通信終端設(shè)備-GSM數(shù)字移動電話機

1、通信終端設(shè)備通信終端設(shè)備GSMGSM數(shù)字移動電話機數(shù)字移動電話機 目的:通過GSM數(shù)字移動電話機理論學(xué)習(xí) 1. 了解蜂窩移動通信系統(tǒng)發(fā)展，3G移動通信的特點及蜂窩移動通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 2. 熟悉GSM數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)的主要技術(shù)指標要求 3. 掌握GSM數(shù)字移動電話機特點、組成，熟悉組成部分的功能作用及電路原理、工作過程 4. 學(xué)會識圖、用圖方法，GSM移動電話機、分析方法，熟悉所需儀表正確使用和各種波形、參數(shù)的測量方法 5. 簡單分析手機常見電路故障。 授課主要內(nèi)容: 1. 移動通信概述 2. GSM移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 3. GSM數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng) 4. GSM移動電話機 5.

2、GSM移動電話機功能電路及作用 6. 西門子3508型數(shù)字移動電話機主要電路原理及工作過程第一章 移動通信概述 1.1 移移 動動 通通 信信 概概 念念移動通信是指通信的雙方至少有一方是在運動中進行信息的傳輸和交換。例如在運動中的人與汽車、輪船、飛機等移動體之間的通信，分別構(gòu)成陸地、海上和空中的移動通信。移動通信系統(tǒng)是指包括通信雙方設(shè)備在內(nèi)的整體。移動通信網(wǎng)是現(xiàn)代通信的重要組成部分。它不僅可以傳送語音信息，而且還具有數(shù)據(jù)終端功能，能夠快速而可靠地進行多種信息交換，如數(shù)據(jù)、傳真、圖像等通信業(yè)務(wù)。作為現(xiàn)代通信領(lǐng)域的一種新興通信手段，移動通信系統(tǒng)具有的可移動性優(yōu)勢是其他通信系統(tǒng)(如固定電話網(wǎng))無法

3、比擬的。移動通信系統(tǒng)主要有:公用陸地蜂窩移動通信系統(tǒng)、無線尋呼系統(tǒng)、集群移動通信系統(tǒng)和衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)等。移動通信采用無線接入技術(shù)，無線電通信是移動通信的基礎(chǔ)?，F(xiàn)代移動通信技術(shù)集中了無線通信和有線通信的最新技術(shù)成果，其進步和發(fā)展基于計算機、新材料和新工藝等技術(shù)的發(fā)展，集合了當(dāng)前最前沿的技術(shù)并還在不斷研究發(fā)展。第一章第一章 移動通信概述 1.2 移移 動動 通通 信信 的的 主主 要要 特特 點點移動通信必須利用無線電波進行信息傳輸（通常是發(fā)送時，將信息流上變頻，轉(zhuǎn)換為電磁波信號；接收時，將電磁波信號轉(zhuǎn)換為電信號，下變頻,還原信息）。移動通信是在復(fù)雜的干擾環(huán)境中運行（受到天電、工業(yè)、廣播電臺、電

4、視臺及本系統(tǒng)鄰道信號、其它使用不同多址技術(shù)通信系統(tǒng)相互干擾和射頻信號在傳播時的快、慢衰落等）。移動通信可利用的頻譜資源有限，而移動通信業(yè)務(wù)量需求卻與日俱增（要在頻率的利用上采用新的技術(shù)如多址技術(shù)、調(diào)制技術(shù)等）。移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)管理和控制必須有效（如本地網(wǎng)、省網(wǎng)、國家網(wǎng)、地區(qū)（域）網(wǎng)、國際系統(tǒng)網(wǎng)等）。移動通信設(shè)備（主要是移動臺）必須適于在移動的（如溫度、濕度、粉塵、沖擊、振動和光線變化、電磁環(huán)境巨列波動等）環(huán)境中使用。第一章第一章 移動通信概述 1.3 移動通信發(fā)展階段及技術(shù)標準劃分移動通信發(fā)展階段及技術(shù)標準劃分 移動通信在20世紀80年代以前是指采用大區(qū)制的公用汽車電話系統(tǒng)

5、。 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用技術(shù)體制劃分，從引進蜂窩技術(shù)開始，被分成以下幾代移動通信系統(tǒng)： 第一代移動通信系統(tǒng)（簡稱1G）：采用調(diào)頻信號進行通話，以模擬式蜂窩網(wǎng)為主要特征。 20世紀70年代中期至80年代初開始商用化，北美AMPS、歐洲TACS兩大系統(tǒng)，另外還有北歐NMT及日本的HCMTS。使用無線頻段為800/900MHz（早期曾使用450MHz）。重點是解決用戶擴容問題。 第二代移動通信系統(tǒng)(簡稱2G）：以數(shù)字化通話為主，兼顧低速數(shù)據(jù)通信，以數(shù)字蜂窩網(wǎng)為主要特征。20世紀90年代初正式走向商用。其中最具代表性的有歐洲時分多址（TDMA）GSM和北美的碼分多址（CDMA）IS95兩大系統(tǒng)，能

6、傳輸9.6Kb/S以下的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 第三代移動通信系統(tǒng)(簡稱3G)：數(shù)字寬帶、高速率傳輸，提供移動多煤體業(yè)務(wù)，比2G有更大的系統(tǒng)容量、更好的通信質(zhì)量。是國際電信聯(lián)盟（ITU）于1997年至1999年組織制定的國際移動通信系統(tǒng)（IMT2000）標準，本世紀初投入商用,目前全球已有上億用戶。 第四代移動通信系統(tǒng)（4G或稱為“后3G”，新一代移動通信系統(tǒng)）：為解決系統(tǒng)更大大容量、更高速數(shù)據(jù)傳輸、更大寬帶和更高頻譜利用率為主要特征.采用的QAM、OFMA、智能天線等主要技術(shù)。第一章第一章 移動通信概述 1.4 95 95年以前世界主要數(shù)字移動技術(shù)標準地區(qū)或國家標準類型年份多址接入無線頻段調(diào)制信道帶寬歐

7、洲GSM蜂窩1990TDMA890-960MHzGMSK200KHz歐洲CT2無繩1989FDMA864-868MHZGFSK100KHz歐洲D(zhuǎn)EST無繩1993TDMA1880-1900MHzGFSK1728KHz歐洲D(zhuǎn)CS-1800（GSM）蜂窩1993TDMA1710-1880MHzGMSK200KHz美國USDC（IS-54）蜂窩1991TDMA824-894MHz/4-DQPSK30KHz美國CDPD蜂窩1993TDMAFH/分組1850-1990MHzGMSK30KHz美國IS-95PCS1993CDMA824-894MHz1.8-2.0GHzQPSK/BPSK1250KHz美國P

