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重庆市工业高级技工学校教案第 一 章 移动电话基础知识第 一 节 移动电话网络结构授课时数授课方法讲授教具授课班级06通讯1、2班授课时间第 周 星期 第 节年 月 日教学目的1、了解移动通信的发展简史；2、了解我国移动通信的发展概况；3、了解移动通信的发展趋势；4、掌握移动电话系统的基本组成及其作用；5、熟悉移动电话网的分类和频率配置以及其信道结构；6、熟悉移动电话网的基本功能。教学重点1、移动电话系统的基本组成及其作用2、移动电话网的制式和频率配置以及其信道结构。教学难点移动电话网频率配置以及其信道结构的理解。课后记P20 1(1)(2)(3),3(1)(2)(3)第一章 移动电话基础知识概 述一、移动通信的发展简史移动通信的理想目标：在任何时候(Whenever)、任何地方(Wherever)与任何人(Whoever)都能及时有效地交流信息。移动通信：通信的一方或双方是在移动中实现的信息交换。1895年无线电发明，1897年M.G.马克尼完成无线通信实验。现代移动通信始于20世纪20年代、大致经过了一个阶段的发展：第一阶段：20世纪20年代40年代。短波频段的专用移动通信系统。代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统，2MHz逐步提升为3040MHz，是现代移动通信的起始阶段。特点：专用系统、频率低。第二阶段：20世纪40年代中期60年代初期。专用系统向公用系统过渡，接续方式为人工接续，容量小。贝尔实验室在美国圣路易斯城建成世界上第一个公用汽车电话网，称为“城市网”。第三阶段：20世纪60年代中期70年代中期。美国推出了改进型移动电话系统(IMTS)、150MHz和450MHz，德国也推出具有相同水平的B网，无线频道能自动选择，采用大区制、中小容量。第四阶段：70年代中期80年代中期。移动通信的蓬勃发展时期，习惯上也称第一代移动通信系统。美国贝尔实验室研制成功先进的移动电话系统(AMPS)、北欧(NMT)、英国(TACS)、日本(HCMTS)。频率900MHz.三大技术第五阶段：80年代中期现在。模拟移动通信被数字移动通信所取代。欧洲(GSM)、美国(DAMPS)、日本(PDC)、北美(IS-95CDMA)。频率900MHzMHz、1800 MHz、2000 MHz。习惯上也称第二代移动通信系统。现在处于2.5代：GPRS公用无线分组交换技术的应用使数字蜂窝移动通信的传输速率更快，传统的GMS系统(9.6Kb/s)，应用无线分组交换技术后速率为(9.05Kb/s171.2 Kb/s)。CDMA过渡为cdma2000-1x，速率可达144 Kb/s。未来的第三代移动通信系统：IMT-2000，速率达2Mb/s、10Mb/s、20Mb/s。通信频率达3GHz直至光谱。二、我国移动通信发展情况1986年引进英国的TACS模拟蜂窝移动通信系统，2002年模拟网退出移动通信系统。1997年引进欧洲的GSM数字蜂窝移动通信系统(即全球通)，短短的十几年的发展，目前移动电话的拥有量居世界第一，发展非常快。目前达到2.5代水平。三、移动通信的发展趋势1、移动通信设备正朝着数字化、小型化、宽带化方向发展。2、移动通信网络正朝着综合化、智能化、全球化、个人化方向发展。第一节 移动电话网络结构一、移动电话系统的基本构成移动电话系统一般由移动手机（MS）、基站(BS)和移动交换局(MSC)组成，如P1图1.11、 基站（1）作用：在手机与移动交换局之间起中继作用。（2）组成：天线系统、基站控制器、无线接收和发射设备及电源。2、手机（1）组成：接收单元、发射单元、逻辑控制单元、操作部分及电源。（2）分类：数字式和码分多址式。3、移动交换局（1）作用：用于实现移动用户之间及移动用户和市话用户之间的交换接续。（2）功能：对移动用户进行通信的控制和管理。二、移动电话网的体制1、服务于覆盖方式（1）大区制优点：网络的结构简单、投资小、见效快。缺点：频率利用率低，容量小。（2）小区制优点：频率利用率高，容量大。缺点：移动通信网络的控制和管理复杂。移动电话网（蜂窝移动电话网）：由若干邻接的小区组成一个小群。，再由若干小区群构成的整个服务区。2、频率配置（1）频率的管理机构国际上：ITU国际电信联盟我国：国家无线电管理委员会（2）频率配置的条件：（1）任何相邻的小区两者频率不应相同。（2）不相邻的小区使用相同的频率。3、信道结构无线信道（双工信道）：手机与基站之间的一条双向信号传输通道。分上、下行信号。双工间隔：两频率之间的间隔。