¿Cuál es el principio de los teléfonos móviles?
Nivel: Colegiala
17 de enero de 2007 GSM es una tecnología de comunicación que combina los formatos FDMA (división de frecuencia) y TDMA (división de tiempo). Los usuarios comparten tiempo y utilizan diferentes frecuencias para. comunicar. En la banda de frecuencia GSM900, el rango de frecuencia de 25 MHZ se divide en 124 canales diferentes, cada canal tiene un ancho de banda de 200 K y cada canal contiene 8 intervalos de tiempo. Es decir, la banda de frecuencia GSM900M puede ser utilizada por casi 1000 usuarios al mismo tiempo. tiempo en la misma zona. CDMA es un sistema de comunicación que utiliza tecnología de acceso múltiple por división de código. En este sistema, todos los usuarios utilizan la misma frecuencia. La comparación de FDMA, TDMA y CDMA se muestra en la Figura 2.1.
1. Base teórica del GSM.
El sistema GSM es el sistema de comunicación móvil celular digital de segunda generación. Posteriormente, se agregaron la banda de frecuencia de 1800MHz y la banda de frecuencia de 1900MHz, que se denominaron GSM900, DCS1800 y PCS1900 respectivamente para facilitar la distinción. Los teléfonos móviles Lingrui tienen la función de cambiar automáticamente entre las bandas de frecuencia GSM900MHz y DCS1800MHz.
Trabajo GSM temprano La frecuencia es 890~915MHz (transmitida por estaciones móviles), 935~960MHz (transmitida por estaciones base) y más tarde se agregó una frecuencia dúplex de 25MHz (GSM extendido); , y su banda de frecuencia es 880~890MHz (transmitida por estaciones móviles), 925~935MHz (enviada por la estación base), para distinguirlo de EGSM, el primero se llama PGSM. El intervalo entre las bandas de frecuencia de enlace ascendente y descendente de GSM900 es de 45MHz y el intervalo de canal es de 200KHz, que se puede dividir en 124 canales (EGSM agrega 975~1023***49 canales, por lo tanto, E-GSM tiene 174 canales);
Las bandas de frecuencia del DCS1800 son 1710~1785MHz (transmitidas por estaciones móviles) y 1805~1880MHz (transmitidas por estaciones base). El intervalo entre las bandas de frecuencia de enlace ascendente y descendente es de 95MHz. 75M, que se puede dividir en 374 canales (512 a 885).
La banda de frecuencia de PCS1900 se divide en enlace ascendente: 1850 ~ 1910 MHz, enlace descendente: 1930 ~ 1990 MHz. El intervalo entre las bandas de frecuencia de enlace ascendente y descendente es de 80 MHz, el ancho de la banda de frecuencia es de 60 M y puede ser. dividido en 300 canales.
Cada canal está dividido en 8 intervalos de tiempo (16 a mitad de velocidad), la velocidad del canal de cada intervalo de tiempo es de 22,8 kb/s, la velocidad de transmisión total del canal es de 270,83 Kb/s, utilizando modulación GMSK, método de comunicación Es full-duplex, recepción de diversidad, salto de frecuencia 217 veces por segundo, codificación de canales entrelazados y ecualización adaptativa. Ahora GSM está avanzando y desarrollando servicios GPRS como método de transición de 2G a 3G.
Nota: GPRS (Servicio General de Radio por Paquetes), como tecnología de transición de la tecnología de comunicación móvil de segunda generación GSM a la comunicación móvil de tercera generación (3G), fue desarrollado por la empresa británica BT Cellnet ya en Propuesto en 1993, es uno de los contenidos implementados por la especificación GSM Phase2+ (1997). Es un servicio de datos por paquetes móviles basado en GSM que proporciona a los usuarios conexiones IP de paquetes móviles o X.25.
La codificación de voz de los teléfonos móviles GSM adopta el esquema RPE-LTP (codificación de predicción lineal de excitación de pulso regular). Produce 260 bits cada 20 ms, por lo que la velocidad es de 13 Kb/s. = 4,625 ms, cada intervalo de tiempo es de 577 us y cada ancho de bit es de 3,692 us.
La siguiente figura es un diagrama esquemático de la codificación de fuente y de canal GSM.
Figura 2-. 2-2 Codificación de fuente GSM y codificación de canal
Pero también es necesario agregar codificación de corrección de errores. Debido a que la importancia de los bits de la codificación de voz es diferente, uno es importante, llamado bits de tipo I, que debe protegerse. es decir, codificación de pulso regular y parámetros LPC El número de bits es 182, más 3 bits de paridad y 4 bits de cola, que son 189 bits. La codificación de corrección de errores utiliza un código convolucional con una tasa de código de 1/2, por lo que el máximo. La codificación es de 378 bits. Los 78 bits restantes de los 260 bits no están protegidos, la salida total por 20 ms es de 456 bits.
