GSM手机设计DOC

1、手机的硬件结构和软件体系本文首先介绍了 2.5代(2.5G) GSM (GPRS)手机的硬件结构和软件体系，重点讨论 了其技术总体方案和实施方案，最后对其整机系统集成、 FTA 型号认证、工程化和产业 化的步骤与措施进行了较深入地分析， 旨在与我国同行一道，对如何尽快开发出具有完 全知识自主产权的国产手机做一有益探讨。【关键词】 2.5G 手机；整机设计1 引言自 90年代初以来，移动通信技术和市场应用取得飞速发展和成功。截至 1999 年底，我 国已有移动用户 4300 多万， 预计每年以 2000 万左右的速度递增。面对如此大的市场商 机，而真正具有芯片级、协议级知识自主产权的国产手机，还

2、未出现，所有国产手机总 和， 其市场占有率也不足 10，且其手机定位也一般为中、低档产品。鉴于巨大的市场 潜力，同时面对中国加入 WTD 的临近，我国政府加大了对国产手机市场扶持的力度， 包括信息产业部在内的国家有关部门， 对国产手机的关爱已达成共识， 总政策方向为大 力扶持、一路绿灯。本论文旨在通过论述 GSM 手机整机设计方案，与国内同行相互交流、学习，尽快实现 具有知识自主产权的国产手机的产业化。2 2.5G GSM 手机硬件结构 本项目集整机系统设计、基带芯片设计、软件开发于一体，是一项复杂的系统工程。同 时移动通信技术本身发展非常迅速，作为一个以产业化为最终目标的项目，在总体方案的设

3、计上要兼顾技术的先进性、 生产的可行性以及最终产品的生产成本，使其达到一个 最佳的组合。在遵循以上的原则下，我们提出了如下总体设计方案。2.1 整机特征? GSM900MHzDCS1800MHz Phase2+? GPRS Class12? 支持 WAP1.2? 9.6 14.4K Data Fax? FR EFR 语音编码? 短消息服务? 支持 STK ( SIM Toolkit )? 3.6V 电池，锂离子或锂集合物电池? 功率级别： 4? 待机时间： 120 小时( 900mAh )?平均无故障率时间：50000小时?重量：V 120克?体积：V 110CC?温度：20-+55 C?振动

4、要求：10 20Hz ASD : 0.05g2/ Hz 20 150Hi ASD : 0.005g2/Hz (20Hz)其它: 3dB/ 倍频程2.2 GSM 手机电路原理GSM 手机电路由无线收发信机、基带信号处理电路、基带控制电路、存储电路、键盘、 显示器、外部接口等部分组成。（1）射频单元 射频单元的发信通路将基带单元产生的 270.833kbit/s 的 TDMA 帧数据流信号接 GMSK 调制方法形成 I、Q 信号，再调制到 900MHz 或 1800MHz 射频信号，经射频开关，由天 线发射出去，收信通路将天线接收的信号经低噪声放大、解调，产生基带I 、Q 信号，通过解调和均衡将模

5、拟的 I、Q 信号进行数字化，恢复出数字基带信号，送基带电路处 理。 射频单元的本振信号通常从时基电路获得基准频率， 然后采用锁相环技术实现频率 合成。（2）基带芯片与基带信号处理电路移动通信的迅猛发展，从模拟移动终端到数字 GSM，再到GPRS、3G,系统越趋复杂 化。同时电子系统小型化、芯片化正成为系统设计者追求的主要目标， “系统的硅片化， 硅片的系统化 ”（Systemon chip,Silicon in system ）已成为趋势，因此给设计者提出了前 所未有的难题。GSM 基带芯片是通信终端产品的关键部件，现在比较流行的一般有单 IC 封装和双 IC 封装两种形式。多家公司可以大量

6、供应成套的芯片组，如 TI 、 ADL/TIP 、 Lucent 、 VLSI 等。这为国产手机基带芯片设计提供了有益的参考。基带电路包括信道编译码，加密解密、 TDMA 帧形成信道分离及基准时钟电路、 话音编译码、码速适配器等。送话器的话音信号经过 8kHz 抽样及 AD 变换，成为 均匀量化的数据流，经话音编码、信道编码、交织、加密等处理，形成 270.833kbit/s 的 TDMA 帧数据流， 送调制器发送。 在接收通道执行与发信通道相反的过程。 帧及信令控 制以时钟基准部分提供统一帧号、时隙号、18bits 时钟等基础，实现同步。（ 3）控制器 控制器实现对手机系统的控制，包括协议处

