GSM мобилен телефон

1. Основни технически индикатори

1.1 Общи характерни индикатори

Честотните ленти, използвани обикновено от мобилните телефони в моята страна, включват главно CDMA1X и 800MHz честотни ленти, заети от CDMA мобилни телефони; 900/1800MHz честотни ленти, заети от GSM мобилни телефони; 900/1800MHZ честотна лента, заета от GSM1X двоен режим; 1900/2000/2100MHz честотна лента, заета от 3G.

Работна честота: GSMTx: 890～915MHz

Rx: 935～960MHz

DCSTx: 1710～1785MHz

Rx: 1805～ 1880MHz

PCSTx: 1850,2～1909,8MHz

Rx: 1930,2～1989,8MHz

Честотна грешка: ±0,1×f₀×10

Работна температура: -10～+55°C

Източник на референтна честота: VCTCXO13MHz

1.1.1GSM двойна честота

Честотните ленти, заети от GSM мобилни телефони в Китай, са основно 900MHZ и 1800MHZ. Всъщност 1800MHZ се дължи и на бързото нарастване на броя на потребителите на мобилни телефони, което е причинило мрежовата система за мобилна комуникация да бъде в претоварено работно състояние и накрая е причинило мобилния телефон да бъде податлив на повреди, като прекъснати повиквания , преслушване, лошо качество на гласа и затруднен достъп до интернет. Феномен. За да решат тези проблеми, все повече оператори и производители на мобилни телефони започват да осъзнават неотложността на решаването на този проблем и продължават да предприемат съответните мерки за по-нататъшно разширяване на мрежовата система за мобилни телефони, така че се появи GSM1800Mhz, известен също като Като DCS1800 (цифрова клетъчна система), появата му прави реалност двучестотните мрежи, базирани на GSM900 и 1800.

Използвайки GSM900/GSM1800 двубандов мобилен телефон, потребителите могат свободно да превключват между GSM900 и GSM1800, което може ефективно да избегне проблемите с прекъснати повиквания, трудни повиквания и лошо качество на звука. В сравнение с предишните разговори, използващи само GSM900 мрежа По-удобно.

1.1.2GSM трибандов

Така нареченият "трибандов" включва три работни честоти, тези три работни честоти са GSM900Mhz, DCS1800Mhz и PCS1900Mhz и т.н., така нареченият "трибандов мобилен телефон" означава, че мобилният телефон може да получава сигналите на трите честотни ленти на GSM900M, DCS1800Mhz и PCS1900Mhz едновременно и направете избор между тях. Ако сигналът на тази честотна лента е силен, се избира сигналът на базовата станция. Ако един от тях не може да бъде свързан, можете свободно да превключите към сигнала на друга честотна лента. Това всъщност увеличава скоростта на връзката на мобилния телефон. В някои райони, където потребителите на мобилни телефони са сравнително концентрирани, е особено подходящо да се използват трилентови мобилни телефони, тъй като трилентовите мобилни телефони могат гъвкаво да превключват между GSM900, DCS1800 и PCS1900, така че винаги да поддържат непрекъснати разговори и качество на разговорите. Мега мрежата PCS1900 е мрежов сегмент, който обикновено се използва в областта на комуникационните мрежи в Северна Америка (САЩ, Канада) и европейските страни.

Тъй като трилентовите мобилни телефони могат да работят в три мрежови сегмента с различни честоти едновременно, трилентовите мобилни телефони несъмнено имат характеристиките на тези три мрежи. От техническа гледна точка, поради високочестотната лента, GSM1800 има силна способност за проникване на сигнала, така че може да осигури добро качество на разговора и комуникационно покритие в сложна среда с високи сгради; докато каналът PCS1900 е в Северна Америка (САЩ, Канада) и Европейският регион има добри комуникационни възможности, което несъмнено предоставя на тези, които често пътуват между континентите, услугите, от които се нуждаят.

За операторите изграждането на трилентова мрежа напълно облекчи честотната лента и проблемите с капацитета на GSM900, което допълнително оптимизира мрежата и ефективно облекчи пиковия трафик в горещите точки. Скоростта на свързване е по-висока, което значително увеличава обема на бизнеса.

1.2 Индикатори за ефективност на предавателя

Максимална мощност на предаване: GSM: 33±2dBm

DCS: 30±2dBm

PCS: 30 ±2dBm

Средна квадратична фазова грешка: <5°

Върхова фазова грешка: <20°

(3) Индекс на производителност на приемника

Еталонна чувствителност на приемане: -102dBm

Степен на побитова грешка (ClassⅡRBER): 2%

(4) Захранване

Номинално работно напрежение: 3,0 ～4,2 V

Ток на повикване: средна стойност﹤250mA

Ток на изчакване: 3～10mA

Батерия: Често използваните батерии включват никел-метал хидридни батерии, литиево-йонни батерии и литиево-полимерни батерии.

