移动通信基础知识

第1章移动通信基础知识教师：周文强课程：手机检测与维修第1页，共39页。本章要点：第1节GSM系统的发展及组成第2节GPRS、EDGE、CDMA和3G简介第3节CDMA手机与GSM手机的比较第2页，共39页。第1节GSM系统的发展及组成GSM全球移动通信系统（GlobalSystemForMobileCommunications），由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准。GSM系统包括4个并行系统，即GSM850MHZ、GSM900MHZ、GSM1800MHZ和GSM1900MHZ系统。第3页，共39页。1.1.1什么叫移动通信

移动体之间或移动体与固定体之间的通信移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船等在移动状态中的物体。第4页，共39页。移动通信分类集群移动通信(了解）蜂窝移动通信（掌握）卫星移动通信（了解）移动通信分类第5页，共39页。蜂窝移动通信（小区移动通信）把移动电话的服务区分为一个个正六边形的子区，每个小区设一个基站。形成了形状酷似“蜂窝”的结构，因而把这种移动通信方式称为蜂窝移动通信方式。第6页，共39页。1.1.2为什么采用蜂窝网络？第7页，共39页。1、蜂窝小区覆盖和小功率发射小区也叫蜂窝区，小区业务量激增时，小区可以缩小（二分为四），称为小区分裂第8页，共39页。2、同频复用蜂窝网络最大的好处是频率可以重复使用。例如：一个信道带宽是0-100kHz。可以10-30kHz传输一个信号，40-60kHz传输一个信号，70-90kHz传输一个信号。三路因为载波频率不一样可以同时传输。第9页，共39页。3、越区切换（小区切换）切换一般发生在小区边缘，在比较服务小区与邻近小区的信号强度，决定是否进行切换。第10页，共39页。4、与有线网络完美互联无线通讯、有线通讯和计算机通讯等完美结合第11页，共39页。1.1.3GSM系统的组成第12页，共39页。移动台（MS）移动台（MS）即手机。移动台是物理设备，它还必须包含用户识别模块（SIM），SIM卡和硬件设备一起组成移动台。没有SIM卡，MS是不能接入GSM网络的（紧急业务除外）。第13页，共39页。基站子系统（BSS）-1基站收发台

BTS（BaseTransceiverStation）包括无线传输所需要的各种硬件和软件。如发射机、接收机、支持各种上小区结构（如全向、扇形、星状和链状）所需要的天线，连接基站控制器的接口电路以及收发台本身所需要的检测和控制装置等。第14页，共39页。基站子系统（BSS）-2基站控制器

BSC（BaseStationController）是基站收发台（BTS)和移动交换中心(MSC)之间的连接点，也为基站收发台（BTS）和操作维修中心之间交换信息提供接口。一个基站控制器通常控制几个基站收发台，其主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，并为本控制区内移动台的过区切换进行控制等。第15页，共39页。网络子系统（NSS）交换网路子系统（NSS）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。NSS由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下：1、移动交换中心（MSC）：是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。2、访问位置寄存器（VLR）：是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。3、归属位置寄存器（HLR）：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。3、鉴权中心（AUC）：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体。4、移动设备识别寄存器（EIR）：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。5、操作维护中心（OMC）：负责对网络进行监控和操作。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。第16页，共39页。操作子系统（OperationSubsystem)操作子系统是相对独立的，对移动通讯系统提供管理和服务的单元，它主要有三大功能：1、移动用户管理、2、移动设备管理3、网络操作和控制第17页，共39页。1.1.4双频和多频GSM系统第18页，共39页。GSM900MHZ工作信道中国GSM900使用频率①中国移动●上行频段：890-909MHz●下行频段：935-954Mhz②中国联通●上行频段：909-915MHz●下行频段：954-960Mhz第19页，共39页。DCS