7、理、射频电路控制、基带电路控制、键盘输 入、显示器输出、 SIM 卡接口及数据接口等功能。3 2.5G GSM 手机软件结构与功能 协议软件体系包括：? 人机界面（ MMI ）软件? GSM第一层软件（LI层软件）? GSM 第二层软件（ L2 层软件）? GSM 第三层软件（ L3 层软件）? 数据传真服务软件? GPRS协议软件? WAP 应用协议软件3.1 MMI随着社会的发展，人们对手机的要求越来越高，良好的通话质量，美观的外形，友好的 人机界面，已成为人们追求的目标。因此，手机人机界面的设计和开发无论对用户还是对公司，都日益重要。 其主要提供移动台 （手机）的全面控制和手机与用户之间

8、的接口， 功能包括： 用户键盘输入、 手机状态和呼叫处理过程显示、 SIM 卡和电子簿的管理、 PIN 码的控制、缩位拨号等。3.2 L1 层软件按照 OSI 参考模型的定义， L1 层软件支持在物理介质上传输 bit 数据流所要求的所有功 能，是上层协议软件和硬件之间的接口。L1 软件结合上层软件执行小区选择、帧同步、发送功率、接收功率、跳频等低层功能。L1层与L2层的接口用以支持控制信道信息的传递；与无线资源管理（RR）的接口用以支持信道的分配以及物理层系统信息的传递；与无线链路控制介质访问控制层（ RLC MAC ）的接口用以支持分组数据业务等。另外，L1 还提供对射频硬件和 DSP接口

9、的驱动，但不包含信号处理功能。通过完成对 DSP 的驱动控制，还可完成语音编 解码、解调均衡算法、数据交织解交织算法、噪声抑制、信道编码等功能。3.3 L2 层软件数据链路层是OSI参考模型的次低层，它包括各种数据传输结构，对数据传输进行控制。 其主要功能包括：数据链路上的格式和操作错误的检测。流量控制、随机接入信道在有 接人请求后建立数据链路时的争抢判决等。3.4 L3 层软件第三层是GSM协议的核心，它分为无线资源管理子层（ RR ）、移动管理子层（MM ）、 连接管理子层（CM）。CM子层又有呼叫控制（CC）、补充业务（SS）和短信息管理（SMS） 等实体。RR 子层负责对无线链路连接（

10、物理的）和数据链路连接（逻辑的）的建立、保持和释 放。在空闲模式下， RR 子层负责协调进行小区的选择和重选。在专用模式下， RR 子层 负责协调从报告监测结果到信道重新配置的整个切换过程。MM 子层主要考虑移动站在空闲模式下如何向网络通报它的地理位置。 一个大的 PLMN 服务区域被划分为许多个小的定位区域 LA ， MM 子层的任务就是当移动站进入一个新 的定位区域时通知网络，以便能够继续跟踪移动站。此外， MM 子层还将所有其它上层 协议实体的呼叫多路复用到一个单一的无线信道，也就是SDCCH ;同时MM子层完成呼叫重建任务的过程相对于用户是透明的。CC 子层负责移动终端与网络一方的 M

11、SC 之间的操作， 它管理与呼叫建立和保持相关的 任务，这些任务对用户来说是不可见的。 CC 子层要为呼叫议定一条合适的通路，并告 知用户呼叫进行的情况（即是否被叫已经振铃、占线或号码无效等）。每个呼叫，不管呼人还是呼出，都有自己专用的 CC 呼叫实体与之对应。 CC 使得用户不必面对网络或 无线接口的出错信息，保证呼叫双方的控制信息按照正确的顺序进行。SS子层是一个简单的状态机，它支持呼叫无关补充服务信息以简单的信息格式（FIE）传送， 这种简易的信息格式主要承载了简易无线接口消息。向 FIE 信息格式的转换由内核的用户层来完成3.5 数据通信服务软件 数据通信软件包主要是用来为异步数据传输

