第1章移动通信和手机基础知识复习课程

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手机主板背面是芯片和元件比较集中的地方,一般情况下, 其上方是与天线有密切关系的射频部分;中下方主要有逻辑 电路、SIM卡和电源电路;最下方是用于充电和数据通信的 尾部插口。
2)翻盖式手机与直板式手机的区别: 在机械结构上,翻盖式手机的受话器和显示屏一般设计 在上翻盖内,手机体正面只有键盘和送话器。
CDMA手机采用偏移四相相移键控(OQPSK)调制方式, 使615kHz载波频率随数码语音信号的变化而变化。
5. 最大发射功率
GSM手机最大发射功率为2W(33dBmW)和1W (30dBmW),最小发射功率为5dBmW和0dBmW。
CDMA手机最大发射功率为0.2W(23dBmW),对最 小发射功率没有要求。
PUK用于解开被锁住的SIM卡,每个SIM卡都存有一个 由数字0~9构成的共8位数字的PUK码。
4)电话号码簿
(2)SIM卡的结构 组成:CPU、工作存储器(RAM)、程序存储器(ROM)、 数据存储器(EEROM)和串行通信单元 1)SIM卡存储器的功能: 只读存储器ROM存储SIM卡A3和A8算法。 电擦除可编程只读存储器EEPROM存储与手机使用有关的 电话号码和系统参数等。
1.1 蜂窝移动通信系统
1.1.1 蜂窝移动通信系统的分类
蜂窝移动通信系统
模拟式
模拟手机—大哥大
数字式
数字手机
GSM GPRS CDMA(窄带) 3G
GSM900 DCS1800 PCS1900 CDMA2000 WCDMA TD–SCDMA
1. GSM系统 GSM数字蜂窝移动通信系统即全球移动通信系统,俗称全 球通。 分类:GSM900、DCS1800和PCS1900系统,三种系 统的功能相同,但频率范围不同。 在GSM系统中,分别由上行频率和下行频率负责发送和接 收移动台信息。 上行频率是由移动台发射、基站接收的频率。 下行频率是由基站发射、移动台接收的频率。 双工间隔指的是下行频率和上行频率之差。 邻道间隔指的是GSM系统相邻信道之间的频率间隔。
频率校正信道FCCH 向MS传送频率校正信息,使之与基站基准频率同步
同步信道SCH 广播控制信道BCCH
寻呼信道PCH 随机接入信道RACH 允许接入信道AGCH
MS通过侦听SCH得到基站识别码等有关信息
向MS发送包括位置区编号、允许MS发射最大功率等 通用信息。
MS通过侦听PCH得知是否有对它的呼叫或短消息 MS通过RACH申请信令信道和独立专用控制信道 SDCCH
2. 数字手机的功能 功能:通话、收发短信、来电显示等。 新功能:上网、炒股、全球定位系统(GPS)导航、拍照、 翻译、个人数字助理(PDA)、游戏、MP3播放、录音、摄 像、收听广播(收音)等。 1.2.2 用户识别卡 1. SIM卡 (1)SIM卡存储的内容
1)固定存放数据:国际移动用户识别码、鉴权密钥Ki等。 2)暂时存放有关网络的数据:位置区识别码、移动用户临 时识别码、禁止接入的公共电话网代码等。
第1章 移动通信和手机基础知识
本章要点:手机的分类、基本工作过程、主要技术指标, 移动通信系统组成,SIM卡功能与触点分布等。
学习参考:要求通过学习熟悉移动通信系统组成与手机分 类、手机基本工作过程,掌握SIM卡与UIM卡的功能与触 点分布,了解数字手机主要技术指标、移动通信系统信道 分类与功能。
系统通过AGCH向MS分配SDCCH
独立专用控制信道SDCCH 用于建立呼叫或在空闲模式下收发文本
MS通过SACCH向系统报告其所测量服务小区的信号 专用控 慢速随机控制信道SACCH强度和信号质量等信息;系统通过SACCH向MS发送
制信道
定时提前量等信息。
DCCH 快速随机控制信道FACCH 实现切换
6. 接收灵敏度
接收灵敏度是指接收机在满足一定的误码率性能条件下, 接收机输入端需输入的最小信号电平。
GSM手机接收灵敏度为–102dBmW,CDMA手机接收 灵敏度为–104dBmW。
7. 语音编码