8、CS-1900（GSM）蜂窩1994TDMA1850-1990MHzGMSK200KHz美國PACS無繩/PCS1994TDMA/FDMA1850-1990MHz/4-DQPSK300KHz美國MIRSSMR/PCS1994TDMA若干16-QAM25KHz日本PDC蜂窩1993TDMA810-1501MHz/4-DQPSK25KHz日本PHS無繩1993TDMA1895-1907MHz/4-DQPSK300KHz第一章第一章 移動通信概述 1.5 中中 國國 移移 動動 通通 信信 的的 發(fā)發(fā) 展展 我國民用移動通信事業(yè)起步于軍事移動通信，其發(fā)展可大致分以下幾個階段我國民用移動通信事業(yè)起步于

9、軍事移動通信，其發(fā)展可大致分以下幾個階段: : 第一階段（第一階段（19871987年年-2001-2001年底）建設(shè)和使用移動模擬電話網(wǎng)時期：年底）建設(shè)和使用移動模擬電話網(wǎng)時期：自1987年始，各省（市自治區(qū)）先后分別引進摩托羅拉（稱A網(wǎng)系統(tǒng)）和愛立信（稱B網(wǎng)系統(tǒng)）兩大公司生產(chǎn)的、 TACS體制的窄帶模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)。 第二階段（從第二階段（從19941994年起）建設(shè)和使用年起）建設(shè)和使用GSMGSM數(shù)字移動電話網(wǎng)時期：數(shù)字移動電話網(wǎng)時期：GSM數(shù)字移動電話，也稱“全球通”移動通信系統(tǒng)。由于其規(guī)化早，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣和密度大，移動用戶如今發(fā)展到近4億,約占全國總移動用戶數(shù)的80%，是移動

10、通信最主要系統(tǒng)。國內(nèi)GSM網(wǎng)絡(luò)工作在900MHz（簡稱G網(wǎng)）和1800MHz（也稱DCS網(wǎng)絡(luò)，簡稱D網(wǎng)）兩個無線頻帶。GSM系統(tǒng)由“中國移動”和“中國聯(lián)通”兩家通信公司運營。中國移動公司同時使用900MHz和1800MHz兩個無線頻段，使用電話號段為134139；中國聯(lián)合通信集團公司目前僅使用GSM系統(tǒng)900MHz無線頻段，使用電話號段130132。 第三階段（從第三階段（從20012001年底）為建設(shè)和投入使用年底）為建設(shè)和投入使用IS-95bIS-95b技術(shù)標準技術(shù)標準CDMACDMA移動電話網(wǎng)時期：移動電話網(wǎng)時期：IS-95b技術(shù)標準的CDMA移動電話也稱cdma One或窄帶CDMA（

11、簡稱C網(wǎng)）。它是一種直接序列擴頻通信系統(tǒng)，系統(tǒng)帶寬為1.25MHz，無線工作頻率800MHz，由“中國聯(lián)通”獨家運營，使用電話號段為133。 開發(fā)和使用開發(fā)和使用2.5G2.5G階段階段(2003(2003年始年始) )：是針對2G的GSM和CDMA窄帶數(shù)字移動通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸數(shù)率低（9.6kb/s)，不能適應(yīng)高速數(shù)據(jù)、圖像等通信傳輸要求，逐步提高數(shù)據(jù)傳輸速率，向3G的過渡階段?；?G系統(tǒng)，GSM系統(tǒng)采用分組交換（GPRS）技術(shù)（理論數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到115.2Kbps）；CDMA系統(tǒng)采用增加帶寬的CDMA 1x技術(shù)（其理論數(shù)據(jù)可達到153.6 Kbps）來提高信息的傳輸速率，以滿足部分

12、高速數(shù)據(jù)通信的需求。因采用GPRS和CDMA 1x技術(shù)后的數(shù)據(jù)傳輸速率高于2G而低于3G故被稱為2.5G。 第一章第一章 移動通信概述 1.6 3G3G 三個技術(shù)標準比較三個技術(shù)標準比較（一一） WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA都提供在靜止?fàn)顟B(tài)下2Mb/s數(shù)據(jù)傳輸速率,同屬寬帶CDMA技術(shù),在一個更寬的頻帶上擴展信號,從而減少多徑和衰減帶來傳播問題,具有更大的容量,具有較強的抗衰落和抗干擾能力。但三者一些關(guān)鍵技術(shù)仍存在較大差別，在性能上也有所區(qū)別。 雙工模式 WCDMA與CDMA2000采用FDD模式，上行和下行傳輸使用兩個對稱頻帶，在用于非對稱的分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（如互聯(lián)網(wǎng)）時頻

13、譜利用率低。 TD-SCDMA采用TDD模式，上行和下行傳輸使用同一頻帶，上下行時隙在話音與數(shù)據(jù)傳輸時可進行成對或非成對的靈活分配，頻譜利用率高。 FDD模式較TDD模式抗衰落和抗多普勒性能好，支持移動終端在250Km/h正常通信，而TDD只能維持120Km正常通信。 碼片速率與載波帶寬 WCDMA碼片速率為3.84Mchip/s,具有5MHz載波帶寬; CDMA2000 1x(單載波,碼片速率1.2288Mchip/s)與CDMA2000 3x(三載波,碼片1.22883=3.6864Mchip/s )區(qū)別在載波不同,分別有1.25MHz和3.75MHz帶寬; TD-SCDMA 單載波碼片速

14、率1.28Mchip/s ,采用三載波設(shè)計,每載波具有1.6MHz帶寬。 載波帶寬越高，支持用戶數(shù)就越多，網(wǎng)塞可能性越小，載波帶寬越高，支持用戶數(shù)就越多，網(wǎng)塞可能性越小，WCDMAWCDMA具有較好的優(yōu)勢具有較好的優(yōu)勢。第一章第一章 移動通信概述 1.6 3G 3G 三個技術(shù)標準比較（二三個技術(shù)標準比較（二） 智能天線技術(shù)智能天線技術(shù) TD-SCDMA上采用。是一組安裝在基站的雙向天線，通過一組帶有可編程電子相位關(guān)系的固定天線單元獲取方向性，并可同時獲取基站和移動臺之間各個鏈路方向特性。可減小小區(qū)間及小區(qū)內(nèi)的干擾。 越區(qū)切換技術(shù)越區(qū)切換技術(shù) WCDMA與CDMA2000采用越區(qū)“軟切換”（即越

15、區(qū)是先與新基站連通，后與原基站中斷）技術(shù)。對信道占用資源較大； TD-SCDMA采用越區(qū)“接力切換”技術(shù)，通過智能天線定位的用戶方位和距離信息判斷出用戶進入切換區(qū)時，由所在基站控制器通信切換基站做好準備，完成接力切換。接力切換是一種改進的硬切換技術(shù)，可提高切換成功率，與軟切換相比可減少切換時對鄰近基站信道占用時間。 與與2G2G兼容性兼容性 WCDMA由GSM網(wǎng)絡(luò)過渡而來，雖然可保留GSM核心網(wǎng)絡(luò)，但須重建WCDMA接入網(wǎng)，并不可重用GSM基站設(shè)備。 CDMA2000 3x從CDMAIS-95、CDMA1x過渡而來，可以保留原有CDMAIS-95設(shè)備。 TD-SCDMA系統(tǒng)建設(shè)只需在GSM網(wǎng)絡(luò)