1.3 Система

GSM системата има няколко важни характеристики: добра способност за копиране против кражба, голям мрежов капацитет, изобилие от ресурси за мобилни телефонни номера, ясни повиквания, силна стабилност, устойчивост на смущения и чувствителна информация , По-малко мъртво пространство за разговори, ниска консумация на енергия на мобилни телефони. Двете основни GSM системи в света са GSM900 и GSM1800. Поради различните честоти, приложимите мобилни телефони не са едни и същи. Първият се е развил по-рано и е използвал повече държави, докато вторият се е развил по-късно и е използвал по-малко държави. По отношение на физическите характеристики първият има по-нисък честотен спектър, по-голяма дължина на вълната и слабо проникване, но има по-дълго разстояние на предаване, докато мобилните телефони имат по-силна мощност на предаване и по-висока консумация на енергия, така че времето в режим на готовност е по-кратко; докато последният има по-дълъг спектър. Висока, къса дължина на вълната, добро проникване, но разстоянието на предаване е кратко, мощността на предаване на мобилния телефон е малка и времето в режим на готовност е съответно по-дълго.

2. Основни функции

① Честотна лента: Потребителите на двулентови мобилни телефони могат автоматично да превключват между GSM900MHz и DCS1800MHz честотна лента мрежови зони, а потребителите на трилентови мобилни телефони също могат да изберат PCS1900MHz честотна лента в Северна Америка.

②Поддръжка на GPRS.

③Дисплей: единичен екран, двоен екран.

④Метод на въвеждане на китайски: T9, Zi и др.

⑤Телефонен указател и записи на разговори: телефонните номера могат да се съхраняват и могат да се преместват и копират между телефона и SIM картата; може да се търси по име и местоположение; набрани, получени и пропуснати повиквания могат да бъдат показани Номер.

⑥Напомняне за входящо повикване: Различните входящи повиквания използват различни тонове, а различните входящи повиквания използват различни цветове на мигащата подсветка.

⑦Кратко съобщение: Поддържа SMS и подобрени кратки съобщения (EMS), т.е. поддържа въвеждане, съхранение, изпращане и получаване на кратко съобщение, излъчване на кратко съобщение, настройка на функцията за услуга за кратки съобщения и гласова поща.

⑧Управление на повикване: напомняне за време на повикване, спешно повикване, таксуване на повикване, многостранно повикване, задържане на повикване, изчакване на повикване, задаване на локално ограничение на номера, повикване и факс, прехвърляне на повикване, ограничаване на повикване.

⑨Настройки на телефона: настройка на размера на звънене, SIM карта PIN1, управление на PIN2, заключване на телефона (4-8 цифри), настройка на час и дата, избор на мрежа, тон на звънене, избор на език, избор на вибрация, обръщане на капака за отговор, автоматичен отговор , всеки клавишен отговор, аларма за ниско напрежение.

⑩Аксесоари: аларма, превключвател за таймер, световно време, бележник, електронен речник, калкулатор, таймер, хронометър, игра.

Инфрачервено предаване: могат да предават визитки или данни един на друг.

Преминете онлайн.

STK: Поддържа услуги с добавена стойност за китайска SIM карта.

MP3 плейър, радио, физическа камера.

Запис, гласово набиране.

3. Стандарти за мобилни телефони

Стандартите за мобилни телефони включват основно GSM, CDMA и 3G. От появата на мобилните телефони, той е преживял първото поколение аналогови мобилни телефони (1G) и второто поколение. Цифрови мобилни телефони (2G) като GSM и TDMA, технология за мобилна комуникация от 2,5 поколение CDMA и технология за мобилна комуникация от трето поколение 3G.

Аналогова мрежа: Сигналът на аналоговата мрежа е модулиран по аналогов начин и нейните аналогови серии приемат множествен достъп с разделяне на честотите. (Честотната лента, посочена от мобилната комуникация, е 905-915MHZ, а всеки 25KHZ е канал, който поддържа разговор на двойка потребители). Аналоговата мрежа на Китай е разделена на мрежа A (оборудване на Motorola) и мрежа B (оборудване на Ericsson), като двете мрежи са оперативно съвместими.

Изкривяването на сигнала на аналоговата мрежа е малко, така че качеството на звука може да бъде сравнимо с кабелните телефони. Освен това, поради по-ранното изграждане и пълното покритие, повечето градове на окръжно ниво в цялата страна имат покритие. Недостатъкът на аналоговата мрежа е, че броят на каналите е относително малък и поверителността е лоша.