12、的透明模式非透明模式提供终端适配功 能，它包括了相关的 AT 命令模块。传真软件包提供了 GSM 第 62 号电信业务（自动传真组 3），即传真业务功能。传真软 件包使用了数据服务提供的在 R 接口上进行的物理层数据传输的数据传输功能， 以及基 带 DSP 和速率适配功能。AT命令软件包提供了一个从终端设备（如PC）通过V.24接口控制移动终端的各项功能和 GSM 网络服务的功能。3.6 测试及维护 测试及维护软件包负责监管系统启动运行、检查电池电量、支持型号认证测试、生产线 上校准和整机测试等功能。它由用户应用程序或 L3 层软件激活，在低层用户的专用硬 件为其提供驱动接口。3.7 GPRS

13、协议软件GPRS协议软件应用于 GPRS （ 12级）CLASS。B移动电话。除了对原有 GSM协议软 件的扩充外，我们设计的 GPRS协议软件主要包括：介质访问控制层（ MAC ）、无线链 路控制居（ AIL ）、逻辑链路控制层（ LLC ）、子网相关结合层（ SNDCP）。3.8 WAP协议软件WAP协议软件建立在基于 UDP/IP的承载业务（如 GSM CSD和GPRS）和其它承载 业务（如GSMSMS和USSD）之上，通过实现一组一一协议栈，提供一个基于 WWW 和移动电话技术的通用无线应用环境（WAE）,以便运营商、服务提供商和设备制造商在不同的无线平台上有效地开展应用和业务。WAP

14、1.2 通信协议包括以下几个部分：?无线数据报协议（ WDP）?无线事务协议（ WTP） ?无线传输安全层协议（ WTLS ）?无线会话层协议（ WSP）?无线应用环境（ WAE）WSP 为 WAP 应用层在两个会话服务间提供了一致的接口，它可以提供运行 WTP 上的 面向连接的服务或运行在 WDP 上的无连接服务。目前在 WSP 协议系列中， WSPB （Browse）支持洲览型的应用。WTP运行在数据报服务（WTLS或WDP）之上，提供了轻型的面向事务的协议，实现 简单，适合在客户机（如手机）上实现，完成数据包拼接及延迟响应功能，以减少消息 数。WTLS是建立在工业标准 TLS （传输层安

15、全）协议上的安全协议，以前简称为 SSL。实 现对移动终端与应用服务器的鉴权， 保证在移动终端与应用服务器之间传送数据的完整 性和保密性，并提供对拒绝服务的保护，可用于支持电子商务中的鉴权等应用，使信息 不被任何可能破坏数据流的第三方的破译。WAP 协议的传输层由 WTP 和 WDP 组成。 WDP 运行在数据承载服务上， 支持不同的网 络类型，作为 WAP 的通用传输层，在不同的承载网络实现透明传送，对上层提供一致 的服务。 由于短消息服务、 交换式数据服务和分组数据服务等各种承载网络提供不同的 服务质量，包括带宽、吞吐量、误码率、时延等参数， WDP 能够补偿这些差异的影响， 并通过协议优

16、化来提高服务质量。WAE 是结合 WWW 技术和移动电话技术，为网络运营者和服务提供商提供一个通用的 应用平台，可以方便地生成新业务，并支持各种应用和服务之间的互操作。 WAE 包含 了一个微型浏览器， 支持无线标记语言规范 （WAP WML Version 1999 11 4），能够正 确解析无线标记语言，并能与WMLScript 进行 交互。实 现能 够正 确 解释并执 行 符合 WAP WMLScript 规范 的 WMLScript 虚拟机以及WAP WMDScript Standard Libraries 规范描述的 WMLScript 库函数。在移动电话用户界面之下，提供一个标准的

