手机射频工作原理与电路分析
上传时间： 2013-10-27
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关于3g无线网优的：WCDMA无线基本原理 课程目标： 掌握3G移动通信的基本概念 掌握3G的标准化过程 掌握WCDMA的基本网络结构以及各网元功能 掌握无线通信原理 掌握WCDMA的关键技术 参考资料： 《3G概述与概况》 《中兴通讯WCDMA基本原理》 《ZXWR RNC（V3.0）技术手册》 《ZXWR NB09技术手册》 第1章 概述 1 1.1 移动通信的发展历程 1 1.1.1 移动通信系统的发展 1 1.1.2 移动通信用户及业务的发展 1 1.2 3G移动通信的概念 2 1.3 为什么要发展第三代移动通信 2 1.4 3G的标准化过程 3 1.4.1 标准组织 3 1.4.2 3G技术标准化 3 1.4.3 第三代的核心网络 4 1.4.4 IMT-2000的频谱分配 6 1.4.5 2G向3G移动通信系统演进 7 1.4.6 WCDMA核心网络结构的演进 11 第2章 WCDMA系统介绍 13 2.1 系统概述 13 2.2 R99网元和接口概述 14 2.2.1 移动交换中心MSC 16 2.2.2 拜访位置寄存器VLR 16 2.2.3 网关GMSC 16 2.2.4 GPRS业务支持节点SGSN 16 2.2.5 网关GPRS支持节点GGSN 17 2.2.6 归属位置寄存器与鉴权中心HLR/AuC 17 2.2.7 移动设备识别寄存器EIR 17 2.3 R4网络结构概述 17 2.3.1 媒体网关MGW 19 2.3.2 传输信令网关T-SGW、漫游信令网关R-SGW 20 2.4 R5网络结构概述 20 2.4.1 媒体网关控制器MGCF 22 2.4.2 呼叫控制网关CSCF 22 2.4.3 会议电话桥分MRF 22 2.4.4 归属用户服务器HSS 22 2.5 UTRAN的一般结构 22 2.5.1 RNC子系统 23 2.5.2 Node B子系统 25 第3章 扩频通信原理 27 3.1 扩频通信简介 27 3.1.1 扩频技术简介 27 3.1.2 扩频技术的现状 27 3.2 扩频通信原理 28 3.2.1 扩频通信的定义 29 3.2.2 扩频通信的理论基础 29 3.2.3 扩频与解扩频过程 30 3.2.4 扩频增益和抗干扰容限 31 3.2.5 扩频通信的主要特点 32 第4章 无线通信基础 35 4.1 移动无线信道的特点 35 4.1.1 概述 35 4.1.2 电磁传播的分析 37 4.2 编码与交织 38 4.2.1 信道编码 39 4.2.2 交织技术 42 4.3 扩频码与扰码 44 4.4 调制 47 第5章 WCDMA关键技术 49 5.1 WCDMA系统的技术特点 49 5.2 功率控制 51 5.2.1 开环功率控制 51 5.2.2 闭环功率控制 52 5.2.3 HSDPA相关的功率控制 55 5.3 RAKE接收 57 5.4 多用户检测 60 5.5 智能天线 62 5.6 分集技术 64 第6章 WCDMA无线资源管理 67 6.1 切换 67 6.1.1 切换概述 67 6.1.2 切换算法 73 6.1.3 基于负荷控制原因触发的切换 73 6.1.4 基于覆盖原因触发的切换 74 6.1.5 基于负荷均衡原因触发的切换 77 6.1.6 基于移动台移动速度的切换 79 6.2 码资源管理 80 6.2.1 上行扰码 80 6.2.2 上行信道化码 83 6.2.3 下行扰码 84 6.2.4 下行信道化码 85 6.3 接纳控制 89 6.4 负荷控制 95 第7章 信道 97 7.1 UTRAN的信道 97 7.1.1 逻辑信道 98 7.1.2 传输信道 99 7.1.3 物理信道 101 7.1.4 信道映射 110 7.2 初始接入过程 111 7.2.1 小区搜索过程 111 7.2.2 初始接入过程 112
