短距離無(wú)線通信技術(shù)課程講義(第十講)

1、東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1短距離無(wú)線通信技術(shù)短距離無(wú)線通信技術(shù) 主講教師：夏瑋瑋 郵箱： 手機(jī)束放映開(kāi)始放映東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2目 錄q 短距離無(wú)線通信技術(shù)的基本理論短距離無(wú)線通信技術(shù)的基本理論q 短距離無(wú)線通信技術(shù)的研究方向短距離無(wú)線通信技術(shù)的研究方向q 短距離無(wú)線通信技術(shù)的典型應(yīng)用短距離無(wú)線通信技術(shù)的典型應(yīng)用q 藍(lán)牙（藍(lán)牙（Bluetooth） 藍(lán)牙基本原理 與藍(lán)牙相關(guān)的九個(gè)實(shí)驗(yàn)： 數(shù)字基帶仿真、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、語(yǔ)音傳輸、數(shù)據(jù)傳輸、電話網(wǎng)接入、局域網(wǎng)接入、通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃苑治?、?shù)字圖像

2、的采集傳輸和處理 、無(wú)線多點(diǎn)組網(wǎng)q 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN） 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基本原理 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)q GSM/GPRS GSM/GPRS接入基本原理 GSM/GPRS接入實(shí)驗(yàn)q CDMA CDMA接入基本原理 CDMA接入實(shí)驗(yàn)東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室3開(kāi)始放映結(jié)束放映GSM/GPRS接入接入實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室4實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介 GSM系統(tǒng)是目前世界上應(yīng)用最廣泛的移動(dòng)通信系統(tǒng)。GPRS覆蓋在GSM的物理層和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之上，增強(qiáng)了GSM數(shù)據(jù)傳輸能力。而WAP協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)人們使用手機(jī)上網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線互聯(lián)的

3、夢(mèng)想。 本實(shí)驗(yàn)為學(xué)生提供了GSM/GPRS模塊和相應(yīng)軟件，可以使學(xué)生從中了解GSM/GPRS接入過(guò)程和話音、短消息、WAP等各類網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。 東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室5基本原理 （1）GSM系統(tǒng)系統(tǒng) （2）GPRS技術(shù)技術(shù) （3）基于基于GPRS的的WAP應(yīng)用應(yīng)用 （4） GSM AT命令集命令集（5）Cellular/WLAN融合技術(shù)融合技術(shù) 東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室6基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 全球數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication ）是歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)

4、(ETSI)為第二代移動(dòng)通信制定的可國(guó)際漫游的泛歐數(shù)字蜂窩系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。 1991年GSM系統(tǒng)正式在歐洲問(wèn)世，網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通運(yùn)行。 GSM系列主要有GSM900、DCS1800和PCS1900三種，三者之間的主要區(qū)別是工作頻段的差異。 回原理目錄下一頁(yè)東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室7基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) n GSM體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) 從結(jié)構(gòu)上來(lái)看主要包含3個(gè)主體：移動(dòng)臺(tái)（MS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、網(wǎng)絡(luò)和交換子系統(tǒng)（NSS） SIMMEBSCBTSVLRHLRMSCEIR用戶移動(dòng)臺(tái)（MS）基站子系統(tǒng)（BSS）網(wǎng)絡(luò)和交換子系統(tǒng)（NSS）PSTN其他 MSCAUCPDN

5、 上一頁(yè) 下一頁(yè)回原理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室8基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)n移動(dòng)臺(tái)（移動(dòng)臺(tái)（MS） MS包括兩部分，一部分為移動(dòng)設(shè)備（ME）。ME屬于硬件部分，硬件部分包括處理人機(jī)接口和與BSS空中接口的部件，主要有揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、鍵盤和無(wú)線調(diào)制解調(diào)器。 MS的另一部分為用戶識(shí)別模塊（SIM）。SIM為智能卡，用戶在申請(qǐng)服務(wù)時(shí)獲得，能唯一識(shí)別用戶，包括用戶地址和用戶申請(qǐng)的服務(wù)類型。GSM的呼叫是與SIM相關(guān)聯(lián)的，與終端并非有直接的聯(lián)系。由于SIM卡攜帶了用戶的私有信息，在GSM中采用了安全機(jī)制，用戶使用卡時(shí)，需輸入4位PIN碼。 上一頁(yè) 下一頁(yè)回原理目