17、接口，做到与移动电话硬件无关。支持 WAP所要求的内容格式，包括IMvCARD和vCALENDAR、WBMP。实现 WAP PushOTA协议，支持推（PUSH）技术。支持 WAG UAPROF规范描述的用户配置信息。支 持 WAP Caching Medel 规范描述的客户端缓冲功能。支持多国语言，允许嵌入第三方的 输入法。4 手机产品研发实施方案4.1 技术路线（ 1 ）射频设计研发路线对于射频技术研发方面， 为了较快的满足手机项目的研发需要， 通过对不同的射频方案 进行技术性能、可靠性、生成成本、生产可行性进行评估的基础上，根据手机方案的要 求，确定包括分离器件及射频集成电路等的射频系统

18、方案。 同时，利用 ADS 等微波 EDS 工具，完善测试手段及开发手段，提供综合设计能力。（ 2 ）基带芯片开发路线在基带芯片开发方面，科健公司已经同ComQuest公司、ADI、T1等公司进行了广泛的接触和合作。利用它们在芯片设计方面的成熟技术，通过购买成熟的内核模块，利用世 界上先进的设计仿真工具，采用先进的设计方法，共同开发完成符合 GSM2.5G 规范的 基带芯片。（ 3）协议软件开发路线对于协议软件研发方面，科健公司已经完成掌握 MMI 软件的开发，并即将应用到今后 科健推出的手机中去。已经完成 L1 、 L2、 L3、 GPRS、 WAP 等协议的消化工作，并进 行了部分的编程仿

19、真工作，现正同国外公司进行全面的协议编程合作工作。（4）开发验证平台在软件设计、 基带芯片和基带电路的设计以及射频部分的设计过程中， 都需要通过实际 的硬件环境加以仿真的验证。因此，在设计软件、基带芯片和射频电路的同时，也必须 进行开发验证平台的设计工作。该验证平台将采用模块化的结构，利于升级和扩展。5 整机系统集成与 FTA 型号认证5.1 整机系统集成 在完成基带芯片的设计及实现的基础上，通过整机验证平台的测试，实现各模块功能及 接口。同时在验证平台上实现软件功能测试及射频模块的初步测试。在验证平台测试的基础上， 根据整机系统方案的要求及总体设计方案， 完成整机系统集 成。硬件设计中除基本

20、功能实现及较好的整机性能指标要求以外， 重点考虑好电源管理、 射频单元屏蔽、可靠性、安全性、电磁兼容性等方面的设计，同时考虑整机器件成本、 生产工艺、大规模生产可行性方面等内容。软件按照总体设计要求完成各项业务功能，包括基本功能、补充功能和附加功能以及规 定的强制功能。具有中文界面及中文输入、短消息服务、数据传真、GPRS、 STK 功能以及 WAP 功能等。同时为了满足消费者的需要，设计较为便捷实用的人机界面。注重手机的工业造型与结构设计，设计出外观新颖大方、别致轻巧、经久耐用的产品， 针对市场需求，创造良好的社会效益及企业效益。5.2 FTA 型号认证FTA 型号认证测试是国际通行 GSM

21、 手机入网测试，通常由经国际测试认证的测试中心 进行。国内针对国产手机的入网要求，除了提供样机测试。具有品质保障体系以外，明确需要 厂家提供通过 FTA 测试证书。通过 FTA 测试是检验手机设计的基本要求，也是在国内 及国际市场销售的通行证。FTA 测试主要分为射频、软件、音频等，测试内容及方法在GSM11.10 协议中有较为明确的定义。6 结束语 根据信息产业部的要求和市场的需要， 手机项目的目的是实现手机的自主开发与规模生 产，它要求手机研发企业必须摈弃传统的研究性开发模式和作坊式生产规模，必须建立 一种以经济实力、 大规模生产能力和强大的市场营销能力为基础的，以市场为导向的全 新的研发

22、体系。同时只有技术优势也是不够的，从技术转化为应用还需要诸如品牌、市场、生产能力等方面的支持，才能将其优势发挥出来。针对现存的研发和生产两方面的问题，中国科健 移动研发小组认为必须将开发与生产、市场相结合。要求研发必须面向生产，面向竞争 日益激烈的市场， 一切技术从头研究开发是无法满足产品竞争要求的， 因此在大企业间 进行联合、优势互补、国际合作的产品研发模式是必然趋势GSM手機基帶設計技術Baseba nd Desig n Tech no logy for GSM Han dset楊彬摘要:本文介紹了基帶在手機中的作用、基帶所要完成的功能、基帶語音信號傳輸流 程、基帶實現通信協定的工作流程以

