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Mobile Phone Test Lab
移动台测量信号强度的方法
移动台需要进行信号强度的测量，以便锁定在某个小区并进行接续，进 而完成通信。
1 空闲模式 移动台开机后扫描GSM系统中所有的射频(RF)信道，并逐一计 算它们的平均电平。移动台调到最强一个载波上，并判断它是否BCCH载波。 如果是移动台就读取BCCH资料并判断是否可以锁定在此小区。如果是，移 动台就调谐到次强载波，如此进行下去，直到锁定到某一BCCH载波上。
發射電路
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Mobile Phone Test Lab
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Mobile Phone Test Lab
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Mobile Phone Test Lab
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整機供電測試點和測試值
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13MHz時鐘電路
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13MHz時鐘電路 測試點和測試值
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Mobile Phone Test Lab
接收電路
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Mobile Phone Test Lab
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Mobile Phone Test Lab
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2 呼叫连接模式 在呼叫期间，移动台不断地向系统报告(通过SACCH)它周 围各BTS的信号强度，需要切换时，BSC根据测试报告选出新的目标小区。
BCCH广播控制信道 广播信道是从BTS到MS的一点对多点的单向控制信道， 用于向移动台发送各类信息。
SACCH慢速随路控制信道 BTS与MS点对点的双向控制信道。
二﹑高頻電路部分
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手機通訊基本結構框圖
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高頻電路的必要性
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調幅﹑調頻﹑載波
麥克風接收的語音信號通過AD模數轉換成為低頻基帶 信號﹔ 調制的目的是讓高頻載波攜帶低頻基帶信號的信息。
蜂窝系统的基本出发点是频率复用，在相距一定的两个地区若使用同一组 频率，彼此间要产生干扰，但彼此相距D就可使这种干扰在允许范围内，D 成为复用空间保护距离。使用同一组频率的小区称为共道小区，它们间产 生的干扰叫共道干扰。蜂窝网络每个区群共有7个小区。
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鎖相環路
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幅度調制AM
普通雙邊帶調幅(AM)
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幅度調制AM
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幅度解調
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功率放大器PA (power amplifier) 低噪聲濾波放大器LNA (low noise amplifier)
在通信系统中，收发两地一般相距甚远，信号经过信道传输， 受到很大衰减，到达接收端的高频信号电平多在微伏数量级。 因此，必须先将微弱信号进行放大再解调。被调制的信号也 要经过放大以获得一定的功率电平，再通过天线发射出去。 同时，同一个信道可能存在许多噪声，要求功率放大器还应 该具有选频功能。
最大，晶片两面的电荷量最多，在外电路中的交流16
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滤波器
滤波器可以分为：低通滤波器，带通滤波器，带阻滤波 器，高通滤波器。 按照滤波器组成元件的不同分为：LC集中选频滤波器， 石英晶体滤波器，陶瓷滤波器，声表面波滤波器。
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关系。逆压电效应是指当晶体受到电场作用时，在它的某些方
向出现应变，而且电场强度与应变之间存在线性关系。当交流
电压加到晶体两端，晶体先随电压变化产生应变。然后机械振
动反过来又在晶片表面产生交变电荷。当晶体的几何尺寸和结
构一定时，它本身有一个固有的机械振动频率。当外加电流电
压的频率等于晶片固有的机械振动频率时，晶体片的机械振动
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混频器和倍频器
倍频电路由模拟乘法器实现。混频电路可以是BJT（晶体管）混 频电路，FET（场效应管）混频电路，模拟乘法器（MC1496）混 频电路。
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语音编码技术
语音编码的任务是将话音变换为数字代码。实现编码有波形编码，参 量编码和混合编码等几种不同的方法。
线性预测编码（LPC）综合利用语音信号的频域和时域特征。GSM系 统采用的就是这种编码。
编码按20ms一帧进行处理，采样频率为8000次/s，20ms共取160个话音 样本，编码后为260bit的编码块。
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振蕩器
振蕩器是一種能夠將直流電能轉換為所需的交流電能的能量 轉換電路。沒有外加輸入信號或不受外加輸入信號的控制﹐ 就能產生具有一定頻率﹑一定波形和一定振幅的交流信號。 振荡器包括：LC正弦振荡器，互感耦合振荡器，石英晶体振荡器