6、錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室9基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)n 基站子系統(tǒng)（基站子系統(tǒng)（BSS） BSS通過(guò)無(wú)線空中接口與用戶進(jìn)行通信，借助于有線協(xié)議和有線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行通信。即：BSS通過(guò)空中接口和固定的有線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及協(xié)議來(lái)傳輸信息。 BSS可分為兩部分：通過(guò)無(wú)線接口與移動(dòng)臺(tái)相連的基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）和另一側(cè)與交換機(jī)相連的基站控制器（BSC）?；臼瞻l(fā)信臺(tái)（BTS）受控于基站控制器，是服務(wù)于某個(gè)小區(qū)的無(wú)線收發(fā)信設(shè)備，完成BSC與無(wú)線信道之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)BTS與MS之間通過(guò)空中接口的無(wú)線傳輸及相關(guān)的控制功能。BSC是基站子系統(tǒng)（BSS）的控制和管理部分，負(fù)責(zé)完成

7、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理、無(wú)線資源管理及無(wú)線基站的監(jiān)視管理，控制移動(dòng)臺(tái)與BTS無(wú)線連接的建立、接續(xù)和拆除等管理，控制完成移動(dòng)臺(tái)的定位、切換及尋呼。 上一頁(yè) 下一頁(yè)回原理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室10 基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)n 網(wǎng)絡(luò)和交換子系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)和交換子系統(tǒng)（NSS） 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）主要包含GSM系統(tǒng)的交換功能和用于用戶數(shù)據(jù)與移動(dòng)性管理、安全性管理所需要的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，它對(duì)GSM移動(dòng)用戶之間的通信和GSM移動(dòng)用戶與其它通信網(wǎng)用戶之間通信起著管理作用。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)分為五個(gè)功能單元： （1）移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（）移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC） 移動(dòng)交換中心（MSC）是

8、網(wǎng)絡(luò)的核心，它提供交換功能，完成移動(dòng)用戶尋呼接入、信道分配、呼叫接續(xù)、話務(wù)量控制、計(jì)費(fèi)、基站管理等功能，并提供面向系統(tǒng)其它功能實(shí)體和面向固定網(wǎng)（PSTN、ISDN等）的接口功能。 （2）歸屬位置寄存器（）歸屬位置寄存器（HLR） HLR是GSM系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)庫(kù)，存貯著該HLR控制的所有存在的移動(dòng)用戶的相關(guān)數(shù)據(jù)。東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室11 （3）拜訪位置寄存器（）拜訪位置寄存器（VLR） VLR（Visitor Location Register）存儲(chǔ)進(jìn)入其覆蓋區(qū)的移動(dòng)用戶的全部有關(guān)信息，這使得MSC能夠建立呼入/呼出呼叫。移動(dòng)用戶一旦離開(kāi)該VLR的控制區(qū)域

9、，進(jìn)入另一個(gè)VLR控制區(qū)域，移動(dòng)用戶則重新在新的VLR上登記，原VLR將取消臨時(shí)記錄的該移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)。 （4）鑒權(quán)中心（）鑒權(quán)中心（AUC） 鑒權(quán)中心屬于HLR的一個(gè)功能單元部分，是為了防止非法用戶接入GSM系統(tǒng)而設(shè)置的安全措施。 （5）移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（）移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR） EIR（Equipment Identity Register）為存儲(chǔ)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備識(shí)別碼的數(shù)據(jù)庫(kù)，功能是拒絕非法的移動(dòng)臺(tái)入網(wǎng)。基本原理-1 GSM系統(tǒng)東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室12基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)n GSM協(xié)議結(jié)構(gòu)協(xié)議結(jié)構(gòu) CMMMMMRRMLAPDmRadioRR