GSM цифрова мрежа: GSM: GSM (GlobalSystemForMobileCommunication) мрежата е глобалната система за мобилна комуникация, известна още като „Глобална комуникация“ и много компании са участвали във формулирането на стандарти. GSM цифровата мобилна комуникационна система е проектирана от комитет по стандартизация, съставен от големи европейски телекомуникационни оператори и производители, и е разработена на базата на клетъчна система. От края на 1994 г. моята страна се готви да изгради GSM клетъчна мобилна комуникационна мрежа в повече от десет провинции и градове. Инерцията му на развитие е въздишана от света. Цифровата GSM мрежа е покрила повече от 30 провинции (региони, градове), повече от 300 региона и повече от 2000. Окръзи и градове и може да роуминг с повече от 40 държави.

GSM използва технология за цифрова модулация. Една от ключовите технологии е множественият достъп с разделяне на времето (всеки потребител избира носеща честота в определен времеви интервал и може да получава информация само в определено време). GSM системата има няколко важни характеристики: добра способност за копиране против кражба, голям мрежов капацитет, богати ресурси за номера, ясни разговори, силна стабилност и устойчивост на смущения, чувствителна информация, по-малко мъртви точки за разговори и ниска консумация на енергия от мобилни телефони. Следователно гласът е ясен, поверителността е лесна и могат да бъдат предоставени повече услуги за предаване на данни. Броят на потребителите, поддържани от GSM мрежата, е 1,8-2 пъти по-голям от аналоговата мрежа.

Поради бързото развитие на GSM, след запълването на неговата честотна лента от 900 MHZ, честотната лента GSM1800 беше отворена и мобилният телефон работеше в няколко честотни ленти като 900 MHZ и 1,8 GHz честотна лента и GSM1900MHz.

GPRS: GPRS е английското съкращение от GeneralPacketRadioService, а китайското е General Packet Radio Service. Това е технология за безжично комутиране на пакети, базирана на GSM системата, осигуряваща безжична IP връзка от край до край в широка област. В сравнение с оригиналния GSM комутируем метод за предаване на данни с комутируема верига, GPRS е технология за пакетна комутация с предимствата на „онлайн в реално време“, „плащане в движение“, „бързо влизане“, „висока -скоростно предаване" и "свободно превключване". Казано на неспециалисти, GPRS е високоскоростна технология за обработка на данни. Методът е да се предават данни на потребителите под формата на "пакети". Въпреки че GPRS е преходна технология за преход от съществуващата GSM мрежа към трето поколение мобилни комуникации, тя има значителни предимства в много аспекти.

Поради използването на технологията за „групиране“ потребителите са относително стабилни в интернет, като избягват ненужни прекъсвания на връзката. В допълнение, методът за използване на GPRS за сърфиране в Интернет е различен от този на WAP. Използването на WAP за сърфиране в интернет е като сърфиране в интернет у дома. Първо, "комутируема връзка", а след това не можете да използвате телефонната линия едновременно. Едновременно. Технически погледнато, предаването на глас (т.е. повикване) продължава да използва GSM, докато предаването на данни може да използва GPRS. По този начин приложението на мобилните телефони ще бъде надградено на по-високо ниво. Освен това, развитието на GPRS технологията също е много "икономично", тъй като трябва да използва само съществуващата GSM мрежа за развитие. GPRS има широк спектър от приложения, включително изпращане и получаване на електронна поща през мобилни телефони и сърфиране в Интернет.

TDMA: TDMA е съкращението на TimeDivisionMultipleAccess, което е технология, която използва Time-DivisionMultiplexing за предоставяне на безжични цифрови услуги. Представлява технология за предаване на цифров сигнал за мобилни телефонни системи. TDMA разделя радиочестотата на множество времеви интервали и след това разделя тези времеви интервали на множество групи повиквания. По този начин едно радио може да поддържа множество канали за данни едновременно и тази технология се превърна в основата на днешните D-AMPS и SM системи.

4. Цялостен състав и основен принцип на работа

4.1 Състав на GSM мобилен телефон

Фигура 1 показва общата блокова диаграма на мобилния телефон. Мобилният телефон се състои от радиочестота, бейсбенд, Състои се от софтуер и интерфейс човек-машина.

4.2 Основният принцип на работа на GSM мобилен телефон

Следното е описано в пет части: радиочестота, базова лента, интерфейс човек-машина, софтуер и SIM карта.

4.2.1 Радиочестотна единица

Съставът на радиочестотния блок е показан на фигура 1.

Предавателят смесва модулирания бейсбенд сигнал, изпратен от бейсбенд модула, със сигнала на локалния осцилатор, генериран от честотния синтезатор, преобразува го в честота на радиочестотно предаване и усилва модулирания радиочестотен сигнал до необходимата мощност от усилвател на мощност , И след това се подава към антената на мобилния телефон през дуплексера за предаване.

