GSM手機

GSM手機

使用全球移動通訊系統的手機
Global System for Mobile Communications(縮寫GSM),中文為全球移動通訊系統,俗稱"全球通"。由歐洲開發的數字移動電話網絡标準,它的開發目的是讓全球各地共同使用一個移動電話網絡标準,讓用戶使用一部手機就能行遍全球。GSM系統包括GSM900:900MHz、GSM1800:1800MHz及GSM-1900、1900MHz等幾個頻段。
    中文名:GSM手機 外文名:Global System for Mobile Communications phone 所屬品牌: 産品類型: 開發地區:歐洲

簡要介紹

提到手機支持頻段,首先應明确頻段實質上是硬性劃分的,這主要是由于頻率資源的有限導緻,目前我國主要由信息産業部負責相關事宜。

我國手機常用的頻段主要有CDMA手機占用的CDMA1X,800MHZ頻段;GSM手機占用的900/1800/1900MHZ頻段;近兩年的GSM1X雙模占用的900/1800MHZ頻段;3G占用的900/1800/1900/2100MHz頻段。

頻段相關

介紹

我國GSM手機占用頻段主要是900MHZ和1800MHZ。實質上1800MHZ也是由于手機用戶數量的激增,造成了手機通信網絡系統處于超負荷運轉狀态,最終導緻了手機在通信時很容易出現類似于掉線、串音、話音質量不好、難以上網等故障現象。為了解決這些故障現象,越來越多的手機運營商和生産商開始意識到解決這個問題的迫切性,并不斷采取相關措施來進一步擴容手機網絡系統,于是GSM1800Mhz便應運而生了,又被稱為DCS1800(數字蜂窩系統),它的出現,使基于GSM900、1800的雙頻網絡變為現實。

使用GSM900/GSM1800雙頻手機,用戶可以在GSM900與GSM1800之間自由切換,可以有效地避免以往掉話,通話難和音質差等問題,較以前隻使用GSM900網的通話更加方便。

比較

為了能進一步擴大手機網絡系統的運行容量,提高手機通信時的語音質量,最近在市場上又推出了一種“三頻手機”。

所謂的“三頻”就是包含3個工作頻率,這三個工作頻率就是GSM900Mhz、DCS1800Mhz以及PCS1900Mhz,依此類推,所謂的“三頻手機”就是指手機可以同時接收GSM900M、DCS1800Mhz以及PCS1900Mhz這三個頻率段的信号,從中做出選擇,那一頻段的的信号強,就選擇那一基站的信号,如果一方接不通,可以自由轉到别一個頻段的信号上。它實際上就是擴大了手機的接通率。在一些手機用戶比較集中的地區,尤其合适使用三頻手機,因為三頻手機能夠靈活地在GSM900、DCS1800和PCS1900之間進行切換,以便始終保持通話不斷及通話質量。PCS1900兆網,是北美地區(美國、加拿大)及歐洲國家通信網絡領域普遍使用的網段。

由于三頻手機能同時工作在三個不同頻率的網段之中,因此三頻手機無疑具有這三種網絡的特點。從技術角度而言,GSM1800因為頻段高,使得信号穿透能力強,因此在高樓林立的複雜環境中能帶來良好的通話質量和通信複蓋;而PCS1900頻道,在北美地區(美國、加拿大)及歐洲地區有着良好的通信能力,這無疑為那些頻繁來往于洲際間的人士提供了他們所需要的服務。

對于運營商而言,三頻段網絡的構築,則徹底地緩解了GSM900所存在的頻段與容量的問題,使得網絡進一步優化,熱點地區的話務量高峰得到有效緩解,接通率更高,從而使業務量大大提升。

對于用戶而言,三頻手機的出現對其影響将是最為深遠的,同時又将是最實際的,因為使用三頻手機,通過三頻網絡的漫遊,掉話現象将大大減少,手機的應用将更加自由。三頻手機可以使用戶自由地在五大洲120個國家進行通信。

