福州大学-CDMA移动通信实验指导书-6

I福州大学MBC-CDMA/GSM移动通信实验鲁昆生目录II上篇GSM/GPRS移动通信实验第1章GSM/GPRS综合实验···············1实验一GSM/GPRS模块主叫通话实验··········1实验二GPRS模块用AT指令以文本和PDU格式发送短消息16实验三GPRS模块用集成软件收/发短消息·······31实验四GPRS无线登陆INTERNET············35第2章GSM/GPRS设计实验···············48实验五GPRS模块被叫通话··············48实验六GPRS模块用AT指令以文本和PDU格式接收短消息49下篇CDMA移动通信实验第1章DS-CDMA移动通信原理··············301.1DS-CDMA移动通信基本原理············301.2正交序列····················411.2.1m序列···················411.2.2M序列···················441.2.3Gold序列··················441.2.4截短的Gold序列··············45III1.2.5Walsh序列·················451.3地址码设计···················47第2章CDMA移动通信实验系统原理···········512.1CDMA移动通信实验系统概述···········512.1.1地址码···················512.1.2用户数据及地址的设置············552.1.3工作频率及码速率··············562.2同步CDMA移动通信实验系统原理（IS95及cdma2000基本原理）·······················572.2.1基站1（BS1）················572.2.2基站2（BS2）················692.2.3移动台（MS）················712.3异步CDMA移动通信实验系统(WCDMA基本原理)···842.4CDMA实验箱模块布局、模块功能及信号测量点···852.4.1BS1模块··················852.4.2BS2模块··················642.4.3BS1及BS2共用的电路模块··········642.4.4MS模块···················652.4.5通信系统制式模块··············65IV2.4.6D1信道编码设置模块·············652.4.7D2、D3、D4数据格式模块···········662.4.8测量仪···················662.4.9BS1信号测量点···············682.4.10BS2信号测量点···············702.4.11MS信号测量点···············732.4.12测量仪信号侧量点·············75第3章CDMA移动通信综合实验·············76实验一、正交序列相关特性··············76实验二、数据成帧及帧同步提取············87实验三、信道编码··················96实验四、复合地址码扩频调制及PN码解扩·······111实验五、PSK载波调制、载波提取及载波解调·····118实验六、Walsh码相关检测·············125实验七、PN码同步·················133实验八、多基站、多信道、多用户同步CDMA移动通信系统139实验九、多基站、多信道、多用户异步CDMA移动通信系统148实验十、DS-CDMA系统抗干扰能力及扩频增益·····151实验十一、电波传播损耗及远近效应·········160V第四章CDMA移动通信设计实验············165实验十二、同步CDMA系统PN码同步·········165实验十三、异步CDMA系统PN码同步·········173参考文献······················177上篇GSM/GPRS移动通信实验1第1章GSM/GPRS综合实验实验一GSM/GPRS模块主叫通话实验一、实验目的1．了解GPRS基本原理；2．了解GPRS无线通信模块（又称为GPRSMODEM或GSM/GPRS模块）的基本知识；3．了解AT指令基本知识4．掌握GPRS无线通信模块的使用；二、实验内容通过对GPRS模块输入AT指令实现GPRS模块的主叫通话三、基本原理1．GPRS基础知识移动通信是当前发展最快、应用最广和最前沿的通信领域之一。通常把移动通信分为三代：第一代是模拟的无线网络（1G）；第二代是窄带数字通信（2G），包括GSM、CDMA（IS95）等；第三代是宽带数字通信（3G），包括WCDMA、cdma2000及TD-DCDMA等，支2持分组型的业务。GPRS是界于第二代和第三代之间的一种技术，通常称为2.5G，目前通过升级GSM网络实现。称为2.5G是比较恰当的，因为它是一个混合体，采用TDMA方式传输语音，采用分组的方式传输数据。GPRS是通用分组无线业务（GeneralPacketRadioService）的英文简称，是在现有的GSM（全球移动通信系统）上发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS是欧洲电信协会GSM系统中有关分组数据所规定的标准。它可提供高达115kbps的空中接口传输速率。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。●实时在线即客户无需为每次数据的访问建立呼叫连接。●按量计费客户可以一直在线，按照接收和发送数据包的数据来付费用；没有数据流量传递时，客户即使挂在网上，也不用付费。