手机的硬件结构和件软体系.docx

手机的硬件结构和软件体系本文首先介绍了2.5代（2.5G）GSM（GPRS）手机的硬件结构和软件体系，重点讨论了其技术总体方案和实施方案，最后对其整机系统集成、FTA型号认证、工程化和产业化的步骤与措施进行了较深入地分析，旨在与我国同行一道，对如何尽快开发出具有完全知识自主产权的国产手机做一有益探讨。GSM手机电路由无线收发信机、基带信号处理电路、基带控制电路、存储电路、键盘、显示器、外部接口等部分组成。?　（1）射频单元 射频单元的发信通路将基带单元产生的270.833kbit/s的TDMA帧数据流信号接GMSK调制方法形成I、Q信号，再调制到900MHz或1800MHz射频信号，经射频开关，由天线发射出去，收信通路将天线接收的信号经低噪声放大、解调，产生基带I、Q信号，通过解调和均衡将模拟的I、Q信号进行数字化，恢复出数字基带信号，送基带电路处理。射频单元的本振信号通常从时基电路获得基准频率，然后采用锁相环技术实现频率合成。 （2）基带芯片与基带信号处理电路 移动通信的迅猛发展，从模拟移动终端到数字GSM，再到GPRS、3G，系统越趋复杂化。同时电子系统小型化、芯片化正成为系统设计者追求的主要目标，“系统的硅片化，硅片的系统化”（Systemon chip,Silicon in system）已成为趋势，因此给设计者提出了前所未有的难题。 GSM基带芯片是通信终端产品的关键部件，现在比较流行的一般有单IC封装和双IC封装两种形式。多家公司可以大量供应成套的芯片组，如TI、ADL/TIP、Lucent、VLSI等。这为国产手机基带芯片设计提供了有益的参考。 基带电路包括信道编／译码，加密／解密、TDMA帧形成／信道分离及基准时钟电路、话音编／译码、码速适配器等。送话器的话音信号经过8kHz抽样及A／D变换，成为均匀量化的数据流，经话音编码、信道编码、交织、加密等处理，形成270.833kbit/s的TDMA帧数据流，送调制器发送。在接收通道执行与发信通道相反的过程。帧及信令控制以时钟基准部分提供统一帧号、时隙号、1／8bits时钟等基础，实现同步。 （3）控制器 控制器实现对手机系统的控制，包括协议处理、射频电路控制、基带电路控制、键盘输入、显示器输出、SIM卡接口及数据接口等功能。 3 2.5G GSM手机软件结构与功能 协议软件体系包括： ? 人机界面（MMI）软件 ? GSM第一层软件（LI层软件） ? GSM第二层软件（L2层软件） ? GSM第三层软件（L3层软件） ? 数据／传真服务软件 ? GPRS协议软件 ? WAP应用协议软件 3.1 MMI 随着社会的发展，人们对手机的要求越来越高，良好的通话质量，美观的外形，友好的人机界面，已成为人们追求的目标。因此，手机人机界面的设计和开发无论对用户还是对公司，都日益重要。其主要提供移动台（手机）的全面控制和手机与用户之间的接口，功能包括：用户键盘输入、手机状态和呼叫处理过程显示、SIM卡和电子簿的管理、PIN码的控制、缩位拨号等。 3.2 L1层软件 按照OSI参考模型的定义，L1层软件支持在物理介质上传输bit数据流所要求的所有功能，是上层协议软件和硬件之间的接口。 L1软件结合上层软件执行小区选择、帧同步、发送功率、接收功率、跳频等低层功能。 L1层与L2层的接口用以支持控制信道信息的传递；与无线资源管理（RR）的接口用以支持信道的分配以及物理层系统信息的传递；与无线链路控制／介质访问控制层（RLC／MAC）的接口用以支持分组数据业务等。另外，L1还提供对射频硬件和DSP接口的驱动，但不包含信号处理功能。通过完成对DSP的驱动控制，还可完成语音编解码、解调／均衡算法、数据交织／解交织算法、噪声抑制、信道编码等功能。 3.3 L2层软件 数据链路层是OSI参考模型的次低层，它包括各种数据传输结构，对数据传输进行控制。其主要功能包括：数据链路上的格式和操作错误的检测。流量控制、随机接入信道在有接人请求后建立数据链路时的争抢判决等。 3.4 L3层软件 第三层是GSM协议的核心，它分为无线资源管理子层（RR）、移动管理子层（MM）、连接管理子层（CM）。CM子层又有呼叫控制（CC）、补充业务（SS）和短信息管理（SMS）等实体。 RR子层负责对无线链路连接（物理的）和数据链路连接（逻辑的）的建立、保持和释放。在空闲模式下，RR子层负责协调进行小区的选择和重选。在专用模式下，RR子层负责协调从报告监测结果到信道重新配置的整个切换过程。 MM子层主要考虑移动站在空闲模式下如何向网络通报它的地理位置。一个大的PLMN服务区域被划分为许多个小的定位区域LA，MM子层的任务就是当移动站进入一个新的定位区域时通知网络，以便能