CDMA頻段:CDMA1X:CDMA1X采用擴頻速率為SR1,即指前向信道和反向信道均用碼片速率1.2288Mbit/s的單載波直接系列擴頻方式。因此它可以方便地與IS-95(A/B)後向兼容,實現平滑過渡。由于CDMA1X采用了反向相幹解調、快速前向功控、發送分集、Turbo編碼等新技術,其容量比IS-95大為提高。在相同條件下,對普通話音業務而言,容量大緻為IS-95系統的兩倍。CDMA1X網絡可以作為話音業務的承載平台,也可以作為無線接入Internet分組數據承載平台,既可以為用戶提供傳統的話音業務,也可以為用戶提供端對端分組傳輸模式的數據業務。

基本功能特性

①頻段:雙頻手機用戶可以在GSM900MHz和DCS1800MHz頻段網絡區内自動切換,三頻手機用戶還可以在北美地區選擇PCS1900MHz頻段。

②支持GPRS。

③顯示:單屏、雙屏。

④中文輸入法:T9、Zi等。

⑤電話本和通話記錄:可存儲電話号碼,并可在話機和SIM卡之間移動、複制;可按姓名和位置查找;顯示已撥、已接、未接的電話号碼。

⑥來電提示:不同來電用不同的提示音,不同來電用不同顔色的背光閃爍。

⑦短消息:支持SMS和增強型短消息(EMS),即支持短消息的輸入、存儲、發送和接收,廣播短消息,短消息服務功能設定以及語音信箱。

⑧通話管理:通話時間提示、緊急呼叫、通話計費、多方通話、呼叫保持、呼入等待、設置本機号碼限制、通話和傳真、呼叫轉移、呼叫限制。

⑨話機設置:鈴聲大小設置,SIM卡PIN1、PIN2管理,電話鎖(4~8位數字),設置時間和日期,網絡選擇,振鈴音,語言選擇,振動選擇,翻蓋接聽,自動接聽,任意鍵應答,低壓告警。

⑩附件:鬧鈴、定時開關機、世界時間、記事本、電子詞典、計算器、計時器、秒表、遊戲。

紅外傳輸:可互傳名片或數據資料。

STK:支持中文SIM卡增值服務。

MP3播放、收音、實物攝像。

錄音、語音撥号。

五大特點

接通率高

上網的人都有經驗,找人少的時候上網,這樣網塞少,就容易接通。打手機也是同樣道理。CDMA源于軍用抗幹擾系統,其中“處理增益”的參數遠遠高于其他系統;再加上CDMA的信号占用整個頻段,幾乎是普通窄帶調制效率的7倍,因此綜合來看,對于相同的帶寬,CDMA系統是GSM系統容量的4至5倍,網塞大大下降,接通率自然就高了。

通話清晰

CDMA采用了先進的數字話音編碼技術,并使用多個接收機同時接收不同方向的信号。好像你聽幾個人從不同方面講一件事,綜合後,你就了解事情的全貌了,同時也省略了一些無關的内容。

信号好

基站是手機通話的保障,當用戶移動到基站複蓋範圍的邊緣時,基站就應該自動“切換”來保障你,否則就會掉話。CDMA系統切換時的基站複蓋是“單獨複蓋-雙複蓋-單獨複蓋”,而且是自動切換到相鄰較為空閑的基站上,也就是說,在确認手機已移動到另一基站單獨複蓋地區時,才與原先的基站斷開,這樣就保障了手機不會掉話。

安全

普通手機(GSM和模拟手機)功率一般能控制在600毫瓦以下。與GSM手機相比,CDMA系統發射功率最高隻有200毫瓦,普通通話功率則可控制在零點幾毫瓦,其輻射作用可以忽略不計,對健康沒有不良影響。基站和手機發射功率的降低,将大大延長手機的通話時間,意味着電池、話機的壽命長了,對環境起到了保護作用,故稱之為“綠色手機”。

防竊聽

要竊聽通話,必須要找到碼址。但CDMA碼址是個僞随機碼,而且共有4.4萬億種可能的排列,因此,要破解密碼或竊聽通話内容是太困難了。

手機制式

目前,手機制式主要包括GSM、CDMA、3G三種,手機自問世至今,經曆了第一代模拟制式手機(1G)、第二代GSM、TDMA等數字手機(2G)、第2.5代移動通信技術CDMA和第三代移動通信技術3G。