三、移动电话网的基本功能1、自动选择空闲频道 2、通话检测与边界切换3、位置登记与寻呼 4、计费第 一 章 移动电话基础知识第 二 节 移动通信的电波传播特性第 三 节 GSM移动通信系统授课时数授课方法讲授教具授课班级06级通讯1、2班授课时间第 周 星期 第 节年 月 日教学目的1、熟悉传播损耗和多径时延和衰落等的概念及产生的原因；2、理解无线信道中存在的传播损耗和多径时延和衰落等对移动通信的影响；3、了解GSM系统的主要技术标准；4、熟悉移动电话系统的技术特点与组成；5、掌握GSM的信道结构与信令的分类及作用；6、熟悉数字手机的工作过程。教学重点1、传播损耗和多径时延和衰落等的概念及产生的原因；2、移动电话系统的技术特点与组成；3、GSM的信道结构与信令的分类及作用。教学难点1、传播损耗和多径时延和衰落等的概念及产生的原因2、GSM的信道结构与信令的分类及作用；3、数字手机的工作过程课后记P20 1（4）（5），3（5）1（6）（7）（8），2（1）（2）（3）（4）（5）（7），3（6）第二节 移动通信的电波传播特性一、传播损耗1、传播损耗：发射功率与接收功率的比值2、影响的因素：距离、环境和工作频率、障碍物反射等。3、对手机的影响：造成接收信号弱，影响正常通话。二、多径时延和衰落1、多径时延:同一信号源的直射路径与反射路径的接收时间差。影响通信的可靠性。2、多径衰落：接收信号直射波和反射波的合成强度不同造成行驶中信号强度起伏不定的现象。影响通话质量。三、建筑物的穿透衰耗1、穿透衰耗：指发射源在室外时，在某一建筑物内与建筑物外的场强之比。2、影响的因素：建筑物的材质、室内位置、电波频率有关。第三节 GSM移动通信系统一、数字移动电话系统的技术特点与组成1、技术特（1）主要技术特点 （2）主要优点2、GSM系统介绍GSM蜂窝系统的主要组成部分为：网络子系统、基站子系统、移动台。基站子系统(BS)由基站收发台(BTS)和基站控制器(BSC)组成；网络子系统包括：移动交换中心(MSC)、操作维护中心(OMC)、原籍位置寄存器(HLR)、访问位置寄存器(VLR)鉴权中心(AUC)和设备标志寄存器(EIR)等组成。移动台(MS)MS是GSM移动通信网中用户使用的设备。移动台类型可分为车载台、便携台和手机。移动台通过无线接口拉入GSM系统，即具有无线传输与处理功能。此外移动台必须提供与使用者之间的接口。比如，为完成通话呼叫所需要的话筒、扬声器、显示屏和各种按键。或者提供与其它一些终端设备的接口，如个人计算机、传真机等。移动台的另一个重要组成部分是用户识别模块(SIM)，也称SIM卡。它基本上是一张符合ISO(开放互联)标准的“智能”磁卡，其中包括与用户有关的无线接口的信息，也包括鉴权和加密的信息。使用GSM标准的移动台都需要插入SIM卡，只有当处理异常的紧急呼叫时，可以在不用SIM卡的情况下操作移动台。SIM卡的应用使一部移动台可以为不同的用户服务，因为GSM系统是通过SIM卡来识别移动用户的，为今后发展个人通信打下了基础。基站子系统(BSS)基站子系统是GSM系统的基本组成部分。它通过无线接口与移动台相联接，进行无线发送。接收及无线资源管理。另一方面，基站子系统与网络子系统(NSS)中的移动交换中心(MSC)相连，实现移动用户和固定网络用户之间或移动用户之间的通信连接。基站子系统主要由基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC)构成。BTS可以直接和BSC相连接，也可通过基站接口设备(BIE)采用远端控制的连接方式与BSC相连接。3、移动交换中心(MSC)：是网络的核心，它提供交换功能并面向下列功能的实体：基站子系统(BSS)、原籍位置寄存器(HLR)、鉴权中心(AUC)、移动设备识别寄存器(EIR)、操作维护中心(OMC)和固定网(公用电话网、综合业务数字网ISDN等)。从而把移动用户和固定用户、移动用户与移动用户之间相连接起来。4、用户数据库：原籍位置寄存器(HLR)：是GSM系统的中央数据库，存储该HLR管辖区的所有移动用户的有关数据。其中静态数据有移动用户码、访问能力、用户类别和补充业务等。此外，HLR还暂存移动用户漫游时的有关动态数据。访问用户位置寄存器(VLR)：它存储进入其控制区域内来访问用户的有关数据。这些数据是从该移动用户的原籍位置寄存器获取并进行暂存的，一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则临时存储的该移动用户的数据就会被消除。因此VLR是一个动态用户的数据库。鉴权中心(AUC)：GSM系统采取了特别的通信安全措施，包括对移动用户鉴权，对无线链路上的话音、数据和信令信息进行保密等。因此鉴权中心存储着鉴权信息和加密密钥，用来防止无权用户拉入系统和保证无线通信的安全。