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在20ms语音段中，有50bit是最重要的bit，要加以保护，采用Ia类。 132bit为重要比特，称为Ib bit类。最后再加上不重要的78bit，不加保护。 对应于CMU200测量的误码率ber。
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高斯滤波最小频移键控GMSK
在无线接口的两侧MS和BTS中，调制与解调技术是相同的，GSM系统采 用了高斯滤波最小频移键控GMSK。
移动台(MS)处于通信状态 在MS处于通信状态时，无线网络就分配给MS一 个业务信到传送话音或资料。当MS移动时，根据所接受信号强度，有能力转 到其它信道上，这个过程叫“切换”。为了决定MS是否需要切换以及如何切 换，网络要对来自MS和BTS的信号强度测试报告进行分析判断，这叫“定 位”。
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手機結構和工作原理
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Confidential 1
主要內容
一﹑通訊原理部分
➢ 蜂窩小區 ➢ 無線信道 ➢ 語音編碼技朮 ➢ 高斯滤波最小频移键控GMSK ➢ 移动台测量信号强度的方法 ➢ 漫游
二﹑高頻電路部分
➢ 手機結構基本框圖 ➢ 調幅﹑調頻﹑載波 ➢ 高頻電路基本元件 (振蕩器﹑濾波器﹑功率放大器﹑混頻器﹑倍頻
器﹑鎖相環路) ➢ 調制解調 (調幅舉例) ➢ 舉例﹕Nokia6105電路分析和測量方法 ➢ 舉例﹕Nokia6105和8810發射電路﹑接收電路分析
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Confidential 2
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一﹑通訊原理部分
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蜂窝小区
无线信道
GSM采用频分多路(FDMA)和时分多路(TDMA)的混合技术，具有较高的 频谱利用率。每个频率的中心频带为200kHz，将所给频带890~915MHz等间 隔(200kHz)分成125个载频，每个载频又分成8个时隙，每个时隙为一个信道， 总计为1000个信道。GSM引入的另一项技术是调频（frequency hopping）。 它规则地改变MS到BTS的传输载频，能提高抗多径衰落的能力，改善传输 质量。
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漫游
在MS处于空闲状态和忙状态的情况下，网络要为MS提供无线链路，用以 完成网络与MS的信息传送。
移动台(MS)开机但空闲 在这种状态下，网络可以成功地寻呼到MS。MS开 机后就会对周围进行测试，并连接到接收性能最好的广播信道上；当MS移动 时，还要不断地测试周围信号强度，总是锁定在某一广播信道上，这就叫漫 游。MS还要及时通知网络其所处位置区的变化，这个过程叫“位置更新”。
LC正弦振蕩電路
LC振荡回路的频率特性如下： (a)幅频特性 (b)相频特性
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石英晶体，压电陶瓷振荡器
石英晶体所以能作为谐振系统，是因为它具有正压电效应和
逆压电效应。所谓正压电效应是指当晶体受到应力作用时，在
它的某些表面出现电荷，而且应力与面电荷密度之间存在线性
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移动台测量信号强度的方法
移动台需要进行信号强度的测量，以便锁定在某个小区并进行接续，进 而完成通信。
1 空闲模式 移动台开机后扫描GSM系统中所有的射频(RF)信道，并逐一计 算它们的平均电平。移动台调到最强一个载波上，并判断它是否BCCH载波。 如果是移动台就读取BCCH资料并判断是否可以锁定在此小区。如果是，移 动台就调谐到次强载波，如此进行下去，直到锁定到某一BCCH载波上。
發射電路
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整機供電測試點和測試值
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13MHz時鐘電路
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13MHz時鐘電路 測試點和測試值
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接收電路
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2 呼叫连接模式 在呼叫期间，移动台不断地向系统报告(通过SACCH)它周 围各BTS的信号强度，需要切换时，BSC根据测试报告选出新的目标小区。
BCCH广播控制信道 广播信道是从BTS到MS的一点对多点的单向控制信道， 用于向移动台发送各类信息。
SACCH慢速随路控制信道 BTS与MS点对点的双向控制信道。
二﹑高頻電路部分
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手機通訊基本結構框圖
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高頻電路的必要性
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調幅﹑調頻﹑載波
麥克風接收的語音信號通過AD模數轉換成為低頻基帶 信號﹔ 調制的目的是讓高頻載波攜帶低頻基帶信號的信息。
蜂窝系统的基本出发点是频率复用，在相距一定的两个地区若使用同一组 频率，彼此间要产生干扰，但彼此相距D就可使这种干扰在允许范围内，D 成为复用空间保护距离。使用同一组频率的小区称为共道小区，它们间产 生的干扰叫共道干扰。蜂窝网络每个区群共有7个小区。
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鎖相環路
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幅度調制AM
普通雙邊帶調幅(AM)
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幅度調制AM
