移动通信和手机基础知识.ppt
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1、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。,1.1 蜂窝移动通信系统,1.1.1 蜂窝移动通信系统的分类,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。,1.GSM系统,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
2、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。,分类:GSM900、DCS1800和PCS1900系统,三种系统的功能相同,但频率范围不同。,GPRS是通用分组无线业务的简称。采用与GSM相同的频段、频带宽度、突发脉冲结构、无线调制标准、跳频规则以及相同的TDMA(时分多址)帧结构,但能提供比GSM系统更高的数据速率。,3.GPRS系统,4.3G系统与3G手机的内容参见8.10节。,2.CDMA系统,CDMA系统即窄带CDMA数字蜂窝移动通信系统,又称为CDMA One或IS95 CDMA系统。采用窄带CDMA技术。CDMA技术即码分多址技术,是在数字扩频基础上发展
3、起来的一种无线通信技术。,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。,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。,组成:收发信机、SIM卡,功能:为网络固定部分和无线部分提供信号传输中继,2.基站子系统(BSS),组成:一个或多个基站收发信台(BTS)和一个基站控制器(BSC),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,功能:具有GSM系统交换功能和用于用
4、户的资料与移动性管理、安全性管理所需要的数据库功能。,3.网络交换子系统(NSS),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。,(1)移动业务交换中心(MSC),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。,(2)归属位置寄存器(HLR),(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。,用于鉴别用户身份的合法性。,(4)鉴权中心(AUC),移动交换控制区(MSC区)定义:MSC覆盖的通信区域,多个M
5、SC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。,(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。,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,IMEI码别称:手机机身码或手机串号。,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,定义:移动通信设备发送和接收的方式。,2.双工方式,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
6、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)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。,3.多址方式,(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。,(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。,分类:频分多址、时分多址、
7、码分多址,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。,4.调制方式,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。,5.最大发射功率,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。,CDMA手机最大发射功率为0.2W(23dBmW),对最小发射功率没有要求。,接收灵敏度是指接收机在满足一定的误码率性能条件下,
8、接收机输入端需输入的最小信号电平。,6.接收灵敏度,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(RPELTP)技术将语音数据压缩为13kbit/s。,7.语音编码,GSM手机接收灵敏度为102dBmW,CDMA手机接收灵敏度为104dBmW。,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)GSM手机按照工作频段分类:单频手机、双频手机和三频手机。,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
9、)手机和第三代(3G)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。,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。,(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。,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。,(3)按照生产厂家的不同分类。,2)翻盖式手机与直板式手机的区别:,在机械结构上,翻盖
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