移动电话维护

第3章2G手机原理与维修本章要点GSM（GPRS）手机组成数字移动通信系统中的话音处理频率管理、越区切换与双频切换原理手机电路模块结构典型手机电路原理CDMA手机电路组成CDMA手机电路原理手机拆装技能手机维修仪器使用手机常见信号测试技能手机故障维修方法手机主要元部件识别与检测技能手机典型故障分析与维修方法手机软件故障处理技能手机典型故障维修处理技能本章内容3.1GSM（GPRS）手机组成原理3.2数字移动通信系统中的话音处理3.3频率管理、越区切换与双频切换3.4手机电路模块结构3.5典型GSM（GPRS）手机电路分析3.6CDMA手机电路组成3.7典型CDMA手机电路分析3.8手机维修仪器使用3.9手机故障维修方法3.10手机典型故障分析与维修3.1GSM(GPRS)手机组成原理虽然GSM(GPRS)手机品牌、型号众多，但无论是哪一种手机，作为移动通信的终端设备，其电路都可分为四个部分——射频电路部分、逻辑/音频电路部分、输入输出接口部分、电源部分，这四个部分是一个有机的整体。特别是逻辑/音频部分和输入输出接口部分电路紧密融合，具体分析时常把看作一个整体。3.1.1手机电路组成1．射频电路射频电路部分一般指手机中的模拟射频、中频处理部分，主要由以下电路组成：（1）射频接收电路。包括天线回路、高频放大、第一混频、第一中频滤波、第一中放、第二混频、第二中频滤波和正交解调。（2）射频发射电路。包括发射调制、功率放大、功率检测和功率控制电路。（3）频率合成器。包括接收本振锁相环和发射本振锁相环电路。频率合成电路为接收的混频电路和发射的调制电路提供本振频率和载频频率。一部手机一般需要两个振荡频率，即本振频率和载频频率。有的手机则具有4个振荡频率，分别提供给接收一、二混频电路和发射一、二调制电路。射频电路主要任务有二：一是完成接收信号的下变频，得到模拟基带信号；二是完成发射模拟基带信号的上变频，得到发射高频信号。GSM(GPRS)手机电路组成框图2．逻辑/音频电路（1）音频信号处理电路，也称基带电路。由基带信号发送、基带信号接收、CPU控制电路等组成。其中，基带信号发送包括语音编码、数据率适配、信道编码加密、TDMA帧脉冲形成、GMSK调制等电路。基带信号接收是基带信号发送的逆过程，包括自适应均衡、正交信号分离、信道解码、解密、GMSK解调、语音解码、数据率适配等电路。（2）系统逻辑控制。逻辑控制部分是由中央处理器、存储器组和总线等组成。包括时基控制、数字处理系统控制、射频部分控制、接口部分控制等。逻辑电路部分离不开软件的支持。3．电源电路电源电路包括射频部分电源和逻辑部分电源，两者各自独立，但同是手机电池原始提供。4．接口电路输入/输出（I/O）接口部分包括模拟接口、数字接口以及人机接口三部分。话音模拟接口包括A/D、D/A变换等，数字接口主要是数字终端适配器，人机接口有键盘输入、功能翻盖开关输入、话筒输入、液晶显示屏（LCD）输出、听筒输出、振铃输出、手机状态指示灯输出等。3.1.2SIM卡手机与SIM卡共同构成移动通信终端设备。GSM手机用户在“入网”时会得到一张SIM卡，SIM是“用户识别模块”的意思。只有在处理异常的紧急呼叫（如拨打112）时可以不插入卡。维修者也可以在无卡的情况下，通过拨打“112”来判断手机发射是否正常。1.手机卡的内容手机卡是一张符合通信网络规范的“智慧”卡，它内部包含了与用户有关的，被存储在用户这一方的信息。SIM内部保存的数据可以归纳为以下四种类型：（1）由SIM卡生产商存入的系统原始数据，如：生产厂商代码、生产串号、SIM卡资源配置数据等基本参数。（2）由GSM网络运营商写入的SIM卡所属网络与用户有关的、被存储在用户这一方的网络参数和用户数据等，包括：1）鉴权和加密信息Ki(Kc算法输入参数之一：密钥号)2）国际移动用户号（IMSI）；3）A3：IMSI认证算法；4）A5：加密密钥生成算法；5）A8：密钥（Kc）生成前，用户密钥（Kc）生成算法；6）手机用户号码、呼叫限制信息等；（3）由用户自己存入的数据。