GSM手机基础|硬件组成和软件
这篇关于GSM手机硬件组成的文章介绍了GSM手机的基础知识，并提到了GSM手机的硬件组成和手机软件。
让我们以GSM手机为重点来了解手机的内部模块。对于工作在GSM网络基带的手机(Layer 1)和运行在CPU上的协议栈不同，这将基于GSM标准。对于CDMA手机，相同的Layer 1和协议栈将基于CDMA标准，对于LTE, HSPA标准的手机。移动电话通过无线局域网、蓝牙和GPS与笔记本电脑/其他设备连接。所有这些功能都是基于特定的标准规范设计的。GSM移动电话早期仅用于语音应用。现在，它已经成为更受欢迎的短信/彩信和互联网应用程序，由于GPRS特性。智能手机推出后，许多应用程序，如facebook,Orkut,Twitter，各种游戏都内置在手机上。现在手机已经慢慢地取代了笔记本电脑的许多应用。
下图描述了通用移动电话中的组件，而不考虑它们需要工作的技术，例如GSM，CDMA，LTE等等。我们将在这里了解关于GSM标准的手机。
手机硬件组成
图中为gsm手机框图。典型的手机硬件组件包括显示屏(LCD，触摸屏)，键盘，麦克风，扬声器，SIM卡，电池，USB接口，天线，内存单元(RAM,ROM)，摄像头，编解码器，射频部分，DAC/ADC，运行在DSP上的基带部分(L1/Layer1/物理层)，运行在CPU上的应用/协议层，开/关开关和蓝牙/GPS功能。
手机射频收发器
如图所示，每一部手机都会有射频部分，由射频频率上变频器和射频频率下变频器组成。对于GSM系统，上变频器将调制基带信号(I和Q)在零中频(中频)或一些中频转换为射频频率(890-915 MHz)。射频下变频器将射频信号(935 ~ 960mhz)转换为基带信号(I和Q)。实现GMSK调制使用。GSM手机接收机采用外差和零差两种方式。用于变频的基本部件是射频机.欲知详情，请参阅我们的网页外差与零差．要了解更多关于射频变频器的设计，可以参考我们的页面在文章区。请参考射频与中频表提及用于不同应用的常见中频。
手机天线和Tx/Rx开关
天线是一种金属物体，它将电磁信号转换为电信号，反之亦然。手机中常用的天线类型有螺旋型、平面倒F型、鞭状或贴片型等。微带贴片型天线因其尺寸大、易于集成在PCB上和多频段操作而受到手机的欢迎。今天的移动电话支持各种GSM频段和各种技术，如CDMA、LTE、WiMAX以及WLAN、蓝牙等。在这种情况下，这种类型的贴片天线可以完成工作。要了解更多关于天线的信息，请参考天线教程．
Tx/Rx开关:由于只有一个天线在不同的时间同时用于发射和接收，Tx/Rx开关用于在不同的时间将Tx路径和Rx路径与天线连接起来。Tx/Rx开关由DSP根据GSM帧结构自动控制，在下行链路和上行链路上为特定的GSM手机分配物理插槽。对于软驱系统，用双工器代替开关，作为滤波器来分离各个频段。要了解射频开关的基本知识和制造商，请阅读下一页射频开关在术语部分。
手机基带部件
该部分主要将通过GSM空中接口传输的语音/数据转换为I/Q基带信号。这是将调制解调器转换为各种空中接口标准的调制解调器的核心部分，即cdma,Wimax, LTE,HSPA等。它通常被称为物理层或第1层或L1层。它通常被移植到DSP(数字信号处理器)上，以满足手机的延迟和功耗要求。对于语音/音频，编解码器用于压缩和解压缩信号，以使数据速率与它必须适应的帧相匹配。CODEC将8 KHz采样率的语音转换为13 kbps速率的全速率语音流量信道。为了做到这一点，使用了RELP(剩余激发线性预测编码器)语音编码器，它在20毫秒的持续时间内打包260位，以达到13 kbps的速率。基带或物理层将添加冗余位，以实现错误检测和错误纠正。使用CRC进行错误检测，使用前向纠错技术进行纠错，如卷积编码器(用于发送部分)和维特比解码器(用于接收部分)。除此之外，对一个突发的数据进行交织，这有助于在时间上传播错误，从而帮助接收器正确地解交织和解码帧(连续的数据突发)。欲了解更多，请参阅我们的网页GSM物理层．