16、上增加TD-SCDMA設(shè)備即可。 WCDMAWCDMA在升級過程中成本最高。在升級過程中成本最高。第一章第一章 移動通信概述 1.7 數(shù)數(shù) 字字 移移 動動 電電 話話 機機 作為通信的重要終端，移動電話機是構(gòu)成移動通信系統(tǒng)三大（交換、基站、移動臺）子系統(tǒng)中不可缺少的移動臺部分。 數(shù)字移動電話機是一種重要的個人用通信工具。是集現(xiàn)代通信技術(shù)、計算機技術(shù)、新材料和新制造工藝為一體的完美結(jié)合。通過移動電話機除可以完成接打電話、發(fā)短（彩）信、上網(wǎng)、下載、語音服務(wù)等多項通信功能外，還能提供電話簿、和弦鈴聲、拍照、游戲、和PAD個人數(shù)字助理辦公及娛樂、多煤體等服務(wù)。 按使用環(huán)境和體積大小的不同，可分為車載

17、機、便攜機和手持機三種。而手持機（簡稱手機）是被使用最多的一種移動電話機。 根據(jù)使用網(wǎng)絡(luò)：可分為模擬單模與數(shù)字單模手機、模數(shù)雙模與數(shù)數(shù)雙模（卡）手機；按使用顯示屏：可分為單色屏和彩色屏、單屏和雙屏；按面板外形結(jié)構(gòu)：可分為直板式、翻蓋式和滑蓋式手機；按操作方式：可分為按鍵式、觸屏式手機；按工作頻率：可分為單頻、雙頻與多頻手機；按其使用功能：可分為以話音為主，能發(fā)短信功能簡單的普通機；帶拍攝、彩信傳送和多合弦放送音樂的中擋機；集通信、多煤體與商務(wù)通功能于一體的智能高擋手機。 第一章第一章 移動通信概述 1.8 移動電話機發(fā)展趨勢 手機電腦與電腦手機區(qū)別越來越模糊，電腦及其強大功能在手機中的嵌入和運

18、用將大大擴展移動電話機的用途，極大提升移動電話的功能和和作用。移動電話機內(nèi)的處理器運行速度將更快（已經(jīng)從AMR7內(nèi)核進化到AMR9，甚至AMR11（還有采用雙核機）處理速度超過臺式電腦的奔2，達到300MHz）；存儲器容量將更大，（達到2G）； 功能將越來越強大，通話主要功能將迅速下降，而非話業(yè)務(wù)功能的作用將日益增強，藍牙通信、GPS衛(wèi)星定位、對MP3、MP4和USB接口支持、多煤體存儲卡的支持、微型硬盤、攝像、手機電視等。 手機芯片的集成度更高，已經(jīng)開發(fā)出單芯片手機，依靠不同功能芯片開發(fā)多功能、多模式的手機速度越來越快。隨著3G移動系統(tǒng)的推出，隨著帶寬增大，數(shù)據(jù)傳輸速加快，射頻信號處理方式、

19、邏輯電路處理能力都有較大變化。 高端與低端手機并存，新穎、高端、多功能和智能化的移動電話機與功能簡單或單一用于通話的的低端移動電話將并存。 在體積上超輕、超薄、超小型化或可觀看視頻圖像的大屏幕、個性化的移動電話機將會日漸增多.第一章思考與練習(xí)題第一章思考與練習(xí)題1. 現(xiàn)代移動通信主要是采用什么信號進行通信?它采用了哪些技術(shù)?2. 移動通信的主要特點?3. 移動通信技術(shù)標準的劃分及主要特征？4. 中國現(xiàn)有幾個移動運營商?分別可提供哪些網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)?其無線工作頻率是多少?5. 第三代移動通信系統(tǒng)采用的什么多址方式？有幾個主要技術(shù)標準？6. 無線通信的接入方式有幾種?第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)

20、2.1 多多 址址 技技 術(shù)術(shù)頻分多址（FDMA）時分多址（TDMA）碼分多址 （CDMA ） 多址技術(shù)是指無線接入的方式，簡單講是指移動通信存在多個系統(tǒng)時，移動臺區(qū)分外系統(tǒng)而只與本系統(tǒng)基站產(chǎn)生呼叫聯(lián)絡(luò)或基站區(qū)分外系統(tǒng)移動臺而只與本系統(tǒng)移動臺間產(chǎn)生呼聯(lián)時，發(fā)生在無線頻段的一種尋址方式。第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.2 GSM移動電話采用的數(shù)字調(diào)制技術(shù)數(shù)字調(diào)制技術(shù) 數(shù)字調(diào)制的目的是把數(shù)字信號變換成模擬信號,在移動通信中將其上變頻,以便在在無線信道中傳輸。數(shù)字調(diào)制是指用數(shù)字基帶信號對載波波形的某些參量進行控制，使的載波參量隨數(shù)字基帶信號的變化而變化。 數(shù)字調(diào)制根據(jù)已調(diào)信號的結(jié)構(gòu)形式可分為

21、線性調(diào)制和恒定包絡(luò)恒定包絡(luò)調(diào)制兩種。 線性調(diào)制，已調(diào)信號為基帶信號與載波信號的乘積，已調(diào)信號頻譜結(jié)構(gòu)和基帶信號結(jié)構(gòu)相同，只是搬移了一個頻率位置； 非線性(恒定包絡(luò)恒定包絡(luò))調(diào)制中，已調(diào)信號的頻譜結(jié)構(gòu)和基帶信號的頻譜結(jié)構(gòu)不再相同，這時的已調(diào)信號通常不能簡單表示為基帶信號與載波信號的乘積關(guān)系，其頻譜也不再是簡單的頻譜搬移。第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.3 移動通信系統(tǒng)對數(shù)字調(diào)制技術(shù)的要求必須具有優(yōu)良的頻譜特性和抗干擾、抗衰落性能即在衰落條件下獲得所要求的誤碼率（BER），載噪比（C/N）和載干比（C/I）。采用恒定包絡(luò)數(shù)字調(diào)制技術(shù)（避開線性要求，可使用高效率C類放大器即可獲得較大的射頻輸

