手機設(shè)計概述new

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1、Dept.ofElectronics&CommunicationEngineeringHarbinInstituteofTechnologyHarbin150001,P.R.ChinaE-mail:qwu@hit.edu.cnTel.+864516413502手機設(shè)計概述（一）吳群教授，工學博士微波技術(shù)課系列講座March2003目錄?數(shù)字手機原理框圖?手機供電系統(tǒng)框圖?GSM手機設(shè)計?CDMA手機設(shè)計?手機功率放大器設(shè)計微波技術(shù)課系列講座March2003手機電路組成Base-BandRFAntennaSubsyst

2、emSubsystem(Digital)(Analog)占1/3占2/3微波技術(shù)課系列講座March2003數(shù)字手機原理框圖微波技術(shù)課系列講座March2003手機供電系統(tǒng)框圖?為保證手機的EMC性能，LNA、IF、Modulator、Demodulator、PA、PLL、TX-VCO應(yīng)采用獨立電源微波技術(shù)課系列講座March2003GSM手機設(shè)計微波技術(shù)課系列講座March2003GSM手機設(shè)計內(nèi)容?隨著GSM手機用戶的不斷增大，雙頻段手機成為將來的發(fā)展趨勢，因為能從900MHz自動切換到1.8GHz，或者甚至到1.

3、9GHz的網(wǎng)絡(luò)。?作為手機的制造商，除手機外觀設(shè)計外，必須尋求實現(xiàn)雙頻段或三頻段接入的技術(shù)解決方案，同時還要進一步解決手機體積變小、提高通話和待機時間，提高產(chǎn)品競爭力。微波技術(shù)課系列講座March2003GSM傳輸方式?眾所周知，在900MHz頻段，接收(Rx)和發(fā)射(Tx)頻段之間雙工分離，890MHz至915MHz用于移動臺到基站的傳輸，935MHz至960MHz用於基站到移動臺的傳輸，?Rx和Tx頻段都包含有124個200kHz帶寬的頻率載波信道。?在GSM1.8GHz頻段，提供374個200kHz帶寬的頻率載波

4、信道，同900MHz系統(tǒng)保持相同的訊號處理和協(xié)議（見下表）。微波技術(shù)課系列講座March2003GSM頻帶分配表微波技術(shù)課系列講座March2003GSM信號的傳輸與越區(qū)切換過程?GSM使用FDMA和TDMA的組合，使用戶共享無線頻譜資源。通過TDMA4.6ms幀，每個載波頻率提供8個信道("突發(fā)"或577μs的"時隙")，一個物理信道一次只用一個時隙(即一個話音連接)。?在每一幀內(nèi)，移動臺在一個時隙發(fā)射的同時，監(jiān)視5個相鄰基站及它所對應(yīng)基站的空閑接收時隙，用于接收信號場強指示RSSI(receivesignalstr

5、engthindication)。此信息在每一秒鐘至少傳一次給BSC，與BSC切換算法一起確定呼叫轉(zhuǎn)換到下一個基站的時間，基站也應(yīng)用RSSI確定是否和什么時候改變手機的功率電平(以2dB的間隔)。?“切換”允許手機從一個單元移動到另一個單元，并以新的功率電平在新的時/頻位置注冊。手機報告6個最強的訊號場強并識別相鄰單元(通常16中選6)。移動臺和MSC都能啟動切換，它可發(fā)生在一個信道內(nèi)(時隙內(nèi))、單元內(nèi)、不同單元之間、從微單元漫游到傘形宏單元。微波技術(shù)課系列講座March2003GSM900MHz/1800雙頻網(wǎng)絡(luò)?對

6、于4類手機，GSM900MHz手機功率電平高至33dBm（或2W）。因此，蜂窩式單元的半徑可達35km。典型1.8GHzGSM手機功率電平為30dBm（或1W），而1.8GHz無線信號的衰減幾乎是900MHz的兩倍，因此GSM1800有限的工作距離僅100m至4km。但比GSM900能提供更高的通訊容量。?雙頻段900/1800網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點是網(wǎng)絡(luò)運營商可以使用雙頻段，為GSM900用戶提供更大的覆蓋范圍；同時，為GSM1800用戶提供更高的通訊容量。微波技術(shù)課系列講座March2003接收信號的動態(tài)范圍?最小接收訊號為-

7、102dBm，最大接收訊號為-33dBm。到達天線的干擾訊號可達到0dBm，接收機必須對它進行處理。?接收機前端必須具有很大的動態(tài)范圍，前端IC要求具有高的壓縮點和低的噪聲系數(shù)。微波技術(shù)課系列講座March2003RF前端和PA關(guān)系?如接收前端的信號純度高，就可以減小對PA之前濾波器的高要求，在PA之前減小相位誤差，使PA以更高的效率工作(PA進入非線性狀態(tài))，而不提高系統(tǒng)的相位誤差(小於20pprms)。?可以提供超過50dB線性范圍的準確控制。?在GSM1900頻帶使用1.8GHzPA進行接續(xù)或?qū)拵ヅ鋾r，則需要一

8、些增加外部電路。對三頻帶手機電路，濾波器、振蕩器、PA和天線的設(shè)計就更關(guān)鍵。?雙頻帶應(yīng)用，天線后面的接收通路必須分成兩個，所以可用兩個獨立的接收濾波器。如果集成鏡像消除濾波器，可把傳統(tǒng)前端、雙帶的5個SAW濾波器數(shù)量減少到3個。?對于三頻帶接收機，還需要增加一個前端濾波器，但1.8GHz和1.9GHz頻帶可以共享。微波技術(shù)課系列講