移動(dòng)終端技術(shù)與設(shè)備維修

1、移動(dòng)終端技術(shù)與設(shè)備維修:手機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的通信1:1: 多址技術(shù)多址技術(shù)2:2: 調(diào)制技術(shù)調(diào)制技術(shù) 3:3: 編碼技術(shù)編碼技術(shù)一、目的一、目的: : 1 1、了解通信網(wǎng)絡(luò)多址技術(shù)基本結(jié)構(gòu)2 2、了解通信網(wǎng)調(diào)制技術(shù)工作方式3 3、了解通信網(wǎng)調(diào)制編碼技術(shù)工作方式一、移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成一、移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成1 1、移動(dòng)臺(tái)（手機(jī)）（、移動(dòng)臺(tái)（手機(jī)）（MSMS：Mobile StationMobile Station）由收發(fā)設(shè)備和天線等組成由收發(fā)設(shè)備和天線等組成（）移動(dòng)終端（）移動(dòng)終端(MS)(MS)?？赏瓿桑嚎赏瓿桑涸捯艟幋a話音編碼信道編碼信道編碼信息加密信息加密信息的調(diào)制和解調(diào)信息的調(diào)制和解調(diào)信息發(fā)射和接

2、收。信息發(fā)射和接收。（）用戶識(shí)別卡（）用戶識(shí)別卡（SIMSIM：Subscriber Identity ModuleSubscriber Identity Module ）。）。存有認(rèn)證客戶身份所需的所有信息，并能執(zhí)行一些與安全保密有關(guān)存有認(rèn)證客戶身份所需的所有信息，并能執(zhí)行一些與安全保密有關(guān)的重要信息，以防止非法客戶進(jìn)入網(wǎng)路的重要信息，以防止非法客戶進(jìn)入網(wǎng)路; ;存儲(chǔ)與網(wǎng)路和客戶有關(guān)的管理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與網(wǎng)路和客戶有關(guān)的管理數(shù)據(jù); ; 只有插入只有插入SIMSIM后移動(dòng)終端才能接入進(jìn)網(wǎng)，但后移動(dòng)終端才能接入進(jìn)網(wǎng)，但SIMSIM卡本身不是代金卡本身不是代金卡?？?。2 2、基站（、基站（BSBS，B

3、Base Stationase Station）在一定的無(wú)線覆在一定的無(wú)線覆蓋區(qū)中由蓋區(qū)中由MSCMSC控制，控制，與與MSMS進(jìn)行通信的系統(tǒng)進(jìn)行通信的系統(tǒng)設(shè)備，它主要負(fù)責(zé)完設(shè)備，它主要負(fù)責(zé)完成無(wú)線發(fā)送接收和無(wú)成無(wú)線發(fā)送接收和無(wú)線資源管理等功能。線資源管理等功能。BSBS可分為：可分為： 基站收發(fā)信臺(tái)基站收發(fā)信臺(tái)（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、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（、移

4、動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC， Mobile Switching Center）主要完成交換功能和客戶數(shù)據(jù)與移動(dòng)性主要完成交換功能和客戶數(shù)據(jù)與移動(dòng)性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。、公共交換、公共交換 網(wǎng)（網(wǎng)（ PSTN ：Public Switched Telephone Network）是一種用于全球語(yǔ)音通信的電路交換網(wǎng)是一種用于全球語(yǔ)音通信的電路交換網(wǎng)絡(luò)，是目前世界上最大的網(wǎng)絡(luò)，擁有用戶數(shù)絡(luò)，是目前世界上最大的網(wǎng)絡(luò)，擁有用戶數(shù)量大約是量大約是8億。億。二、手機(jī)與系統(tǒng)的通信二、手機(jī)與系統(tǒng)的通信、手機(jī)開機(jī)，、手機(jī)開機(jī)， 驗(yàn)明身份驗(yàn)明身份 請(qǐng)求入網(wǎng)請(qǐng)求入網(wǎng)我來(lái)了我