22、出又可降低移動臺的功耗）。為減小信號占用帶寬和防止對相鄰信道干擾，功率譜要具有快速高頻滾降頻譜特性（即功率譜除要壓縮主辨寬度外，旁辨要很小，保證帶外輻射必須降低到所需-60 至-70db）。在規(guī)定頻帶內(nèi)提供高傳輸速率（以（b/s）Hz-1為單位（以提高頻帶利用率）。成本低，易于實現(xiàn)。第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.4 數(shù)字調(diào)制功率譜圖要求要求：已調(diào)波功率譜主瓣占有盡可能多的信號能量，且波瓣窄，具有 快速滾降特性；另外要求帶外衰減大：旁瓣小，這樣對其他通路干擾就小。第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.5 2FSK調(diào)制信號的產(chǎn)生與波形 圖中，開關(guān)K受二進制信號“0”和“1”控制，當(dāng)來“

23、1”電平時，K置于上端，載波f1 輸出。當(dāng)來“0”電平時，K置于下端，載波f2輸出。二進制信號“0”和“1”類似于鍵控制著開關(guān)K 的轉(zhuǎn)換，可不斷輸出對應(yīng)的兩個不同頻率載波信號。但輸出的兩個不同載波信號f1 與f2在相鄰處存在著相位連續(xù)或不連續(xù)兩種可能性，即會出現(xiàn)下圖所示的相位不連續(xù)DP2FSK與相位連續(xù)CP2FSK。第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.6 CP2FSK與DP2FSK波形碼碼 元元 交交 替替 時時相相 位位 連連 續(xù)續(xù) 信信 號號碼碼 元元 交交 替替 時時相相 位位 不不 連連 續(xù)續(xù) 信信 號號碼碼 元元 序序 列列101 1010001 1101第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)

24、的相關(guān)技術(shù) 2.7 相位不連續(xù)DP2FSK功率譜及帶寬f f1 1f f2 2- -f f1 1- -f f2 20 00 0f fB B- -f fB BP Pg g( (f f) )P P2 2F FS SK K( (f f) )f f2 2- -f f1 1f fR RB BR RB BB B2 2F FS SK Kf f結(jié)論: 相位不連續(xù)DP2FSK功率譜直接通過基帶信號頻譜在頻率軸上搬移描述,帶寬B B2FSK2FSK較大,在考慮帶通濾波器時,為為基帶信號B B帶寬的(5-7)倍,頻帶利用率較低,每Hz只有1/1/( (5757）（）（Baud/HzBaud/Hz）。第二章 數(shù)字移動

25、通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.8 相位連續(xù)CP2FSK功率譜及帶寬 R RB B= =B B是基帶信號的帶寬，c c=(1 1+ +2 2 )/2稱為標稱頻率; h=|h=|2 2 - -1 1|/R|/RB B為調(diào)制指數(shù)第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 幾種調(diào)制信號帶寬比較表幾種調(diào)制信號帶寬比較表 從中可以發(fā)現(xiàn),相位連續(xù)2FSK信號在選擇較小的調(diào)制指數(shù)h時,信號所占的頻帶較窄,甚至有可能小于2ASK信號頻帶,說明此時頻帶利用率較高。這種小頻偏的2FSK方式，廣泛用于窄帶信道系統(tǒng)數(shù)字移動無線電臺中。第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.9 最小移頻鍵控(MSK) MSK是2FSK(連續(xù)相位CPF

26、SK時)的一種改進形式，是調(diào)制指數(shù)h=0.5，載波相位在相鄰碼元的交界處保持連續(xù)的相位鍵控調(diào)制的特殊情況。在電路結(jié)構(gòu)形式上是兩路正交連續(xù)相位2FSK調(diào)制的疊加，且正交信號有最小頻差。對于給定頻帶，它能給2FSK傳輸更高速的數(shù)據(jù)，頻帶利用率高，又稱快速移頻鍵控(FFSK)。 MSK的波形表達式 SMSK(t)= cosc + +k kTbt(k+1)Tb （23） 式中: 為附加相位函數(shù)； T Tb b是碼元寬度；a ak k是第K K個碼元中的數(shù)據(jù)（雙極性碼）,取值為1;1;k k是第K K個碼元的相位常數(shù),在時間kTbt(k+1)Tb 中保中保持不變（即在相鄰碼元交替時相位連續(xù)持不變（即在相

27、鄰碼元交替時相位連續(xù))。 表達式中 為直線方程中斜率; k為直線方程中截距，k = n 。為了方便，假定：相位常數(shù)(0)=0(0)=0,“+”號對應(yīng)于“1”碼，“一”號對應(yīng)于“O”碼。當(dāng)t0時，附加相位函數(shù)(t(t）可寫為Tabk2Tabk2(Tb) - (0)= (t)=(t)= 01 （2424）Tabk2+k 22得出后MSK相位網(wǎng)格圖第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.10 MSK相位網(wǎng)格圖 相位網(wǎng)格圖中，正斜率直線表示傳“1”碼時的相位軌跡，負斜率直線表示傳0”碼時的相位軌跡。在每一碼元時間內(nèi)，相對于前一碼元載波相位不是增加 2，就是減少 /2。在Tb的奇數(shù)倍上取 2兩個值，偶數(shù)

28、倍上取O、 。例如，圖中粗線路徑所對應(yīng)的信息序列為11010100。第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.11 MSK調(diào)制器方框圖利用三角等式并注意到利用三角等式并注意到sinsink k= 0 = 0 時，式（時，式（2-32-3）可寫為）可寫為S SMSKMSK(t)=Aa(t)=AaI I(t)cos(t)cos( )coscosc ct-at-aQ Q(t)sin(t)sin( ) sinsinc ctt =AI(t)cos=AI(t)cosc ct- Q(t)sint- Q(t)sinc ctt （25） 其中其中: I(t)=a: I(t)=aI I(t)cos(t)cos（ ）

29、； Q(t)=aQ(t)=aQ Q(t)sin(t)sin（ ）； a aI I(t)=cosk (t)=cosk ；a aQ Q(t)=a(t)=ak kcoscosk k 得出下框圖bTt2bTt2bTt2bTt2MSK調(diào)制器波形圖第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.12 MSK信號波形圖 例: GSM系統(tǒng)的GMSK調(diào)制器數(shù)字調(diào)制信號速率為270.833Kp/s,求頻偏(即模擬I/Q基帶信號帶寬)是多少? 答：因標稱頻率c=(1+2)/2； rb=RB為傳輸速率；調(diào)制指數(shù)h=|2-1|/RB=2fd/rb=0.5 頻偏fd=rb/4=1/（4Tb） 代入fd= rb/4=1/（4Tb）

30、=270.833Kb/4=67.708KHz第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.13 MSK信號功率譜圖與頻偏的計算第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.14 高斯最小頻移鍵控高斯最小頻移鍵控(GMSK)(GMSK)調(diào)制調(diào)制 GMSK是為了解決MSK使信號帶外輻射功率高（如在歸一化頻率(C)/TB=1.5時，MSK功率譜密度大約在-30db),不能降至-60 至-70db，消除對相鄰信道(用戶)干擾影響, 進行改進的MSK。即在MSK調(diào)制器輸入端接入高斯低通濾波器對輸入數(shù)據(jù)進行平滑處理。與GSM相比，主辨功率增大，旁辨功率減小，輸出不用帶通濾波器，可獲得非常好的恒包絡(luò)調(diào)制信號。第二章 數(shù)