模拟網:模拟網的信号以模拟方式進行調制,其模拟級數采用的是頻分多址。(移動通信規定的頻段為905—915MHZ,每25KHZ為個信道,支持一對用戶通話)。中國的模拟網有A網(Motorola設備)及B網(Ericsson設備)之分,現在兩網己實現互通。模拟網信号失真度小,因而音質可與有限電話比美。且由于建設較早,複蓋完善,全國大部分縣級城市均有複蓋。模拟網的缺點是其信道數量相對較少,保密性差。

GSM數字網:GSM:GSM(Global System For Mobile Communication)網即全球移動通信系統,又稱“全球通”,很多公司參與了标準的制定工作。GSM數字移動通信系統是由歐洲主要電信運營者和制造廠家組成的标準化委員會設計出來的,它是在蜂窩系統的基礎上發展而成。我國自1994年底開始,在十多個省市籌建GSM蜂窩移動通信網,其發展勢頭世人皆歎,到現在GSM數字網已複蓋全國30多個省(區、市),300多個地區和2000多個縣市,并可與40多個國家實現漫遊。

GSM采用的是數字調制技術,其關鍵技術之一是時分多址(每個用戶在某一時隙上選用載頻且隻能在特定時間下收信息),GSM系統有幾項重要特點:防盜拷能力佳、網絡容量大、号碼資源豐富、通話清晰、穩定性強不易受幹擾、信息靈敏、通話死角少、手機耗電量底等。因此其話音清晰,保密容易,能提供的數據傳輸服務較多。GSM網能支持的用戶數量為模拟網的1.8-2倍。由于GSM發展極快,在其900MHZ頻段滿以後,又開辟了GSMl800頻段,手機工作在900MHZ和1.8GHZ頻段以及GSM1900MHz等幾個頻段。

GPRS:GPRS是General Packet Radio Service的英文簡稱,中文為通用無線分組業務,是一種基于GSM系統的無線分組交換技術,提供端到端的、廣域的無線IP連接。相對原來GSM的撥号方式的電路交換數據傳送方式,GPRS是分組交換技術,具有“實時在線”、“按量計費”、“快捷登錄”、“高速傳輸”、“自如切換”的優點。通俗地講,GPRS是一項高速數據處理的技術,方法是以“分組”的形式傳送資料到用戶手上。雖然GPRS是作為現有GSM網絡向第三代移動通信過渡的過渡技術,但是它在許多方面都具有顯着的優勢。由于使用了“分組”技術,用戶上網相對穩定,避免了不必要的短線帶來的困擾。

此外,使用GPRS上網的方法與WAP并不同,用WAP上網就如在家中上網,先“撥号連接”,而上網後便不能同時使用該電話線,但GPRS就較為優越,下載資料和通話是可以同時進行。從技術上來說,聲音的傳送(即通話)繼續使用GSM,而數據的傳送便可使用GPRS,這樣的話,就把移動電話的應用提升到一個更高的層次。而且發展GPRS技術也十分“經濟”,因為隻須沿用現有的GSM網絡來發展即可。GPRS的用途十分廣泛,包括通過手機發送及接收電子郵件,在互聯網上浏覽等。

TDMA:TDMA是Time Division Multiple Access的縮寫,這是一種用Time-Division Multiplexing(時分多址)來提供無線數字服務的技術,它代表的是一種移動電話系統的數字信号傳輸技術。TDMA把一個射頻分成多個時隙,再把這些時隙分給多組通話。這樣,一個射頻可以同時支持多個數據頻道,目前該技術已成為今天的D-AMPS和GSM系統的基礎。

總體構成和基本工作原理

1GSM手機的組成

圖1所示是手機總體框圖,手機是由射頻、基帶、軟件和人機接口等單元組成的。

2GSM手機基本工作原理

下面按射頻、基帶、人機接口、軟件、SIM卡五部分進行叙述。

4.2.1,射頻單元

射頻單元的組成如圖1所示。

發射機将基帶單元送來的已調基帶信号與頻率合成器産生的本振信号混頻,變換為射頻發射頻率,經功率放大器将已調射頻信号放大到所需功率,再經雙工器饋送到手機天線上發射出去。