23、及基帶的技術實現及晶片的構成。關鍵字:GSM 基帶電路電路設計 1基帶在手機中的作用移動台的硬體結構可分爲兩大部分：射頻部分和基帶部分（見圖1）。從圖1也可看出基帶電路在手機中所起的作用。圖1移動台原理框圖在數位通信系統中，資訊的傳輸都是以數位信號的形式進行的，因而在通信發送端 必須將類比信號轉換爲數位信號，在接收端將數位信號還原成類比信號。移動通信中處 理的資訊包括語音、資料和信令資訊，而處理最多的資訊是語音信號，因此高質量低速 率的語音編碼技術可以提高數位通信網的系統容量。目前已提出了多種適合於移動通道的語音編碼技術，其中包括GSM系統採用的規則脈衝激勵長期預測編碼（RPE LPT）,該編

24、碼屬於中速率的混合型編碼，純語音編碼速率爲13kbit / s。在移動環境的通信通道中，由於移動體是處於運動中，多徑傳播造成的衰落使通道特性爲變參通道。通道時變多徑特性造成接收信號電平的起伏現象被稱爲多徑衰落。通 常在移動通道中信號電平的起伏呈瑞利分佈時，這種通道稱爲瑞利衰落通道。GSM系統採用通道編碼技術、隱分集技術和數位均衡技術來保證通信系統在多徑和衰落通道條 件下正常工作。通道編碼的目的是提高信號的傳輸質量，但也增加了要傳送的冗餘度。 編碼的要點是在原資料基礎上加入一些由源資訊計算得到的冗餘資訊。解碼就利用這些冗餘來檢測差錯或估計接收到的可能的發射比特。當傳輸的冗餘與從接收資料中計算得到

25、的不同時，這說明傳輸中發生了差錯。GSM系統中使用的通道編碼有下面幾種：卷積碼：用於差錯糾正。當它與來自解調器的似然估計相結合使用時可獲得很高的 效率；GSM分別採用卷積速率爲1/2、1/3、1/6的卷積碼。碼：專用於 突發性”差錯的檢測和糾正，它被級連用於卷積碼之後。奇偶校驗碼：用於差錯檢測。GSM系統採用的隱分集技術包括交織 （時間分集）和慢跳頻（頻率分集）。交織的目的 是反映一個較長的突發差錯離散成隨機差錯，再用糾正隨機差錯的編碼技術消除隨機差錯。GSM系統採用慢跳頻（270跳/秒），其作用是頻率分集和干擾源分集，以減小干擾 電平的平均值。均衡技術是指對通道特性的均衡，即接收端的等化器産

26、生與通道相反的 特性，用來抵消通道的時變多徑傳播特性引起的碼間串擾。GSM採用Viterbi演算法的均衡解調技術，可均衡的時延爲16 口 s在數位傳輸系統的各種優點中，對用戶很重要的一個特徵是保護資料不被未授權的 第三方竊知。GSM是通過對傳輸加密引入這種保護的，重要的一點是加密方法不依賴 於要傳輸的資料類型（話音、用戶資料、信令），但它只適用于普通突發脈衝。加密是通 過對一個僞隨機序列與普通突發脈衝作異或”操作實現的。用來産生僞隨機序列的演算法在GSM規範中稱爲“A5演算法。GSM系統採用BT=0.3、調製速率爲270.833kbit/ s的高斯最小移頻鍵控調製方式。 這種調製方式具有包絡恒

27、定、 相對較窄的帶寬、可進行相干解調且滿足移動通信中對帶 外輻射小的要求。2基帶完成的功能基帶部分可分爲五個子塊：CPU處理器、通道編碼器、數位信號處理器、數據機和 介面模組。CPU處理器對整個移動台進行控制和管理， 包括定時控制、數位系統控制、射頻控 制、省電控制和人機介面控制等。若採用跳頻，還應包括對跳頻的控制。同時，CPU處理器完成GSM終端所有的軟體功能，即GSM通信協定的layer 1(物理層)、layer 2(資料 連結層)、layer 3(網路層)、MMI(人機介面)和應用層軟體。通道編碼器主要完成業務資訊和控制資訊的通道編碼、加密等，其中通道編碼包括 卷積 編碼、FIRE碼、奇