31、字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.15 GMSK信號功率譜圖第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.16 語音編碼技術(shù) 語音編碼為信(息)源編碼，是將模擬語音信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，以便在信道中傳輸。語音編碼的目的，是在保持一定的復(fù)雜算法和通信時延的前提下，占用盡可能少的信道容量，傳送盡可能高質(zhì)量的語音。依據(jù)編碼技術(shù)的不同，語音編碼可分為波形編碼、參量編碼和混合編碼三大類。 1.波形編碼:是對模擬語音波形信號經(jīng)過取樣、量化、編碼而形成的數(shù)字語音信號。波形編碼需要較高的編碼速率一般在1664kb/s。能提供相當(dāng)好的話音質(zhì)量；缺點是占用頻帶較寬，多用于有線通信中。 2.參量編碼:又稱信源(或聲源)編碼，利

32、用發(fā)聲器官的特性，給以簡化，找出表征語音的特征參量并對特征參量進行編碼的種方法。在接收端，根據(jù)所接收的語音特征參量信息，恢復(fù)出原來的語音。參量編碼只需傳送語音特征參數(shù)，可實現(xiàn)低速率的語音編碼，一般在1.24.8kb/s。 3.混合編碼:混合編碼又稱軟聲碼器，是基于參量編碼和波形編碼發(fā)展的類新的編碼技術(shù)。在混合編碼的信號中既含有若干語音特征參量又含有部分波形編碼信息。兼有參量編碼低速率與波形編碼高質(zhì)量的優(yōu)點,速率般在416kb/s。由于語音質(zhì)量可達到商用語音通信標準的要求,在數(shù)字移動通信中得到了廣泛應(yīng)用。GSM系統(tǒng)編碼采用(RPELTP)規(guī)則脈沖激勵長期預(yù)測編碼。CDMA 2G和3G系統(tǒng)語音編碼

33、采用(CELP)碼激勵線性預(yù)測編碼。常用數(shù)字移動通信系統(tǒng)語音編、解碼器類型常用數(shù)字移動通信系統(tǒng)語音編、解碼器類型標 準服 務(wù) 類 型語音編、解碼器（kb/s） GSM數(shù)字峰窩網(wǎng)RPELTP13USDC（IS-54）數(shù)字峰窩網(wǎng) VSELP16IS-95（CDMA）數(shù)字峰窩網(wǎng)CELP1.2, 2.4, 4.8, 9.6CT2、DECT、PHS數(shù)字無繩電話 ADPCM32 DCS1800個人通信系統(tǒng)RPELTP13 PACS個人通信系統(tǒng) ADPCM32第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.17 GSM(RPELTP)語音編碼器原理框圖第二章 數(shù)字移動通信系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù) 2.18 信道編碼技術(shù) 信道

34、編碼是為了保證通信系統(tǒng)的傳輸可靠性，克服信道中的噪聲和干擾，而專門設(shè)計的一類抗干擾技術(shù)和方法。它根據(jù)一定的（監(jiān)督）規(guī)律在待發(fā)送的信息碼元中（人為的）加入一些必要的（監(jiān)督）碼元，在接收端利用這些監(jiān)督碼元與信息碼元之間的監(jiān)督規(guī)律，發(fā)現(xiàn)和糾正差錯，以提高信息碼元傳輸?shù)目煽啃?。信道編碼的目的是試圖以最少的冗余監(jiān)督碼元為代價，以換取可靠性的提高。 在數(shù)字移動通信中，信道編碼的差錯控制編碼常采用分組編碼和卷積編碼。在GSM系統(tǒng)中，上述兩種編碼方法均在使用。首先對一些信息比特進行分組編碼，構(gòu)成“信息分組+奇偶(檢驗)比特”的形式，然后對全部比特做卷積編碼，從而形成編碼比特。這兩次編碼適用于語音和數(shù)據(jù)二者，但

35、它們的編碼方案略有差異。采用“兩種”編碼的好處是：在有差錯時，能檢測的檢測 (利用分組編碼特性)；能校正的校正 (利用卷積編碼特性) 。 在移動通信中，為防止突發(fā)干擾，增強系統(tǒng)的抗干擾能力，往往還采用交織編碼和跳頻技術(shù)。在GSM數(shù)字通信系統(tǒng)中采用了交織編碼和跳頻技術(shù)，采用交織編（解）碼的目的是將突發(fā)干擾造成的成串連續(xù)錯碼分散為個別的隨機錯碼，再經(jīng)過信道解碼進行糾錯。 第二章思考與練習(xí)題第二章思考與練習(xí)題1. 1. 數(shù)字移動通信系統(tǒng)在無線頻段傳輸?shù)氖鞘裁葱盘?，與模擬系統(tǒng)傳輸?shù)男盘栍惺矓?shù)字移動通信系統(tǒng)在無線頻段傳輸?shù)氖鞘裁葱盘?，與模擬系統(tǒng)傳輸?shù)男盘栍惺裁床煌床煌? ?2. 2. 數(shù)字移動通信系統(tǒng)

36、有哪些相關(guān)的主要技術(shù)數(shù)字移動通信系統(tǒng)有哪些相關(guān)的主要技術(shù)?GSM?GSM使用的主要相關(guān)技術(shù)使用的主要相關(guān)技術(shù)? ?3. 3. 第一、二、三代蜂窩移動通信系統(tǒng)分別采用的是什么樣的多址接入技術(shù)第一、二、三代蜂窩移動通信系統(tǒng)分別采用的是什么樣的多址接入技術(shù)? ?4. 4. 在現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)中為什么使用語音編碼與信道編碼技術(shù)在現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)中為什么使用語音編碼與信道編碼技術(shù)? GSM? GSM系統(tǒng)采用哪系統(tǒng)采用哪些主要技術(shù)？些主要技術(shù)？5. 5. 什么是什么是MSKMSK調(diào)制技術(shù)調(diào)制技術(shù), ,它有些什么特點它有些什么特點?GMSK?GMSK呢呢? ?在在GSMGSM系統(tǒng)的具體運用中其數(shù)字系統(tǒng)的具體

37、運用中其數(shù)字調(diào)制速率與輸出的調(diào)制速率與輸出的I/QI/Q信號的頻偏信號的頻偏( (模擬基帶信號模擬基帶信號) )帶寬是多少帶寬是多少? ?6. GSM6. GSM系統(tǒng)采用哪些主要技術(shù)在系統(tǒng)采用哪些主要技術(shù)在GSMGSM系統(tǒng)中采用的什么語音編碼器和信道編碼？系統(tǒng)中采用的什么語音編碼器和信道編碼？ 7. CDMA7. CDMA（窄帶）、小靈通各采用什么多址與數(shù)字調(diào)制和語音編碼技術(shù)。（窄帶）、小靈通各采用什么多址與數(shù)字調(diào)制和語音編碼技術(shù)。 第三章第三章 GSMGSM數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng)數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng) 3.13.1 GSMGSM系統(tǒng)主要技術(shù)指標和參數(shù)系統(tǒng)主要技術(shù)指標和參數(shù)頻段：935960MHz