Para evitar errores de bits repentinos. mediante antidesvanecimiento, los bits codificados también deben entrelazarse. El principio de entrelazado se omite aquí.
2. Diagrama de bloques esquemático del teléfono móvil GSM
Figura 2 Esquema del teléfono móvil GSM. diagrama de bloques
La estructura del circuito de un teléfono móvil (en lo sucesivo, teléfono móvil) se puede dividir en cuatro partes: parte inalámbrica, parte de procesamiento de transmisión, parte de interfaz y parte de fuente de alimentación. El principio de su circuito se puede resumir en dos partes: circuito de radiofrecuencia y circuito de banda base.
1. La parte inalámbrica
Incluye sistemas de alta frecuencia como bucles de antena, transmisión, recepción, modulación y demodulación, y osciladores. La parte transmisora consta de un amplificador de potencia de radiofrecuencia y un filtro de paso de banda. La parte consta de filtrado de alta frecuencia, alta frecuencia. Se compone de amplificación de frecuencia, conversión de frecuencia y filtro de frecuencia intermedia, y el módem adopta GMSK
2. Procesamiento de transmisión
2.1 El procesamiento del canal de envío incluye codificación de voz, codificación de canal, cifrado y formación de tramas TDMA.
1) Codificación de voz: la voz del usuario se convierte en eléctrica. señal a través del MIC. Esta señal eléctrica se convierte en un flujo de información digital de 13 Kbitps que representa la voz a través del ADC.
2) Codificación de canal: Para detectar e incluso corregir errores generados durante la transmisión, se introducen códigos redundantes en el flujo de datos y se mejoran utilizando información calculada a partir de la velocidad de los datos de origen. El resultado de la codificación de canales es un flujo de palabras en clave.
3) Intercalar: Mezcla los bits de varias palabras de código para que los bits que están cerca entre sí en la señal modulada puedan extenderse a varias
palabras de código debido al flujo de modulación. La posibilidad de errores consecutivos en el código está estrechamente relacionada y dado que el rendimiento de la codificación del canal mejorará cuando los errores no estén correlacionados, el propósito del entrelazado es eliminar la correlación entre los errores y sus posiciones en la palabra clave. Después del entrelazado, el flujo de información
se convierte en una secuencia de bloques de información.
4) Formato de ráfaga: para facilitar la sincronización y ecualización de la señal recibida, el cifrado agrega información binaria al bloque de información. conviértalo en un bloque de información binaria.
5) Cifrado: Modificar el contenido de estos bloques de información mediante un método de cifrado conocido únicamente por la estación móvil y la estación transceptora base.
6) Modulación: Utiliza la tecnología de modulación GMSK para convertir la señal digital en una señal analógica de la frecuencia adecuada en el momento apropiado, luego es procesada por el circuito de radiofrecuencia y emitida en forma de ondas de radio; .
2.2 El procesamiento del canal de recepción incluye ecualización, separación de canales, descifrado, decodificación de canales y decodificación de voz.
1) Demodulación: Después de que la antena recibe la onda de radio, la. El receptor Las reglas recibirán la información correspondiente. Esta parte de la señal se demodula con la ayuda de información adicional introducida durante el formateo de ráfagas, lo que da como resultado una secuencia de bloques de información binaria.
2) Ecualización: El propósito de utilizar la demodulación de ecualización es corregir la distorsión de las señales de radio causada por un terreno complejo.
3) Descifrado: Modifica estos bits haciendo lo contrario al cifrado.
4) Desentrelazado: Para reconstruir la palabra clave, los bits de diferentes ráfagas se devuelven a sus posiciones originales.
5) Decodificación de canales: Utilice códigos redundantes adicionales para detectar o corregir posibles errores en la salida del demodulador, y recuperar información fuente de la salida del demodulador.
6) Decodificación de voz: Restaura la información de voz digital en señales de voz analógicas a través del decodificador DAC.
La parte de control controla y gestiona los teléfonos móviles. Incluye control de sincronización, control de sistema digital, control de sistema de antena, control de interfaz hombre-máquina, etc. Si se utiliza salto de frecuencia, también debe incluir control de salto de frecuencia. . Control El dispositivo utiliza un microprocesador.
3. La parte de la interfaz
incluye tres partes: interfaz de voz analógica, interfaz digital e interfaz hombre-computadora. La interfaz de voz analógica incluye conversión A/D, D/A, micrófono y altavoz. Adaptador de terminal digital. La interfaz del ordenador incluye principalmente un monitor y un teclado. Sección de fuente de alimentación
La sección de fuente de alimentación incluye circuitos que se alimentan directamente de la batería y circuitos que se alimentan de la batería y se convierten en varios voltajes de CC a través de circuitos integrados de alimentación integrados dedicados
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