如缩位拨号信息、电话号码薄、手机通信状态设置等。（4）用户在使用SIM卡过程中自动存入及更新的网络接续和用户信息。如临时移动台识别码（TMSI）、区域识别码（LAI）、密钥（Kc）等。2.SIM卡的结构SIM卡是带有微处理器的芯片，包括五个模块，每个模块对应一个功能：微处理器、程序存储器、工作存储器、数据存储器和串行通信单元。一般有六个端口：（1）电源；（2）时钟；（3）数据；（4）复位；（5）接地端；（6）编程端。图3-2表示SIM卡触点端口功能。SIM卡座在手机中提供手机与SIM卡通信的接口。通过卡座上的弹簧片与SIM卡接触，所以如果弹簧片变形，会导致SIM卡故障，如显示“检查卡”、“插入卡”等。SIM卡触点功能3.SIM卡相关知识（1）个人识别码个人识别码（PIN）是SIM卡内部的一个存储单元，PIN密码锁定的是SIM卡。若将PIN密码设置开启，则该卡无论放入任何手机，每次开机均要求输入PIN密码，密码正确后，才可进入GSM网络。若错误地输入PIN码3次，将会导致“锁卡”的现象，此时只要在手机键盘上按一串阿拉伯数字（PUK码，即帕克码），就可以解锁。但是用户一般不知道PUK码。要特别注意：如果尝试输入10次仍未解锁，就会“烧卡”，就必须再去买张新卡了。设置PIN可防止SIM卡未经授权而使用。（2）国际移动设备识别码（IMEI码）在手机背面标签上有一些代码，这些代码有其特殊的含义。首先是15位数字组成的国际移动设备识别码（IMEI码），每部手机出厂时设置的该号码是全世界唯一的，作为手机本身的识别码，不仅标在机背的标签上，还以电子方式存储于手机中，具体地说是在手机电路板中的电可擦除存储器（EEPROM）中。3.1.3GSM(GPRS)手机的工作过程1．GSM(GPRS)手机开机初始工作流程开机自检检查SIM卡SEESUPPLIERPHONEFAILEDCONTACTSERVICER接收不到信息接收到信号是否成功向GSM（GPRS）网络注册注册是否成功显示网络号、场强搜索扫描专用控制信道NOCARDCHECKSIMCARD进入待机状态不正常正常正常不正常否成功否成功GSM(GPRS)手机开机初始工作流程２．通话过程当手机为主叫时，在RACH上发出寻呼请求信号，系统收到该寻呼请求信号后，通过AGCH为手机分配一个SDCCH，在SDCCH上建立手机与系统之间的交换信息，然后在SACCH上交换控制信息，最后手机在所分配的TCH(语音信道)上开始进入通话状态。当手机为被叫时，系统通过寻呼信道来呼叫手机，手机在RACH上发出寻呼响应信号，然后由系统通过AGCH为手机分配一个SDCCH。系统与手机进行必要的信息交换以后，由系统为手机分配一个TCH，手机开始进入通话状态。3.1.4双频GSM(GPRS)手机的技术指标频率GSM(GPRS）900，GSM(GPRS）l800接收频率范围GSM(GPRS）900：935—---960MHzGSM(GPRS)l800：1805----1880MHz发射频率范围GSM(GPRS）900：890-----915MHzGSM(GPRS）l800：1710----1785MHz输出功率GSM(GPRS)900：(+5—-+33dBm)3.2mW---2WGSM(GPRS)l800：(+0---+30dBm)1.0mW---1W双工间隔GSM(GPRS）900：45MHzGSM(GPRS)l800：95MHz信道数GSM(GPRS）900：124GSM(GPRS）l800：374信道间隔200k功率级别数GSM(GPRS）900:15GSM(GPRS）l800：16接收灵敏度GSM(GPRS）900：-102dBmGSM(GPRS）l800：-100dBm频率误差1×10-7平均相位误差5.0°峰值相位误差20.0°双频GSM(GPRS)手机的技术指标3.2数字移动通信系统中的话音处理数字化的语音信号在无线传输时主要面临三个问题：一是选择低速率的编码方式，以适应有限带宽的要求；二是选择有效的方法减少误码率，即信道编码问题；三是选用有效的调制方法，减小杂波辐射，降低干扰。