手机工作原理介绍
Summary of Multiple Access
FDMA power
TDMA power
CDMA power
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GSM 系统信道分类
物理信道
为便于系统控制,我们将上/ 为便于系统控制,我们将上/下行频带中分割出的成对的 上/下行频带按照 数字编号,称为物理信道。相应的信道编号称为ARFCN ARFCN( 数字编号,称为物理信道。相应的信道编号称为ARFCN(Absoluteness RF C Number)——绝对射频信道号 一个ARFCN 绝对射频信道号。 ARFCN对应着一对上行和下行信 hannel Number)——绝对射频信道号。一个ARFCN对应着一对上行和下行信 这称为GSM系统中的物理信道。 GSM系统中的物理信道 道,这称为GSM系统中的物理信道。 在所有GSM系统中,信道的频率间隔均为200kHz GSM系统中 200kHz。 在所有GSM系统中,信道的频率间隔均为200kHz。 GSM850系统的ARFCN为128-251,CH128上行的中心频率为824.2MHz,ARFCN为 系统的ARFCN 上行的中心频率为824.2MHz GSM850系统的ARFCN为128-251,CH128上行的中心频率为824.2MHz,ARFCN为 fn=f1+(n-1)×200kHz。 n的上行信道的中心频率 fn=f1+(n-1)×200kHz。对应的下行信道中心频率需 要加上双工间隔频率,GSM850为45MHz。 要加上双工间隔频率,GSM850为45MHz。 GSM900系统的ARFCN为975-1023和 124,CH975上行信道的中心频率为 系统的ARFCN 上行信道的中心频率为880.2 GSM900系统的ARFCN为975-1023和0-124,CH975上行信道的中心频率为880.2 MHz,CH0的上行信道的中心频率为890MHz。 的上行信道的中心频率为890MHz MHz,CH0的上行信道的中心频率为890MHz。 DCS系统的ARFCN为512~885,CH512的上行中心频率为1710.2MHz。 系统的ARFCN 的上行中心频率为1710.2MHz DCS系统的ARFCN为512~885,CH512的上行中心频率为1710.2MHz。 PCS系统的ARFCN为512~810,CH512的上行中心频率为1850.2MHz。 系统的ARFCN 的上行中心频率为1850.2MHz PCS系统的ARFCN为512~810,CH512的上行中心频率为1850.2MHz。 需要说明的是DCS PCS的ARFCN有很多是重合的 这是因为PCS DCS和 有很多是重合的, PCS系统仅限于北 需要说明的是DCS和PCS的ARFCN有很多是重合的,这是因为PCS系统仅限于北 美使用,而北美没有DCS系统,也就是说DCS PCS系统不可能在同一地区存 DCS系统 DCS和 美使用,而北美没有DCS系统,也就是说DCS和PCS系统不可能在同一地区存 所以ARFCN也就能够重合。 ARFCN也就能够重合 在,所以ARFCN也就能够重合。
2.5G
3G
3G-多媒体数据通信(CDMA-DS/MC/TDD、TDMA) -多媒体数据通信( 、 ) 话音通信、数据通信、 话音通信、数据通信、移动多媒体 :2Mbps 主要系统:WCDMA、cdma 2000 EV、TD-SCDMA 主要系统: 、 、
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移动通信系统的组成
VLR/HLR BS BS BS
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区中的手机都可以与此基站进行通信。 区中的手机都可以与此基站进行通信。基站将对此小区 中手机的通信状态包括频率、功率、 中手机的通信状态包括频率、功率、时序等参数进行控 制和管理,当手机移动到另外一个小区时,将在基站控 制和管理,当手机移动到另外一个小区时, 制下进行越区切换。 制下进行越区切换。 PSTN负责GSM网络与市话连接。 GSM网络与市话连接 PSTN-公共交换电话网络 ,负责GSM网络与市话连接。 VLR –访问位置寄存器,VLR中存放着其控制区域内所 访问位置寄存器,VLR中存放着其控制区域内所 有拜访的移动用户信息。 有拜访的移动用户信息。 HLR-归属位置寄存器, HLR-归属位置寄存器, 是运营者用于管理移动用户的 数据库。存放着该HLR控制的所有移动用户的数据以及 数据库。存放着该HLR控制的所有移动用户的数据以及 HLR 每个移动用户的路由信息和状态信息。 每个移动用户的路由信息和状态信息。
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频带分配