38、基站發(fā)，890915MHz移動臺發(fā)頻帶寬度：25MHz通信方式：全雙工載波間隔：200kHz信道分配：TDMA每載波8時隙，全速信道8個，半速信道16個信道總速率：270.83kbit/s調(diào)制方式：GMSK調(diào)制指數(shù)0.3話音：RPELTPl3kbit/s規(guī)則脈沖激勵線性預(yù)測編碼數(shù)據(jù)：9.6kbit/s分集接收：跳頻217跳/s，交錯信道編碼，自適應(yīng)均衡，判決反饋自適應(yīng)均衡器(16s以上)每個時隙信道比特率：22.8kbit/s第三章第三章 GSMGSM數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng)數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng) 3.2 GSMGSM蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)移動通信蜂窩網(wǎng)絡(luò)組成示意圖第三章第三章 GSMGSM數(shù)字峰

39、窩移動通信系統(tǒng)數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng) 蜂蜂 窩窩 小小 區(qū)區(qū) 的的 分分 類類 1. CDMA移動通信系統(tǒng)采用擴頻方式，擴展后的頻譜比信源頻帶寬得多，用戶可通過不同的地址碼來加以選擇基站信號，在相鄰蜂窩小區(qū)，基站可使用相同頻率。 2. GSM移動通信系統(tǒng)是采用基于頻分的時分多址接入方式進行不同用戶通話，為防止錯誤識別和干擾，相鄰蜂窩基站選擇要靠不同頻率來加以區(qū)分，故相鄰蜂窩基站不能使用相同頻率。 3. 移動通信工具允許移動速度與蜂窩小區(qū)類型相關(guān)。 第三章第三章 GSMGSM數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng)數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng) 3.3 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的組成第三章第三章 GSMGSM數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng)數(shù)字峰窩移動通

40、信系統(tǒng) 3.4 語音與信道編碼語音編碼器有兩類輸出比特，1.對語音質(zhì)量有顯著影響的“1類”比特有182個，3個錯誤檢測奇偶檢驗比特，4個尾比特和一個1/2速率卷碼保護，產(chǎn)生378個信道比特序列。2.對語音質(zhì)量沒有顯著影響有“2類”比特78個未經(jīng)過保護的比特組，經(jīng)信道編碼后合成總比特率378+78=456bit/20ms22.8kbit/s。 第三章第三章 GSMGSM數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng)數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng) 3.5 GSM語音編碼流程圖第三章第三章 GSMGSM數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng)數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng) 3.6 GSM系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)圖 GSM系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)分為超高幀=2048超幀=2715648TDM

41、A幀、超幀=51復(fù)幀=1326TDMA幀、復(fù)幀=26TDMA幀（120ms）、TDMA幀=8 時隙（4.615ms）、每時隙持續(xù)時間為577s(156.26比特)。在26個復(fù)幀中，除有2個用戶信息幀用來傳送系統(tǒng)控制信息外，24 幀用來傳送業(yè)務(wù)信息，每幀中的8個時隙分配給不同的移動用戶。第三章第三章 GSMGSM數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng)數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng) 3.7 GSM系統(tǒng)無線工作信道 GSM系統(tǒng)是基于FDMA技術(shù)，在每載波信道上使用TDMA技術(shù)來增擴網(wǎng)絡(luò)容量，采用頻分雙工(FDD)技術(shù)將收發(fā)信道分開進行雙向通信。中國GSM系統(tǒng)使用雙工作（GSM 900與DCS 1800兩個）頻段,移動臺使用收高

42、發(fā)低雙向通信方式。第三章第三章 GSMGSM數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng)數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng) 3.8 上下行TDMA幀對應(yīng)關(guān)系 由于上行傳輸（移動臺對基站）所用的幀號和下行傳輸（基站對移動臺）所用的幀號相同，同一TDMA幀號的上行幀相對于下行幀，在時間上滯后3個時隙 。第三章第三章 GSMGSM數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng)數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng) 3.9 GSM系統(tǒng)信道分類第三章第三章 GSMGSM數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng)數(shù)字峰窩移動通信系統(tǒng) 3.10 跳頻和間斷傳輸技術(shù) 1.跳頻是指載波頻率在很寬頻率范圍內(nèi)按某種圖案(序列)進行跳變，其實現(xiàn)方法是將語音信號進行語音和信道編碼形成幀，在跳頻序列控制下，由發(fā)射機采用不同

43、頻率發(fā)射。 2.間斷傳輸(DTx) (語音激活 )技術(shù)的基本原則是只在有語音時才打開發(fā)射機,這樣可以減小干擾，使頻率復(fù)用面減小，提高系統(tǒng)容量。 第三章思考與練習(xí)題第三章思考與練習(xí)題1. 頻率再用技術(shù)可用于解決移動通信系統(tǒng)中的什么問題? GSM移動通信系統(tǒng)與 CDMA移動通信系統(tǒng)的相鄰蜂窩小區(qū)基站無線頻率設(shè)置有什么不同?2. GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的由哪幾部分組成?主要功能是什么？3. 畫出語音編碼流程圖4. 寫出GSM系統(tǒng)900MHz收發(fā)無線工作頻段范圍?判斷中國該系統(tǒng)94號與99號信道分屬哪個移動運行公司工作頻率?5. 計算信道號88與100的無線收發(fā)工作頻率分別各是多少?6. 根據(jù)上下行TDMA幀

44、時間對應(yīng)關(guān)系判斷GSM移動臺收發(fā)信的工作時間順序上哪種狀態(tài)在先?7. 為什么要采用跳頻?GSM系統(tǒng)跳頻實現(xiàn)基本過程是怎樣的?可達到每秒多少跳?8. 間斷傳輸有什么特點?怎樣實現(xiàn)?第四章 GSM移動電話機 4.1 移動臺的基本組成框圖第四章 GSM移動電話機 4.2 移動臺的基本組成和功能 移動電話機(也稱移動臺或手機)，是移動通信系統(tǒng)用戶終端設(shè)備。移動臺由射頻單元、基帶（或稱邏輯/音頻）單元、控制單元和電源單元四部分組成。 射頻單元主要功能是對移動臺中的模擬射頻信號進行處理，主要完成： a.將經(jīng)過帶通濾波器選擇出并放大的接收信號下變頻，得到模擬基帶信號,送到GMSK進行解調(diào),轉(zhuǎn)換成數(shù)字基帶信號