5、來(lái)了有人嗎？有人嗎？二、手機(jī)與系統(tǒng)的通信二、手機(jī)與系統(tǒng)的通信 手機(jī)開機(jī)手機(jī)開機(jī) 驗(yàn)明身份驗(yàn)明身份 請(qǐng)求入網(wǎng)請(qǐng)求入網(wǎng) 驗(yàn)明身份驗(yàn)明身份合法嗎？合法嗎？二、手機(jī)與系統(tǒng)的通信二、手機(jī)與系統(tǒng)的通信、手機(jī)開機(jī)，驗(yàn)明身份、手機(jī)開機(jī)，驗(yàn)明身份 請(qǐng)求入網(wǎng)請(qǐng)求入網(wǎng) 驗(yàn)明身份驗(yàn)明身份 進(jìn)入接收進(jìn)入接收給你分配通道和聯(lián)系方式給你分配通道和聯(lián)系方式、手機(jī)待機(jī)，周期驗(yàn)證、手機(jī)待機(jī)，周期驗(yàn)證在嗎？在嗎？三、手機(jī)的信號(hào)的傳輸技術(shù)三、手機(jī)的信號(hào)的傳輸技術(shù)（一）頻分多址技術(shù)（大哥大）（一）頻分多址技術(shù)（大哥大）（ FDMA: Frequency Division Multiple FDMA: Frequency Divisio

6、n Multiple Access Access ）以傳輸信號(hào)的載波頻率不同來(lái)區(qū)分信道，建立多址接入。以傳輸信號(hào)的載波頻率不同來(lái)區(qū)分信道，建立多址接入。 （二）時(shí)分多址技術(shù)（二）時(shí)分多址技術(shù)(GSM(GSM手機(jī)手機(jī)) )（TDMATDMA： ime Division ime Division Multiple Access Multiple Access ）以傳輸信號(hào)存在的時(shí)間不同來(lái)區(qū)分信道，建立多址接入。以傳輸信號(hào)存在的時(shí)間不同來(lái)區(qū)分信道，建立多址接入。 （三）碼分多址方式（手機(jī)）（三）碼分多址方式（手機(jī)）（CDMACDMA： ode ode Division Multiple Access

7、 Division Multiple Access ）以傳輸信號(hào)的碼型不同來(lái)區(qū)分信道，建立多址接入。以傳輸信號(hào)的碼型不同來(lái)區(qū)分信道，建立多址接入。 、WCDMAWCDMA技術(shù)技術(shù)( (歐洲歐洲) )：聯(lián)通網(wǎng)：聯(lián)通網(wǎng)、CDMA2000CDMA2000技術(shù)技術(shù)( (北美北美) )：電信網(wǎng)：電信網(wǎng) 、TD-SCDMATD-SCDMA（我國(guó)自行提出的標(biāo)準(zhǔn)（我國(guó)自行提出的標(biāo)準(zhǔn)) )：移動(dòng)網(wǎng)：移動(dòng)網(wǎng)哪種手機(jī)的信號(hào)傳輸是不連續(xù)的？（四）調(diào)制技術(shù)（四）調(diào)制技術(shù)00110100010ASK 二進(jìn)制的每個(gè)值對(duì)應(yīng)二不同幅值的載波頻率。通常二進(jìn)制的每個(gè)值對(duì)應(yīng)二不同幅值的載波頻率。通常, 一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字一個(gè)二進(jìn)制數(shù)字用

8、一幅值固定的載波頻率表示用一幅值固定的載波頻率表示,另一個(gè)則用無(wú)載波表示另一個(gè)則用無(wú)載波表示: 這里載波信號(hào)是這里載波信號(hào)是A cos(2 fc t+ c)。ASK對(duì)突變的增益敏感對(duì)突變的增益敏感,是一種十是一種十分低效的調(diào)制技術(shù)分低效的調(diào)制技術(shù),在語(yǔ)音級(jí)線路上在語(yǔ)音級(jí)線路上,它典型的應(yīng)用最多達(dá)它典型的應(yīng)用最多達(dá)1200bps。 ASk技術(shù)也被用于光纖傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)技術(shù)也被用于光纖傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù): 對(duì)對(duì)LED發(fā)射器發(fā)射器, 一種信號(hào)元素由一光脈沖表示一種信號(hào)元素由一光脈沖表示,而另一種則用無(wú)光而另一種則用無(wú)光表示表示; 對(duì)激光發(fā)射器通常維持一偏置電流對(duì)激光發(fā)射器通常維持一偏置電流,使得設(shè)備發(fā)射一低