因而，大家称之为：发呆是免费的。●快捷登录每次使用时只需一个激活的过程，一般只需1-3秒便即刻登录至互联网，比固定拨号方式接入互联网大致要快4-5倍。3●高速传输GPRS采用分组交换技术，数据传输速率最高理论值可达171.2kbit/s,目前传送速率可达到40kbit/s。●自如切换GPRS还具有数据传输与话音传输可同时进行或切换进行的优势。GPRS无线通信模块支持GPRS方式访问互联网，以GSM方式实现语音通话、短消息和收发传真。移动技术的发展带来了网络、终端、应用类型和客户群等各方面的变化和发展。从网络的角度看，GPRS在传统的无线系统基础上引入了IP核心网络，以处理高速数据业务；从应用角度看，GPRS系统支持大量数据类业务，如移动商务、内容服务、无线游戏等；作为支持终端，则要求处理能力、用户界面相应增强，从而为商业用户或其他特定用户群的最终用户提供灵活、高速的数据业务。2.GPRS移动终端的分类为满足未来用户的需要，GPRS定义了三种不同的移动终端类别，A类(ClassA)、B类(ClassB)和C类(ClassC)。A类：A类的GPRS移动终端可同时使用GSM电路交换服务和GPRS服务。用户可在通话的同时，通过GPRS链路收发数据。A类的移动终端还允许传统GSM服务和GPRS服务的同时接入、激活和4监控。B类：B类的GPRS移动终端允许传统GSM业务和GPRS业务的同时接入、激活和监控。但不允许GSM和GPRS服务同时进行数据传输。例如，一个用户建立了GPRS数据连接，并且正在发送或接收数据包；这时，用户移动终端收到了一个来话指示，并且接听了该呼叫。当用户正在通话时，GPRS虚拟连接被“挂起”或“示忙”，不可能用于数据传输。用户通话结束后，该GPRS虚连接才可能继续传输数据。（本设备应用的GPRS终端为B类）C类：C类的GPRS移动终端是一个纯粹的GPRS终端(只能支持GPRS)或者既可支持GSM电路交换服务，也可支持GPRS，后一种情况下．该移动终端必须在GSM和GPRS两种模式之间来回切换，当切换至GPRS模式下时，用户可使用该终端发起或接收GPRS呼叫，但不能用其发起或接收GSM呼叫；同样，切换至GSM模式下时，用户可使用该终端发起或接收GSM呼叫，但不能用其发起或接收GPRS呼叫。3.GPRS的应用(1)横向应用横向应用的特点是直接面向消费者，如浏览、邮件收发及5QQ聊天等。(2)纵向应用纵向应用的特点是面向集团和企业，如信用卡确认(POS)，保安系统(电子监控)，GPS自动定位跟踪业务(运钞车定位跟踪)，电子商务，电子银行，远程商务洽谈，石油、天然气管道监测系统，气、水、电等远程读表，股票交易，仓库等要地的监控系统，调度系统，车队、船舶等的调度管理。4．GPRSMODEM调试工具V1.0使用说明GPRSMODEM调试工具V1.0是针对GPRSMODEM的调试开发的工具软件，该软件不需要安装，可以直接运行。双击GPRSMODEM调试工具V1.0运行调试工具，进入如图1-1所示的界面。6图1-1GPRSMODEM调试工具V1.0首先要在调试工具中设置PC机的串口参数，需要设置的串口参数包括：串口号、串口波特率、校验位、数据位、停止位、打开/关闭串口等。AT指令输入区用于输入AT指令，输入正确的AT指令后点击“手动发送AT指令”按钮发送AT指令，输入AT指令见图1-2串口设置区AT指令应答区AT指令输入区7图1-2AT指令输入发送AT指令应答区用于接收GPRS模块的AT指令应答。如图1-3所示。图1-3AT指令应答“Ctrl+z发送短信”按钮用于发送短信，首先通过正确的AT指令进行短信收发的设置，然后在AT指令发送区输入发送的短信内容，点击“Ctrl+z发送短信”按钮发送短信，具体的操作见实验步骤。5．GPRS无线通信模块GPRS模块又称GPRSMODEM，是一种可以进行语音、短消息、数据及传真传送功能的GSM/GPRS无线通信模块，同GSM/GPRS手机相比，它除了没有人机界面LCD显示、键盘外，其它的无线通信功8能都是一样的。它通过标准RS232串行接口与外界的微处理器、单片机、计算机等实现命令及数据的交互，利用现成的GSM/GPRS无线信道传输信息，不需要投资建设昂贵的无线传输网络，具有体积小、功耗低、温度范围宽、便于二次开发与集成等特点，广泛用于GPS-GSM卫星导航监控系统、遥控遥测系统、无线公话、无线POS信用卡确认机、无线售卖机等任何需要数据无线传输的产品中。GPRS无线通信模块提供一个RS232接口，可直接由计算机的串口发送AT指令来控制该模块，此时计算机作为DTE（数字终端设备），GPRS模块作为DCE（数字电路设备）。在DTE和DCE之间用一套AT命令实现各种功能。GPRS的各种功能都有赖于DTE向DCE发送AT指令来实现，所以AT指令可视为DTE和DCE间的软件接口。GPRSMODEM既可以方便的与PC机的串口相连接，也可以与其他自动控制设备连接进行远端控制和数据采集等，从而将GPRS的应用扩展到了新的领域。GPRSMODEM可与PC机或单片机设备通过串口进行通讯。首先把GPRSMODEM的串口线接到PC机的串口，用GPRSMODEM调试工具V1.0来调试模块。这里简单介绍几个有关模块调试的AT指令，其他的AT指令请参考附录。①修改模块波特率指令。9PC机要和模块进行通讯要使PC机串口的波特率和模块的波特率一致，在不知道模块波特率的情况下，逐次修改调试工具中的波特率来修改PC机串口波特率，在AT指令发送区输入AT直到AT指令应答区有OK应答为止，如果想修改模块的波特率，在AT指令发送区输入AT+IPR=****（此处****表示要修改成的波特率的值），点击“手动发送AT指令”按钮发送修改波特率的AT指令。返回OK应答表示模块的波特率已经修改，修改完成后要更改调试工具的波特率和模块的波特率一致才能够继续通讯。②回显设置模块有回显功能，即在AT指令应答区会显示刚才输入的AT指