移动设备识别寄存器(EIR)：EIR存储着移动设备的国际移动设备识别码(IMEI)码，通过检查白色、黑色和灰色三种清单，运营部门就可判断出移动设备是属于准许使用的，还是失窃而不准许使用的，或是由于技术故障或误操作而危及网络正常运行的MS设备，以确保网络内所使用的移动设备的唯一性和安全性。5、运行维护中心(OMC)：负责对全网络进行监控与操作。例如，系统的自检、报警与备用设备的激活、系统故障的诊断与处理，话务量的统计和计费数据的记录和传递，以及与网络参数有关的各种参数的收集、分析、与显示等。二、GSM系统的主要技术标准1、工作频段和载频间隔900MHz频段：其中国家无线电管理委员会分配给中国移动为890909MHz，相应的下行频率为935954MHz；中国联通为909MHz915MHz，下行频率为954MHz960MHz。所以中国移动在900MHz频段有19MHz的带宽，而中国联通只有6MHz的带宽,收发双工间隔为45MHz。2、载频间隔： 200KHz。三、GSM的信道结构与信令信道的配置方式：每个载频上分成8个时隙9（时间段）TS0-TS7，同一信道的上行信号时隙与上下信号时隙错开3个编号如P11图1.11。信道的结构：业务信道和控制信道（CH0的TS0-TS1）。1、业务信道（1）业务信道：用于传送数字语音信号和用户数据。（2）业务信道复帧结构P12图1.122、控制信道（1）控制信道：用于传送基站与手机之间的信领与同步数据。（2）控制信道复帧结构P12图1.13四、数字手机的工作过程1、开机的入网过程2、手机登记过程3、手机被呼过程4、手机主叫过程5、越区切换（1）越区切换的定义指移动台在通话期间，当移动台从一个小区进入另一个小区或当小区采用扇形定向天线，移动台从小区内一个扇区进入另一个扇区时，网络能进行实时控制，把移动台从原小区或扇区所用的信道切换到新小区或扇区另一个信道，并保证通话不间断(用户无感觉)。GSM系统越区切换的两种情况：在待机状态和通话状态的切换。第 一 章 移动电话基础知识第 一 节 移动电话网络结构授课时数授课方法讲授教具授课班级06级通讯3班授课时间第 周 星期 第 节年 月 日教学目的1、了解移动通信的发展简史；2、了解我国移动通信的发展概况；3、了解移动通信的发展趋势；4、掌握移动电话系统的基本组成及其作用；5、熟悉移动电话网的分类和频率配置以及其信道结构；6、熟悉移动电话网的基本功能。教学重点1、移动电话系统的基本组成及其作用2、移动电话网的制式和频率配置以及其信道结构。教学难点移动电话网频率配置以及其信道结构的理解。课后记P20 1(1)(2)(3),3(1)(2)(3)，习惯上也称第一代移动通信系统。美国贝尔实验室研制成功先进的移动电话系统(AMPS)、北欧(NMT)、英国(TACS)、日本(HCMTS)。频率900MHz.三大技术第五阶段：80年代中期现在。模拟移动通信被数字移动通信所取代。欧洲(GSM)、美国(DAMPS)、日本(PDC)、北美(IS-95CDMA)。频率900MHzMHz、1800 MHz、2000 MHz。习惯上也称第二代移动通信系统。现在处于2.5代：GPRS公用无线分组交换技术的应用使数字蜂窝移动通信的传输速率更快，传统的GMS系统(9.6Kb/s)，应用无线分组交换技术后速率为(9.05Kb/s171.2 Kb/s)。CDMA过渡为cdma2000-1x，速率可达144 Kb/s。未来的第三代移动通信系统：IMT-2000，速率达2Mb/s、10Mb/s、20Mb/s。通信频率达3GHz直至光谱。二、我国移动通信发展情况1986年引进英国的TACS模拟蜂窝移动通信系统，2002年模拟网退出移动通信系统。1997年引进欧洲的GSM数字蜂窝移动通信系统(即全球通)，短短的十几年的发展，目前移动电话的拥有量居世界第一，发展非常快。目前达到2.5代水平。三、移动通信的发展趋势1、移动通信设备正朝着数字化、小型化、宽带化方向发展。2、移动通信网络正朝着综合化、智能化、全球化、个人化方向发展。第二节 移动电话网络结构一、移动电话系统的基本构成移动电话系统一般由移动手机（MS）、基站(BS)和移动交换局(MSC)组成，如P1图1.12、 基站（1）作用：在手机与移动交换局之间起中继作用。（2）组成：天线系统、基站控制器、无线接收和发射设备及电源。2、手机（1）组成：接收单元、发射单元、逻辑控制单元、操作部分及电源。（2）分类：数字式和码分多址式。3、移动交换局（1）作用：用于实现移动用户之间及移动用户和市话用户之间的交换接续。（2）功能：对移动用户进行通信的控制和管理。二、移动电话网的体制1、服务于覆盖方式（1）大区制优点：网络的结构简单、投资小、见效快。缺点：频率利用率低，容量小。（2）小区制优点：频率利用率高，容量大。缺点：移动通信网络的控制和管理复杂。