手機接收機将天線上所收到的來自基站發射機的微弱已調射頻信号,經雙工器送到低噪聲放大器放大到所需電平,與頻率合成器産生的本振信号混頻,變換為基帶信号送往基帶單元。

頻率合成器以高精度晶體振蕩器作為基準,通過合成技術能産生一系列具有一定頻率間隔的高精度頻率源。合成方式有直接合成和鎖相環合成兩種。

雙工器是允許利用同一天線同時發射和接收的一種裝置,實質上它是一組濾波器,以避免發射的強信号幹擾接收的弱信号,早期的雙工器是陶瓷雙工濾波器,體積較大。為了減少手機的尺寸,目前,通常的做法是采用電子開關加上必要的TX低通濾波器和RX—SAW濾波器,并集成封裝在一個模塊中,實現雙工開關的功能。

以下介紹的射頻設計是一套适用于GSM900/DCS1800雙頻手機射頻設計方案,它與以往的手機解決方案有所不同,使用了零中頻技術,接收時不再需要中頻濾波器,對減小手機體積、降低成本都是非常有利的。下面簡述射頻部分的工作原理。

a.接收機

接收機原理如圖2所示。

在該接收機中,主要功能由零中頻收發器(U4)完成,它包括一個GSM低噪聲放大器(LNA)、兩個正交混頻器(GSM頻段和DCS頻段)、一個本振信号發生器和兩個有源濾波器。

接收機工作時,接收信号通過天線進入前端模塊(前端模塊包括收發開關、低通濾波器和RX濾波器),之後,信号分别送入DCS通路或GSM通路。對于GSM通路隻需把從前端模塊送出GSM_RF和GSM_RFB送入U4下變頻處理即可;而對于DCS頻段必須外接LNA(U2)和BALUN(U3),将經過前端濾波之後的信号轉換為DCS_RF和DCS_RFB雙端平衡信号,然後送入U4進行混頻處理。系統頻率合成器産生的本振信号在U4内分頻後,與接收信号一次混頻直接得到零中頻I、Q信号,此I、Q信号經過低通濾波器濾除阻塞幹擾和鄰道幹擾後,被送入基帶電路進行解調處理。

外部LNA(U2)電壓增益、U4内LNA、混頻器和内部的基帶放大器增益,都可以通過串行接口實現可編程增益控制(AGC)。

GSM手機的AGC是根據基帶檢測到的接收信号強度來調節接收機的增益,使接收機輸出的基帶信号幅度峰峰值保持在要求的數值上,以滿足接收機動态範圍的要求。AGC控制信号由基帶單元送出。

b.發射機

發射機主要由調制環路、功放(PA)和前端模塊組成。調制環路集成在零中頻收發器U4中,它包括正交調制器、分頻器、高速相位—頻率檢測器和下變頻混頻器,與外接的發射壓控振蕩器(TXVCO)共同完成傳遞調制。

發射機原理如圖3所示。發射通路的工作過程:從基帶電路送來的I、Q信号進入U4,U4内部産生一個正交調制的IF信号,再利用傳遞環技術将信号通過TXVCO變到最終的TX頻率上(GSM為890~915MHz,DCS為1710~1785MHz),之後TXVCO輸出的射頻信号送入功率放大器(U7)進行放大,再送入前端模塊(U1)濾波後經天線發射出去。由于TXVCO輸出頻譜好,所以隻需要在前端模塊集成一個低通濾波器濾除發射諧波。

簡單地說,傳遞環技術就是一個在反饋環路中帶有一個下變頻器的鎖相環,它起到跟蹤帶通濾波器的作用,不但發射噪聲小,同時還可以消除寄生調制。

U7的功率控制是通過一片IC(U6)實現閉環控制。一方面要讓輸出功率在每一個工作時隙中保持穩定,滿足GSM标準的要求,另一方面用來自基帶的功率等級控制信号TX_RAMP控制手機輸出功率的大小,在不需要最大發射功率就能達到較好傳輸質量的情況下,降低手機的發射功率,減少對其他通信的幹擾,同時可以延長手機電池的使用時間。

功率控制的過程是:手機通過上行鍊路報告所測量的接收信号強度和信号質量,GSM系統通過下行鍊路下達手機功率控制指令,确定增加或減少手機的發射功率,手機軟件根據系統指令選擇後,送出TX_RAMP信号去調節功放所需的輸出功率。