Приемникът на мобилния телефон изпраща слабия модулиран радиочестотен сигнал, получен от антената от предавателя на базовата станция през дуплексера към нискошумния усилвател, за да го усили до необходимото ниво, а честотният синтезатор генерира Сигналът на локалния осцилатор се смесва , трансформиран в бейсбенд сигнал и изпратен до бейсбенд модула.

Честотният синтезатор е базиран на високопрецизен кристален осцилатор и може да генерира серия от високоточни честотни източници с определен честотен интервал чрез технология за синтез. Има два начина за синтез: директен синтез и синтез с фазово заключена верига.

Дуплексерът е устройство, което позволява едновременно предаване и приемане с помощта на една и съща антена. По същество това е набор от филтри, за да се избегне смущението на силния сигнал с получения слаб сигнал. Ранни дуплексери Това е керамичен дуплексен филтър с по-голям обем. За да се намали размерът на мобилния телефон, обичайният подход е да се използва електронен превключвател плюс необходимите TX нискочестотен филтър и RX-SAW филтър и да се интегрира в модул, за да се реализира функцията на дуплексен превключвател.

Радиочестотният дизайн, представен по-долу, е набор от радиочестотни схеми, подходящи за GSM900/DCS1800 двучестотни мобилни телефони. Различава се от предишните решения за мобилни телефони. Той използва zero-IF технология и вече не се нуждае от междинна честота при приемане. Филтрите са много полезни за намаляване на размера и цената на мобилните телефони. Принципът на работа на радиочестотната част е описан накратко по-долу.

а. Приемник

Принципът на приемника е показан на фигура 2.

В този приемник основната функция се допълва от трансивъра с нулева междинна честота (U4), който включва GSM усилвател с нисък шум (LNA) и два квадратурни смесителя (GSM честотна лента и DCS честотна лента), локален осцилатор сигнален генератор и два активни филтъра.

Когато приемникът работи, полученият сигнал влиза в предния модул през антената (предният модул включва превключвател на трансивъра, нискочестотен филтър и RX филтър), след което сигналът се изпраща към DCS канал или съответно GSM канал. За GSM канала само GSM_RF и GSM_RFB, изпратени от предния модул, се изпращат към U4 за обработка на низходящо преобразуване; за DCS честотната лента трябва да се свържат LNA (U2) и BALUN (U3), за да преобразуват филтрирания сигнал от предния край в DCS_RF и DCS_RFB Двустранният балансиран сигнал след това се изпраща към U4 за смесване. След като сигналът на локалния осцилатор, генериран от системния честотен синтезатор, се раздели на U4, той се смесва с получения сигнал, за да се получат директно нулевите междинни честотни I и Q сигнали. Сигналите I и Q се филтрират през нискочестотен филтър, за да се премахнат блокиращите смущения и смущенията в съседния канал. , Изпраща се към бейсбенд веригата за демодулационна обработка.

Външен LNA (U2) усилване на напрежението, U4 вътрешен LNA, миксер и усилване на вътрешен бейсбенд усилвател, всички могат да реализират програмируем контрол на усилването (AGC) чрез сериен интерфейс.

AGC на мобилния GSM телефон регулира усилването на приемника според силата на получения сигнал, открит от бейсбенда, така че амплитудата от пик до пик на изходния бейсбенд сигнал от приемника да се поддържа на необходимата стойност за да отговарят на динамичния обхват на Изисквания за приемника. Сигналът за управление на AGC се изпраща от модула за основна лента.

б. Предавател

Предавателят се състои главно от модулационна верига, усилвател на мощност (PA) и преден модул. Модулационният контур е интегриран в трансивъра U4 с нулева IF, който включва квадратурен модулатор, честотен делител, високоскоростен фазово-честотен детектор и смесител за понижаващо преобразуване, и завършва предаването заедно с външното предавателно напрежение- модулация на контролиран осцилатор (TXVCO).

Принципът на предавателя е показан на фигура 3. Работният процес на пътя на предаване: I и Q сигналите, изпратени от бейсбенд веригата, влизат в U4, U4 генерира квадратурно модулиран IF сигнал и след това използва технологията на трансферната верига за промяна на сигнала до крайната TX честота чрез TXVCO (GSM е 890 ~915MHz, DCS е 1710~1785MHz), след което изходният RF сигнал от TXVCO се изпраща към усилвателя на мощност (U7) за усилване и след това се изпраща към преден модул (U1) за филтриране и след това предаване от антената. Тъй като изходният спектър на TXVCO е добър, той трябва само да интегрира нискочестотен филтър в предния модул, за да филтрира предаваните хармоници.

Казано по-просто, технологията на трансферната верига е фазово заключена верига с понижаващ преобразувател в обратната връзка, който действа като проследяващ лентов филтър, който не само излъчва нисък шум, но също така може да елиминира паразитни модулация.