移动电话网（蜂窝移动电话网）：由若干邻接的小区组成一个小群。，再由若干小区群构成的整个服务区。2、频率配置（1）频率的管理机构国际上：ITU国际电信联盟我国：国家无线电管理委员会（2）频率配置的条件：（1）任何相邻的小区两者频率不应相同。（2）不相邻的小区使用相同的频率。3、信道结构无线信道（双工信道）：手机与基站之间的一条双向信号传输通道。分上、下行信号。双工间隔：两频率之间的间隔。三、移动电话网的基本功能1、自动选择空闲频道 2、通话检测与边界切换3、位置登记与寻呼 4、计费第四节 双频数字移动通信系统一、双频数字系统的工作频段1、工作频段 目前国家无线电管理委员会分配给中国移动的频段为1710 MHz1720 MHz，下行为1805 MHz1815 MHz。频道间隔为200KHz，收发双工间隔为95MHz。2、与GSM900的区别：带宽、双工间隔不同，信道带宽相同。二、双频数字通信系统的构成三、双频切换1、小区切换 2、频段切换四、双频数字系统带来的新服务五、双频数字系统主要技术标准1、工作频段 2、载频间隔3、调制数据速率 4、数字调制方式5、语音编码方式第五节 CDMA移动通信系统CDMA系统：采用码分多址的方式的蜂窝移动电话系统。一、CDMA技术原理1、技术原理 （略） 2、主要优点：扩大网路的用户容量和提高通信质量二、CDMA主要技术特征（6个）三、CDMA系统组网方式CDMA系统包括：CDMA手机、集中基站控制器、基站收发信机子系统、移动电话交换中心和运行维护中心。1、基站收发信机子系统（1）组成 （2）作用2、集中基站控制器（1）移动性管理器 （2）代码转换器3、运行维护中心第二章 手机功能电路原理分析第一节 读识手机电路图的一般方法读识手机原理电路图：熟悉手机电路的特点和工作的基本原理。读图的过程：是综合应用已学过的电子电路基础知识，分析问题和解决问题的过程。一、手机的电路图1、方框图（1）方框图：是一种用各种方框和连线来表示整机电路、系统电路或功能电路的组成情况的简图。（2）特点：直观易懂，用于分析整机电路组成和各部分单元电路之间的关系及信号流程。2、电路原理图（1）电路原理图：用于体现电子电路的结构与工作原理的一种详图，由各种电子元器件组成。（2）特点：反映了电器的电气连接，用于分析整机的工作原理。3、印制电路板图（1）印制电路板图：是元器件的位置及铜箔连线的实际排列图。（2）特点：反映了电器电路板上的元件位置及铜箔的走线情况。用于在检修中元器件和测试点的查找。二、读识手机电路图的一般方法（1）了解用途 （2）化整为零（3）找出通路 （4）抓住联系（5）分析元件第二节 GSM手机的基本组成一、GSM手机的基本组成GSM移动台由三大部分组成：射频处理部分（发射和接收）、逻辑/音频部分（微处理控制电路和语音处理电路）、输入输出接口部分。（一）射频部分射频部分一般指手机电路的模拟射频、中频处理部分。包括发送部分、接收部分与频率合成器。1、接收部分（高频接收机）（1）组成：包括天线开关、射频放大、混频、中频滤波、中频放大等。（2）作用：从多种无线信号及干扰电波中选择出所需接收的有用信号。2、发送部分（1）组成：包括带通滤波器、GMSK调制器、射频功率放大器、天线开关等，以I/O信号被调制为更高的频率模块为起始界。（2）作用：将待发射的信号（语音信号、数据信号等）调制于射频载波上，并经功率放大后由天线以电波的形式发射给基站。3、锁相环频率合成器（提供稳定度和准确度很高的一系列信号源）（二）逻辑/音频部分1、组成：CPU、存储器和数据处理器2、作用：完成复杂信令的处理和系统控制。3、手机工作状态的控制：定时控制、数字系统控制、发射与接收控制以及人机接口控制等。（三）输入输出接口电路包括模拟语音接口（A/D、D/A变换，话筒、指示器）、数字接口（数字终端适配器）和人机接口（显示器、键盘、SIM卡）。二、GSM手机的语音信号处理1、送话信号处理（略）2、受话信号处理（略）第三节 接收机电路接收电路电源接通后即保持工作状态，发射电路仅在通话期间才工作，二者共用一个天线，信号有双工器进行切换。一、接收电路功能1、选择信号 2、放大信号3、手机信号的变换（调制、解调、变频等概念）二、接收电路（机）的分类根据其实现的方式不同可为三类：1、直接变频接收机； 2、超外差一次变频接收机。 3、超外差两次变频接收机； 三、接收机电路分析1、天线电路由双工器或天线开关电路组成，实现信号的切换。2、低噪声放大器（1）作用 （2）分类（3）在电路中的识别3、第一变频器（出现故障会导致手机无接收或接收差）（1）作用及位置 （2）混频电路4、中频放大器（出现故障会导致手机接收差）（1）作用 （2）分类5、第二变频器6、解调器（1）作用 （2）分类第四节 发射机电路一、发射机电路功能1、调制、变频 2、功率放大3、自动功率控制二、发射机电路分类不同的厂家，实现调制的方式可能不同，大致可为三类，它们最大的不同在于最终发射信号的产生方式不同。