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幅度解調
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Mobile Phone Test Lab
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功率放大器PA (power amplifier) 低噪聲濾波放大器LNA (low noise amplifier)
在通信系统中，收发两地一般相距甚远，信号经过信道传输， 受到很大衰减，到达接收端的高频信号电平多在微伏数量级。 因此，必须先将微弱信号进行放大再解调。被调制的信号也 要经过放大以获得一定的功率电平，再通过天线发射出去。 同时，同一个信道可能存在许多噪声，要求功率放大器还应 该具有选频功能。
最大，晶片两面的电荷量最多，在外电路中的交流16
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滤波器
滤波器可以分为：低通滤波器，带通滤波器，带阻滤波 器，高通滤波器。 按照滤波器组成元件的不同分为：LC集中选频滤波器， 石英晶体滤波器，陶瓷滤波器，声表面波滤波器。
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关系。逆压电效应是指当晶体受到电场作用时，在它的某些方
向出现应变，而且电场强度与应变之间存在线性关系。当交流
电压加到晶体两端，晶体先随电压变化产生应变。然后机械振
动反过来又在晶片表面产生交变电荷。当晶体的几何尺寸和结
构一定时，它本身有一个固有的机械振动频率。当外加电流电
压的频率等于晶片固有的机械振动频率时，晶体片的机械振动
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混频器和倍频器
倍频电路由模拟乘法器实现。混频电路可以是BJT（晶体管）混 频电路，FET（场效应管）混频电路，模拟乘法器（MC1496）混 频电路。
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语音编码技术
语音编码的任务是将话音变换为数字代码。实现编码有波形编码，参 量编码和混合编码等几种不同的方法。
线性预测编码（LPC）综合利用语音信号的频域和时域特征。GSM系 统采用的就是这种编码。
编码按20ms一帧进行处理，采样频率为8000次/s，20ms共取160个话音 样本，编码后为260bit的编码块。
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振蕩器
振蕩器是一種能夠將直流電能轉換為所需的交流電能的能量 轉換電路。沒有外加輸入信號或不受外加輸入信號的控制﹐ 就能產生具有一定頻率﹑一定波形和一定振幅的交流信號。 振荡器包括：LC正弦振荡器，互感耦合振荡器，石英晶体振荡器
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在20ms语音段中，有50bit是最重要的bit，要加以保护，采用Ia类。 132bit为重要比特，称为Ib bit类。最后再加上不重要的78bit，不加保护。 对应于CMU200测量的误码率ber。
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高斯滤波最小频移键控GMSK
在无线接口的两侧MS和BTS中，调制与解调技术是相同的，GSM系统采 用了高斯滤波最小频移键控GMSK。
移动台(MS)处于通信状态 在MS处于通信状态时，无线网络就分配给MS一 个业务信到传送话音或资料。当MS移动时，根据所接受信号强度，有能力转 到其它信道上，这个过程叫“切换”。为了决定MS是否需要切换以及如何切 换，网络要对来自MS和BTS的信号强度测试报告进行分析判断，这叫“定 位”。
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手機結構和工作原理
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Confidential 1
主要內容
一﹑通訊原理部分
➢ 蜂窩小區 ➢ 無線信道 ➢ 語音編碼技朮 ➢ 高斯滤波最小频移键控GMSK ➢ 移动台测量信号强度的方法 ➢ 漫游
二﹑高頻電路部分
➢ 手機結構基本框圖 ➢ 調幅﹑調頻﹑載波 ➢ 高頻電路基本元件 (振蕩器﹑濾波器﹑功率放大器﹑混頻器﹑倍頻
器﹑鎖相環路) ➢ 調制解調 (調幅舉例) ➢ 舉例﹕Nokia6105電路分析和測量方法 ➢ 舉例﹕Nokia6105和8810發射電路﹑接收電路分析
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Confidential 2
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一﹑通訊原理部分
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蜂窝小区
无线信道
GSM采用频分多路(FDMA)和时分多路(TDMA)的混合技术，具有较高的 频谱利用率。每个频率的中心频带为200kHz，将所给频带890~915MHz等间 隔(200kHz)分成125个载频，每个载频又分成8个时隙，每个时隙为一个信道， 总计为1000个信道。GSM引入的另一项技术是调频（frequency hopping）。 它规则地改变MS到BTS的传输载频，能提高抗多径衰落的能力，改善传输 质量。
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漫游
在MS处于空闲状态和忙状态的情况下，网络要为MS提供无线链路，用以 完成网络与MS的信息传送。
移动台(MS)开机但空闲 在这种状态下，网络可以成功地寻呼到MS。MS开 机后就会对周围进行测试，并连接到接收性能最好的广播信道上；当MS移动 时，还要不断地测试周围信号强度，总是锁定在某一广播信道上，这就叫漫 游。MS还要及时通知网络其所处位置区的变化，这个过程叫“位置更新”。
LC正弦振蕩電路
LC振荡回路的频率特性如下： (a)幅频特性 (b)相频特性
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石英晶体，压电陶瓷振荡器
石英晶体所以能作为谐振系统，是因为它具有正压电效应和
逆压电效应。所谓正压电效应是指当晶体受到应力作用时，在
它的某些表面出现电荷，而且应力与面电荷密度之间存在线性