Управлението на мощността на U7 е управление в затворен контур чрез част от IC (U6). От една страна е необходимо изходната мощност да се поддържа стабилна във всеки работен времеви интервал, за да се изпълнят изискванията на GSM стандарта. От друга страна, използвайте сигнала за управление на нивото на мощност TX_RAMP от бейсбенда, за да контролирате изходната мощност на мобилния телефон, което може да се постигне без максимална мощност на предаване. В случай на по-добро качество на предаване, намалете мощността на предаване на мобилния телефон, намалете смущенията в други комуникации и удължете живота на батерията на мобилния телефон.

Процесът на контрол на мощността е: мобилният телефон отчита измерената сила на получения сигнал и качеството на сигнала през връзката нагоре, а GSM системата издава команди за контрол на мощността на мобилния телефон чрез връзката надолу, за да определи дали да увеличи или намали предаването на мобилния телефон мощност. След като софтуерът на мобилния телефон избере според системните инструкции, той изпраща сигнала TX_RAMP, за да регулира изходната мощност, изисквана от усилвателя на мощност.

Принципната блокова диаграма на автоматичното управление на мощността (APC) е показана на фигура 4.

Процесът на внедряване на APC е както следва: изходът U7 свързва част от сигнала през насочен съединител и изпраща напрежението V1 на тази част от сигнала към входа на компаратора (U6) и напрежението на управляващият сигнал TX_RAMP от основната лента За сравнение, генерираната разлика в напрежението се изпраща към щифта за управление на напрежението на U7 за автоматично управление на изходната мощност.

в. Честотен синтезатор

Програмният честотен синтезатор включва основно 13MHz референтен кристален осцилатор (VCTCXO), фазово заключена верига с частична честота (PLL) и радиочестотен осцилатор с контролирано напрежение (RFVCO). Конкретният работен процес е показан на фигура 5. .

Сигналът за автоматично управление на честотата (AFC) контролира честотата на VCTCXO и осигурява референтна честота за PLL. Честотата, генерирана от RFVCO, се изпраща към PLL и след обработка с разделяне на честотата се сравнява с честотата от 13MHz, а напрежението на грешката CP, генерирано от сравнението, се изпраща към RFVCO за по-нататъшен контрол на честотата на RFVCO, докато стойността на честотата достига изискването.

RFVCO е широколентов осцилатор с нисък фазов шум и неговите честоти в различни работни режими са показани в таблица 1.

Таблица 1 Честота на RFVCO в различни режими на работа

Радиочестотният VCO покрива GSM/DCS двойна честота Не е трудно, но тъй като мобилният телефон работи при ниско напрежение, той също изисква бързо време за заключване на PLL (за GPRS< 250μs) и нисък фазов шум. Следователно в контура се използва зарядна помпа, за да се подобри скоростта на управление на управлявания от напрежението осцилатор. U1 е PLL с частична честота и честотата на фазата на веригата може да бъде избрана по-висока, за да се ускори времето за заключване. U1 включва сигма-делта модулатор, суматор, високочестотен предразпределител, фазов детектор с нисък шум и зарядна помпа.

При нормални обстоятелства техническите показатели на VCTCXO са: номинална централна честота f₀=13MHz; честотната грешка при нормални температурни условия е ±5×f₀×10; температурната стабилност е ±2,5×f₀×10.

Може да се види от техническите параметри на референтния честотен осцилатор: Ако AFC не се използва, той очевидно не може да отговори на честотната грешка на мобилния телефон от 0,1×f ₀×10 изисквания, следователно трябва да се приеме AFC.

За да завършите AFC, първо трябва да има сигнал за коригиране на честотата въз основа на честотата на базовата станция, който се изпраща от BS по канала за управление на бавната корелация (SACCH) на връзката надолу. След като мобилният телефон получи данните за корекция на честотата, изпратени от BS, те се трансформират и филтрират от DAC, за да генерира AFC контролен сигнал, който се добавя към AFC щифта на мобилния източник на референтна честота U11, за да регулира референтната честота на мобилен телефон, за да настроите фино предаването на мобилния телефон. работна честота. След като честотата на предаване на мобилния телефон бъде получена от BS, тя се преценява от BS. Ако грешката надвишава стандарта, BS ще се настройва отново през SACCH канала, докато грешката на предавателната честота на мобилния телефон може да отговори на изискванията при нормални и екстремни условия.

г. Интерфейс

Има много интерфейси между радиочестотната верига и бейсбенд веригата, включително аналогови и цифрови. Основните интерфейси са както следва.