10、MLAPDmLAPDRADIO64 kbpsRRMSCCPLAPDMTP64 kbps64 kbpsCMMMRRMSCCPMTP64 kbpsUm空中接口A-bisAMSBTSBSCMSCCM: 連接管理MM: 移動(dòng)性管理SCCP: 信令連接控制部分RRM: 無(wú)線資源管理MTP: 信息傳輸部分LAPD: 鏈路接入?yún)f(xié)議-D MS和BTS通信的空中接口Um，是指與無(wú)線相關(guān)的接口 BTS和BSC間的接口為A-bis BSC和MSC間的接口為A東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室13基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)n GSM協(xié)議結(jié)構(gòu)協(xié)議結(jié)構(gòu) 協(xié)議棧分為三層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層（DL

11、L）、網(wǎng)絡(luò)或消息層 1. 物理層物理層 GSM標(biāo)準(zhǔn)所定義的新的物理層為Um空中接口，該層指定不同的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)消息如何格式成分組并如何通過(guò)無(wú)線信道進(jìn)行傳輸。 該層定義了建立和維護(hù)信道所需的調(diào)制方法和編碼技術(shù)、功率控制方法和時(shí)間同步方法。2. 數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層 （DLL） DLL總的功能包括校驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)層的分組流，并提供在同一物理層上的多個(gè)服務(wù)接入點(diǎn)（SAP）。 信令過(guò)程、機(jī)制或協(xié)議由系統(tǒng)硬件部分之間一系列的通信事件或消息構(gòu)成，這些事件或消息在邏輯信道中采用DLL幀封裝。 東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室14基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)n GSM協(xié)議結(jié)構(gòu)協(xié)議結(jié)構(gòu) 邏

12、輯信道邏輯信道 終端與基站間通信的信息包括業(yè)務(wù)信息、信令信息和控制信息。 邏輯信道分為基本的兩類：業(yè)務(wù)信道（TCH）和控制信道（CCH）。 業(yè)務(wù)信道分為兩類：全速率業(yè)務(wù)信道（TCH/F）以及半速率業(yè)務(wù)信道（TCH /H）。 控制信道分為三類：廣播信道（BCH）、公共控制信道（CCCH）和專用控制信道（DCCH）。3. 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層 GSM協(xié)議定義了一些機(jī)制來(lái)建立、維持和終止移動(dòng)通信會(huì)話，在網(wǎng)絡(luò)層或消息層中使用協(xié)議和消息來(lái)支持這些機(jī)制。 GSM標(biāo)準(zhǔn)將消息分為三個(gè)子類或三個(gè)子層：無(wú)線資源管理（RRM）消息、移動(dòng)管理（MM）和連接管理（CM）消息。 東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家

13、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室15基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)n GSM接續(xù)流程接續(xù)流程 移動(dòng)臺(tái)初始化移動(dòng)臺(tái)初始化 移動(dòng)臺(tái)主呼移動(dòng)臺(tái)主呼 移動(dòng)臺(tái)被呼移動(dòng)臺(tái)被呼 呼叫清除呼叫清除 上一頁(yè) 下一頁(yè)回原理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室16 上一頁(yè) 下一頁(yè)回原理目錄基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)步 驟M SB T SB S CM S C1 . 請(qǐng) 求 信 道 ( R A C H )2 . 信 道 分 配 （ A G C H ）3 . S A B M （ S D C C H ）4 . 確 認(rèn) （ S D C C H ）5 . 位 置 更 新 請(qǐng) 求 （ S D C C H ）6 . 位 置