由话筒产生的模拟语音信号经过编码才能变成数字信号，语音信号有多种编码方式，但最基本的是脉冲编码调制PCM。典型的脉冲编码调制包括取样，量化，编码三个密切相关的过程取样量化编码数字信号模拟信号脉冲编码调制电路组成3.2.1话音编码经过模／数转换后获得的信号要受到系统带宽的限制。在维持一定话音质量的前提下，压缩话音数据量，减小所需的带宽，提高信息传输的效率，这项技术称为话音编码。语音编码有3种基本方案1．波形编码2．参量编码3．混合编码3.2.2信道编码1．信道编码的基本原理信道编码的基本思想是，在传递语音的信息码元中，增加一些码元，并进行交织重组，新增加的码元称为纠错码或冗余码。在信号传输过程中，当数字信号成片丢失或产生误码时，由于纠错码元的存在、交织技术的采用，会使有用码元损失数量减少。更为重要的是，通过纠错码可以检出误码并能纠正误码。信道编码可以理解为是一种“掺杂”法，当然，掺入的杂质最后是要除去的。2.交织编码所谓“交织”技术就是发送端将信息码排列顺序打乱，重新排列组合，使不同帧的信息码相互穿插交织后再发送到信道中去。在信道中即使产生成串突发性差错，由于相邻的数码已化整为零分散在不同的信息帧中，因此只引起随机差错。在接收端只要将数据去交织，恢复原来的数据序列后，可按随机错码的方法加以解决。A0A1A2A3A4A5A6A7B0B1B2B3B4B5B6B7C0C1A块（456bit20ms语音块）B块（456bit20ms语音块）C块A5B1A4B0A6B2A7B3B4C0GSM交织重组示意图3.3频率管理、越区切换与双频切换3.3.1频率管理1．基站对移动台（下行链路）为发射频率高，接收频率低；反之移动台对基站（上行链路）为发射频率低，接收频率高。2．在我国GSM900最初使用的频段为：905～915MHz上行频率950～960MHz下行频率每频道200kHz，频道号为76～124，共10MHz带宽。中国移动公司：905～909MHz(上行)，950—954MHz(下行)，共4M带宽，20个频道，频道号为76～95。中国联通公司：909～915MHz(上行)，954～960MHz(下行)，共6M带宽，29个频道，频道号为96～124。随着中国移动TACS网的压频、停用，为GSM网留出了更大的空间，因而GSM实际可用频段为890～915MHz(上行)，935～960MHz(下行)。3．目前只有中国移动公司拥有GSMl800MHz网络，可用频段为1710～1785MHz(上行)，1805—1880MHz(下行)。目前各移动分公司大多只申请10M的带宽，频道号为512～562。4．无线寻呼系统：频段为130～300MHz，频率间隔25kHz。5．集群调度系统：380MHz、450MHz和800MHz左右。6．采用CDMA制式的数字蜂窝移动电话系统：中国联通上行频率为825～839MHz，下行频率为870～884MHz。7．第三代蜂窝移动系统（IMT-2000）：国际上使用频率在2GHz左右，即在1700～2300MHz左右。我国第三代公众移动通信系统的主要工作频段：频分双工（FDD）方式：1920～1980MHz／2110～2170MHz；时分双工（TDD）方式：1880～1920MHz/2010～2025MHz。3.3.2越区切换移动通信网络是由许多正六边形的蜂窝小区组成的，在实际通信过程中，必然会发生用户携带话机从一个小区移动到另一个小区的情形，这就是越区切换。当移动用户向离开这个小区的基站方向移动时，信号强度会