Сервер инициализирует звонок абоненту «B»

Рисунок 6. Шаг 6

7.      После инициализации сервер связывает соединение абонента «A» и абонента «B». Абонент «A» уже слышит гудки дозвона до абонента «B».

Рисунок 7. Шаг 7

Абонент «B» отвечает на звонок. Оба пользователи могут обмениваться голосовыми сообщениями.

Рисунок 8. Шаг 8

В итоге у абонента «A» и абонента «B» совершается входящий звонок, и они могут общаться друг с другом через сервер телефонии.

Существует способ Callthrough, который в отличие от Callback не требует перезвона сервера абоненту «A», но в связи с этим, абонент «A» платит за исходящий вызов.

Основание для разработки

Основной недостаток инициализации callback с помощью DTMF в том, что абоненту «A» надо вручную набирать номер абонента «B» после того как ему перезвонил сервер. В журнале вызовов на телефоне абонента «A» в исходящих звонках остаётся номер, который он набирал, то есть номер сервера, а во входящих и номер callback, который перезвонил ему. Данная информация для пользователя является малоинформативной. Сервер телефонии может быть настроен так, что абоненту «A» перезванивает callback с разных номеров. Это значит, что в журнале вызовов у пользователя будет большое количество незнакомых номеров. Данная информация является лишней, и её следует скрывать от абонента. Часто предоставляющие callback сервисы обходятся без прямого доступа по DTMF, а используют интернет подключение, SMS или специальную SIM-карту.

Цель разработки

Разработать рабочий прототип приложения, которое будет облегчать использование функции телефонии DTMF callback на устройствах с android.

Обзорно-аналитическая часть

Сотовая связь

Сотовая связь - беспроводная связь, зоны доступа которой разделены на шестиугольные ячейки похожие на соты. Одну такую зону доступа обеспечивает базовая станция. Множество таких базовых станций, которые составляют зоны из сот, называют сотовой сетью, устройства, которые пользуются сотовой сетью - сотовые телефоны. В сотовой сети, каждая ячейка использует различный набор частот от соседних клеток для избегания помех и чтобы обеспечить гарантированную пропускную способность для каждой ячейки.

Особенности сотовой сети:

·        Использование множества базовых станций даёт больше возможностей, чем использование одного большого передатчика. Каждой ячейке может быть присвоено несколько частот, соответствующих базовой станции. Группу частот можно использовать повторно, если соседние клетки используют другие частоты.

Рисунок 9. Схема повторного использования частот (F1-F4 - частоты)

·       
Мобильные устройства выделяют меньше энергии на связь с башней, так как требуется менее мощный сигнал, чтобы найти её вследствие более близкого расположения башни связи

·        Большую площадь покрытия, чем одного наземного передатчика, так дополнительные башни клеток могут быть добавлены на участки с плохой связью, куда сигнал плохо доходит из-за помех.

При расположении ячеек оптимально избегать перекрытия зон ячеек, между ячейками не должно быть пустого пространства. Поэтому геометрической формой покрытия могут быть такие фигуры, как треугольники, квадраты или шестиугольники. Форма покрытия от антенн больше всего похожа на шестиугольник [1].

Устройства, которые управляют сигналами и маршрутизируют их от одного сотового телефона к другому, называются автоматическими телефонными станциями (АТС). На данный момент почти все АТС являются электронными.

Номеронабиратель (dialer) - часть интерфейса телефонного аппарата, которая позволяет передать номер телефонного аппарата, с которым АТС должна соединить. Долгое время использовались импульсные dialer’ы, которые формировали импульсы, где каждой цифре соответствовало своё количество импульсов [2]. На телефонном аппарате находился диск с 10 дырками. Принцип соединения с АТС был таким:

На телефонном аппарате прокручивается диск от точки с указанной цифрой, который заводит пружину. Когда отпускается диск, пружина начинает разгибаться, диск начинает двигаться в обратную сторону. Набор импульса соответствует замыканию и размыканию телефонной линии. Между набором импульсов делаются паузы, чтобы отличить набор одного символа от другого. Данный способ набора достаточно неудобный, абоненту приходится несколько раз отводить диск и ждать пока он вернётся на место. Впоследствии появился импульсный кнопочный набор, который избавил от такого недостатка.