14、更 新 證 實(shí) （ S D C C H ）7 . 更 新 確 認(rèn) （ S D C C H ）8 . 識(shí) 別 請(qǐng) 求 （ S D C C H ）9 . 識(shí) 別 響 應(yīng) （ S D C C H ）1 0 . 請(qǐng) 求 釋 放 信 道 （ S D C C H ）1 1 . 斷 連 （ S D C C H ）1 2 . 確 認(rèn) （ S D C C H ）移動(dòng)臺(tái)初始化入網(wǎng)接續(xù)流程及邏輯信道移動(dòng)臺(tái)初始化入網(wǎng)接續(xù)流程及邏輯信道 :東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室17基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 移動(dòng)臺(tái)在RACH（隨機(jī)接入信道）上發(fā)送一條“信道請(qǐng)求”消息，BTS收到此消息后通知BSC

15、，并附上BTS對(duì)該移動(dòng)臺(tái)到BTS傳輸時(shí)延的估算及本次接入原因。 BSC在AGCH（允許接入）上發(fā)送“立即分配”消息或稱為初始化分配消息，其中包含BSC分配給MS的SDCCH信道描述，初始化時(shí)間提前量、初始化最大傳輸功率以及有關(guān)參考值。 當(dāng)MS正確地收到自己的初始分配后，發(fā)送第一個(gè)專用信道上的初始消息SABM，其中含有客戶的識(shí)別碼(來(lái)自SIM卡上的信息)、本次接入的原因、登記和鑒權(quán)等內(nèi)容。 隨后移動(dòng)臺(tái)要求接入網(wǎng)絡(luò)，向MSC發(fā)送“位置更新請(qǐng)求”消息，通知GSM系統(tǒng)這是一個(gè)此位置區(qū)內(nèi)的新客戶，MSC向該客戶的歸屬位置寄存器(HLR)發(fā)送“位置更新請(qǐng)求”，在拜訪位置寄存器(VLR)中對(duì)該客戶對(duì)應(yīng)的IM

16、SI上作“附著”標(biāo)記，再向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送“位置更新證實(shí)”消息，移動(dòng)臺(tái)的SIM卡記錄此位置區(qū)識(shí)別碼。 此時(shí)移動(dòng)臺(tái)入網(wǎng)成功，返回“更新確認(rèn)”的消息， BSC接收后，向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送“識(shí)別請(qǐng)求”消息，要求獲取移動(dòng)臺(tái)的IMEI，移動(dòng)臺(tái)接收后向BSC發(fā)送本地的IMEI碼。 BSC發(fā)送“信道釋放”消息，移動(dòng)臺(tái)對(duì)此做出響應(yīng)，并回送消息“斷鏈”，BSC收到后，發(fā)送確認(rèn)信令，釋放SCCCH信道。 上一頁(yè) 下一頁(yè)回原理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室18基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)步 驟MSBTSBSCMSC 1. 請(qǐng) 求 信 道 (RACH) 2. 信 道 分 配 （ AGCH）3. S

17、ABM（ SDCCH）5. 鑒 權(quán) 請(qǐng) 求 （ SDCCH）7. 加 密 命 令 （ SDCCH）8. 加 密 準(zhǔn) 備 （ SDCCH）9. 建 立 呼 叫 （ SDCCH） 10. 呼 叫 處 理 （ SDCCH） 11.指 配 業(yè) 務(wù) 信 道 （ SDCCH）12.信 道 指 配 完 成 （ FACCH） 13. 回 鈴 （ FACCH）14. 連 接 指 令 （ FACCH）16. 交 換 信 息 （ TCH）15. 連 接 應(yīng) 答 （ FACCH）6. 鑒 權(quán) 響 應(yīng) （ SDCCH）4. UA（ SDCCH）移動(dòng)臺(tái)主呼接續(xù)流程及邏輯信道移動(dòng)臺(tái)主呼接續(xù)流程及邏輯信道 上一頁(yè) 下一頁(yè)回原