GSM系统是将人的声音模型化,利用规则脉冲激励长期预 测编码(RPE–LTP)技术将语音数据压缩为13kbit/s。
在电路结构上,翻盖式手机在上翻盖内有磁铁或触头, 主板上有磁控元件(霍尔元件或干簧管)或触碰开关,直 板式手机无上述元件。
3)滑盖式手机将显示屏、功能键设置在滑盖上,通过推 拉滑盖才能见到手机底板(主板),底板与滑盖之间通过 滑轨连接,显示屏通过排线与手机底板(主板)相连接。
滑盖式手机分类:上推滑盖和下拉滑盖 (3)按照生产厂家的不同分类。
移动交换控制区(MSC区)定义: MSC覆盖的通信区域 多个MSC区构成公用陆地移动网(PLMN)服务区,联网 的PLMN服务区构成GSM服务区。 (2)归属位置寄存器 (HLR) 功能:储存它所控制的所有移动用户的相关资料,包括移 动用户的静态资料和漫游时的动态资料。 (3)拜访位置寄存器 (VLR) 功能:储存进入其覆盖区的移动用户的全部有关信息,使 得MSC能够建立呼入/呼出。 (4)鉴权中心 (AUC) 用于鉴别用户身份的合法性。
CCH
小区广播信道CBCH 向MS播放小区广播
话务信道TCH
传送用户的话音和数据业务
1.4 手机的基本工作过程 1.4.1 GSM手机的基本工作过程 1. 移动用户打开手机电源 手机软件初始化过程:
1)开机后,手机搜索BCH,当搜索到最强BCH对应的载 频后,读取FCCH的信息,使手机频率与之同步。
BTS功能:负责无线传输,BSC负责控制与管理 BSC区定义:每个BSC所覆盖的通信区域 小区(蜂窝区)定义:每个BTS所覆盖的通信区域 3. 网络交换子系统(NSS) 功能:具有GSM系统交换功能和用于用户的资料与移动性 管理、安全性管理所需要的数据库功能。
(1)移动业务交换中心 (MSC) 功能:提供网络交换功能,完成移动用户寻呼接入、信道 分配、呼叫接续、计费、基站管理等,并提供面向系统其他 功能实体和面向固定网的接口功能。
3)相关的业务代码:个人识别码(PIN)、解锁码 (PUK)、计费费率等
PIN码分为PIN1码和PIN2码。
PIN1码用于保护SIM卡的安全,防止未经授权使用SIM 卡。PIN1码是一个由用户自己设定4~8位数字的个人密码, 它的初始值为0000或1234。
PIN2码与网络计费和SIM卡内部资料的修改有关,一般 不予公开。
1.1.2 数字蜂窝移动通信系统的组成
1. 移动台(MS) 分类:车载台、便携台和手机等用户设备。 组成:收发信机、SIM卡 SIM卡即用户识别卡,用于储存移动用户的有关信息、识别 移动用户。 移动用户就是SIM卡的持有人。 SIM卡可以在任何一部手机上使用。 2. 基站子系统(BSS) 功能:为网络固定部分和无线部分提供信号传输中继 组成:一个或多个基站收发信台(BTS)和一个基站控制器 (BSC)
(3)在码分多址(CDMA)系统中,不同用户的传输信息 用各自不同的编码序列来区分。
4. 调制方式
GSM手机采用高斯滤波器参数BT为0.3的高斯滤波最小频 移键控(GMSK)调制。使67.707kHz载波频率随数码语音信 号的变化而变化,得到包含发送信息的低频模拟发射基带信 号(TXI/Q),实现信号的D/A转换。
2)手机读取SCH信息、基站识别码等信息,使手机与系 统保持时间同步。
3)在BCCH上读取系统信息,如临近小区情况、现在所 处小区的使用频率,移动系统的国家号码和网络号码等。
2. 移动用户进行登记
移动用户进行登记的过程: 1)手机在RACH上发出接入请求,申请分配一个
SDCCH。 2)系统通过AGCH分配给手机一个SDCCH。 3)手机在SDCCH上完成登记,在SACCH上发控制指令。
CDMA系统采用QCELP编码算法,该算法是美国高通公司 专利,是一种8kbit/s语音数据压缩的语音编码算法。
1.2 数字手机的分类、功能与用户识别卡 1.2.1 数字手机的分类与功能 1. 数字手机的分类 (1)按照采用技术分类 分为GSM手机、GPRS手机、CDMA(窄带)手机和第 三代(3G)手机。
