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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,GSM 知识培训,培训目的：使学员了解 开展历程和通讯技术以及GSM 电路结构分析,培训方式：课程讲授,考核方式：提交培训心得，试题测试,SEC.SCORE,课程刚要,一： GSM开展历程,二： GSM通讯技术,三： GSM 组成及原理,四： V3 电路结构与分析,一： GSM开展历程,GSM,系统概述,GSM最早是由欧洲邮政部门与电信管理联合移动特别小组提出的一种通信协议.由于其技术相对成熟而被大局部国家采用。,1989年GSM被接納入ETSI組織在ETSI組織的領導下GSM系統被改名為(Global System for mobile communication).称为全球通.,GSM的系统:,使用频率: GSM900,DCS1800,PCS1900.,GSM: Group Special Mobile中国,DCS: Data Communication System中国,PCS: Personal Communication System美国,GSM,系统概述,GSM(900M),频率与信道,:,GSM,上下行频率各占,25MHz,Total124Channel,范围,1-124.Channel,间隔,200KHz,收发间隔,45MHz.,TX(,上行链路,):890.2-915.2MHz.,915.2-890.2=25M,RX(,下行链路,):935.2-960.2MHz.,935.2-860.2=25M,EGSM(900M),频率与信道,:(Extended GSM),Channel,范围,:975-1023. Total 49 Channel.,TX(,上行,):880-915MHz.,880-915=35M,RX(,下行,):925-960MHz.,925-960=35M,GSM,系统概述,DCS(1800M)频率与信道:,DCS上下行频率各占75MHz,Total374Channel 范围512-885 Channel间隔200KHz,收发间隔95MHz.,TX(上行):1710.2-1784.8MHz.,RX(下行):1805.2-1879.8MHz.,PCS(1900M):频率与信道:(局部与DCS重叠),PCS上下行频率各占60MHz,Total300Channel范,围512-810 Channel间隔200KHz,收发间隔80MHz.,TX:1850-1910MHz. RX:1930-1990MHz.,二:GSM通讯技术,1. GSM网络,2. GSM空中接口,3. GSM小区,4. GSM通讯技术,GSM,网络,NMC,OMC,EIR,AUC,HLR,VLR,VLR,OMC,MSC,MSC,BTS,BTS,BTS,BTS,BTS,BSC,BSC,BSS,BSS,其它网络接口,MS,MS,OSS,NSS,系统接口,A,接口：,MSC,与,BSC,间的接口,Abis,接口：,BSC,与,BTS,间的接口,Um,接口：,BTS,与,MS,间的接口,C,接口：,MSC,与,HLR,间的接口,D,接口：,HLR,与,VLR,间的接口,E,接口：,MSC,与,MSC,间的接口,G,接口：,VLR,与,VLR,间的接口,上行链路和下行链路使用单独的频段,TDMA 和 FDMA 复用,124 个物理信道 (ARFCN) GSM900频段,200kHz 信道带宽,按照TDMA 方式，8个 共用 RFCN,0.3 GMSK 调制,270.833 kbits/sec. 速率,发射功率和时间可变,GSM,空中接口,一个,GSM,小区,Control CHannel,Traffic CHannel,UPLINK,DOWNLINK,BTS,Abis Interface,To BSC,CCH,TCH,UPLINK,DOWNLINK,GSM,的主要通信技术,多址接入技术: (FDMA,TDMA,CDMA),频分多址:(FDMA)是將給定的頻譜資源劃分為假设干個等間隔的頻道(或稱信道)供不同的用戶使用。