28、偶校驗碼、交織、突發脈衝格式化。數位信號處理器主要完成 採用Viterbi演算法的通道均衡和基於規則脈衝激勵一長期預測技術(RPE LPC)的語音編碼/解碼。調製/解調器主要完成 GSM系統所要求的高斯最小移頻鍵控 (GMSK)調製/解調 方式。介面部分包括類比介面、數位介面以及人機介面三個子塊。(1) 類比介面包括：語音輸入/輸出介面：用於麥克風、揚聲器、蜂鳴器、免提等。射頻控制介面：産生用於射頻控制的類比量如AGC、AFC、APC等。(2) 輔助介面：電池電量、電池溫度等類比量的採集。(3) 數位介面包括：系統介面：完成資料通信(傳真、圖像、資料等)、數位音頻測試(DAI TEST)、程式

29、 的下載等功能。卡介面：用來驅動外部的 SIM卡。經過特定的電平變換後，此介面可驅動3V卡、5V卡、3/ 5V相容卡。測試介面：利用晶片的邊界掃描寄存器來達到測試的目的(通常用於數位信號的測試)。此測試可確定晶片是否完成所要求的功能、各個功能模組是否正常以及整機是否 正常工作。介面：主要存儲用戶資料和射頻參數。如手機識別碼(IMEI)、語言選擇、鍵盤鎖、雙音多頻的開/關和射頻的校準參數等。記憶體介面：ROM介面主要用來連接存儲程式的記憶體FLASH ROM，在FLASHROM中通常存儲Iayer1, 2, 3、MMI和應用層的程式。RAM介面主要用來連接存貯暫 存資料的靜態RAM(SRA M)

30、。(4) 人機介面包括：顯示器介面：用來連接串口/並口液晶顯示器(LCD)的驅動器。鍵盤/背光介面：用來連接鍵盤和背光燈。3基帶語音信號傳輸流程語音信號傳輸流程如圖2所示，分爲上行鏈路及下行鏈路。圖2語音信號傳輸流程上行鏈路：來自送話器的話音信號經過 8kHz抽樣，13bits均勻量化變爲104kbit/s 資料流程，資料流程進入話音編碼器進行規則脈衝激勵-長期預測(RPE LTP)編碼。PRE LTP編碼屬於中速率混合型編碼，爲提取特徵參數而作的語音分析利用了語音信 號的准平穩性，即在1020ms的短時間內可認爲語音的特徵參數不變。因此可將實際 語音信號分成短的時間段，在各個段內分別進行參量

31、提取。GSM系統的編碼處理是按幀進行的，每幀20ms，含160個語音樣本，經話音編碼後爲 260bits的編碼塊，即話音編碼後的信號速率爲13kbit/s。同時，GSM標準（PHASE 2 +）要求移動台對語音進行檢 測，將每個時間段分爲有聲段和無聲段。在有聲段，進行語音編碼産生編碼語音幀；在 無聲段，對背影雜訊進行估計，産生SID幀（靜寂描述幀）。發射機採用不連續發射方式， 即僅在包含語音幀的時間段內才開發射機。SID幀是在語音段結束時發射的。接收端根據收到的SID幀中的資訊在無聲期內插入舒適雜訊。13kbit/s話音信號進入通道編碼進行編碼。對於話音信號的每20ms段260bits,通道編

32、碼器首先對話音信號中最重要的Ia類50bits進行分組編碼（CRC校驗），産生3bits校驗位，再與132bits的Ib類比特組成185bits，再加上4個尾比特“0”組合爲189bits, 這189bits再進入1/2速率卷積編碼器，最後産生出378bits。這378bits再與話音信號中對無線通道最不敏感的類78bits組成最終的456bits組。同樣，對於信令信號，由控制器産生並送給通道編碼器，首先按FIRE碼進行分組編碼（稱爲塊編碼），然後再進入1/2卷積編碼，最後形成 456bits組。因此通道編碼後通道傳輸速率爲22.8kbit /s。編碼後的話音和信令資訊再進入交織單元。首先將這