I, Q интерфейс: I и Q сигналите, генерирани от приемащия път, се изпращат към базовата лента за демодулация и накрая стават гласови сигнали, докато I и Q сигналите, изисквани от предавателния път, идват от основната лента и преминават през радиочестотата. Веригата се модулира и зарежда с вълни и след това се излъчва.

Интерфейси SEN, SDATA, SCLK: тези 3 интерфейса са цифрови контролни интерфейси между бейсбенд верига и радиочестотна верига, които могат да контролират много функции на радиочестотната верига, включително усилване на приемника и управление на честотен синтезатор.

AFC интерфейс: идва от бейсбенд веригата за реализиране на честотния контрол на VCTCXO.

Интерфейс RF_CLK: свързва се с бейсбенд веригата, за да осигури точен референтен часовник за бейсбенд веригата.

Интерфейс TX_RAMP: от схемата на основната лента, сравнете със сигнала от съединителя, за да реализирате контрола на мощността на усилвателя на мощността.

4.2.2 Основна лента

В безжична комуникационна система бейсбенд сигналът съставлява модулирания сигнал на предавателя. Това, което се предава в GSM системата, е двоичен цифров сигнал. При предаване има кодиране на източника, кодиране на канали, преплитане, пакетно форматиране, криптиране и модулация. Чрез тези процеси аналоговият източник на сигнал се преобразува в цифров бейсбенд сигнал; Демодулация, декриптиране, пакетно форматиране, преплитане, декодиране на канали и декодиране на източника, цифровият бейсбенд сигнал се преобразува в аналогов сигнал на източника чрез обработка на сигнала, противоположна на предаването. Тези процеси са показани на фигура 6.

Бейзбенд частта на мобилния телефон е проектирана със специален чип. Специализираният чип е мащабна интегрална схема с микропроцесор, микроконтролер и чип с бейсбенд интерфейс като ядро. Цифров сигнален процесор реализира гласов кодек за мобилен телефон, адаптивно изравняване, алгоритми за криптиране и декриптиране; микроконтролерът осъществява управление на работата на мобилния телефон и комуникационния протокол; чипът за бейсбенд интерфейс реализира модулация/демодулация на бейсбенд сигнал и A/D, D/A преобразуване. Базовата лента също така осигурява необходимите поддържащи възможности като глас, интерфейс за данни и диалог човек-машина. SIM картата, която е личен комуникационен символ, също е конфигурирана в основната лента. Целият системен софтуер и приложен софтуер се съхраняват в бейсбенд флаш паметта (FlashROM).

Следното въвежда схема за проектиране на базова лента на мобилен телефон, която може да поддържа GPRS.

Работата на базовата лента на тази схема се извършва около два основни чипа: GSM процесор U1 и бейсбенд интерфейс U2.

Фигура 7 е блокова диаграма на частта на основната лента. В блоковата схема има два кристални осцилатора. 13MHz кристален осцилатор е референтната честота на мобилния телефон, която изисква висока честотна точност. 32kHz кристален осцилатор основно осигурява референтна честота за енергоспестяващия режим на всяка част.

а. Представяне на функцията на микропроцесор U1

U1 се състои основно от три части: 16-битов цифров сигнален процесор (DSP), 32-битов микропроцесор (MCU) и периферен интерфейс. Функционалната блокова схема е показана на фигура 8.

Ⅰ. Цифров сигнален процесор (DSP)

DSP е специализиран във функции като кодиране и декодиране на глас, изравняване на канали, кодиране и декодиране на канали и измерване на силата на сигнала. Кодът за реализиране на тези функции обикновено се съхранява във външна флаш памет и се изтегля динамично в RAM на програмата и кеша на DSP, ако е необходимо.

DSP интегрира два копроцесора и система за контрол на кеша/програмата. Основната задача на изчислителния копроцесор е да извършва операции по криптиране/декриптиране. Основната задача на копроцесора Viterbi е да завърши изравняването на канала и кодирането и декодирането на канала. Контролът на кеша/програмата служи като посредник и система за контрол за комуникация между DSP и вътрешни и външни устройства за съхранение, осигурявайки достатъчно адресно пространство за завършване на контрола на времето на всяка част от функцията.

DSP има достъп до кода, съхранен във флаш памет или вътрешна RAM чрез кеш системата, а кеш системата може автоматично да изтегли необходимия код.

Ⅱ. FMCU

В системата GSM основната функция на подсистемата MCU е да изпълнява софтуер на ниво GSM протокол, софтуер за интерфейс човек-машина и друг потребителски приложен софтуер. Състои се от централен процесор ARM7, вътрешен ROM, тактов генератор и модул за контрол на достъпа. Модулът за управление на шината, свързан към ARM, контролира ARM за директен достъп до една от периферните шини, системната RAM шина или външната шина.

Ⅲ. Периферен интерфейс

Периферният интерфейс на U1 включва клавиатура, памет, драйвер за дисплей, интерфейс за данни на SIM и комуникационния интерфейс, необходим за различни обработки.