18、理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室19基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)步 驟M SB T SB S CM S C1 . 尋 呼 請(qǐng) 求 ( P C H ) 3 . 信 道 分 配 （ A G C H ） 4 . 尋 呼 響 應(yīng) （ S D C C H ）5 . 鑒 權(quán) 請(qǐng) 求 （ S D C C H ）7 . 加 密 命 令 （ S D C C H ）8 . 加 密 準(zhǔn) 備 （ S D C C H ）9 . 建 立 呼 叫 （ S D C C H ）1 0 . 呼 叫 證 實(shí) （ S D C C H ）1 1 . 指 配 業(yè) 務(wù) 信 道 （ S D C C H ）1

19、 2 . 信 道 指 配 完 成 （ F A C C H ） 1 3 . 回 鈴 （ F A C C H ）1 4 . 建 立 連 接 （ F A C C H ）1 6 . 交 換 信 息 （ T C H ）1 5 . 連 接 證 實(shí) （ F A C C H ）6 . 鑒 權(quán) 響 應(yīng) （ S D C C H ） 2 . 請(qǐng) 求 信 道 ( R A C H )移動(dòng)臺(tái)被呼接續(xù)流程及邏輯信道移動(dòng)臺(tái)被呼接續(xù)流程及邏輯信道 上一頁(yè) 下一頁(yè)回原理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室20基本原理-1 GSM系統(tǒng)系統(tǒng)步 驟MSBTSBSCMSC1. 斷開(kāi)連接(FACCH) 3. 呼

20、叫釋放完成（FACCH） 4. 信道釋放（FACCH）5. 斷開(kāi)連接（FACCH）(a) 移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫清除6. 確認(rèn)（FACCH） 2. 呼叫釋放(FACCH)步 驟MSBTSBSCMSC1. 斷開(kāi)連接(FACCH) 3. 呼叫釋放完成（FACCH） 4. 信道釋放（FACCH）5. 斷開(kāi)連接（FACCH）6. 確認(rèn)（FACCH） 2. 呼叫釋放(FACCH)(b) 基站發(fā)起呼叫清除 呼叫清除接續(xù)流程及使用的邏輯信道呼叫清除接續(xù)流程及使用的邏輯信道 東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室21基本原理-2 GPRS技術(shù)技術(shù) n GPRS覆蓋在GSM的物理層和網(wǎng)絡(luò)實(shí)體之上，

21、增強(qiáng)了GSM數(shù)據(jù)傳輸能力，對(duì)獨(dú)立短分組（5001000 byte）借助GSM的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)提供快速接入網(wǎng)絡(luò)從而與外部的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建立連接。n GPRS使用的物理無(wú)線信道與GSM完全相同，只是定義了新的邏輯GPRS無(wú)線信道。 上一頁(yè) 下一頁(yè)回原理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室22基本原理-2 GPRS技術(shù)技術(shù) n GPRS網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) GPRS網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)中增加GGSN和SGSN來(lái)實(shí)現(xiàn)的，使得用戶能夠在端到端分組方式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 GPRS蜂窩電話與GSM基站通信，但與電路交換式數(shù)據(jù)呼叫不同，GPRS分組是從基站發(fā)送到GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)

22、(SGSN)，而不是通過(guò)移動(dòng)交換中心(MSC)連接到語(yǔ)音網(wǎng)絡(luò)上。 SGSN與GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)進(jìn)行通信；GGSN對(duì)分組數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，再發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò)。來(lái)自因特網(wǎng)標(biāo)識(shí)有移動(dòng)臺(tái)地址的IP包，由GGSN接收，再轉(zhuǎn)發(fā)到SGSN，繼而傳送到移動(dòng)臺(tái)上。東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室23基本原理-2 GPRS技術(shù)技術(shù) n GPRS邏輯體系結(jié)構(gòu)邏輯體系結(jié)構(gòu) 從邏輯上來(lái)說(shuō)，GPRS通過(guò)在GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中增添SGSN和GGSN兩個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于增加了這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，從而命名了新的接口。 東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室24基本

