文档介绍：GSM手机硬件平台及与电路基础
GSM手机基础知识
主要内容
1、GSM简介;
2、目前的GSM手机设计要求和方向;
3、GSM传输方式;
4、GSM900MHz/DCS1800MHz双频网络;
5、GSM900/DCS1800双频手机技术指标;
6、GSM信号与越区交换;
GSM简介
GSM属于第二代蜂窝移动通信系统,已取代第一代模拟移动通信系统。采用FDMA/TDMA及跳频等复用方式,以提高频谱利用率和系统容量。其主要优点是保密性强,抗干扰能力及移动性能好,通信质量较高,并可承载多种数据通信业务。GSM系统主要由移动台和基站系统组成。GSM手机属于移动台。
目前的GSM手机设计要求和方向
多频段、多模式
由于人们对移动通信的需求与日俱增,单频段的手机已不能满足系统容量的要求,目前的主流是双频和多频手机。又由于数据无线通信的需求增长和技术推动,根据现有的无线通信现状,市场上开始出项越来越多的多模式手机。主要的多模式是在GSM、GPRS、CDMA、GPS、Bluetooth、、3G等通信制式中选择组合。
体积、造型、待机时间、附属功能
现阶段的无线通信市场使得手机产品日趋个性化,用户对手机的体积和造型的关注甚至超过了通信本身。待机时间则是强化通信的移动性。各种便捷的附属功能使手机的用途更加广泛。这些都让手机成为一个集实用、娱乐、时尚、高科技于一身的前卫产品。
GSM传输方式
GSM采用的是接收(RX)和发射(TX)双工分离的方式。例如900M频段:890MHz~915MHz用于手机到基站的传输(TX)、935MHz~960MHz用于基站到手机的传输(RX)。
GSM900的TX和RX频段都分别包含了124个频率载波信道。
DCS1800TX和RX频段提供374个频率载波信道,其通信信号处理和协议和GSM900一致。
GSM频带分配表
GSM900
EGSM
DCS1800
PCS1900
发射频带
890~915MHz
880~915MHz
1710~1785MHz
1850~1910MHz
接收频带
935~960MHz
925~960MHz
1805~1880MHz
1930~1990MHz
双工间隔
45MHz
45MHz
95MHz
80MHz
频率范围
70MHz
80MHz
170MHz
140MHz
通道数量
124
174
374
299
调制
GMSK
GMSK
GMSK
GMSK
单元半径
<35km
<35km
<4km
<4km
终端功率
2W
2W
1W
1W
移动性
250km/h
250km/h
125km/h
125km/h
GSM900/1800双频网络
对于4类手机,GSM900手机功率电平高至33dBm(2W)。网络蜂窝半径可达35km。DCS1800手机功率电平高至30dBm(1W),,故其网络最大蜂窝半径仅为4km,但可提供更高的通讯容量。
双频段GSM900/1800网络的优点是网络运营商可以使用双频段,用GSM900满足用户稀少的区域,节省建网成本;用DCS1800满足用户密集的区域,防止网络堵塞。
GSM900MHz技术指标
工作频率:
上行TX:880-915MHz
下行RX:925-960MHz
双工频率间隔:45MHz,载波间隔:200KHz
调制方式:IQ正交GMSK
动态范围:-47dBm-110dBm
射频功率输出:33dBm(5级)-5dBm(19级),级差2dB(15功率等级) *30dBm=1W
DCS1800MHz技术指标
工作频率:
上行TX:1710-1785MHz
下行RX:1805-1880MHz
双工频率间隔:95MHz,载波间隔:200KHz
调制方式:IQ正交GMSK
静态接收灵敏度:-100dBm
射频功率输出:30dBm(0级)-0dBm(15级),级差2dB(16功率等级) *30dBm=1W
GSM信号传输与越区切换过程
GSM使用FDMA和TDMA的组合,使用户共享无线频谱资源。,每个载波频率提供8个信道(突发或577us的时隙),一个物理信道只用一个时隙(即一个语音连接)。
在每一个帧内,移动台在一个时隙发射的同时,监视5个相邻基站及它所对应基站的空闲接收时隙,用于接收信号场强指示RSSI。此信息在每一秒钟至少传一次给BSC,与BSC切换算法一起确定呼叫转换到下一基站的时间,基站也应用RSSI确定是否和什么时候改变手机的功率电平(以2dB为间隔)。
切换允许手机从一个蜂窝小区漫游到另一个蜂窝小区,