自動功率控制(APC)原理框圖如圖4所示。

APC的實現過程如下:U7輸出經過定向耦合器耦合一部分信号,把這部分信号的電壓V1送入比較器(U6)一個輸入端,與來自基帶的控制信号TX_RAMP的電壓進行比較,産生的電壓差被送入U7的電壓控制腳,自動控制輸出功率。

c.頻率合成器

該方案頻率合成器主要包括13MHz參考晶振(VCTCXO)、小數分頻鎖相環(PLL)和射頻壓控振蕩器(RFVCO),具體的工作過程見圖5。

自動頻率控制(AFC)信号控制VCTCXO的頻率,為PLL提供參考頻率。RFVCO産生的頻率送入PLL,經過分頻處理後與13MHz頻率比較,比較所産生的誤差電壓CP再送入RFVCO中,進一步控制RFVCO的頻率,直到其頻率值達到要求。

射頻VCO複蓋GSM/DCS雙頻段,實現并不困難,但是由于手機是低電壓工作的,又要求PLL的鎖定時間很快(對GPRS<250μs),相位噪聲低,所以在環路中采用充電泵來改善壓控振蕩器的控制速度,同時U1是小數分頻PLL,環路比相頻率可以選高一些,使鎖定時間加快。U1内部包括了Σ—Δ調制器、加法器、高頻前置分頻器、低噪聲的相位檢測器和充電泵。

通常情況下,VCTCXO技術指标為:标稱中心頻率f=13MHz;常溫條件下的頻率誤差為±5×f×10;溫度穩定度為±2.5×f×10。

從參考頻率振蕩器的技術參數可以看出:若不采用AFC,顯然不能滿足GSM11.10技術規範中對手機頻率誤差0.1×f×10的要求,因此,必須采用AFC。

為了完成AFC,首先要有一個以基站頻率為基準的頻率校正信号,它是由BS在下行的慢速相關控制信道(SACCH)上發出的。手機接收到由BS發來的頻率校正數據後,經DAC變換再濾波,産生一個AFC控制信号,加到手機參考頻率源U11的AFC腳,使手機的參考頻率作出調整,從而可以微調手機發射的工作頻率。手機的發射頻率經由BS接收後,再由BS判斷,若誤差超過标準,由BS經SACCH信道重新作出調整,直到手機的發射頻率誤差在正常和極限條件下均可滿足要求為止。

d.接口

射頻電路與基帶電路之間有許多接口,包括模拟的和數字的。主要的接口如下。

I、Q接口:接收通路産生的I、Q信号送入基帶進行解調,并最終變成語音信号,而發送通路所需的I、Q信号則來自基帶,經過射頻電路的調制并加載波後發射出去。

SEN、SDATA、SCLK接口:這3個接口是基帶電路和射頻電路之間的數字控制接口,能實現對射頻電路很多功能的控制,包括對接收機增益及頻率合成器的控制。

AFC接口:來自基帶電路,實現對VCTCXO的頻率控制。

RF_CLK接口:與基帶電路相接,為基帶電路提供精确的參考時鐘。

TX_RAMP接口:來自基帶電路,與來自耦合器的信号進行比較,以實現對功放的功率控制。

4.2.2基帶單元

在無線通信系統中,基帶信号構成發射機的調制信号。GSM系統中所傳輸的是二進制數字信号,發射時有信源編碼、信道編碼、交織、突發脈沖格式化、加密和調制,通過這些處理将模拟信源信号變換為數字基帶信号;接收時有解調、解密、突發脈沖格式化、去交織、信道解碼和信源解碼,經過與發射相反的信号處理,将數字基帶信号變換為模拟信源信号。。

手機的基帶部分采用專用芯片設計,專用芯片是以微處理器、微控制器和基帶接口芯片為核心的大規模集成電路。數字信号處理器實現手機語音編解碼、自适應均衡、加密和解密算法;微控制器實現對手機操作和通信協議運行的控制;基帶接口芯片實現基帶信号調制/解調和A/D、D/A轉換。基帶還提供語音、數據接口和人機對話等所必要的配套能力,作為個人通信标志的SIM卡,也配置在基帶。全部系統軟件和應用軟件存儲在基帶的快閃存儲器(Flash ROM)内。