9、能級(jí)光使得設(shè)備發(fā)射一低能級(jí)光,該低該低能級(jí)光表示一種信號(hào)元素能級(jí)光表示一種信號(hào)元素,而高能級(jí)光用來(lái)表示另一種信號(hào)元素。而高能級(jí)光用來(lái)表示另一種信號(hào)元素。 s tAf tcc( )cos()20二進(jìn)制二進(jìn)制10FSK 兩個(gè)二進(jìn)制值由二個(gè)在載波頻率附近的不同頻率表示兩個(gè)二進(jìn)制值由二個(gè)在載波頻率附近的不同頻率表示,產(chǎn)生信號(hào)如產(chǎn)生信號(hào)如: 這里這里f1和和f2典型地是位于載波信號(hào)典型地是位于載波信號(hào)fc兩旁的、偏移相等的頻率。兩旁的、偏移相等的頻率。 二進(jìn)制二進(jìn)制10s tAf tAf tcc( )cos()cos()2212FSK 示例：一個(gè)示例：一個(gè)Modem使用使用FSK在語(yǔ)音級(jí)線路全雙工通信的

10、例子。語(yǔ)音級(jí)在語(yǔ)音級(jí)線路全雙工通信的例子。語(yǔ)音級(jí)線路可通過的頻率在線路可通過的頻率在300到到3400Hz之間之間,全雙工則意味著信號(hào)可以同全雙工則意味著信號(hào)可以同時(shí)做雙向傳送。時(shí)做雙向傳送。 為達(dá)到這一點(diǎn)為達(dá)到這一點(diǎn),這個(gè)帶寬再分成在一個(gè)方向上這個(gè)帶寬再分成在一個(gè)方向上(收或者發(fā)均可收或者發(fā)均可)載波中心載波中心頻率位于頻率位于1700 Hz , 其兩端各偏移其兩端各偏移100 Hz用來(lái)表示用來(lái)表示1和和0。 類似地對(duì)另一方向上類似地對(duì)另一方向上(發(fā)或者收均可發(fā)或者收均可)該該Modem使用使用2125 Hz的載波中的載波中心頻率心頻率, 再向其兩端等距各偏移再向其兩端等距各偏移100 Hz

11、用來(lái)表示用來(lái)表示1和和0。FSK FSK不如不如ASK那樣對(duì)誤差敏感那樣對(duì)誤差敏感, 在語(yǔ)音級(jí)線路上在語(yǔ)音級(jí)線路上,它典型的應(yīng)用最它典型的應(yīng)用最高達(dá)高達(dá)1200bps(2400bps)。它也常用于高頻。它也常用于高頻(3到到30MHz)無(wú)線電傳無(wú)線電傳輸輸,還可以以更高的頻率用于采用同軸電纜的局域網(wǎng)上。還可以以更高的頻率用于采用同軸電纜的局域網(wǎng)上。 信號(hào)強(qiáng)度頻率Hz在一個(gè)方向上傳輸 的信號(hào)頻譜在相對(duì)方向上傳輸 的信號(hào)頻譜10701270 1700 202522253000注意這里稍有一些頻注意這里稍有一些頻譜重疊譜重疊,會(huì)有少許干擾會(huì)有少許干擾。PSK & QPSK 用載波信號(hào)相位的變

12、化用來(lái)表示數(shù)值。用載波信號(hào)相位的變化用來(lái)表示數(shù)值。 差分差分PSK相位的調(diào)制變換將參考發(fā)送的前一位相位的調(diào)制變換將參考發(fā)送的前一位bit:發(fā)送一個(gè)與前面已發(fā)發(fā)送一個(gè)與前面已發(fā)送信號(hào)相同相位的信號(hào)表示二進(jìn)制送信號(hào)相同相位的信號(hào)表示二進(jìn)制0 ；發(fā)送一個(gè)與剛才發(fā)送信號(hào)相反相；發(fā)送一個(gè)與剛才發(fā)送信號(hào)相反相位的信號(hào)表示二進(jìn)制位的信號(hào)表示二進(jìn)制1: 更有效利用帶寬的辦法可以使每個(gè)信號(hào)元素表示多于一位二進(jìn)制數(shù)值。更有效利用帶寬的辦法可以使每個(gè)信號(hào)元素表示多于一位二進(jìn)制數(shù)值。例如例如,不是象常用的不是象常用的PSK編碼技術(shù)那樣相位只變化編碼技術(shù)那樣相位只變化180 ,而是多次而是多次90 變變化化,稱之為四相

