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信息处理 赵 晓 旭 任课教师：赵晓旭 任职单位：信息工程学院 电子信息工程系 办公地点：北二区教学楼221室 联系电话QQ:67320939 联系邮箱: 自我介绍 通信技术 n基本上每个人都有手机，手机可 以打电话，上网，玩游戏，看书， 看电影那我们今天就主要围绕 手机来共同探讨通信相关的内容。 通信系统原理框图 信号源发送设备 传输 接收设备 收信装置 基站（MBS) 移动用户 （MSS) 通信发展史 古代通信 利用自然界的基本规律和人的基础感官建 立通信系统，如“烽火传信”和“信鸽传书 ”。 近、现代通信 电磁技术，电话、电报、传真、电信网络 等。 当代通信 移动技术、互联网技术等。 未来通信 古代通信：信息沟通的起步 动物通信 蚂蚁触角；狼叫声；鸟声音 人类通信 结绳记事 烽火（“存储转发”的广播模式） 飞鸽传书 未来通信：大融合时代 未来通信？ 手机什么样？ 3G、4G、5G？ 一切皆有可能 用什么实现通信？ 电话、传真、手机、计算机、互联网、电 子邮件、PDA、qq、msn 电信网中的通信工具 1、通信网第一终端电话机 2、传真不可或缺的通信配角 3、时尚先锋手机 4、寻呼大盛大衰 5、电报永不消逝的电波 手机通信 手机通信 辈份关系 第一代：模拟通信技术（FDMA ） 第二代：数字通信技术（GSM和 CDMA） 第三代：3G WCDMA、CDMA2000、 TD-SCDMA 第四代：4G 1G1G2G2G3G3G 一代手机二代手机 E71三代手机iphone4 第一代移动通信系统 历史回顾：1978年，美国的贝尔实验室成功开发了AMPS （Advance Mobile Phone Service）系统，实现了真正意 义上的可以随时随地通信的大容量的蜂窝移动通信系统 。 主要特点： 用户的接入方式采用频分多址（FDMA），当一个呼 叫建立后，该用户在其呼叫结束以前一直占用一个频段 调制方式：FM 业务的种类单一，主要是话音业务 系统的保密性较差 频谱效率较低，有限频谱资源和无限用户， 容量之间 的矛盾十分突出 第二代移动通信系统 历史回顾：1992年，第一个数字蜂窝移动通信系统欧洲的GSM（ Global System for Mobile Communication）网络在欧洲开始铺设，由于 其优越的性能，在全球范围内以惊人的速度得以扩张，目前已是全球 最大的蜂窝通信系统。1993年，中国的第一个全数字移动电话GSM系 统建成开通，之后中国电信和中国联通都采用了GSM。 主要特点： 微蜂窝小区结构 数字化技术-语音信号数字化 新的调制方式-GMSK、QPSK等 FDMA/TDMA 频谱利用率高，系统容量大 便于实现通信安全保密 第三代移动和个人通信系统需要有更 大的系统容量和更灵活的高速率、多速率数据的传 输，除了语音和数据传输外，还能传送高达2Mbit s的高质量的活动图像。 最具代表性的IMT-2000技术标准，其 中所涉及的CDMA技术可以分为三类：WCDMA、 CDMA2000和TD-SCDMA技术。 第三代移动通信系统 第三代数字蜂窝移动通信系统 3G的主要特点： v 支持移动多媒体业务 v 宽带CDMA技术 v 高频谱效率 v FDMA/TDMA/CDMA v 从电路交换到分组交换 v 从媒体(media) 到 多媒体(Multi-media) v 高保密性 v 全球范围无缝漫游系统 v 微蜂窝结构 主流技术： v WCDMA v CDMA2000 v TD-SCDMA 移动关键技术 u语音编码技术 u调制技术 u信道分配技术 u分集技术 u扩频技术 语音编码技术（PCM） 模拟数字 抽样时间域离散化（时间尺度离散化） 量化幅度离散化 低通抽样定理： 一个频带限制在（0，fH）内的连续信号m(t)，如果 抽样频率fs大于或等于2 fH ,则可以由抽样序列 x(nTs) 无失真地重建恢复原始信号m(t) 。 采样频率44.1kHz 不同抽样频率的语音信号效果比较 采样频率22kHz 采样频率11kHz 采样频率5.5kHz 量化 编码 频分复用 时分复用 调制技术 什么是调制？ 调制的目的？ 电磁波波谱 对无线电波的频率或波长进行分段，分别称为频段或波段。 调制分类 模拟调制（AM、FM、PM） 常见在广播、电视系统中 数字调制（ASK、FSK、PSK） GMSK是FSK的一种特例 手机核心部件 天线（外置内置） 射频 中频 基带（最核心、技术含量最高） 德州仪器（诺基亚和爱立信）、飞思卡尔（摩托罗拉）、 联发科（大陆厂家）、ADI（LG和夏普）、高通（CDMA基 频霸主，市场占有率80%以上） GMSK调制 DSP信号加密+交织发射 接收 交加密+去交织解调 手机简单原理图 MTK平台功能模块架构图 123 48765 9 12 11 10 外部存储器照相模块 显示模块 按键 多媒体 卡 麦克风 扬声器 受话器 SIM卡 子屏LCDUSB接口 UART接口 射频模块 手机通讯原理 基本概念 举例说明如何建立一个电话连接 Short Message Service (SMS)工作原 理 基本概念 BTS 基站，一般为我们看到的信号塔下的 小房子里面的设备。 BSC为基站控制器，一般在运营商机房中 摆放，通常控制多个BTS工作。 MSC为程控交换机，就是一般在市局机房 里面，我们电话完成线路交换的重要设备 。 HLR 为归属位置寄存器，存放号码资源， 我们用户的信息等以及一些智能业务、电 话费用等均在里面存放，是一个大型数据 库。 短信 (SMS) n手机短信是一种存储和转发服务，这意味着 ，如果您向朋友发送一条短信，短信不会直 接进入到您朋友的手机上。这种方法的优势 在于，您朋友的手机不必开机或处于服务区 内，您也可以发送短信。您发出的短信将被 存储在短消息业务中心（可以根据需要存储 数日），当您的朋友打开手机或进入服务区 时，就会立即收到这条信息。如果不将它删 除，这条短信将始终存储在您朋友的SIM卡上 。 SMS 短信 (SMS) n短信的“短”指的是文本信息的最大 发送量：160个字符（字母、数字或拉 丁字母中的符号）。至于其他字母，例 如中文，一条短信的最大发送量为70个 字符。 为什么是160个字符？ 手机短信可以提供像数字页那样的 短量数据。为了避免使用多于标准的转发 和回复操作而使系统过载，短信技术的开 发人员一致同意使用一次160个字符的最大 发送量。 手机短信（SMS）发展的历史 n手机短信创建于上世纪八十年代晚期， 用于配合被称为全球移动通信系统（GSM ）的数字技术，GSM是大多数现代手机的 基础。发明SMS短信的挪威工程师需要一 个非常简单的短信系统，可以在手机关闭 或不在服务区时发挥作