б. Въвеждане на функцията на аудио интерфейсен чип U2

Функцията на U2 е показана на Фигура 9. Тя се състои основно от три части: обработка на бейсбенд (модулация/демодулация на сигнала), допълнителна обработка и аудио обработка. Комуникацията между всяка част и микропроцесора се осъществява чрез серийната шина, сред които: обработка на бейсбенд сериен порт и RF интерфейс I и Q сигнали; спомагателният сериен порт обработва всички управляващи сигнали, ADC данни и DAC данни, свързани с кодиране и декодиране; аудио серийният порт обработва гласови сигнали.

Ⅰ. Частта за обработка на основната лента винаги е аналогов сигнал от началото до края, който директно осигурява интерфейси за задвижване за микрофони и високоговорители; осигурява интерфейси за хендсфри и външно автомобилно оборудване; и осигурява независими входни и изходни канали. Входните и изходните печалби предоставят на потребителите програмируеми функции с максимална гъвкавост.

Пътят на предаване изпраща I и Q сигналите за връзка нагоре, получени от серийния порт на бейсбенда, към GMSK модулатора, след модулацията ги изпраща към два високоскоростни DAC и след това към RF предавателя. Модулаторът/демодулаторът за бейсбенд обработка е двуканален.

Балансираните I и Q сигнали, изпратени от RF приемника, се вземат проби в приемащия път и след това се изпращат до два Σ-Δ модулатора за намаляване на шума от квантуване. Сигналите I и Q след ADC преминават през цифров филтър с висока производителност за филтриране на шума от съседния канал и шума от квантуването.

Ⅱ. Частта за допълнителна обработка включва главно контролни регистри, ADC'S, DAC'S.

Ⅲ. Частта за аудио обработка се занимава основно с трансформирането на аудио сигнали.

в. Управление на захранването и зареждане

Системата за захранване на мобилни телефони обикновено приема централизиран контрол на модула за управление на захранването. Модулът за управление на захранването на това решение осигурява 4 LDO. Тези 4 LDO са оптимизирани по отношение на производителността според характеристиките на веригата и действителните нужди. Всеки LDO има свои собствени характеристики.

Цифров LDO: Цифровият LDO винаги трябва да се включва след включване, така че LDO оптимизира тока на покой при ниско натоварване.

Аналогов LDO: Аналоговият LDO също е винаги включен, така че изискването за ток на покой също е много високо. В същото време, тъй като трябва да бъде свързан към радиочестотната част, е необходимо да се засили нискочестотното пулсационно филтриране.

Кристален осцилатор LDO: Кристалният осцилатор LDO изисква добри шумови характеристики.

Часовник в реално време LDO: Часовникът в реално време LDO зарежда резервната батерия и ще работи дори при изключване.

Зареждането на мобилен телефон може да използва линеен модул за зареждане, а PMOS тръба се използва като превключваща тръба. Период от време преди зареждането е с постоянен ток, когато напрежението на батерията достигне 4,1 V/4,2 V, става зареждане с постоянно напрежение. Веригата за зареждане на тази схема е интегрирана в модула за управление на захранването.

г. Интерфейс на дисплея

Има два режима на LCD интерфейс: паралелен и сериен. В това решение интерфейсът между LCD и MCU е сериен режим и един бит серийни данни се въвежда на нарастващия фронт на всеки часовник. След като бъдат въведени всичките 8 бита серийни данни, серийните данни се преобразуват в 8 бита паралелни данни за следващата стъпка в задвижващия модул. Задвижващият модул има вградена RAM памет за дисплея. Един RAM бит съответства на една LCD точка, така че статусът на LCD точката може да се промени чрез промяна на съдържанието на този RAM бит.

д. Радиочестота и системен интерфейс

Ⅰ. Основна лента и RF част интерфейс:

Сигнали на базовия I/Q интерфейс, като IP, IN, QP и QN;

Сигналите със серийни данни, като SYNTHDATA, SYNTHEN и SYNTHCLK, са. Частта за базовата лента осигурява сериен комуникационен интерфейс за RF контролни сигнали;

RF часовник и контролни сигнали, като RF_CLK, AFC, TX_RAMP;

Сигнали за откриване на температура, като TEMP_SENSE.

Ⅱ. Системният интерфейс на бейсбенд частта: заземяване (GND), цифрово захранване, аналогово напрежение, универсален системен интерфейс 0～6 (USC0～6), жак за слушалки, интерфейс за захранване на зарядното устройство.