33、456bit進行語音塊內交織，並分成長爲57bit的八個子塊。不同語塊之間的交織深度爲2,在進行相鄰語音塊的塊間交織後進入加密單元。加密是通過對一個僞隨機比特序列與普通突發脈衝的114個有用比特作 異或”操作實現的。僞隨機序列由突發脈衝信號和事先通過信令方式建立的會話密鑰得到的。用來産生僞隨機序列的演算法在GSM系統規範中稱爲“A5”。加密後的資料進入突發脈衝格式化單元。在突發脈衝格式化單元中，114bit資料流程被加入訓練序列及頭、尾比特組成156.25bit（包括8.25防護比特）的突發，這些突發被按通道類型組合到不同的TDMA幀和時隙中去。突發脈衝格式化便於資訊的接收、同步、均衡和資訊分

34、類處理。經格式化後 的資料進入調製器。在調製器中對格式化後的資料進行GMSK調製。4基帶實現通信協定的基本介紹物理層、資料連結層、網路層和應用層等所有GSM手機網路協定軟體將下載到手機基帶部分的閃爍記憶體中（FLASH ROM）。在研究開發階段可利用此功能下載測試程 式來判斷手機各個部分是否正常工作，設置校準參數等。基帶實現通信協定的工作流程如圖3所示：圖3基帶下載通信協定示意圖將終端適配器同手機的系統連接器相連。手機將自動檢測外部終端適配器。手機處於 CPU自舉模式（資料下載模式）等待PC 機傳送相應的設置參數（例如：8bit或16bit資料傳輸、起始位址、傳輸速率等 ）。PC機 應根據手機

35、的週邊器件來設置手機所要求的參數。當手機接收到設置參數之後，將傳送應答信號給PC機。機收到應答後即開始按照設置的傳輸速率傳送網路協定。通常傳輸速率可設置爲 9.6kbit/ s、14.4kbit /s、38.4kbit/ s。當網路協定傳送完畢後手機立即運行網路協定，此時手機處於正常操作模式。5基帶技術實現及晶片的構成目前手機發展趨勢是小型化、省電、高可靠性，所以手機的基帶晶片均採用專用積 體電路。各個晶片廠商基帶晶片的組成可能不同，但其基帶晶片所完成的功能基本相似。按目前水平基帶晶片通常爲兩片，若有單晶片的基帶電路，其本質也是兩個晶片用多晶片組裝工藝形成的。在兩塊晶片中，一片由通道編碼、數位

36、信號處理器、CPU 組成。在CPU 的控制下完成各種演算法，包括語音編解碼演算法、基於 Viterbi 演算法的通道 均衡、 軟判決演算法、 交織去交織演算法、 加解密演算法、 通道編解碼演算法 （卷 積碼、 FIRE 碼、奇偶校驗碼 ）等。另一片主要完成射頻控制 （AFC、AGC 、APC 等）、 GMSK 調製解調器和 A D、DA 變換。6 結束語 目前， GSM 單、雙頻手機， WCDMA 手機以及未來第三代 IMT 2000手機的蓬勃 發展對基帶晶片的要求越來越高：功耗小、體積小、DSP 處理速度快、多種資料處理功能等。提高基帶晶片性能將直接影響手機競爭力。在移動通信系統高速發展的今

37、天，我 們應把握機遇大力發展民族移動通信，使國產手機在手機市場中佔有一席之地。 作者單位：廣州通信研究所 GSM 開發中心 廣州 510310 參考文獻1 孫孺石，丁懷元，穆萬里，王澤權 .GSM 數位移動通信工程 .北京：人民郵電出 版社2 Michel MOULY & Marie Bernadette PAUTET（法國）著；駱健霞，顧龍信，徐雲 霄譯；駱正彬、駱健霞審校 .GSM 數位移動通信系統 .北京：電子工業出版社3 GSM 標準（phase 2）: 05 系列、06系列GSM900/DCS1800双频网参数优化浅谈C 2003年9月24日10:00通信世界网我国移动通信发展异常迅