23、原理-2 GPRS技術(shù)技術(shù) n GPRS網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)體網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)體 GPRS網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)體包括GPRS支持節(jié)點(diǎn)、GPRS骨干網(wǎng)、本地位置寄存器HLR、短消息業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心（SMS-GMSC）和短消息業(yè)務(wù)互通移動(dòng)交換中心（SMS-IWMSC）、移動(dòng)臺(tái)、移動(dòng)交換中心（MSC）/拜訪位置寄存器（VLR）、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（PDN）等。n GPRS協(xié)議結(jié)構(gòu)協(xié)議結(jié)構(gòu) GPRS協(xié)議棧定義的是傳輸平面（用戶數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)的傳輸平面?zhèn)鬏敚?。傳輸平臺(tái)由一個(gè)分層協(xié)議結(jié)構(gòu)組成，在不同的部件上有不同的分層，用于用戶信息傳輸以及與此相關(guān)的信息傳輸中的過(guò)程控制。應(yīng)用IP/X.25SNDCPLLCRLCMACG

24、SM PLLLC中繼RLCBSSGPMAC幀中繼GSM PLL1bisIP/X.25SNDCPGTPLLCTCP/IPBSSGPL2幀中繼L1bisL1GTPTCP/IPL2L1IP/X.25UmGbGnGiTIDMSBSSSGSNGGSNTLL1東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室25n GPRS信令流程信令流程 GPRS終端連接到網(wǎng)絡(luò)需要兩個(gè)階段： 連接到GPRS網(wǎng)絡(luò)（GPRS附著）：GPRS終端上電后，向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送附著消息。SGSN從HLR手機(jī)用戶數(shù)據(jù)，對(duì)用戶進(jìn)行鑒權(quán)，然后與終端附著。 連接到IP網(wǎng)絡(luò)（PDP場(chǎng)景激活）：GPRS終端附著后，向網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求IP地址。IP地

25、址用來(lái)向終端路由數(shù)據(jù)?；驹?2 GPRS技術(shù)技術(shù) MSSGSN GPRS連 接 請(qǐng) 求 請(qǐng) 求 識(shí) 別 碼 發(fā) 送 IMSI 請(qǐng) 求 鑒 權(quán) 鑒 權(quán) 結(jié) 果 請(qǐng) 求 用 戶 設(shè) 備 標(biāo) 志 發(fā) 送 IMEI P TMSI P-TMSI ACKGPRS“附著附著”過(guò)程過(guò)程 上一頁(yè) 下一頁(yè) 回原理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室26基本原理-2 GPRS技術(shù)技術(shù)n PDP上下文激活上下文激活 PDP上下文有兩種狀態(tài)ACTIVE和INACTIVE，之間的相互關(guān)系如圖所示 。 PDP上下文激活流程可分為四步。 INACTIVEACTIVEPDP上下文激活PDP上下文

26、解除移動(dòng)管理狀態(tài)轉(zhuǎn)移至IDLE 上一頁(yè) 下一頁(yè) 回原理目錄MS1.PDP上下文激活請(qǐng)求2.安全性檢查3.建立PDP上下文請(qǐng)求3. 建立PDP上下文請(qǐng)求4.PDP上下文激活完成SGSN東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室27移動(dòng)臺(tái)網(wǎng)絡(luò)側(cè)（） P R A C H 或R A C H 信道分組信道請(qǐng)求分組上行鏈路分配分組資源分配分組資源請(qǐng)求（） P A G C H 或A G C H 信道錯(cuò)誤的A C K重傳數(shù)據(jù)幀確認(rèn)G P R S 上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)幀P A C C H 信道 P A C C H 信道隨機(jī)接入傳輸 P D T C H 信道 P A C C H 信道 P D T

27、 C H 信道 P A C C H 信道移動(dòng)臺(tái)網(wǎng)絡(luò)側(cè)（） P P C H 或P C H 信道分組尋呼請(qǐng)求信道請(qǐng)求分組尋呼響應(yīng)分組下行鏈路分配（） P R A C H 或R A C H 信道錯(cuò)誤的A C K重傳數(shù)據(jù)幀確認(rèn) G P R S 下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)幀（） P A G C H 或A G C H 信道 P A C C H 信道尋呼傳輸 P D T C H 信道 P A C C H 信道 P D T C H 信道 P A C C H 信道階段I 接入階段I I 接入n 上、上、下行下行鏈路鏈路數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳輸傳輸東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室28基本原理-3 基于基