1、调制音频信号直接上变频到GSM射频频道上； 2、调制音频信号先到某一中频，再经过一次上变频，变到GSM射频频道上。 3、带发射变换电路的发射机 二、发射机电路分析1、发射变频器（TXVCO）利用非线性器件的非线性实现信号频率变换。2、倍频器（输出信号等于输入信号频率整数倍的电路）（1）功能：提高调频调制的灵敏度和整机工作的稳定性。（2）倍频原理（略）3、射频功率放大器（1）要求（4点）2、自动功率控制框图及原理（略）第五节 锁相环频率合成器频率合成（频率总合）：是对基准晶体振荡频率进行加、减、乘、除四则运算，来产生稳定度和准确度很高的大量离散频率的技术，由逻辑单元电路的信道指令可控制频率合成器的输出信号频率。一、基本锁相环频率合成器1、电路组成（P33图2.17）2、电路原理（f0=Nf基准）二、手机频率合成器实例分析1、第一本振频率合成器（1）组成框图（P34图2.18） （2）工作过程（略）2、第二本振频率合成器（1）组成框图（P34图2.19） （2）工作过程（略）第六节 逻辑控制电路移动电话的逻辑系统是非常复杂的，整个逻辑电路相当于一部微型计算机。逻辑电路系统内部电路非常复杂，在早期的移动电话中，逻辑电路中的很多单元电路功能是由独立的芯片完成的。但现在的手机中的逻辑芯片集成度非常高，集成电路数目减少。整个逻辑电路包含中央处理单元、存储器单元、各种接口单元、数字语音处理器等等。数字语音处理、编码解码等实际上完成于接收的数字语音处理或发射的数字语音处理流程中。在接收方面，RXI/Q信号在逻辑音频电路中经GMSK解调、去分间插入、解密、信道解码、PCM解码等腰三角形处理，还原成模拟的话音信号。在发射方面，模拟的话音信号在逻辑电路中经PCM编码、均衡、加密以及TXI/Q分离等，输出发射机的基带信号TXI/Q。一、逻辑控制电路的功能1、微处理器（1）对频率合成器进行控制 （2）对寻呼信号进行用户码的识别（3）对发射功率进行监测和控制（4）语音信息处理（5）控制SIM卡，实现与SIM的信息交换与控制（6）手机的智能化控制（7）读取键盘输入信息（8）控制显示驱动器（9）静噪控制2、存储器（1）RAM用于存储CPU工作过程中的数据。（2）闪速存储器FLASH（大码片）1）作用：用于生产线上对手机安装系统软件或对出厂的手机进行软件升级。2）特点：a、低电压在线编程，使用方便，可多次擦写。 b、小扇区编程灵活、速度快。（3）EEPROM：主要存储手机的机身号码、电话号码薄、锁机码及其他设置。二、逻辑电路中的有关信号1、逻辑电路中的控制信号充电控制信号：控制充电电路给电池充电。开机维持信号：自动频率控制信号(AFC)：控制手机的时钟与蜂窝系统时钟一致。频率合成控制信号(SYNDAT、SYNEN、SYNCLK)：控制频率合成电路工作在相应的信道上。频段切换信号(BAND、BANDSEL、BANDSELECT、HAND)：双频手机中才有此信号，控制手机在GSM和DCS频段自动切换。功率控制参考电平：接收机启动控制信号(RXEN、RXON)：该信号开机就有，若该信号不正常，则接收机肯定不能正常工作。发射机启动控制信号(TXEN、TXON)：该信号只有在发射机工作时才有。各种电源启动控制信号：它们控制相应的电压调节器在适当的时间启动，如RXPWR、TXPER、SYNPWR等。存储器的片选控制信号：控制逻辑电路中的RAM、E2PROM、FLASH等芯片工作。2、逻辑电路中的时钟信号移动电话中的基准时钟信号就是基准频率时钟信号（部分GSM手机是13MHz、有的为26MHz）和32.768KHz的时钟。三、手机逻辑控制电路实例分析（爱立信GH398）第七节 语音信号的数字化1、数字手机语音处理框图（P41图2.26）。2、语音处理电路包括：A/D器、PCM编码和解码电路、语音编解码器。一、语音信号的模/数转换模/数转换器（A/D或ADC）：将连续变化的模拟信号转换为二进制数码的电路。工作过程：取样、量化、编码。如P41图2.27。1、取样（1）取样：将连续变化的信号转换为一个个等间隔的脉冲信号，其幅值等于各瞬间模拟信号的幅值的过程。（2）取样条件：fs不小于2fmax。（GSM手机为8KHZ）（3）取样原理（略）2、量化（1）量化：将取样后的信号用“四舍五入”的办法归类为若干个幅值取值的量化信号的过程。（2）量化的方式：均匀量化：在声音较小时，会产生较大的噪声。非均匀量化：（我国采用A律13折线压缩特性）3、PCM编码与解码 （1） PCM编码1）PCM编码：将取样并量化的信号变换成一组二进制数码的过程。