45、。 b.將GMSK轉(zhuǎn)換得到的發(fā)射模擬基帶信號上變頻，送到功率放大器放大后,送到天線發(fā)射。 基帶（或稱邏輯/音頻）單元主要完成對語音、數(shù)字和模擬基帶信號處理。 控制單元完成對移動電話機的整機工作進行管理和控制。 電源單元是將單一的移動電話機電池電壓轉(zhuǎn)換為內(nèi)部不同電路所需要的極性不同、數(shù)值不同的穩(wěn)定電壓，以滿足移動電話機正常工作要求。 在數(shù)字手機中CPU往往擔(dān)負著對通話的數(shù)字信號處理和對移動電話機管理、控制的雙重任務(wù)。第四章 GSM移動電話機 4.3 GSM移動臺的技術(shù)特征頻率穩(wěn)定度：1X10-7語音編碼：規(guī)則脈沖激勵長期預(yù)測編碼(RPE-LTP)，語音編碼速率13kb/s跳頻速率：217 跳/秒

46、調(diào)制方式： 高斯濾波最小移頻鍵控 (GMSK)輸出功率可控GSM雙頻移動電話機的輸出功率和通信距離 900MHzGSM移動電話機功率電平定義最大33dBm（2W），通話蜂窩半徑可達35km;典型1800MHzGSM手機功率電平為30dBm（或1W）。由于1800MHz無線信號衰減幾乎是900MHz的兩倍，因此GSMl800有限的工作距離(100m一4km)。第四章 GSM移動電話機 4.4 GSM移動臺的基本工作過程 1移動電話機開機后與基站的聯(lián)絡(luò)溝通過程 當(dāng)移動電話機剛開機時，在基站發(fā)送給手機方向下行的信道上搜索所在和相鄰共7個基站的廣播信道(BCH)信號。根據(jù)接收到所在和相鄰基站BCH信號

47、的強弱，依次列表，選定信號最強(BCH)廣播信道。根據(jù)廣播信道復(fù)幀中頻率校正信道（FCCH）和同步信道（SCH）信號，調(diào)整（校準）移動電話機內(nèi)部的主時鐘頻率和時序（同步時間）。然后檢查廣播控制（BCCH）信號，比較存儲在移動電話機SIM卡上的網(wǎng)絡(luò)號、國家號與BCCH信道發(fā)出的相應(yīng)信息是否一致（即判斷是否來自移動電話機SIM卡運營商的公用陸地移動網(wǎng)(PLMN)）來實現(xiàn)入網(wǎng) 2移動電話機通話過程 (1) 移動電話機用戶作為被叫系統(tǒng)通過公共控制信道 (CCCH) 中的尋呼信道 (PCH) 呼叫移動電話機用戶，移動電話機在隨機接入信道(RACH)上對尋呼進行應(yīng)答。得到尋呼回應(yīng)后的系統(tǒng)通過準許接入信道(

48、AGCH)為手機分配一個獨立專用控制信道(SDCCH)。系統(tǒng)與手機交換鑒權(quán)、加密等必要信息，并在逐一識別處理之后，給移動電話機分配一個業(yè)務(wù)信道(TCH)，這時就可以在TCH上進行通話 (2) 移動電話機作為主叫移動電話機在隨機接入信道（RACH）上發(fā)送尋呼請求信息，系統(tǒng)接收到手機的呼叫請求信息后，通過準許接入信道(AGCH)為移動電話機分配一個獨立專用控制信道(SDCCH)，在SDCCH上(同被叫過程一樣)與系統(tǒng)交換信息。接著在慢速隨機控制信道(SACCH)上交換控制信息，最后移動電話機在分配的業(yè)務(wù)信道(TCH)上開始通話。第四章 GSM移動電話機 4.5 GSM移動臺的基本工作過程 3.移動

49、電話機開機后的工作過程第四章 GSM移動電話機 4.6 SIM卡及基本組成 SIM卡與移動電話機共同構(gòu)成移動通信終端設(shè)備, GSM移動電話機的正常使用離不開SIM卡。SIM卡是一塊集成IC卡，也稱“用戶識別卡”、“用戶識別模塊”。在卡中存儲了“用戶識別、為用戶提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)、地區(qū)、密碼、以及其它特定用戶信息”。使用SIM卡可以插入任何GSM手機，實現(xiàn)“電話號碼隨卡不隨機的功能”，增加了使用GSM手機的靈活性 SIM是帶微處理器的芯片卡，由中央處理器、工作存儲器（RAM）、程序存儲器（ROM）、數(shù)據(jù)存儲器（EEPROM）和串行通信單元，五個模塊組成并集成在一塊IC電路中。SIM卡在與手機連接時，

50、最少需要五條連接線，即：電源 （VCC）、時鐘（CLK）、數(shù)據(jù)（I/O或DATA）、復(fù)位（RST）和接地端（GND）。S I M C L K卡 時 鐘S I M R S T卡 復(fù) 位S I M V C C卡 電 源S I M I / O卡 數(shù) 據(jù)S I M G N D卡 地V P P SIM卡座腳位功能圖第四章 GSM移動電話機 4.7 SIM卡內(nèi)保存的數(shù)據(jù)及類型可以歸納為以下四種類型：1類：由SIM卡生產(chǎn)廠商存入的系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)。2類：由網(wǎng)絡(luò)運營部門或者其它經(jīng)營部門在將卡發(fā)放給用戶時輸入的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和用戶數(shù)據(jù)，包括： 鑒權(quán)和加密信息Ki（Kc算法之一的密匙號） 國際移動用戶號（IMSI） A3：

51、IMSI認證算法 A5：加密密匙生成算法 A8：密匙（Kc）生成前，用戶密匙（Kc）生成算法3類：由用戶自己存入的數(shù)據(jù)。如短消息，固定撥號，縮位撥號，性能參數(shù)等。4類：用戶在用卡過程中自動存入和更新的網(wǎng)絡(luò)接續(xù)和用戶信息類數(shù)據(jù)，包括最近一次位置登記時的手機所在位置區(qū)識別號（LAI），設(shè)置的周期性位置更新間隔時間，臨時移動用戶號（TMSI）等。第四章思考與練習(xí)題第四章思考與練習(xí)題1. GSM移動電話機基本組成(框圖)和功能？2. 移動電話機開機后與基站的聯(lián)絡(luò)溝通過程？ 3. SIM卡及基本組成？第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.1 電源電路分析 一、電源一、電源IC 電源電路是將單一電池(