,F,D,M,A,CH0,CH1,CH2,Frequence (X坐标轴,Level (Y坐标轴),GSM的主要通信技术,T,D,M,A,Slot 1,Slot 2,时分多址:(TDMA)是把時間分割成周期性的幀，每一幀再分割成假设干個時隙(無論幀或時隙都時互不重疊的),在頻分雙工(FDD)方式中，上行鏈路和下行鏈路的幀分別在不同的頻率上。,在時分雙工(TDD)方式中，上行鏈路和下行鏈路的幀都在相同的頻率上。,Time (X坐标轴,Frequence (Z坐标轴),Level (Y坐标轴),Total 8 slot (slot 0 to slot 7),GSM的主要通信技术,C D M A,0101110101,0101110101,0101110101,0101110101,0101110101,码分多址,:,(,CDMA),是,以,擴頻技術為基礎，利用不同碼型實現不同用戶的信息傳輸。,擴頻技術是一種經過偽隨機序列調制的寬帶信號，其帶寬通常比原始信號帶寬高幾個量級。,GSM采用FDMA & TDMA技术.目前采用 ),Algorithms(运算法那么,GSM,关键技术：,TDMA,与,FDMA,1,2,3,4,5,6,7,3,4,5,6,7,0,1,2,Time,Frequency,Amplitude,ARFCN,Timeslot,物理信道是由,ARFCN,和,Timeslot,组成,GSM Burst脉冲,GSM TDMA Power Burst功率脉冲,+1.0,dB,-1.0,dB,+4,dB,-6,dB,-30,dB,-70,dB,-6,dB,-30,dB,-70,dB,147 ,Useful Bits,542.8,s,148 ,Active Bits, 546.42,s,3,57,1,26,1,57,3,10,s,8,s,10,s,10,s,10,s,8,s,Power,Time,一个时隙约577us，156.25个比特,TX Levels发射等级,Path Loss,Downlink SACCH,TCH,语音编码器,RPE-LTP 编码器,屏蔽局部语音以降低数据速率,将20ms 的语音转化为 260 Bits,输出 13 kbit/s,20,ms Blocks,Speech Coder,Bits Ordered,260,Bits,260,Bits,132,78,Important Bits,Other Bits,50,Very Important Bits,三： GSM 组成结构,一、 结构,二、 的性能参数,三、 工作原理,一、 结构,起初设计根本的功能是移动通话由于现代社会的信息需求， 的开展成多样话，甚至有预言 可以取代电脑，电视，摄象机等等。,我们现在最根本的 不可缺少的就是通话，能够完成其通话功能的需要最根本的有：,1、能源：电池或者稳压电源,2、沟通：按键，显示器LCD,3、传输：天线，数据传输接口，SIM卡,麦克风MIC，听筒；,4、系统控制：单板,5、 连接：外壳及相应连接器,6、 附加：马达，耳机，扬声器，多媒体设备，,蓝牙设备，红外设备等,RX,SAW,I&Q,Demo,LPF,TX,SAW,Phase,Detector,I&Q,Mod,PLL1,PLL2,/6,90 deg,Shift/2,/2,90 deg,Shift/2,Base,Band,I,Q,I,Q,Ant S/W,935-960MHZ,参考振荡,13MHZ,RF VCO,1160-1185MHZ,540MHZ,IF VCO,270MHZ,270MHZ,270MHZ,270MHZ,45MHZ,IF,225MHZ,2IF,45MHZ,TX VCO,LNA,PA,890-915MHZ,AGC,AFC,1,主板功能电路的组成：,1、射频局部,2、基带局部,3、传输连接设备,1、射频包括：,发射局部，接收局部，频率合成,2、基带包括：,逻辑电路：CPU系统中央处理单元，,FLASH存储器，学名字库,电源管理电路：电源IC，充电IC等,其他振铃电路，振子电路，键盘电路，背景灯电路，,键盘灯电路，效劳指示灯电路，显示电路，SM卡电路,和实时时钟电路等等。,3、传输连接设备包括：,数据接口，耳机接口，LCD接口等等。