2）PCM编码的过程（略）（2）PCM解码（略）二、语音编码与解码1、语音编码（1）语音编码的目的：压缩语音数据量。（2）分类：波形编码和声源编码。（3）规则激励线性预测（RPE-LTP）语音编码器线性预测是指一个语音取样值可用过去若干个语音取样值的线性组合来拟合。2、语音解码（略）3、语音处理电路实例（略）第八节 信道编码与交织技术一、信道编码信道编码：是指在信息发送前，于信息码中添加检验码，以供接收端检测后纠正受噪声干扰造成的错码。这种检测码的生成叫信道编码。与语音编码的不同：语音编码压缩码量，信道编码提高抗干扰能力。1、基本原理（1）编码过程中的处理（2）编码后的一帧信号的总位数和总传输速率2、信道编码的种类奇偶校验码、重复码和循环码。二、交织技术1、在手机数据信号的传送过程中出现错误的情况：随机错码和突发性错码。2、交织技术：就是在发送端将信息码排列顺序打乱，重新排列组合，使不同帧的信息码相互穿插交织后再发送到信道中去。3、交织编码的方式三、信道均衡 第九节 数字信号的调制和解调1、调制和解调的概念2、对调制电路的要求一、相移键控调制方式和基本原理1、调制方式的分类（1）模拟信号调制方式的分类：AM、FM、PM。（2）数字信号调制方式的分类：ASK、FSK、PSK。2、相移键控（数字信号的相位调制）（1）绝对相移a、工作过程 b、特点（2）相对相移a、工作过程 b、特点二、GSM手机的数字处理（GMSK）1、差分编码器2、数据分离电路3、载波调相器（1）有关概念1）双位码：奇偶数两位二进制数码的组合。2）四相调制（/2、/4两种）：利用载波的四种相位来表征双位码的四种数据。-信息的传输速率高。（2）载波调相器1）组成 2）工作过程及波形4、加权相乘器（抑制带外干扰）最小移频键控调制：使跳边的调制数码换为连续变化的正弦脉冲信号，然后再进行载波调相，使输出的调相载波信号其相位是连续的。5、高斯滤波器（抑制邻近信道的干扰）三、GSM手机的数字解调（相干解调和非相干解调）四、GSM手机的语音信号处理发射过程话音经话筒进行声电转换，送入PCM编解码器，在其软件部进行音频放大，再进行PCM抽样（抽样频率为8KHz）、量化、编码（即进行A/D转换）后得到PCM数字信号。此数字信号送到数字音频处理器，在其内部完成话音的RPE-LTP混合编码产生影响13kbit/s的数字信号，再进行信道编码（对每20ms有260bit的信号分组编码、1/2卷积编码），即加上9.8kbit/s的纠错码元，最后形成传输速度为456bit/20ms=22.8kbit/s的数字信号。经编码后语音信号和信令信号进入交织及加密单元。在交织单元中，456bit被分成857bit块先被存储，再和前后20ms语音的4个57bit交织组合成8个114bit。并且在每个114bit块中，这些来自两个20ms话音的57bit再次每比特交织形成114bit.这些114bit块进入加密单元与114bit加密数据“异或”形成已加密数据流，在加密后的114bit中再加入训练比特和头、尾比特等、组成156.25比特（包括8.25位保护比特）的突发脉冲序列。这些突发脉冲序列按逻辑信道类型组合到不同的时隙和TDMA帧数据流，再经GMSK调制形成发射I、Q基带信号（TXI、TXQ）。TXI、TXQ信号送到中频模块，经I、Q正交调制器将其调制到相应的载频上以产生发射中频信号，发射中频信号送到前端混频电路与受频率合成器控制的本振信号进行混频，从而产生890915MHz的发射信号。该信号先经过滤波以减小噪声，然后送到发射功率放大器进行放大，经天线转换器的TX通道送到天线发射出去。接收过程从天线接收下来的935960MHz射频信号，经滤波及放大后在混频模块中与受频率合成器控制的本振信号进行混频，然后送到声表面滤波器滤波以滤出杂散信号而得到纯净的中频信号，再经中频放大，进入中频模块进行发射的反过程，产生I、Q基带信号(RXI、RXQ)。RXI、RXQ信号送到数字信号处理器，在数字信号处理器内进行GMSK解调、均衡、信道分离、解密、去交织，产生22.8kbit/s的数字信号，再经信道解码(即去掉9.8kbit/s的纠错码元)、语音解码(RPE-LTP)形成13kbit/s的数字信号。经过处理后的数字信号再送到PCM编解码器进行PCM解码，再将数字音频信号进行D/A转换得到模拟话音信号(频率为3003400Hz)，经放大后推动听筒发声。第十节 手机电源电路1、手机电源电路的作用：向手机各部分电路提供合适的工作电压或工作电流。2、手机电源电路的相同点：总电压是2.4-4.8V稳定的直流电，射频和逻辑/音频部分独立供电，互不干扰。3、组成：电源切换电路、直流稳压供电电路、电池充电电路和负电压产生电路（有的没有）。