28、于GPRS的的WAP應(yīng)用應(yīng)用 n WAP是Wireless Application Protocol（無(wú)線應(yīng)用協(xié)議）的簡(jiǎn)稱，它是開(kāi)發(fā)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上類似互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一系列規(guī)范的組合。通過(guò)WAP，用戶可以通過(guò)移動(dòng)電話、尋呼機(jī)、PDA或其他無(wú)線設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)Internet信息的訪問(wèn)。 上一頁(yè) 下一頁(yè) 回原理目錄n WAP應(yīng)用模型應(yīng)用模型 內(nèi)容服務(wù)器就是我們目前常用的Web服務(wù)器。 WAP網(wǎng)關(guān)是WAP應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的核心，起著協(xié)議的“翻譯”和傳輸內(nèi)容編解碼的作用。 東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室29基本原理-4 GSM AT命令集命令集n GSM模塊與計(jì)算機(jī)之間的通信協(xié)議是一些A

29、T指令集（詳見(jiàn)GSM07.07）。每個(gè)指令以AT+開(kāi)頭，以回車結(jié)尾。每個(gè)命令執(zhí)行成功與否都有相應(yīng)的返回。其他一些非預(yù)期的信息（如有人撥號(hào)進(jìn)來(lái)、線路無(wú)信號(hào)等），模塊將有對(duì)應(yīng)的一些信息提示，接收端可做相應(yīng)的處理。 n 控制符控制符結(jié)束符（） 十六進(jìn)制的0 x0D發(fā)送符（） 十六進(jìn)制的0 x1A 上一頁(yè) 下一頁(yè) 回原理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室30基本原理-4 GSM AT命令集命令集n 一般常用一般常用AT命令命令 上一頁(yè) 下一頁(yè) 回原理目錄命令格式命令格式功能功能ATCSQ 該命令返回接收信號(hào)強(qiáng)度以及誤碼率ATD;撥號(hào)命令A(yù)TCPIN“nnnn”輸入SIM卡

30、的PIN碼ATH掛斷電話ATA摘機(jī)AT+CLCC顯示最近來(lái)電ATCGMI查詢手機(jī)廠家東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室31基本原理-5 Cellular/WLAN融合技術(shù)融合技術(shù) n 蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍廣，可以保證移動(dòng)用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的不間斷連接，且在高速移動(dòng)的情況下，也能保證穩(wěn)定的QoS。但是，數(shù)據(jù)傳輸速率相對(duì)比較低，在某些服務(wù)量比較大的熱點(diǎn)區(qū)域（Hot Spot），可能由于蜂窩網(wǎng)絡(luò)容量有限，無(wú)法為移動(dòng)用戶提供較好的QoS。n WLAN覆蓋范圍小，但是數(shù)據(jù)傳輸速率高，可以實(shí)現(xiàn)寬帶上網(wǎng)。同時(shí)，WLAN還具有組網(wǎng)方式靈活、使用開(kāi)放頻段以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，WLAN網(wǎng)絡(luò)

31、的服務(wù)費(fèi)用相對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)比較便宜。n 將Cellular和WLAN兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)融合，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)互相依賴的程度，融合可分緊耦合(Tightly Coupling) 和松耦合(Loosely Coupling)兩種方式。 東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室32n 以以UMTS/WLAN融合為例：融合為例： 在緊耦合體系中，WLAN網(wǎng)絡(luò)以類似于UMTS的RAN的方式接入到UMTS核心網(wǎng)中，其中WLAN網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了所有UMTS無(wú)線接入網(wǎng)的協(xié)議，如認(rèn)證、移動(dòng)性管理、計(jì)費(fèi)等。其優(yōu)點(diǎn)是UMTS核心網(wǎng)中的移動(dòng)性管理、服務(wù)質(zhì)量QoS、安全性的機(jī)制可以直接被WLAN