下面介紹一種手機基帶設計方案,該方案可以支持GPRS。

本方案基帶單元的工作是圍繞兩個主要芯片進行的:GSM處理器U1和基帶接口U2。

圖7為基帶部分的原理框圖。框圖中有兩個晶振,其中13MHz晶振為手機的參考頻率,要求頻率精度比較高。而32kHz的晶振主要是為各部分的省電模式提供基準頻率。

a.微處理器U1功能介紹

U1主要由16bit數字信号處理器(DSP)、32bit微處理器(MCU)和外圍接口三部分組成,功能框圖如圖8所示。

Ⅰ.數字信号處理器(DSP)

DSP專門實現語音編解碼、信道均衡和信道編解碼以及信号強度測量等功能。實現這些功能的代碼通常存儲于外部快閃存儲器,并根據需要動态下載到DSP的程序RAM和緩存。

DSP集成了兩個協處理器以及緩存/程序控制系統。運算協處理器的主要工作任務是進行加密/解密的運算。維特比協處理器的主要任務是完成信道均衡和信道編解碼。緩存/程序控制作為DSP與内部、外部的存儲單元之間通信的中介和控制系統,提供足夠的地址空間,完成各部分功能的時序控制。

DSP可以通過緩存系統對存儲在快閃或内部RAM中的代碼進行訪問,緩存系統可以自動地下載需要的代碼。

Ⅱ.FMCU

在GSM系統中,MCU子系統的主要功能是執行GSM協議層軟件、人機界面軟件和其他用戶應用軟件。它由ARM7中央處理器、内部ROM、時鐘發生器和存取控制模塊構成。與ARM相連的總線管理模塊控制ARM直接與外圍總線、系統RAM總線或外部總線中的一個進行存取。

Ⅲ.外圍接口

U1外圍接口包括鍵盤、存儲器、顯示驅動、SIM數據接口以及它進行各種處理所需要的通信接口。

b.音頻接口芯片U2功能介紹

U2功能如圖9所示。它主要由基帶處理(信号調制/解調)、輔助處理和音頻處理三大部分組成,每一部分與微處理器之間的通信是通過串行總線進行的,其中:基帶串口處理與RF接口的I、Q信号;輔助串口處理所有與編解碼有關的控制信号、ADC數據以及DAC數據;音頻串口處理語音信号。

Ⅰ.基帶處理部分從頭至尾始終是模拟信号,它為話筒和揚聲器直接提供驅動接口;提供免提和外部汽車設備接口;提供獨立的輸入輸出信道。輸入輸出增益為用戶提供最大靈活性的可編程特性。

發射通路将基帶串口接收的上行I、Q信号送入GMSK調制器,調制後送進兩個高速DAC,再送入射頻發射機,基帶處理的調制/解調器為雙信道。

其接收通路将射頻接收機送來的平衡I、Q信号首先被取樣,然後送入兩個Σ—Δ調制器以減少量化噪聲,ADC之後的I、Q信号經過高性能數字濾波器以濾除鄰道噪聲和量化噪聲。

Ⅱ.輔助處理部分主要包括控制寄存器、ADC’S、DAC’S。

Ⅲ.音頻處理部分主要處理音頻信号的變換。

c.電源管理及充電

手機電源系統通常采用電源管理模塊集中控制,該方案電源管理模塊提供4個LDO,這4個LDO根據電路特點和實際需要均進行了性能上的優化,每個LDO都有各自的特點。

數字LDO:數字LDO在開機後始終需要開啟,因此LDO對低負載時的靜态電流進行了優化。

模拟LDO:模拟LDO同樣始終開啟,因此對靜态電流要求也很高。同時,由于需要與射頻部分進行連接,所以要加強低頻紋波濾除。

晶振LDO:晶振LDO要求具有良好的噪音特性。

實時鐘LDO:實時鐘LDO為備用電池充電,即使在關機時它都要工作。

手機充電可以采用線性充電模塊,外部用一個PMOS管作為開關管。充電的前一段時間為恒流,當電池電壓達到4.1V/4.2V時,變為恒壓充電。該方案的充電電路集成在電源管理模塊中。

d.顯示接口

LCD的接口模式有并行和串行兩種,本方案中LCD與MCU的接口為串行模式,在每個時鐘的上升沿輸入一位串行數據。在8位串行數據都進入之後,串行數據轉變為8位的并行數據在驅動模塊中進行下一步處理。驅動模塊内置顯示RAM,一個RAM位和一個LCD的點相對應,這樣就可以通過改變這個RAM位的内容而改變LCD的點的狀态。

e.射頻與系統接口

Ⅰ.基帶與射頻部分的接口:

