手机原理与常见故障排除.ppt

第四章 GSM手机和CDMA手机 一. 手机的功能 移动终端就是“手机”, 它是移动台的主体, 是完成语音编码、 信道编码、信息加密、 信息的调制和解调、 信号的发射和接收的主要设备。它可以通过天线接收来自外界无线信道的信号, 然后经过一系列的变换和处理, 还原成话音信号, 供用户接听; 相反的, 它也可以将用户的话音信号, 经过一系列相反的变换和处理, 转变成适合无线信道传输的信号形式, 通过天线发送出去。,常见的手机从外形结构上分为四种类型：第一种是直板式，第二种是折叠式，第三种是滑盖式，第四种是翻盖式.,手机电路板结构识别,现在手机中主要的电路机板大多数为一块，机板正面主要是键盘触点和麦克风等，而在机板背面，电路和芯片最集中，特别明显的是，机板背面一般有电池触片和手机卡座，,GSM蜂窝手机是一个工作在双工状态下的收发信机。一部移动电话包括无线接收机(Receiver)、发射机(Transmitter)、控制模块(Controller)及人机界面部分(Interface)和电源(Power Supply)。,GSM手机电路结构分析,GSM手机电路原理基本组成框图,1.开机流程,当手机的供电模块检测到电源开关键被按下后，会将手机电池的电压转换为适合手机电路各部分使用的电压值,供应给相应的电源模块，当时钟电路得到供电电压后产生震荡信号，送入逻辑电路，CPU在得到电压和时钟信号后会执行开机程序，首先从ROM中读出引导码，执行逻辑系统的自检。并且使所有的复位信号置高，如果自检通过，则CPU给出看门狗（Watchdog）信号给各模块，然后电源模块在看门狗Watchdog）信号的作用下，维持开机状态。,2.入网流程 手机开机后，既搜索广播控制信号道（BCCH）的载频。因为系统随时都向在小区中的各用户发送出用户广播控制信息。手机收集搜索到最强的（BCCH）的载频。读取频率校正信道FCCH），使手机（MS）的频率与同步。每一个用户的手机在不同位置（既不同的小区）的载频是固定的，它是由GSM网络运营商组网时确定，而不是由用户的GSM手机来决定。手机读取同步信道（SCH）Satellite Channel 的信息后找出基站（BTS）Base Transceiver Station 的认别码，并同步到超高幁TDMA （Time Division Multiple Access）的幁号上。手机在处理呼叫前读取系统的信息。比如：邻近小区的情况、现在所处小区的使用频率及小区是否可以使用移动系统的国家号码和网络号码等等，这些信息都可以在以BCCH上得到。,手机在请求接入信道（RACH）上发出接入请求信息，向系统送SIM卡帐号等信息。系统在鉴权合格后，通过允许接入信道（AGCH）使GSM手机接入信道上并分配到GSM手机一个独立专用控制信道（SDCCH）。手机在SDDCCH上完成登记。在满速随路控制信道（SACCH）上发出控制指令，然后手机返回空闲状态，并监听BCCH和CCCH共控制信道上的信息。此时手机已经做好了寻呼的准备工作。,2 手机射频电路分析,2.1 接收电路部分,一般有四种基本的电路结构： 超外差一次变频接收电路 超外差二次变频接收电路 低中频接收电路 直接变频线性接收电路,2.2 发射电路部分,一般有三种电路结构： 带偏移锁相环的发射电路 带发射上变频器的发射电路 直接变频的发射电路,2.3 频率合成器,3 手机逻辑/音频电路及输入/输出（I/O）接口,3.1 音频信号处理部分,3.2 系统逻辑控制部分,3.3 输入/输出（I/O）接口部分,4 手机电源电路分析,手机电源的基本电路 1. 