,2、 的性能参数,1、 的性能参数,蜂窝系统：GSM900 & DCS1800 & PCS1900,接收频带：GSM ：935-960MHz；DCS：1805-1880MHz,发射频带：GSM ：890-915MHz； DCS：1710-1785MHz,输出功率：GSM：5-33/3.2mW-2W；DCS： 0-30/1mW-1W,上、下行频率间隔宽度：GSM：45M；DCS：95M,信道数目：GSM：124(1-124)；DCS：374(512-885),信道间隔频率：200KHZ,功率等级GSM：15(5-19)；DCS ：16(0-15),灵敏度：GSM：-102dBm/BER2%；DCS： -100dBm/BER2%,频率误差：0.1ppm,RMS-均方根相位误差：5,峰值相位误差：20,二、 原理,1.,开机原理,2.,接收原理,3.,发射原理,1.,开机原理,当接上电池或电源供电时，电源管理器得到稳定的工作电压，32KHz开始振荡，只要后备电池有足够的供电电压，32KHz就会一直处于工作状态，按下开机键，电源管理器的一脚得到一个持续的高电平，内部检测到该电平做出开机动作送出各路的工作，13MHz得到这个电压开始工作输出13MHz信号，经过中频处理器整形放大后送往CPU，CPU得到13MHz后通过串行总线控制电源输出复位信号对CPU、FLASH、和弦进行复位，CPU复位以后会先访问内部ROM并根据内部ROM的程序发出一路信号至I/O连接器，检测是否有数据线连接到电脑程序，如果有，程序会自动回复信号给I/O连接器并传送给CPU，没有数据线连接和电脑程序连接的情况下CPU会发出片选信号给FLASH，FLASH开始工作并通过总线与CPU进行通信， 翻开键盘灯、LCD完成开机过程,综上所述， 正常开机必须要满足CPU、FLASH，13MHz和正常的工作这四大充分条件，复位信号现在根本上集成在CPU上，可以不做考虑,的开机方式根本上有闹铃、充电、备忘录、程序设置自动开机和按键开机五种，因开机方式的不同会进入不同的工作。除按键开机以外的几种主要是通过对程序的控制，使得CPU强行输出高电平给电源管理器来实现的，另外，在有加电池的情况下，给测试点加6V电压， 也可开机，即插入充电器的过程，这种开机形式只能启动 局部电路功能，在生产测试中， 处于测试状态，主要就是采用这种开机方式来完成开机过程的,2.,接收原理,由天线接受的高频信号经过阻抗匹配电路后送到射频接口的一端，再从另一端出来送往天线开关，天线开关具有,GSM,和,DCS,两种工作频段和,RX,、,TX,两种工作方式，天线开关的工作频段和工作方式完全取决于控制信号，控制信号,TX1800RX900,、,TX900RX1800,是由,CPU,产生的，为状态,0,时工作在,GSM-RX,，为状态,1,时工作在,DCS-RX,状态经天线开关滤波后的,900MHz RX,和,1800MHz RX,信号分别送往,900 MHz,和,1800 MHz,带通滤波器，经过不平衡变换出来两路相位相差,180,度的差分信号进入中频处理器 中频处理器对,RX,信号进行混频、解调，差分,RX,信号在内部进行低噪声放大，然后与送进来的,RF-VCO,信号进行混频，下变频到,360 MHz,后送到中频滤波器滤波，滤波后的信号再次进入中频处理器，中频处理器对其进行二次混频并解调出,67.768 KHz,的,I/Q,信号送往,CPU,进行解码、,A/D,转换、可编程增益放大后送到受话器,3.,发射原理,声音信号通过送话器进行声电变换，变换的电信号输入CPU，送话器的工作电压由CPU提供，CPU内部将送进来的信号进行A/D转换、编码，再调制成I/Q信号，送入中频处理器 由CPU送来的I/Q信号在中频处理器内进行调制上变频到到424 MHz中频，再经过外部滤波器滤波，该中频作为锁相环的基准频率再通过锁相环上变频到发射频率 锁相环是由压控振荡器和中频处理器内部电路组成的，滤波后的中频信号，在经过中频处理器的处理，生成一路信号控制外部的TX-VCO调制，直接产生相应需要发射的频率 由TX-VCO产生的GSM和DCS进入功放进行放大，放大后的两路信号送入耦合器，经过处理后的发射信号送到天线开关，再通过控制信号的变换分别发射 同时耦合器的反响信号会送到功控，当 收到基站发出的功率级别要求，在CPU的控制下，从FLASH的功率表中读出相应的功率级别值经A/D转换成控制功率电平，与功控返回的 实际发射的功率值相比较，产生控制电平去调节功放增益和突发时间，从而使 的发射功率调整到要求的功率级别和时隙内，,四： V3 