1800MHz工作信道中国DCS1800使用频率①中国移动●上行频段：1710-1720MHz●下行频段：1805-1815Mhz②中国联通●上行频段：1745-1755Mhz●下行频段：1840-1850MHz第20页，共39页。四频段频率范围第21页，共39页。接收/发射载频计算公式第22页，共39页。案例第23页，共39页。1.1.5GSM单频、双频、三频和四频手机GSM单频手机包含1个工作频率（GSM900Mhz），信号弱的时候，容易掉线，串线，通话质量不好。GSM双频手机包含2个工作频率（GSM900Mhz、DCS1800Mhz），最大的优势是可在用户无察觉的状态下，在900MHz和1800MHz两种网络间自动选择最佳最通畅的服务信道并自动切换，从而避免了掉话现象。即使在信号较弱，双频手机也能有较好的通话质量。GSM三频手机包含3个工作频率（GSM900Mhz、DCS1800Mhz和PCS1900Mhz），可同时接收三个频率段的信号，从中做出选择，谁的信号强，就用哪一个基站的信号，如果一方接不通，可以自由转到别一个频段的信号上。GSM四频手机包含4个工作频率（GSM850Mhz、GSM900Mhz、DCS1800Mhz和PCS1900Mhz），可同时接收四个频率段的信号，从中做出选择，谁的信号强，就用哪一个基站的信号。第24页，共39页。提问：1、GSM系统由哪几部分组成？2、采用蜂窝网络通讯技术有什么好处？3、GSM四频手机使用那几个频率进行通讯？相比单频手机有什么好处？4、双工间隔为45MHZ是什么意思？载波间隔200KHZ是什么意思？信道数124个是什么意思？5、GSM900频段，信道号85，发射载频频率多少？接收载频频率多少？6、GSM900频段，发射载波频率890MHZ，双工间隔45MHZ，接收载频频率是多少？第25页，共39页。1.1.6GSM手机的工作过程第26页，共39页。手机开机后的工作流程第27页，共39页。GSM手机简单故障判断1、当手机自检不正常时，显示“SEESUPPLIER(看销售商)”等字样时，一般为数据故障，以及相关硬件电路故障。此时，可以将码片(EEPROM)或版本(FLASHROM)取下来用数字检修仪重写后装入即可。2、当手机检查SIM卡以后出现“NOCARD”或“CHECKSIMCARD”等字样时，一般为卡故障。3、GSM手机入网条件是既要接收到信号，同时又要向网络登记，所以不入网故障发生在接收和发射部分的可能性都有，究竟发生在哪部分，不同类型的手机有不同的判断方法。第28页，共39页。1.1.7GSM手机电路基本组成第29页，共39页。GSM手机电路方框图第30页，共39页。GSM手机电路基本组成1.射频部分

射频部分由接收部分、发送部分和频率合成器三部分组成。(1)接收电路

接收部分包括合路器(天线开关)、射频滤波、射频放大、混频、中频滤波和中频放大器等。(2)发送电路

发送部分包括带通滤波、GMSK调制器、射频功率放大器、合路器(天线开关)等。2.逻辑部分

逻辑部分可分为音频信号处理和系统逻辑控制两个部分。音频信号处理部分对数字信号进行一系列处理：发送通道的脉冲编码调制(PCM)编码、语音编码、信号编码、交织、加密、脉冲格式形成TDMA帧形成等。接收通道的自适应信道均衡、信道分离、解密、信道解码和语音解码、音频放大等。系统逻辑控制对整个手机的工作进行控制和管理，包括开机操作、定时控制、数字系统控制、射频部分控制以及外部接口、键盘、显示器控制等。3.电源部分手机所需的各种电压一般先由手机电池供给，电池电压一般加在电源管理芯片上，当开机键按下后，电源管理芯片产生各路电压，为逻辑音频电路、接收电路和发射电路供给。第31页，共39页。1.2.1GPRS通用分组无线服务技术(1)高速数据传输

速度10倍于GSM，可以稳定传送大容量的高质量音频与视频文件。

(2)永远在线

建立新的连接几乎无需任何时间，随时都可与网络保持联系。举个例子，若无GPRS的支持，当您正在网上漫游，而此时恰有电话接入，大部分情况下您不得不断线后接通来电，通话完毕后重新拨号上网。

(3)仅按数据流量计费

即根据您传输的数据量来计费，而不是按上网时间计费也就是说，只要不进行数据传输，哪怕您一直“在线”，也无需付费。做个“打电话”的比方，在使用GSM+WAP手机上网时，就好比电话接通便开始计费；而使用GPRE+WAP上网则要合理得多，就像电话接通并不收费，只有对话时才计算费用。第32页，共39页。1.2.2EDGE增强型数据速率GSM演进技术EDGE是基于GSM/GPRS网络的GPRS增强版本。(GPRS俗称2.5G,EDGE俗称2.75G)E-GPRS（EDGE）作为2.75G技术，最主要优势在于无限上网速率快，无线数据传输速度快。第33页，共39页。1.2.3CDMA简介CDMA是码分多址的英文缩写(CodeDivisionMultipleAccess)，它是在数字技术的分支--扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。第34页，共39页。1.2.43G演变过程FDMATDMACDMAWCDMATD-SCDMACDMA2000CDMA1XGPRS、EDEG一代二代2.5代三代第35页，共39页。3G(第三代移动通信技术)

3G(第三代移动通信技术)，支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，目前3G存在3种标准：中国电信的CDMA2000（美国）;中国联通的WCDMA（欧洲）;中国移动的TD-SCDMA（中国）。3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务。第36页，共39页。第3节CDMA手机与GSM手机的比较CDMA和GSM是2G通信的主流制式，从技术上来说，它们之间的区别就在于无线发送接收的制式不同，调制解调的方法不同。对于用户来说，它们的不同在于：1.通话质量。CDMA的通话质量要高于GSM，在相同环境下打电话，CDMA的杂音要比GSM小很多。2.手机辐射。由于CDMA采用了出色的功率控制技术，因此CDMA手机的辐射要比GSM小很多。3.高速数据上网。CDMA1x可以提供高达153.6kbps的上网速率，比GSMGPRS的20几k要快多了。资费的话实际差不多，移动的全球通