电池识别电路 2. 开机信号电路 3. 直流稳压电源 4. 升压电路 5. 机内充电电路 6. 非受控电源输出电路 7. 受控电源输出电路,5 手机电路结构描述,1. 射频电路部分 （1）接收电路 （2）发射电路 （3）频率合成器 （4）间隔工作的收发部分受控电源电路 2. 逻辑/音频电路部分 （1）逻辑控制电路 （2）音频处理电路 （3）接口电路 （4）电源电路,GSM 移动终端原理框图,1.射频,发射机 发射机将模拟基带单元送来的扩频调制中频信号经中频滤波器滤除噪声与干扰后，与频率合成器产生的本振信号进行上变频，变换为手机发射频率，经AGC开环控制放大、射频滤波、功放后，再经双工器馈送到天线上发出。 CDMA系统中，手机实际发射功率的大小由开环估计值和闭环功率调整命令共同确定。在多址地表通信中，大部分的功率不平衡来自用户与BS的距离的差异，另一部分来自于建筑物和其他物体的阴影影响。这种不平衡可以通过MS对所收到的下行链路平均功率进行AGC来调整自己的平均发射功率。由于上下行链路相隔一定频率(45MHz)，其瞬时瑞利衰落不对称，尽管使用了以AGC为基础的开环功率控制，上行链路功率也可能和下行链路功率相差几分贝，这就需要采用闭环功率控制回路来跟踪瑞利衰落，即BS根据测量的接收信号的强弱来指示MS增减其发送功率. 接收机 接收机将天线上所收到的来自基站发射机的869894MHz射频信号，经双工器送到低噪声放大器放大到所需电平，再送入射频滤波器滤除带外干扰后，与频率合成器产生的本振信号进行下变频处理，变换为中频信号后送往模拟基带单元。目前，常见的中频为85MHz，中频滤波器为声表面波滤波器(SAW)，其频率特性好，适合用于数据传输应用。对于中频的选取，涉及的因素比较多，仅就器件的因素来说，中频取高，中频滤波器体积小，AD、DA抽样速度快，但器件的功耗相应增大，通常要根据器件水平综合考虑。,2.基带,模拟基带 模拟基带主要进行中频处理。 接收时，射频送来的中频信号经过放大及二次变频处理，变为基带I、Q信号，再经过AD变换和滤波之后送入数字基带模块进行解扩处理。 发射时，数字基带送来的扩频信号经过DA转换及上变频处理，变为中频模拟信号，再经过AGC功率控制放大后送入射频单元。 数字基带 数字基带主要包括微处理器(MCU)、数字信号处理器(DSP)、调制解调器、电源管理模块、充电电路、存储器电路、键盘电路、键盘照明及显示背光电路、LCD显示屏电路、UIM卡接口电路、实时时钟电路、系统基准时钟电路、PCM模数数模转换电路等。它完成交织与编码、去交织与解码、扩频解扩、执行系统软件、应用软件、人机接口控制等。 实际应用中，通常在数字基带的前端采用不同时延的梳状滤波器(RAKE)，将不同路径来的不同延迟的信号在接收端从时间上对齐相加，合并成较强的有用信号，之后再送去解调。这一特性可以通过数字信号处理器用软件来实现。 人机接口 CDMA手机的人机接口和GSM手机相似，不过在CDMA手机中使用UIM卡来识别手机用户。,3.软件 软件包括基带单元内部功能电路的运算程序和执行通信协议的运行程序。,CDMA手机的主要特点 语音质量好。主要有以下原因： a采用了伪随机序列进行扩频解扩，使得手机特别是在强背景噪声环境中，语音质量不亚于固定电话。 b采用了RAKE接收来减轻传播衰落的影响，将多径分量有效合并起到增加接收信号能量的作用，而不是如窄带传输时靠破坏性的合并来起到增强接收信号能量的作用。 c采用了各种软切换技术，使得移动环境中越区切换的掉话率大大降低，从而使通信品质比GSM要好得多。 符合环保要求。 CDMA手机的