13、位稱之為四相位PSK(Quadrature Phase-Shift Keying)QPSK。 s tAf tAf tcc( )cos()cos()22二進(jìn)制二進(jìn)制10QPSK每個(gè)信號(hào)元素不是表示一位而是表示兩位二進(jìn)制數(shù)。每個(gè)信號(hào)元素不是表示一位而是表示兩位二進(jìn)制數(shù)。 s tAf tAf tAf tAf tcccc( )cos()cos()cos()cos()245213522252315二進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制11100001（五）數(shù)據(jù)編碼技術(shù) 編碼方案從二進(jìn)制到信號(hào)元素的映射就是傳輸中使用的編碼方案。 接收器解釋載運(yùn)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)時(shí)的任務(wù)： 接收器必須知道一個(gè)比特何時(shí)開始和結(jié)束，以便在每個(gè)比特

14、時(shí)段對(duì)輸入信號(hào)采樣一次。 接收器必須識(shí)別每個(gè)比特的值。編碼編碼 信源編碼：用于高效的表達(dá)信息，如字符編碼A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換) 信道編碼： 用于確保正確收信，如同步碼校驗(yàn)序列（檢糾錯(cuò)編碼)不可檢測(cè)的錯(cuò)誤產(chǎn)生示意不可檢測(cè)的錯(cuò)誤產(chǎn)生示意 101111正常翻轉(zhuǎn)前后兩次電平的誤變化將導(dǎo)致一不可檢測(cè)的錯(cuò)誤010000 如Manchester編碼010變成000；101變成111:各種數(shù)字信號(hào)編碼速率的歸一化信號(hào)翻轉(zhuǎn)速率各種數(shù)字信號(hào)編碼速率的歸一化信號(hào)翻轉(zhuǎn)速率 信號(hào)調(diào)制名稱 最小 101010. 最大 NRZ-L碼 0 (均為0或1) 1.0 1.0 NRZI碼 0 (均為0) 0.5 1.0 (均為1) B

15、inary AMI碼 0 (均為0) 1.0 1.0 Pseudoternary偽三元碼 0 (均為1) 1.0 1.0 Manchester碼 1.0 (1010.) 1.0 2.0 (均為0或1) Differential Manchester 1.0 (均為1) 1.5 2.0 (均為0) B8ZS和和HDB3的編碼規(guī)則的編碼規(guī)則 1001000000110000001000000VBBV0VB00VB00V數(shù)據(jù)位雙極AMI碼B8ZS碼HDB3碼B=合法雙極信號(hào); V=犯規(guī)的雙極信號(hào)四、硬件電路基本工作原理四、硬件電路基本工作原理你能分析出工作過程嗎？ 手機(jī)接收信號(hào)時(shí)，來(lái)自基站的手機(jī)接收

16、信號(hào)時(shí)，來(lái)自基站的GSMGSM射頻信號(hào)由天線接收下來(lái)，射頻電射頻信號(hào)由天線接收下來(lái)，射頻電路接收變換，由邏輯路接收變換，由邏輯/ /音頻電路處理后送到受話器發(fā)音。音頻電路處理后送到受話器發(fā)音。 手機(jī)發(fā)射信號(hào)時(shí)，聲音信號(hào)由送話進(jìn)行聲電處理，再經(jīng)射頻電路手機(jī)發(fā)射信號(hào)時(shí)，聲音信號(hào)由送話進(jìn)行聲電處理，再經(jīng)射頻電路發(fā)射變換和功率放大，最后由天線向基站發(fā)射出去。發(fā)射變換和功率放大，最后由天線向基站發(fā)射出去。接收接收解調(diào)解調(diào)均衡均衡信道信道分離分離解密解密信道信道編碼編碼話音話音譯碼譯碼發(fā)信發(fā)信VCO時(shí)鐘時(shí)鐘基準(zhǔn)基準(zhǔn)CPU控制器控制器SIM卡接口卡接口調(diào)制調(diào)制TDMA幀形成幀形成顯示屏顯示屏加密加密鍵盤鍵盤碼速碼速適配器適配器信道編碼信道編碼話音話音編碼編碼D/A合合路路器器頻頻率率合合成成器器A/D存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器數(shù)字?jǐn)?shù)字接口接口聽筒聽筒話筒話筒射頻部分邏輯/音頻部分你能跑出下圖的流程嗎？1 1