4.2.3 Интерфейс човек-машина

Интерфейсът човек-машина е интерфейсът между лицето, осъществяващо мобилна комуникация, и мобилния телефон, който предоставя мобилни комуникационни услуги, както е показано на фигура 10. Той включва хардуер и софтуер: хардуерът включва клавиатура, дисплей, микрофон, високоговорител и SIM карта и др.; софтуерът има функции за меню и телефонен указател, функции за обществена мобилна мрежа, функции за потребителска SIM карта и основни функции за интерфейс човек-машина.

4.2.4 Софтуер

Вижте Фигура 11, GSM софтуерът включва работната програма на вътрешната функционална верига на базовата лента и работната програма на първия, втория и третия слой на комуникационния протокол. Лявата страна на пунктираната линия на фигурата е основният GSM софтуер, а дясната страна е частта от софтуера, която добавя GPRS функции.

4.2.5 SIM карта

SIM картата е направена от голям чип с интегрална схема. В GSM цифровата мобилна комуникационна мрежа всеки потребител има SIM карта, която трябва да бъде поставена в мобилния телефон, преди потребителят да може да осъществи повикване. Мобилен телефон без SIM карта може да извършва само спешни повиквания, а всички други функции не могат да се използват. Технологията на SIM картата се използва в GSM мобилната комуникация, която освобождава радиокомуникацията от несигурната ситуация.

Има два вида SIM карти: едната се нарича голяма карта с размер 85 mm × 54 mm; другата се нарича малка карта с размер 25mm×15mm. Независимо дали става въпрос за голяма или малка карта, инсталираните интегрални схеми са едни и същи. Някои големи карти са вградени с малки карти, които могат да бъдат премахнати и използвани. Универсалната е малката картичка. С непрекъснатата комуникация на мрежови услуги с добавена стойност, STK картите също станаха популярни. Те могат да предоставят банкови и други услуги. В същото време капацитетът на картата е по-голям от общите големи и малки карти. STK картата може да съхранява 100 телефонни номера.

SIM картата има характеристиките на разделяне на клиент и мобилен телефон (разделяне на човек и машина), безопасна и надеждна комуникация, ниска цена и издръжливост.

Съдържанието, съхранено в SIM картата, включва: a. Потребителски идентификационен номер, който представлява телефонния номер на потребителя. b. Потребителски ключ и таен алгоритъм. Те могат не само да идентифицират самоличността на потребителя, да предотвратят незаконен достъп до мрежата, но също така да предотвратят кражбата на потребителските данни, предавани по безжичния канал, като по този начин елиминират феномена "двойна машина". ° С. Персонален идентификационен код (PIN код) и персонален код за отключване на SIM картата (PUK код). PIN кодът е личната парола на SIM картата, която може да попречи на други да използват SIM картата без разрешение; когато PIN кодът е неправилно натиснат, PUK кодът може да се използва за отключване на ключалката. д. Пространство за съхранение, използвано от потребителите. Потребителите могат да съхраняват част от личната информация като фиксирани кратки съобщения и телефонен указател в SIM картата.

5. Контраст

Гласът на GSM цифров мобилен телефон се предава по безжичния канал, след като бъде цифровизиран. Не се смущава толкова лесно, колкото аналогов мобилен телефон, така че гласът е ясен по време на разговор, Малки смущения. Въпреки това, тъй като предаваният глас е цифровизиран, има и недостатъка, че гласът е донякъде изкривен. Изкривяването на гласа на аналоговите мобилни телефони е по-добро от това на цифровите GSM телефони. Съответните отдели проучват и разработват по-модерна технология за цифрово кодиране на глас, за да намалят изкривяването на гласа на GSM мобилните телефони.

CDMA цифрова мрежа: CDMA е английското съкращение на множествен достъп с кодово разделение (CodeDivision Multiple Access), което е нова и зряла безжична комуникационна технология, разработена в клона на комуникационната технология с разширен спектър на цифровите технологии. Той може да отговори на високите изисквания на пазара за капацитет и качество на мобилните комуникации. Той има характеристиките на високо използване на спектъра, добро качество на гласа, силна поверителност, нисък процент на прекъсване на повикванията, ниско електромагнитно излъчване, голям капацитет и широко покритие. Може значително да намали инвестициите и да намали оперативните разходи.

Индустриалните оператори работят усилено, за да увеличат броя на потребителите в своите системи, да намалят разходите за всеки потребител, да създадат по-големи печалби и активно да засилят навлизането на пазара. Технологията за множествен достъп с кодово разделяне е една от цифровите комуникационни технологии за решаване на този проблем.

Предимствата на GSM мобилните телефони са:

Ефективно използване на честотната лента и по-голям капацитет на мрежата

Опростете мрежовото планиране

Подобрете качеството на разговора

Подобряване на поверителността

Подобрете функциите за покритие

Удължете времето за разговор на потребителя

Мека сила на звука и "меко" превключване

Скоростта на интернет е по-висока