На данный момент для набора номера используется двухтональный многочастотный сигнал (Dual Tone Multi-Frequency, DTMF). DTMF может быть использован для внутренних команд телефонной сети. В DTMF передаваемая цифра кодируется сигналом полученным суммированием двух синусоидальных напряжений определенной частоты [3]. Используется две группы по четыре частоты звукового диапазона в каждой.

Таблица 1. Соответствие частот и символов при DTMF наборе

АТС может отвечать в формате DTMF, например такие сигналы как «занято», «готовность», «контроль посылки вызова». В отличии от импульсов, DTMF можно передавать по аудиоканалу.

Таблица 2. Ответы АТС в формате DTMF

Inward System Access (DISA) - функция прямого доступа, возможность получения абонентом доступа к управлению телефонной станицей или сервером телефонии посредством DTMF сигналов с телефона.

Обзор рынка сотовой связи

Выручка компаний, предоставляющих сотовую связь в России, растёт, о чём свидетельствуют их отчёты [4] [5] Из тех же отчётов видно, что большая доля доходов приходится на мобильную связь. В интересах, как обычного частного пользователя, так и корпоративного игрока, является сокращение расходов на мобильную связь. Одним из способов является анализ используемых услуг за месяц и выбор наиболее подходящего тарифа у мобильного оператора.

Рынок мобильной связи в Москве состоит из трёх игроков, распределение которых можно увидеть на [6]:

Диаграмма 1: распределение крупных игроков на сотовом рынке

Сравнение местных тарифов по Москве

У трёх крупных игроков на московском рынке имеются схожие пакетные тарифы, которые можно сравнить. Например, тарифы класса «Smart» у МТС, «Всё включено» у Мегафона и «Всё за» у Билайн. Эти тарифы предлагают пакет опций и абонентскую плату за них. Сравним схожие по цене тарифы из этих классов. В пакеты услуг могут входить SMS, MMS, интернет и другие услуги, но в данном разборе они не учитываются, так как нас интересует именно цена звонка. По этой же причине нет подробного описания нюансов тарифов, если они прямо не влияют на цену, однако можно заметить, что качество связи в разных районах местности может сильно отличаться у операторов. Также нет нужды считать стоимость звонков, если превышен месячный лимит тарифа, так как человек, который контролирует расходы, будет выбирать себе тариф правильно, однако стоит отметить, что цена после превышения лимита может быть достаточна высокой. Стоит отметить, что входящие внутри России для всех трёх пакетных групп бесплатные.

Минимальными по цене являются пакетные тарифы «Smart mini» [7] - 200 ₽, «Всё включено XS» [8] - 199 ₽ и «Всё за 200» [9] - 200 ₽. Имеются некоторые особенности для звонков внутри сети оператора. В «Smart mini» и «Всё включено XS» звонки по всей России, а во «Всё за 200» только по Москве и Московской области. Цены указаны на момент 15.05.2015.

Таблица 3. Минимальные пакетные тарифы

Как видно из таблицы, тарифные опции весьма похожи. Дешевле всего обходятся звонки внутри сети. Абонентам других операторов звонить дороже, особенно за пределы Московской области.

Хоть данный тариф не предназначен для звонков в другие страны, у человека может возникнуть необходимость позвонить за пределы своей страны, поэтому стоит рассмотреть международные тарифы на звонки в другие страны.

Таблица 4. Минимальные пакетные тарифы(звонки за границу)

Как видно из таблицы, тарифы на звонки в другие страны уже отличаются достаточно сильно. Билайн предоставляет возможность по низкой цене звонить на номера Билайн в других странах. У Мегафона больше различий цен для разных стран, а у МТС наоборот единая цена для Европы и единая цена для всех остальных стран.

В следующей ценовой категории (малые пакетные тарифы) идут тарифы: «Smart» [10] - 450 ₽, «Всё включено S» - 390 ₽ [11] и «Всё за 400» [12] - 400 ₽.

Таблица 5. Малые пакетные тарифы