(5)移动设备识别寄存器 (EIR) 储存移动设备的国际移动设备识别(IMEI)码。 IMEI码别称:手机机身码或手机串号。 4. 运营支持系统 (OSS) 功能:在网络运行和维护、注册管理和计费以及移动设备 管理方面起作用 1.1.3 数字蜂窝移动通信系统的主要技术指标 1. 频率范围
中国移动、中国联通部分蜂窝移动通信系统占用的频段
随机存储器RAM存储手机使用过程中的中间数据。
2)常见SIM卡的触点分布 电源(VCC):有5V、3V和1.8V,常用3V或1.8V。 时钟(CLK):一般采用两种时钟信号,对13MHz基准 时钟信号4分频得到的3.25MHz,以及1.083MHz。 数据I/O(或DATA):数据I/O用于手机与SIM卡之间 的信息传输,该部分电路出现故障率较高。
单位 系统
GSM 900
中国移动
DCS1800
GSM 900
中国联通 DCS1800
CDMA
上行频率/MHz 885~909 1710~1725 909~915 1745~1755
824.64~848.37
下行频率/MHz 930~954 1805~1820 954~960 1840~1850
869.64~893.37
复位(RST):复位(RST)提供对SIM卡内部处理器复 位用的复位信号。
接地(GND):接地(GND)是SIM卡电源地。 编程供电端(VPP):它在手机中一般为空脚,不为空脚 的与SIM卡电源相连。
(3)电源开关时SIM卡的电气性能
当开启电源期间,按以下次序激活各触点:RST低电平复 位状态,VCC加电,I/O处于接收状态,VPP加电,提供稳定 的CLK时钟信号。
3. 多址方式
分类:频分多址、时分多址、码分多址
(1)在频分多址(FDMA)系统中,把总频段划分为若干 个占用较小带宽的、在频域上互不重叠的信道,每个频道就是 一个通信信道,手机通信均在临时指定的通信信道上进行;通 信结束后,先前被占用的信道被重新分配给其他用户使用。
(2)在时分多址(TDMA)系统中,把时间分成周期性的 帧,每一帧再分割成若干时隙,每一个时隙就是一个通信信道。 根据一定的时隙分配原则,使每个手机只能在指定的时隙内发 射或接收信息。
当关闭电源时,按如下次序工作:RST低电平复位状态, CLK低电平状态,VPP去电,I/O低电平状态,VCC掉电。
2. UIM (User Identity Model)卡
UIM卡功能类似于GSM系统中的SIM卡。
UIM卡中存储的信息:一类是用户识别信息和签权信息, 主要是IMSI码和CDMA系统专有的签权信息;二类是业务 信息,如短消息状态等;三类是与手机工作有关的信息,包 括优选的系统和频段、归属区标示等参数。
2. 双工方式
定义:移动通信设备发送和接收的方式。
分类:频分双工(FDD)和时分双工(TDD)
1)FDD方式利用两个对应的频率信道进行信号发射和信 号接收,两个信道之间存在着一定的频段保护间隔(即双工 间隔。
2)TDD方式的信号发射和信号接收是在同一频率信道的 不同时隙进行的,彼此之间采用一定的保证时间予以分离。
1.3 GSM系统信道的分类与功能
移动通信系统信道:物理信道和逻辑信道。
物理信道定义:移动通信系统用来运载各种逻辑和业务的 实际的无线电信道
逻辑信道定义:一个源自物理信道的通信信道,不同的 逻辑信道用于在系统和用户之间传送不同的信息。
广播信 道BCH
公共控
控 制信道
制 信
来自百度文库
CCCH

分类
GSM系统逻辑信道的分类与功能 功能
1)GSM手机按照工作频段分类:单频手机、双频手机和 三频手机。
2)CDMA手机即窄带CDMA手机,它与GSM手机的工 作原理相似,主要区别在射频部分和音频处理部分。
(2)按照手机外形结构分类
有直板式、翻盖式(折叠式)、滑盖式、直板旋转式等, 比较常见的是前三种。
1)直板式手机主板正面最上方为受话器(受话器)、最下 方为送话器(话筒、送话器),显示屏在受话器下方、键盘上 方。
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