当前市场上存在两种制式的手机,一种是CDMA,另一种就是GSM,如加上小灵通则有三种手机了.今天我们主要来介绍一下GSM制式的手机原理.
GSM(Global System for Mobile Communication)的中文是全球移动通信系统,又称“全球通”,最早在欧洲开发出来并成功运用。为区别早期的模拟移动通信系统,把模拟移动通信系统称为第一代(1G)移动通信系统,把GSM称第二代数字蜂窝移动通信系统,简称2G。
GSM采用的是数字调制技术,其关键技术之一是时分多址(TDMA,每个用户在某一时隙上选用载频且只能在特定时间下收信息),因此其话音清晰,保密容易,能提供的数据传输服务较多。GSM网能支持的用户数量为模拟网的1.8-2倍。由于GSM发展极快,在其900MHz频段满以后,又开辟了DCSl800、PCS1900等频段,但一般的手机都工作在GSM900和DCS1800两个频段,当然也有三频段的手机。
GSM网络采用的是蜂窝式组网,因此又叫蜂窝移动通信系统,蜂窝通信系统的结构一般如下图所示。蜂房大小的上限比较明显:35公里范围。
一、GSM的技术特性。
下表为 GSM无线传输的主要特点。
频带有:900MHz、1800MHz及1900MHz
载波间隔:200KHz
调制方式:GMSK(高斯滤波最小频移键控) 270.833Kbit/s
均衡解调,以适应复杂的地形(如多山地区)
时分复用,同一载波用于不同速率的信道
跳频,是使用相同频率的蜂房间实现CDMA的一种形式
数字话音传输,从开始的13Kbit/s(每载波8个信道)发展到6Kbit/s(每载波16个信道).
旨在提高频谱效率的许多功能,如呼叫建立时用较低速率信令信道,话音安静期间减少发射,控制发射功率,慢速跳频,移动辅助切换…
1、 发射功率
GSM900
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DCS1800
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类别
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功率
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应用
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类别
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功率
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应用
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1
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20W
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车载台、便携台
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1
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1W
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手持台(典型应用)
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2
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8W
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车载台、便携台(典型应用)
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2
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0.25W
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手持台
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3
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5W
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手持台
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4
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2W
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手持台(典型应用)
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5
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0.8W
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手持台
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这里所说的功率是指峰值功率,当与非TDMA系统进行比较时应以平均发射功率为基础,对于2W的移动台,其中给全速率话音的平均功率为250mW,半速率话音的平均功率为125mW。
2.GSM的频率
EGSM900
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DCS1800
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TX
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RX
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TX
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RX
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880~915
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925~960
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1710~1785
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1805~1880
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信道带宽
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200KHz
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信道带宽
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200KHz
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3.频率误差和相位误差
GSM900:±0.1PPM(即±90Hz左右) DCS1800:±0.1PPM(即±180Hz左右)
峰值相位误差:20° 平均相位误差:5°
4.接收灵敏度
GSM900:-102dBm/BER(位差错率)<2% DCS1800:-100dBm/BER(位差错率)<2%
5、自动频率控制特性
手机的工作频率受控于网络,即由基站传送一个标准的时钟信号与手机中频率进行比较,从而使手机时钟稳定。一般手机中的时钟频率为13MHz,这个13M一方面作为逻辑部分的同步时钟,另一方面又作为压控振荡器的参考频率。
6.时分特性:GSM手机收发控制信号时序图如下图所示。
上述的时序图可以作如下理解:
1) 收发电路受脉冲信号控制,其频率为217Hz,脉冲宽度为577us.
2) 发脉冲相隔3个脉冲周期,约2ms,能满足收发转换,因此,GSM手机可以取消双工器.
3) 收发信号为断续信号,即间隙接收和间隙发射.发射是在接收的后3个BP(BURST PULSE突发脉冲周期).
4) 由于收发信号为断续信号,因此测量收
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