52、或外供電)的直流3.6V電壓一是轉(zhuǎn)換為多路不同電壓值的直流正電壓或負電壓供給內(nèi)部不同電路（如射頻、邏輯、顯示、振鈴、 SIM卡等）工作，二是在不同時間（隙）給不同電路供電。 按電路結(jié)構(gòu)可分為集中、分散與集中為主,輔以分散三種供電方式。第一、三種供電方式均采用電源集成IC，分散供電則采用降壓穩(wěn)壓電源模塊。第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 臺港聯(lián)發(fā)科技公司MTK電源管理芯片第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 西門子3508型電源IC電路原理圖第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.1 電源電路分析 二、供電切換與電池檢測電路M機V998手機電源切換電路原理圖M機V998手機電池信息檢測電路

53、原理圖第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.1 電源電路分析三、開機信號觸發(fā)電路 四、升壓電路負負載載取取樣樣比比較較放放大大。控控電電源源I IC CU U9 90 00 0L L9 90 01 1C CR R9 90 01 1C C9 93 34 4A AB BB B1 10 0A A1 10 0+ + - -V VB BA AT TT T（3 3. .0 0- -4 4. .0 0V V）5 5. .6 6V VM機 V998手機升壓電路+_. .第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.1 電源電路分析第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.1 電源電路分析五、受控電源與非受控電

54、源供電電路非受控電源輸出電路第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.1 電源電路分析充電器( (E EX XT TB B+ +) )機機外外來來電電池池電電量量檢檢測測充充電電驅(qū)驅(qū)動動C CP PU U來來充充電電檢檢測測去去C CP PU U機機內(nèi)內(nèi)電電池池. .移動電話機內(nèi)充電器基本組成. .六、 機內(nèi)充電器第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.1 電源電路分析3508型手機充電電路原理圖第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.2 移動電話開機電路原理第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.3 數(shù)字手機接收機的三種基本框架結(jié)構(gòu)第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.4 數(shù)字手機

55、發(fā)射機的三種基本框架結(jié)構(gòu)/ /2 2P PD DTX IF調(diào)制發(fā)射變換PATX VCORX VCOTX I/QIF VCO帶發(fā)射變頻模塊的發(fā)射機電路結(jié)構(gòu)取樣ANTR RX X- -T TX XMIXAMPTX IFTX I/QMIXPAANT直接變頻變頻發(fā)射機電路結(jié)構(gòu)圖TX VCO/2TX IF調(diào)制TX I/QTX VCOIF VCOMIXPAANT帶發(fā)射上變頻發(fā)射機電路結(jié)構(gòu)圖TX IFMIXAMP第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.5 頻率合成電路(1)第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.5 頻率合成電路(2)鑒相器PD低通濾波器LPF分頻器/N基準振蕩器壓控振蕩器VCO輸出 中

56、頻載波頻率產(chǎn)生鎖相環(huán)路分頻器/RfRfNF F0 0VdVC鑒相器PD低通濾波器TX VCO輸出頻率TX VCO取樣頻率RXVCO來 T TX X V VC CO O鎖鎖相相環(huán)環(huán)電電路路混頻器RXVCO-TXVCO差頻TX IF來第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.6 功率放大器(PA)與功率控制電路(PAC) 第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.7 移動電話機的顯示電路液晶顯示器液晶顯示器LCDLCD控制器控制器字付存字付存儲器儲器點陣點陣驅(qū)動器驅(qū)動器單片機單片機液晶顯示模塊液晶顯示模塊數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線8 8條條O OP PE EN NR R/ /W WA AO O單色顯示屏模塊內(nèi)部

57、組成圖單色顯示屏模塊內(nèi)部組成圖顯示器的主要作用是反映移動電話機工作狀況與相關(guān)信息，進行人機對話。數(shù)字移動電話機大多使用單色液晶（LCD）和彩色液晶（LCD）顯示器。其優(yōu)點是體積小和耗電省，能較好的顯示文字、符號、圖形和圖像。由于液晶屏使用矩陣陣列，為減少與外部CPU連線，顯示器通常是一個模組（內(nèi)有字符存儲器、點陣驅(qū)動器和控制器等），用專門芯片驅(qū)動。常用導(dǎo)電排線或金屬彈片（或?qū)щ娤鹉z）將顯示器模組連接到CPU。第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 CPU控制LCD并行方式 CPU輸出8位并行數(shù)據(jù)線和DP-EN（顯示使能）、R/W（讀或?qū)懶盘柨刂疲?、AO（地址）三根控制線、地址線到LCD的模組。數(shù)

58、據(jù)線用以傳送顯示信息，控制線傳送CPU控制指令，地址線用于選擇 。通過LCD的模組內(nèi)字符存儲器、點陣驅(qū)動器和控制器進行屏顯示。 第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 CPU控制LCD串行方式 CPU通過串行數(shù)據(jù)、時鐘、使能控制、復(fù)位、對比度控制等線到顯示屏模組，連接電路結(jié)構(gòu)較簡單 ，缺點是顯示速度較慢。彩色液晶顯示器彩色液晶顯示器 彩色液晶顯示器也稱彩屏，分為STN-LCD、TFT-LC、TFD-LCD和UFB-LCD四種類型。 STN（Super Twisted Nematic）-LCD. (超扭向列液晶彩屏)。其最高能顯示256色的色彩，具有制造成本低和耗電量小優(yōu)點；缺點是圖像清晰度與色彩

59、鮮艷度較差。 TFT （Thin Film Transistor）-LCD（薄膜晶體管驅(qū)動型液晶彩屏)。具有高對比度、反映速度快和色彩鮮艷優(yōu)點，可顯示65536色的色彩；TFD（Thin Film Diode）-LCD. （薄膜二極管驅(qū)動型液晶彩屏）。即有TFT一樣的清晰度和色彩鮮艷度，又具有和STN一樣的省電性，其性能要優(yōu)于TFT； UFB（Ultra Fine And Bright）-LCD:高亮度超精細顯示彩屏. 除具有上述三種彩屏所具備優(yōu)點外，還有著液晶屏更蒲、更高亮度和更小的耗電量，色彩可達到26.2萬色。 TFT、TFD和UFB LCD是真正的彩屏，都可顯示65536以上色彩，在各

60、種中高擋移動電話機普遍使用。而STN-LCD.因色彩鮮艷度較差，稱為假彩色，多在低擋電話機作為主屏或在高擋機中作為副屏使用。 第五章 GSM數(shù)字移動電話機功能電路 5.8 GSM數(shù)字電話機邏輯控制GSM 數(shù)字移動電話機邏輯電路示意圖數(shù)字電話機電路圖的識圖及用圖 移動電話機常用電路圖分為方框圖、電路原理圖和PCB圖三種 識別各種電路圖特點 一、方框圖是一種用方框和連線來表示電路工作原理和構(gòu)成概況的電路圖。一般分為整機電路方框圖、系統(tǒng)電路方框圖和集成電路內(nèi)部方框圖三種。 二、電路原理圖是用來體現(xiàn)電子電路工作原理的一種電路詳圖。 三、印刷電路板（PCB）圖，也稱元件分布圖用代號標明各元器件或相關(guān)測試