ADC和DAC
在手机中，ADC(Analog to Digital Converter)和DAC(Digital to Analog Converter)用于将模拟语音信号转换为数字信号，反之亦然。在传输路径上，将ADC转换后的数字信号交给语音编码器。有各种各样的adc可用，其中流行的一种是sigma delta型。在接收机路径上采用AGC(自动增益控制)和AFC(自动频率控制)来控制增益和频率。AGC使信号保持在DAC的动态范围内，从而使DAC的工作得到满意的维持。AFC将频率误差控制在一定范围内，以达到更好的接收机性能。
手机软件|协议栈
除了物理层，GSM手机还涉及到其他层，以使其与GSM网络/基站一起工作。要了解更多关于移动设备中使用的协议栈的信息，请参考GSM协议栈．整个协议栈被移植到ARM或任何其他类型处理器的CPU上。
应用程序层
它也运行在CPU上。各种应用程序运行在GSM手机。它包括音频、视频和图像/图形应用程序。它支持各种音频格式，如MP3,MP4,WAV,rm。JPEG图像格式通常可用。它支持视频格式，如mpeg -1到MPEG-5。手机支持CIF、QCIF视频标准分辨率。
手机操作系统(操作系统)
手机支持各种操作系统，如Symbian,java,android,RT-Linux,Palm。它运行在不同厂商的CPU上。对于时间关键的应用程序，使用实时操作系统。
电池
它是维持手机功能的唯一主要动力来源。有各种类型的电池制成的镍镉(NiCd)，镍金属氢化物(NiMH)，基于锂，锂离子等。设计师的主要考虑因素是减小电池尺寸，延长通话时间，增加电池寿命。电池通常具有3.6或3.7电压和600mAh或960 mAh额定值。手机通常配备电池充电器，为手机电池充电。电池充电器是交直流转换器。
连接(WLAN、蓝牙、USB、GPS)
为了使移动电话与其他计算设备(笔记本电脑、台式机、平板电脑)之间或移动设备与移动设备之间的数据传输足够快，人们开发了各种技术，包括WLAN、蓝牙、USB。GPS(全球定位系统)用于定位辅助，将使谷歌地图有效工作。
麦克风和扬声器
麦克风:麦克风或麦克风将空气压力变化(我们讲话的结果)转换为电信号，并耦合在PCB上进行进一步处理。通常在手机麦克风类型的电容器，动态，碳或带状使用。
发言人:它将电信号转换为声音信号(压力振动)，供人听到。这通常与音频放大器相结合，以获得所需的音频信号放大。它还与音量控制电路绑定，以改变(增加或减少)音频信号的幅度。
相机:如今，几乎所有的手机拍照功能都可以在各种场合点击图片。这是提高手机成本的主要规格。有各种百万像素的手机摄像头，如1200万像素，1400万像素，甚至4100万像素可用于智能手机。由于传感器技术的进步，这一点变得非常明显。如果一个人想买便宜的手机，他们通常会选择无摄像头的手机。
显示器和键盘
显示:手机中使用的显示器件有LCD(液晶显示器)、TFT(薄膜晶体管)屏幕、OLED(有机发光二极管)、TFD(薄膜二极管)、电容式和电阻式触摸屏等。
键盘:早期的键盘是简单的矩阵类型键盘，其中包含数字(0到9)，字母(a到z)，特殊字符和特定的功能键。这些已经被设计为各种应用程序，如接受呼叫，拒绝呼叫，光标移动(左，右，上，下)拨号号码，输入姓名/短信/彩信等。如今，键盘已经从手机设计中移除，它已经成为手机软件的一部分。它会弹出在显示屏上，用户可以通过指尖的触摸进行操作。
手机硬件测试|手机维修
•参考文章手机检测维修>>描述移动电话的主要硬件组件。它提到手机硬件测试涵盖了主要的手机故障和可能的解决方案。
•也请参考移动应用测试>>．
GSM基础资源
本GSM教程涵盖以下子主题，以了解GSM基础知识。
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