移动终端技术与设备维修

1、移动终端技术与设备维修:手机与网络的通信1:1: 多址技术多址技术2:2: 调制技术调制技术 3:3: 编码技术编码技术一、目的一、目的: : 1 1、了解通信网络多址技术基本结构2 2、了解通信网调制技术工作方式3 3、了解通信网调制编码技术工作方式一、移动通信系统的组成一、移动通信系统的组成1 1、移动台（手机）（、移动台（手机）（MSMS：Mobile StationMobile Station）由收发设备和天线等组成由收发设备和天线等组成（）移动终端（）移动终端(MS)(MS)。可完成：可完成：话音编码话音编码信道编码信道编码信息加密信息加密信息的调制和解调信息的调制和解调信息发射和接

2、收。信息发射和接收。（）用户识别卡（）用户识别卡（SIMSIM：Subscriber Identity ModuleSubscriber Identity Module ）。）。存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路的重要信息，以防止非法客户进入网路; ;存储与网路和客户有关的管理数据存储与网路和客户有关的管理数据; ; 只有插入只有插入SIMSIM后移动终端才能接入进网，但后移动终端才能接入进网，但SIMSIM卡本身不是代金卡本身不是代金卡。卡。2 2、基站（、基站（BSBS，B

3、Base Stationase Station）在一定的无线覆在一定的无线覆盖区中由盖区中由MSCMSC控制，控制，与与MSMS进行通信的系统进行通信的系统设备，它主要负责完设备，它主要负责完成无线发送接收和无成无线发送接收和无线资源管理等功能。线资源管理等功能。BSBS可分为：可分为： 基站收发信台基站收发信台（BTS: Base BTS: Base Transceiver Transceiver StationStation） 基站控制器（基站控制器（BSC: BSC: Base Station Base Station ControllerController）3、移动业务交换中心（、移

4、动业务交换中心（MSC， Mobile Switching Center）主要完成交换功能和客户数据与移动性主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。管理、安全性管理所需的数据库功能。、公共交换、公共交换 网（网（ PSTN ：Public Switched Telephone Network）是一种用于全球语音通信的电路交换网是一种用于全球语音通信的电路交换网络，是目前世界上最大的网络，拥有用户数络，是目前世界上最大的网络，拥有用户数量大约是量大约是8亿。亿。二、手机与系统的通信二、手机与系统的通信、手机开机，、手机开机， 验明身份验明身份 请求入网请求入网我来了我

5、来了有人吗？有人吗？二、手机与系统的通信二、手机与系统的通信 手机开机手机开机 验明身份验明身份 请求入网请求入网 验明身份验明身份合法吗？合法吗？二、手机与系统的通信二、手机与系统的通信、手机开机，验明身份、手机开机，验明身份 请求入网请求入网 验明身份验明身份 进入接收进入接收给你分配通道和联系方式给你分配通道和联系方式、手机待机，周期验证、手机待机，周期验证在吗？在吗？三、手机的信号的传输技术三、手机的信号的传输技术（一）频分多址技术（大哥大）（一）频分多址技术（大哥大）（ FDMA: Frequency Division Multiple FDMA: Frequency Divisio

6、n Multiple Access Access ）以传输信号的载波频率不同来区分信道，建立多址接入。以传输信号的载波频率不同来区分信道，建立多址接入。 （二）时分多址技术（二）时分多址技术(GSM(GSM手机手机) )（TDMATDMA： ime Division ime Division Multiple Access Multiple Access ）以传输信号存在的时间不同来区分信道，建立多址接入。以传输信号存在的时间不同来区分信道，建立多址接入。 （三）码分多址方式（手机）（三）码分多址方式（手机）（CDMACDMA： ode ode Division Multiple Access

7、 Division Multiple Access ）以传输信号的码型不同来区分信道，建立多址接入。以传输信号的码型不同来区分信道，建立多址接入。 、WCDMAWCDMA技术技术( (欧洲欧洲) )：联通网：联通网、CDMA2000CDMA2000技术技术( (北美北美) )：电信网：电信网 、TD-SCDMATD-SCDMA（我国自行提出的标准（我国自行提出的标准) )：移动网：移动网哪种手机的信号传输是不连续的？（四）调制技术（四）调制技术00110100010ASK 二进制的每个值对应二不同幅值的载波频率。通常二进制的每个值对应二不同幅值的载波频率。通常, 一个二进制数字一个二进制数字用

8、一幅值固定的载波频率表示用一幅值固定的载波频率表示,另一个则用无载波表示另一个则用无载波表示: 这里载波信号是这里载波信号是A cos(2 fc t+ c)。ASK对突变的增益敏感对突变的增益敏感,是一种十是一种十分低效的调制技术分低效的调制技术,在语音级线路上在语音级线路上,它典型的应用最多达它典型的应用最多达1200bps。 ASk技术也被用于光纤传输数字数据技术也被用于光纤传输数字数据: 对对LED发射器发射器, 一种信号元素由一光脉冲表示一种信号元素由一光脉冲表示,而另一种则用无光而另一种则用无光表示表示; 对激光发射器通常维持一偏置电流对激光发射器通常维持一偏置电流,使得设备发射一低

9、能级光使得设备发射一低能级光,该低该低能级光表示一种信号元素能级光表示一种信号元素,而高能级光用来表示另一种信号元素。而高能级光用来表示另一种信号元素。 s tAf tcc( )cos()20二进制二进制10FSK 两个二进制值由二个在载波频率附近的不同频率表示两个二进制值由二个在载波频率附近的不同频率表示,产生信号如产生信号如: 这里这里f1和和f2典型地是位于载波信号典型地是位于载波信号fc两旁的、偏移相等的频率。两旁的、偏移相等的频率。 二进制二进制10s tAf tAf tcc( )cos()cos()2212FSK 示例：一个示例：一个Modem使用使用FSK在语音级线路全双工通信的