38、猛，一方面由于900MHz频率资源限制，部分地区出现了频率资源紧张、信道不足，话务密度过大等现象；另一方面利用多重频率复用方式、多层覆盖、跳频等技术来增加容量，也存在诸多局限。只有通 过DCS1800网进行话务分担，才能彻底解决上述问题。一、空闲状态(Idle Mode )的参数选择1 小区选择参数C1小区选择参数是指手机开机后选择最佳小区进行登记的参数。根据GSM规范，小区选择采用 C1准贝V, C1计算公式：C1 = ( RxLev RxLev_Access_Min ) MAX (ms_txpwr_max_cch P, 0)其中，RxLev :手机平均接收电平； RxLev_Access_

39、Min :小区参数，小区最小接入电平；ms_txpwr_max_cch :小区参数，手机允许最大发射功率；P :手机实际最大发射功率。手机开机后逐一扫描 GSM频点，据此得到一组根据场强高低顺序排列的 BCCH频点，且C1大于零，若C1小于零，则手机不能接入该小区。对于Phase1 手机，手机会选择 C1最大的小区作为其服务小区。2 .小区级别参数 CBQ(cell_bar_qualify)采用小区级别参数(CBQ )来定义小区的级别，用于网络控制手机对于小 区的选择。该参数包含于“小区选择参数”信息中在每个小区BCCH广播的系统信息中周期性向手机发送。CBQ=0代表正常级别小区(Normal

40、 prioritycell) ； CBQ=1 代表低级别小区 (Low priority cell)Phase1 手机不受控于 CBQ 参数，手机直接登记在 C1 最大的小区，而且 一般采用 C1 算法进行小区重选。Phase2手机受控于CBQ参数，手机先选择高级别（CBQ = 0）中C1最 大的小区，当发现不了级别高的小区时，才在级别低的小区中选择 C1 最大的 小区登记。对于 Phase2 的 GSM900 手机，每次小区选择，在没有得到高优 先级的小区存在的消息前， 必须扫描所有的信道进行判断， 并且在小区重选过 程中，通过其他方法来控制手机在空闲状态下的小区选择。目前，各大城市的 DC

41、S1800 网络已经发展得较为成熟， DCS1800 与 GSM900 可根据密度，具体信道配置及相应话务负荷设置小区的级别参数， 调整双频网话务的分布，减少不必要的拥塞和提高通话质量。从实际网络安装情况看， DCS1800 与 GSM900 共站址情况较多，但是 DCS1800 安装的载频数要少于 GSM900 。我们既要让 DCS1800 吸收一定的 话务量， 又不能降低通话质量和产生拥塞， 因此建议按如下设置然后再进行调 整和优化： RxLev_Access_Min （900M） =12， RxLev_Access_Min （1800M） =18， CBQ（900） = 1（低级别） ，

42、 CBQ（1800） = 0（正常级别） ，即 GSM900 的小区级别（CBQ ）设为低级别，双频手机入网时，只要有接收电平大于入 网电平（RxLev_Access_Min ）的DCS1800小区存在，手机将选择 GSM1800 小区登记入网。对于 Phase2 的单频 GSM900 手机，在 900M 小区中选择 C1 最大的小区登记入网。3小区重选参数对于 Phase2 手机，小区重选需根据 C2 和 C1 参数来判断。空闲模式时， 系统信息 2 包含了切换邻区表信息， 系统信息 2、2bis 和 2ter则通过 BCCH 广播，参数 CRO 、 temporary_offset 和 penalty_time 在每个小 区广播的系统信息中发送。C2=C1+ CRO-TO*H 其中 CRO ：cell_reselect_offset ，小区重选调整值； TO： temporary_offset ，小区重选临时调整值，小区重选参数之一；H：H=0 ，penalty_time -T 0 ； T:最强邻区所维持的时 间， penalty_time ： 惩罚时间，取值 31 时， C2=C1-CRO 。当最强邻区所能 维持的时间长于人工设定的惩罚时间( penalty_time )时，手机较容易重新选 定该小区为服务小区。CRO的设定，对于 DCS1800 , CRO = 3-5