一、电源切换电路（机内电池供电与外界电源供电的切换）二、直流供电电路1、射频供电电路（V998手机射频电源电路）一般供给射频发射、射频接收机频率合成电路中的各单元电路。2、逻辑供电电路（V998手机逻辑电源电路）主要为微处理器、各种存储器、语音处理电路、SIM卡接口电路等供电。三、电池充电电路（V998手机电池充电电路）手机的充电电路主要由电池电量检测与充电控制器两部分组成，其作用是检测机内电池电量，并控制外接电源对机内电池的充电。四、负电压产生电路（利用电容的充放电产生负电压）用于产生负电压给显示屏、射频功放等供电。第四章 GSM手机电路分析与故障检修第一节 Nokia3210手机一、电路原理分析（一）射频部分工作原理1、接收单元（1）组成电路分析它主要由天线开关电路、接收前端电路、一本振电路、二本振电路、接收中频处理电路、GMSK解调电路、信道解码电路、语音解码电路、PCM解码电路以及音频放大电路等组成。A、天线开关电路 它主要由Z500、Z503、Z504、N503、X500、X501等组成。其主要作用是完成GSM900频段内信号与DCS1800频段内信号的自动切换及各频段内收、发信号的自动转换。Z500：GSM频段收发合路器，其主要功能是完成GSM频段内收、发信号的自动转换。Z503：双频切换开关，其主要功能是完成GSM频段信号与DCS1800频段内信号的自动切换。Z504：DCS频段定向耦合器，其主要功能是受控对DCS1800频段内的收、发信号进行转换。N503：DCS频段定向耦合器的控制管，其控制信号VRX-1由电源模块N100的E1端提供，当其为高电平时，控制Z504选通DCS1800频段的正常接收信号，当VRX-1不低电平时，它控制Z504选通DCS频段的正常发射信号。X500、X501：天线接口。B、接收前端电路3210手机的接收前端电路包括三部分：即GSM900频段的接收前端电路、DCS1800频段的接收前端电路及接收前端双频切换控制电路。GSM900频段接收前端电路：它主要，由N600、Z600、Z700以及相关的外围元件组成。其主要作用是对输入的GSM900频段的接收信号进行高频放大，再与输入的一本振信号进行混频，产生71MHz的接收中频信号。N600：前端模块，其主要作用是对输入的GSM频段信号进行放大后再混频产生71MHz的中频信号。Z600：GSM900频段高频滤波器(声表面滤波器)，中心频率为940.7MHz，带宽为25MHz，其主要作用是拟制来自天线的杂散信号、阻塞信号以及来自本振荡器的泄漏信号等。Z700：71MHz中频滤波器，其主要作用是提高对接收信号的选择性，即提高接收机的灵敏度，拟制邻频信号。DCS1800频段接收前端电路：它主要由N600、Z602、Z700及相关的外围元件组成。其主要作用是对输入的DCS1800频段的接收信号进行高频放大，再依次与输入的一本振信号及二本振信号进行混频，产生71MHz的中频信号。N600：前端模块，对DCS频段信号进行高频放大，然后进行两次混频得到71MHz的中频信号。Z602：DCS频段高频滤波器，中心频率为1842.7MHz，带宽为75MHz。Z700：71MHz中频滤波器。接收前端双频切换控制电路：它主要由N600、D300及相关的外围元件组成，其主要作用是在中央处理器D300的控制下完成GSM频段接收前端电路 与DCS频段接收前端电路的工作切换。注意：GSM900频段接收信号与DCS频段接收信号经各自的前端电路处理后，产生的71MHz中频信号均从N600的15、16脚输出，两个频段开始合用一个通道进行处理。C、一本振电路组成：G700、N702、N600、N700及相关外围元件组成。诺基亚型3210手机一本振电路如图所示：作用：受控产生相应的一本振信号，供手机GSM频段与DCS1800频段的收、发电路使用。开机后，稳压模块（N702）向一本振振荡模块（G700）供电，令其工作，产生的一本振信号由G700的OUT端输出。经耦合电容C608、限流电阻R619送到前端模块（N600）的4脚（一本振信号输入端），经N600内部放大后分为两路送出：一路送到相应的接收或发射混频电路，用以产生相应的接收中频信号或发射中频信号。另一路则经N600内部取样电路取样后，从前端模块（N600）的1脚输出，经电容C703送到中频模块（N700）的18脚，作为一本振频率的取样信号供N700内部的频率合成器进行鉴相处理。中央处理器（D300）则通过SCLK、SDATA、及SENA等信号线，令中频模块（N700）内部的频率合成器按照频率合成数据的信令进行编程，对取样输入的一本振信号进行分频，然后再送到鉴相器与从N700的15脚输入的13MHz基准频率进行鉴相比较，产生的相应误差控制电压由中频模块（N700）的21脚输出，经R730、R731、R733、C734、C735、C740等组成的环路滤波器滤波后，加至一本振振荡模块（G700）的控制端，令其在不同的工作状态下产生相应的一本振信号。