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一、传感器的定义信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的一个结构组成，其重要性变得越来越明显。最广义地来说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会(IEC:International Electrotechnical Committee)的定义为：“传感器是测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号”。按照Gopel等的说法是：“传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件”，而“传感器系统则是组合有某种信息处理(模拟或数字)能力的传感器”。传感器是传感器系统的一个组成部分，它是被测量信号输入的第一道关口。传感器系统的原则框图示于图1-1，进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。在某些情况下，这些电路的一部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。德国和俄罗斯学者认为传感器应是由二部分组成的，即直接感知被测量信号的敏感元件部分和初始处理信号的电路部分。按这种理解，传感器还包含了信号成形器的电路部分。传感器系统的性能主要取决于传感器，传感器把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。有两类传感器：有源的和无源的。有源传感器能将一种能量形式直接转变成另一种，不需要外接的能源或激励源(参阅图1-2(a))。有源(a)和无源(b)传感器的信号流程无源传感器不能直接转换能量形式，但它能控制从另一输入端输入的能量或激励能传感器承担将某个对象或过程的特定特性转换成数量的工作。其“对象”可以是固体、液体或气体，而它们的状态可以是静态的，也可以是动态(即过程)的。对象特性被转换量化后可以通过多种方式检测。对象的特性可以是物理性质的，也可以是化学性质的。按照其工作原理，传感器将对象特性或状态参数转换成可测定的电学量，然后将此电信号分离出来，送入传感器系统加以评测或标示。各种物理效应和工作机理被用于制作不同功能的传感器。传感器可以直接接触被测量对象，也可以不接触。用于传感器的工作机制和效应类型不断增加，其包含的处理过程日益完善。常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟： 光敏传感器——视觉；声敏传感器——听觉；气敏传感器——嗅觉；化学传感器——味觉；压敏、温敏、流体传感器——触觉。与当代的传感器相比，人类的感觉能力好得多，但也有一些传感器比人的感觉功能优越，例如人类没有能力感知紫外或红外线辐射，感觉不到电磁场、无色无味的气体等。对传感器设定了许多技术要求，有一些是对所有类型传感器都适用的，也有只对特定类型传感器适用的特殊要求。针对传感器的工作原理和结构在不同场合均需要的基本要求是： 高灵敏度，抗干扰的稳定性(对噪声不敏感)，线性，容易调节(校准简易)，高精度，高可靠性，无迟滞性，工作寿命长(耐用性) ，可重复性，抗老化，高响应速率，抗环境影响(热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃)的能力 ，选择性，安全性(传感器应是无污染的)，互换性 低成本 ，宽测量范围，小尺寸、重量轻和高强度，宽工作温度范围 。二、传感器的分类可以用不同的观点对传感器进行分类：它们的转换原理(传感器工作的基本物理或化学效应)；它们的用途；它们的输出信号类型以及制作它们的材料和工艺等。根据传感器工作原理，可分为物理传感器和化学传感器二大类：传感器工作原理的分类物理传感器应用的是物理效应，诸如压电效应，磁致伸缩现象，离化、极化、热电、光电、磁电等效应。被测信号量的微小变化都将转换成电信号。化学传感器包括那些以化学吸附、电化学反应等现象为因果关系的传感器，被测信号量的微小变化也将转换成电信号。有些传感器既不能划分到物理类，也不能划分为化学类。大多数传感器是以物理原理为基础运作的。化学传感器技术问题较多，例如可靠性问题，规模生产的可能性，价格问题等，解决了这类难题，化学传感器的应用将会有巨大增长。常见传感器的应用领域和工作原理列于表1.1。按照其用途，传感器可分类为： 压力敏和力敏传感器 ，位置传感器 ， 液面传感器 能耗传感器 ，速度传感器 ，热敏传感器，加速度传感器，射线辐射传感器 ，振动传感器，湿敏传感器 ，磁敏传感器，气敏传感器，真空度传感器，生物传感器等。以其输出信号为标准可将传感器分为： 模拟传感器——将被测量的非电学量转换成模拟电信号。数字传感器——将被测量的非电学量转换成数字输出信号(包括直接和间接转换)。膺数字传感器——将被测量的信号量转换成频率信号或短周期信号的输出(包括直接或间接转换)。开关传感器——当一个被测量的信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的低电平或高电平信号。
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