gsm系统原理1

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1、阶段一学习GSM的基本原理及手机的基本构造和工作原理GSM系统(GSM900/DCS1800)系统原理GSM900和DCS1800就是我们平常讲的双频网络，它们都是GSM标准。两个系统功能相同，主要是频率不同，GSM900工作在900MHZ，DCS1800工作在1800MHZ。GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分可分为移动台、基站子系统和网络子系统。1、基站子系统（简称基站BS）由基站收发台（BTS）和基站控制器（BSC）组成；网络子系统由移动交换中心（MSC）和操作维护中心（OMC）以及原地位置寄存器（HLR）、访问位置寄存器（VLR）、鉴权中心（AUC）

2、和设备标志寄存器（EIR）等组成。2、移动台（MS）即便携台（手机）或车载台。也可以配有终端设备（TE）或终端适配器（TA）。移动台是物理设备，它还必须包含用户识别模块（SIM），SIM卡和硬件设备一起组成移动台。没有SIM卡，MS是不能接入GSM网络的（紧急业务除外）。GSM手机的基本构造和工作原理移动台的硬件结构可分为两大部分：射频部分和基带部分(见图1)。从图1也可看出基带电路在手机中所起的作用。33图1　移动台原理框图在数字通信系统中，信息的传输都是以数字信号的形式进行的，因而在通信发送端必须将模拟信号转换为数字信号，在接收端将数字信号还原成模拟信号

3、。移动通信中处理的信息包括语音、数据和信令信息，而处理最多的信息是语音信号，因此高质量低速率的语音编码技术可以提高数字通信网的系统容量。目前已提出了多种适合于移动信道的语音编码技术，其中包括GSM系统采用的规则脉冲激励－长期预测编码(RPE－LPT)，该编码属于中速率的混合型编码，纯语音编码速率为13kbit／s。　　GSM系统采用BT=0.3、调制速率为270.833kbit／s的高斯最小移频键控调制方式。这种调制方式具有包络恒定、相对较窄的带宽、可进行相干解调且满足移动通信中对带外辐射小的要求。2　基带完成的功能33　　基带部分可分为五个子块：CPU处理

4、器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器和接口模块。　　CPU处理器对整个移动台进行控制和管理，包括定时控制、数字系统控制、射频控制、省电控制和人机接口控制等。若采用跳频，还应包括对跳频的控制。同时，CPU处理器完成GSM终端所有的软件功能，即GSM通信协议的layer1(物理层)、layer2(数据链路层)、layer3(网络层)、MMI(人－机接口)和应用层软件。　　信道编码器主要完成业务信息和控制信息的信道编码、加密等，其中信道编码包括卷积编码、FIRE码、奇偶校验码、交织、突发脉冲格式化。数字信号处理器主要完成采用Viterbi算法的信道均衡和基于

5、规则脉冲激励-长期预测技术(RPE－LPC)的语音编码／解码。　　调制／解调器主要完成GSM系统所要求的高斯最小移频键控(GMSK)调制／解调方式。　　接口部分包括模拟接口、数字接口以及人机接口三个子块。　　(1)模拟接口包括：　语音输入／输出接口：用于麦克风、扬声器、蜂鸣器、免提等。　射频控制接口：产生用于射频控制的模拟量如AGC、AFC、APC等。　　(2)辅助接口：电池电量、电池温度等模拟量的采集。　　(3)数字接口包括：　系统接口：完成数据通信(传真、图象、数据等)、数字音频测试(DAITEST)、程序的下载等功能。　33SIM卡接口：用来驱

6、动外部的SIM卡。经过特定的电平变换后，此接口可驱动3V卡、5V卡、3／5V兼容卡。　测试接口：利用芯片的边界扫描寄存器来达到测试的目的(通常用于数字信号的测试)。此测试可确定芯片是否完成所要求的功能、各个功能模块是否正常以及整机是否正常工作。　EEPROM接口：主要存储用户数据和射频参数。如手机识别码(IMEI)、语言选择、键盘锁、双音多频的开／关和射频的校准参数等。　存储器接口：ROM接口主要用来连接存储程序的存储器FLASHROM，在FLASHROM中通常存储layer1，2，3、MMI和应用层的程序。RAM接口主要用来连接存贮暂存数据的静态RA

7、M(SRAM)。　　(4)人机接口包括：　显示器接口：用来连接串口／并口液晶显示器(LCD)的驱动器。　键盘／背光接口：用来连接键盘和背光灯。3　基带语音信号传输流程　　语音信号传输流程如图2所示，分为上行链路及下行链路。图2　语音信号传输流程33　　上行链路：来自送话器的话音信号经过8kHz抽样，13bits均匀量化变为104kbit／s数据流，数据流进入话音编码器进行规则脉冲激励－长期预测(RPE－LTP)编码。PRE－LTP编码属于中速率混合型编码，为提取特征参数而作的语音分析利用了语音信号的准平稳性，即在10～20ms的短时间内可认为语音的特征参

8、数不变。因此可将实际语音信号分成短的时间段，在各个段