10、例子。语音级在语音级线路全双工通信的例子。语音级线路可通过的频率在线路可通过的频率在300到到3400Hz之间之间,全双工则意味着信号可以同全双工则意味着信号可以同时做双向传送。时做双向传送。 为达到这一点为达到这一点,这个带宽再分成在一个方向上这个带宽再分成在一个方向上(收或者发均可收或者发均可)载波中心载波中心频率位于频率位于1700 Hz , 其两端各偏移其两端各偏移100 Hz用来表示用来表示1和和0。 类似地对另一方向上类似地对另一方向上(发或者收均可发或者收均可)该该Modem使用使用2125 Hz的载波中的载波中心频率心频率, 再向其两端等距各偏移再向其两端等距各偏移100 Hz

11、用来表示用来表示1和和0。FSK FSK不如不如ASK那样对误差敏感那样对误差敏感, 在语音级线路上在语音级线路上,它典型的应用最它典型的应用最高达高达1200bps(2400bps)。它也常用于高频。它也常用于高频(3到到30MHz)无线电传无线电传输输,还可以以更高的频率用于采用同轴电缆的局域网上。还可以以更高的频率用于采用同轴电缆的局域网上。 信号强度频率Hz在一个方向上传输 的信号频谱在相对方向上传输 的信号频谱10701270 1700 202522253000注意这里稍有一些频注意这里稍有一些频谱重叠谱重叠,会有少许干扰会有少许干扰。PSK & QPSK 用载波信号相位的变

12、化用来表示数值。用载波信号相位的变化用来表示数值。 差分差分PSK相位的调制变换将参考发送的前一位相位的调制变换将参考发送的前一位bit:发送一个与前面已发发送一个与前面已发送信号相同相位的信号表示二进制送信号相同相位的信号表示二进制0 ；发送一个与刚才发送信号相反相；发送一个与刚才发送信号相反相位的信号表示二进制位的信号表示二进制1: 更有效利用带宽的办法可以使每个信号元素表示多于一位二进制数值。更有效利用带宽的办法可以使每个信号元素表示多于一位二进制数值。例如例如,不是象常用的不是象常用的PSK编码技术那样相位只变化编码技术那样相位只变化180 ,而是多次而是多次90 变变化化,称之为四相

13、位称之为四相位PSK(Quadrature Phase-Shift Keying)QPSK。 s tAf tAf tcc( )cos()cos()22二进制二进制10QPSK每个信号元素不是表示一位而是表示两位二进制数。每个信号元素不是表示一位而是表示两位二进制数。 s tAf tAf tAf tAf tcccc( )cos()cos()cos()cos()245213522252315二进制二进制二进制二进制11100001（五）数据编码技术 编码方案从二进制到信号元素的映射就是传输中使用的编码方案。 接收器解释载运数字数据信号时的任务： 接收器必须知道一个比特何时开始和结束，以便在每个比特

14、时段对输入信号采样一次。 接收器必须识别每个比特的值。编码编码 信源编码：用于高效的表达信息，如字符编码A/D（模数转换) 信道编码： 用于确保正确收信，如同步码校验序列（检纠错编码)不可检测的错误产生示意不可检测的错误产生示意 101111正常翻转前后两次电平的误变化将导致一不可检测的错误010000 如Manchester编码010变成000；101变成111:各种数字信号编码速率的归一化信号翻转速率各种数字信号编码速率的归一化信号翻转速率 信号调制名称 最小 101010. 最大 NRZ-L码 0 (均为0或1) 1.0 1.0 NRZI码 0 (均为0) 0.5 1.0 (均为1) B

15、inary AMI码 0 (均为0) 1.0 1.0 Pseudoternary伪三元码 0 (均为1) 1.0 1.0 Manchester码 1.0 (1010.) 1.0 2.0 (均为0或1) Differential Manchester 1.0 (均为1) 1.5 2.0 (均为0) B8ZS和和HDB3的编码规则的编码规则 1001000000110000001000000VBBV0VB00VB00V数据位双极AMI码B8ZS码HDB3码B=合法双极信号; V=犯规的双极信号四、硬件电路基本工作原理四、硬件电路基本工作原理你能分析出工作过程吗？ 手机接收信号时，来自基站的手机接收

16、信号时，来自基站的GSMGSM射频信号由天线接收下来，射频电射频信号由天线接收下来，射频电路接收变换，由逻辑路接收变换，由逻辑/ /音频电路处理后送到受话器发音。音频电路处理后送到受话器发音。 手机发射信号时，声音信号由送话进行声电处理，再经射频电路手机发射信号时，声音信号由送话进行声电处理，再经射频电路发射变换和功率放大，最后由天线向基站发射出去。发射变换和功率放大，最后由天线向基站发射出去。接收接收解调解调均衡均衡信道信道分离分离解密解密信道信道编码编码话音话音译码译码发信发信VCO时钟时钟基准基准CPU控制器控制器SIM卡接口卡接口调制调制TDMA帧形成帧形成显示屏显示屏加密加密键盘键盘码速码速适配器适配器信道编码信道编码话音话音编码编码D/A合合路路器器频频率率合合成成器器A/D存储器存储器数字数字接口接口听筒听筒话筒话筒射频部分逻辑/音频部分你能跑出下图的流程吗？1 1