电路结构与分析,1. V3 规格说明,2. V3 EMU接口,3. V3 芯片组,4. V3 模块电路图,5. V3 电路分析,1. V3 规格说明,SA Date:,Q3 2004,Form Factor:,Clamshell,Finish:,Tri-coated paint, colour TBD,Bands/Modes:,GSM : 850/900/1800/1900 GPRS Class 10,Size:,63 cc,Weight:,90g,Dimensions:,98 x 53 x 15,Display:,176 x 220 64K TFT internal,96 x 80 4K CSTN external,Antenna:,Internal,TT/SB Time:,TBD (700mAh Battery),Audio,MIDI (24Ch/22Khz),MP3 Ring tones,2. V3 EMU接口,EMU = Enhanced Mini Universal Serial Bus,Conetion = MINI USB,Support = Charging mid/full rate, Audio, Data, Factory Mode,The internal EMU circuit indicate the accessory or test modes over the USB Data lines and the ID line.,The multiplex switch the USB Data line to the internal Data or Audio lines,EMU,EMU,EMU Multiplex,0,1,3. V3 芯片组,U150 “Algae,(Frontend IC, RX/TX VCO),U50 “Eagle,(RX/TX Switch, PA + Matching, PAC IC, Switch Control),U800 “Neptune,(DSP, De/ Modulation, VCO driver),U900 “PCAP 3,(Stereo dec.,power sup., over Voltage interface),U700 “Flash,(5MB user memory),U300 “Bluetooth,Top Side,U50,Eagle,U900,PCAP3,J USB,Y900,32,768KHz,J BATT,J VIB,J SIM,Bot Side,FL100,SAW,U150,Algae,J 41,MIC,U800,Neptune,U700,Flash/EEPROM/,SRAM,J Keyboard,U300,BT,Y805,26MHz,4. V3 模块电路图,专业名词解析,FILTER:,滤波器,DIPLEX:,双工器,MIXER:,混频器,RF:,射频,PA:,功率放大,VAPC:,功放控制,PA_LEVEL:,功放等级信号,AFC:,自动频率控制,LNA:,低噪声放大,TX:,发射,RX:,接收,ANT:,天线,VCO:,压控振荡器,PLL,： 锁相环,PD:,鉴相器,BSW:,频带选择开关,LPF:,低通滤波,HPF:,高通滤波,BPF:,带通滤波,专业名词解析,V_EXT_CHARGE: 充电器输出电压,CHARGE_OK: 充电器插入检测信号,CHARGE:FLAG: 充电器类型,CHARGE_MODE: 充电模式,CHARGE_PWM: 充电脉冲控制信号,VLCD: LCD驱动电压,VH: LCD逻辑局部供电,VL: LCD模拟局部供电,RESET: LCD复位,SCL: 串行时钟线,SDA: 串行数据线,VCC_TX_BURST: 二本振工作电压,TXCPO: 二本振频段控制信号,VCC_RF_VCO: 一本振工作电压,CTRL: 一本振频率控制信号,REFIN: 13M基准频率输入,RXON: 接收通路使能信号,TXON: 发射通路使能信号,5. V3 电路分析,5.1 V3 元件图,5.2 V3 电路原理图,5.2 V3 射频方框图,5.1 V3 元件图,TOP,面,5.1 V3 元件图,BOT,面,5.2 V3 电路原理图,如附档,5.2 V3 射频方框图,如附档,THE,THANKS ALL,