GSM850系统的上行频带分配为824MHz~849MHz; GSM850系统的上行频带分配为824MHz~849MHz;下行频 系统的上行频带分配为824MHz~849MHz 带为869MHz~894MHz 对于一个通信信道, 869MHz~894MHz, 带为869MHz~894MHz,对于一个通信信道,收发双工间 隔为45MHz 45MHz。 隔为45MHz。 GSM900系统的上行频带分配为880MHz~915MHz; GSM900系统的上行频带分配为880MHz~915MHz;下行频 系统的上行频带分配为880MHz~915MHz 带为925MHz~960MHz 对于一个通信信道, 925MHz~960MHz, 带为925MHz~960MHz,对于一个通信信道,收发双工间 隔为45MHz 45MHz。 隔为45MHz。 DCS系统的上行频带分配为1710MHz~1785MHz; DCS系统的上行频带分配为1710MHz~1785MHz;下行频 系统的上行频带分配为1710MHz~1785MHz 带为1805MHz~1880MHz 收发双工间隔为95MHz 1805MHz~1880MHz, 95MHz。 带为1805MHz~1880MHz,收发双工间隔为95MHz。 PCS系统的上行频带分配为1850MHz~1910MHz; PCS系统的上行频带分配为1850MHz~1910MHz;下行频 系统的上行频带分配为1850MHz~1910MHz 带为1930MHz~1990MHz 收发双工间隔为85MHz 1930MHz~1990MHz, 85MHz。 带为1930MHz~1990MHz,收发双工间隔为85MHz。
MS2
BS
MS1
Received signal strength
Distance MS2 d2
0
Distance
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BS d1 MS1
功率控制
一个小区中的手机用户可能有很多, 一个小区中的手机用户可能有很多,当许多用户同时 与基站进行通信的时候,如果发射功率都相同,离基 与基站进行通信的时候,如果发射功率都相同, 站近的用户会对离基站远的用户造成阻塞效应; 站近的用户会对离基站远的用户造成阻塞效应;而离 基站较近的用户用大功率发射时电池消耗也比较大, 基站较近的用户用大功率发射时电池消耗也比较大, 所以基站必须能够对手机的发射功率进行调整, 所以基站必须能够对手机的发射功率进行调整,手机 也应该具备改变发射功率的能力。 也应该具备改变发射功率的能力。 GSM规范要求手机必须能够以 规范要求手机必须能够以2dB为单位调整发射功 规范要求手机必须能够以 为单位调整发射功 规定的手机发射功率分为5~19共15级,5级 率。GSM规定的手机发射功率分为 规定的手机发射功率分为 共 级 级 功率等级为33dBm,5级以下的功率每级以 级以下的功率每级以2dB的差值 功率等级为 , 级以下的功率每级以 的差值 递减。 系统均设0~15共16级功率,最大功 级功率, 递减。DCS与PCS系统均设 与 系统均设 共 级功率 级为30dBm,其它功率同样以 递减。 率0级为 级为 ,其它功率同样以2dB递减。 递减
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典型的移动通信系统
集群通信---警察、 集群通信 警察、出租车调度 警察 蜂窝移动电话---车载、 蜂窝移动电话 车载、手持机 车载 无线寻呼---数显、汉显、 无线寻呼 数显、汉显、双向 数显 无绳电话---家用、 无绳电话 家用、公共无线接入点 家用 卫星移动通信---铱 卫星移动通信 铱、全球星等 无线局域网(WLAN)---802.11、UWB 、 无线局域网 个人无线接入系统(WPAN/WVAN) 个人无线接入系统 固定无线接入系统(WMAN)---LMDS 固定无线接入系统 无线广播系统---DAB、DVB 、 无线广播系统
手机工作原理介绍
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五光十色的通信世界 五光十色的通信世界 通信
通信中心 机场 移动
W-LAN
长途台
互联网 国际站 微波 市民 大厦
ICT 大厦
住宅区
国家网
旅店 商业 微波
Enterprises
卫星 局域网 互联网 微波 网管
城域网
城域网
微波 网管 通信中心
视频会议 通信中心
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何谓移动通信
通信的双 方或一方 处于移动 中的通信 就叫做移 动通信。 动通信。 移动通信 解决了因 为人的移 动而产生 的动中通 问题。 问题。
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多址方式
多个用户同时与一个系统进行通信的方式叫多址通信。 多个用户同时与一个系统进行通信的方式叫多址通信。多址 方式可以分为FDMA TDMA和CDMA三种方式 FDMA、 三种方式。 方式可以分为FDMA、TDMA和CDMA三种方式。 FDMA( Access)——频分多址 FDMA(Frequency Division Multiple Access)——频分多址 多个用户各自在互不相同频带上同时与系统进行通信。 :多个用户各自在互不相同频带上同时与系统进行通信。此种通 信方式多用于模拟通信系统。 信方式多用于模拟通信系统。 TDMA( ——时分多址 时分多址: TDMA(Time Division Multiple Access) ——时分多址:多 个用户在同一个频带上按顺序轮流与系统进行通信, 个用户在同一个频带上按顺序轮流与系统进行通信,在某一时刻 只有一个用户与系统进行通信。 ,只有一个用户与系统进行通信。此种方式主要用于数字通信系 统。 CDMA( Access)——码分多址 码分多址: CDMA(Code Division Multiple Access)——码分多址:多 个用户在同一时间、同一频带内与系统进行通信, 个用户在同一时间、同一频带内与系统进行通信,但各自发出的 信号编码互不相同,由系统识别各用户的通信内容。 信号编码互不相同,由系统识别各用户的通信内容。此种通信方 式也用于数字系统。 式也用于数字系统。 14