基帶I/Q接口信号,如IP、IN、QP和QN;

串行數據信号,如SYNTHDATA、SYNTHEN和SYNTHCLK,是基帶部分為RF提供控制信号的串行通信接口;

射頻時鐘及控制信号,如RF_CLK、AFC、TX_RAMP;

溫度檢測信号,如TEMP_SENSE。

Ⅱ.基帶部分的系統接口:地(GND)、數字電源、模拟電壓、通用系統接口0~6(USC0~6)、耳機接口、充電器電源接口。

4.2.3人機接口

人機接口是進行移動通信的人與提供移動通信服務的手機之間交往的界面,如圖10所示。它包括硬件和軟件:硬件有鍵盤、顯示屏、話筒、揚聲器和SIM卡等;軟件有菜單與電話簿功能、公衆移動網功能、用戶SIM卡功能、基本人機界面功能。

4.2.4軟件

參見圖11,GSM軟件包括基帶單元内部功能電路的運算程序和執行通信協議的第一、二、三層的運行程序。圖中虛線左方是基本的GSM軟件,右方是增加GPRS功能的軟件部分。

4.2.5SIM卡

SIM卡是由一塊大規模集成電路芯片制成的。在GSM數字移動通信網中,每一位用戶都有一張SIM卡,必須将其插入手機,用戶才能進行通話。沒有插入SIM卡的手機,僅可發出緊急呼叫,其他所有功能都不能使用。在GSM移動通信中采用了SIM卡技術,使無線電通信從不保密的處境中解放出來。

目前使用的SIM卡有兩種:一種稱為大卡,尺寸為85mm×54mm;另一種稱為小卡,尺寸為25mm×15mm。不管大卡或小卡,所裝的集成電路都一樣。有些大卡上嵌裝小卡,可将小卡拆下使用。目前通用的是小卡。随着網絡增值業務的不斷開通,STK卡也開始流行,它可以提供銀行等多種業務,同時卡的容量也大于一般的大、小卡,STK卡可以存儲100個電話号碼。

SIM卡有客戶與手機分離(人機分開)、通信安全可靠、成本低而結實耐用等特點。

SIM卡存儲的内容包括:a.用戶識别号碼,即代表用戶的電話号碼。b.用戶密鑰和保密算法。它們既能鑒别用戶身份,防止非法進入網絡,又能使無線信道上傳送的用戶數據不會被竊取,從而杜絕了“孖機”現象。c.個人識别碼(PIN碼)和SIM卡個人開鎖碼(PUK碼)。PIN碼是SIM卡的個人密碼,可防止他人擅用SIM卡;當PIN碼按錯後,可親自用PUK碼來開鎖。d.用戶使用的存儲空間。用戶可将一些固定短消息,電話号碼本等個人信息存入SIM卡中。

話音對比

GSM數字手機的話音是被數字化之後才在無線信道上傳送的,它不像模拟移動電話那樣容易被幹擾,因此通話時話音清晰、幹擾小。但是,因傳送的是數字化的話音,也存在話音有些失真的缺點。機時模拟手機的話音失真度比GSM數字機要好。現在,有關部門正在研究開發更先進的話音數字化編碼技術,以降低GSM手機的話音失真度。

CDMA數字網:CDMA是碼分多址的英文縮寫(Code Division Multiple Access),它是在數字技術的分支,擴頻通信技術上發展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術。它能夠滿足市場對移動通信容量和品質的高要求,具有頻譜利用率高、話音質量好、保密性強、掉話率低、電磁輻射小、容量大、複蓋廣等特點,可以大量減少投資和降低運營成本。業内運營者們正努力在他們的系統中增加用戶數量,降低每位用戶的費用,創造更大的利潤并積極加強市場滲透。碼分多址技術就是解決這一問題的數字通信技術之一。

其優勢為:

高效的頻帶利用率和更大的網絡容量

簡化網絡規化

提高通話質量

增強保密性

提高複蓋特性

延長用戶通話時間

軟音量和“軟”切換

上網速度更快。

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