D、二本振电路组成：G702、N702、N700及相关的外围元件组成。二本振电路如图所示：作用：产生464MHz二本振信号，供手机GSM900频段与DCS1800频段的收、发中频等电路使用。二本振电路在GSM900频段与DCS1800频段的收、发状态下均工作。当稳压模块（N702）4脚输出的VSYN1(2.8V)加至二本振振荡模块（G702）的VCC端时G702开始工作，产生的464MHz二本振信号从G702的OUT端输出，送到中频模块（N700）的8脚。在N700内部进行放大后分成两路送出：一路经N700内部分频，获得116MHz、58MHz及116/232MHz载波频率，供相应的接收或发射混频器使用，用以产生相应的接收中频信号或发射中频信号。另一路则经N700内部取样电路取样后，送到其内部的频率合成器，并在中央处理器（D300）的控制下进行分频，分频后的信号再送到鉴相器与从N700的15脚输入的13MHz基准频率信号进行相位比较，产生的误差控制电压由中频模块（N700）的12脚输出，经由C741、C748、R711及R715等构成的环路滤波器滤波后，加至二本振振荡模块（G702）的控制端，令其振荡频率稳定在464MHz。E、接收中频处理电路组成：它主要由中频模块（N700）、陶瓷滤波器(Z701)、及相关的外围元件组成。3210手机的接收中频处理电路如图所示：作用：将两频段(GSM900与DCS1800)接收前端电路送来的71MHz接收中频信号进行放大、变频及正交解调处理，形成接收I/Q信号。71MHz的接收中频信号经Z700滤波后，从中频模块(N700)的37、38脚输入，在其内部进行中频信号放大，它的放大是受至36脚输入的RXC信号的控制，其增益约为20dB，以供下一次变频用。同时，由二本振电路产生的464MHz二本振信号，从中频模块(N700)的8脚输入，经内置分频器八分频获得58MHz的载波信号，此载波信号再与放大后的71MHz的接收中频信号混频，产生13MHz的接收中频信号。此信号从中频模块(N700)的30脚输出，送至陶瓷滤波器(Z701)进行滤波。拟制掉混频产生的谐波分量，然后再从中频模块(N700)的25、26脚输入。在N700内部先对其进行中频放大，然后再进行正交解调处理，并将产生的接收I/Q信号(RXI、RXQ)分别从中频模块(N700)的23、24脚输出，送至N200进行下一步处理。F、GSM解调、信道解码、语音解码、PCM解码及音频放大电路组成：它主要由多模转换器(N200)、中央处理器（D300）及相关的外围元件组成。3210手机的GSM解调、信道解码、语音解码、PCM解码及音频放大电路的电路框图如图所示：由中频模块(N700)输出的接收I/Q信号(RXI、RXQ)送至多模转换器（N200）的G8、H8、F8、F7等端后，在N200内部对其进行GSM解调、解密及A/D转换处理，并形成270.833kbit/s数据流送至中央处理器（D300）。在D300内部先对输入的数字比特流进行去交织、解密、信道解码，去掉纠错码元。同时将基站发送来的控制信息取出，去控制手机的收、发电路，恢复纯净的语音数据流，然后再送回多模转换器(N200)。在N200内部首先对其进行PCM解码、将数字语音信号进行D/A转换，还原成模拟的语音信号，然后再对模拟信号进行音频功率放大，放大后的音频信号由N200的D1、D2端输出，经电感线圈L202、L203送至听筒(B201)，从而驱动听筒发出声音。当使用外接听筒时，从听筒插口处向D300发出一个机外听筒允许中断信号HEADDET，D300检测至此信号后，则控制多模转换器(N200)断开机内听筒连接通路，开通机外听筒连接通路，使放大后的音频信号由N200的E1、D3端输出，经L200、C201、L201、C203送至外接听筒，从而驱动外接听筒发出声音。（2）接收信号流程从天线接收下来的高频信号(GSM900频段为935960MHz，DCS1800频段为18051880MHz)均从双频切换开关(Z503)的P3端输入，经Z503选频后，其中GSM900频段的接收信号由其P2端输出，送至收发合路器(Z500)的ANT端口。DCS1800频段的接收信号由其P1端输出，送至定向耦合器(Z504)的ANT端口。当手机工作在GSM900频段时，从双频切换开关(Z503)的P2端输出的935960MHz接收信号，先送至GSM900频段收发合路器(Z500)的ANT端口，经Z500选频后，从其RX端口输出，再经耦合电容C604、C633送至前端模块(N600)的27脚。在N600内部先对其进行高频放大，其增益受到中央处理器(D300