32、利用。缺點(diǎn)是要擴(kuò)展WLAN協(xié)議，此外，必須修改UMTS核心網(wǎng)中SGSN節(jié)點(diǎn)的配置來(lái)支持WLAN的高傳輸帶寬?；驹?5 Cellular/WLAN融合技術(shù)融合技術(shù) 松耦合是指WLAN網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立于UMTS網(wǎng)絡(luò)，直接連接到因特網(wǎng)中。在這種方式中，UMTS網(wǎng)絡(luò)與WLAN網(wǎng)絡(luò)采用不同的機(jī)制和協(xié)議來(lái)處理認(rèn)證、移動(dòng)性管理及計(jì)費(fèi)等。因?yàn)閃LAN網(wǎng)關(guān)是直接連接到因特網(wǎng)中的，所以無(wú)需修改任何協(xié)議，可以獨(dú)立地部署兩種網(wǎng)絡(luò)。但是此方案的不足在于：它是基于移動(dòng)IP，需要進(jìn)行代理發(fā)現(xiàn)、位置登記等過(guò)程，切換時(shí)延大，丟包率高，不利于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的切換等。 東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室33nCel

33、lular/WLAN融合網(wǎng)融合網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線資源管理絡(luò)的無(wú)線資源管理 傳統(tǒng)無(wú)線資源管理（RRM，Radio Resource Management）的目標(biāo)是在有限帶寬的條件下，為網(wǎng)絡(luò)內(nèi)無(wú)線用戶終端提供高質(zhì)量業(yè)務(wù)保障，它包括接入控制、切換控制、負(fù)載均衡、分組調(diào)度、功率控制、擁塞控制等。 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的資源管理需要綜合考慮不同的接入網(wǎng)絡(luò)、終端、服務(wù)以及用戶等信息，進(jìn)行集中控制和統(tǒng)一管理，從而實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)合無(wú)線資源管理。 基本原理-5 Cellular/WLAN融合技術(shù)融合技術(shù) UMTS/WLAN切換場(chǎng)景東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室34實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)環(huán)境 上一頁(yè) 下一頁(yè) 回內(nèi)容

34、目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室35實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 硬件連接硬件連接 配置無(wú)線模塊配置無(wú)線模塊 配置主機(jī)配置主機(jī) 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù) ATAT命令命令 GSM/GPRSGSM/GPRS信令仿真信令仿真 上一頁(yè) 下一頁(yè) 回內(nèi)容目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室36 上一頁(yè) 下一頁(yè) 回內(nèi)容目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室37 上一頁(yè) 下一頁(yè) 回內(nèi)容目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室38 上一頁(yè) 下一頁(yè) 回內(nèi)容目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室39

35、 上一頁(yè) 下一頁(yè) 回內(nèi)容目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室40思考題回目錄(1)GSM作為第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)？作為第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)具有哪些優(yōu)點(diǎn)？(2)GPRS有哪些局限性？有哪些局限性？ (3)WAP中的中的WDP協(xié)議與協(xié)議與UDP協(xié)議相比有哪些不協(xié)議相比有哪些不同？同？ 東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室41目 錄q 短距離無(wú)線通信技術(shù)的基本理論短距離無(wú)線通信技術(shù)的基本理論q 短距離無(wú)線通信技術(shù)的研究方向短距離無(wú)線通信技術(shù)的研究方向q 短距離無(wú)線通信技術(shù)的典型應(yīng)用短距離無(wú)線通信技術(shù)的典型應(yīng)用q 藍(lán)牙（藍(lán)牙（Bluetoot

36、h） 藍(lán)牙基本原理 與藍(lán)牙相關(guān)的九個(gè)實(shí)驗(yàn)： 數(shù)字基帶仿真、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、語(yǔ)音傳輸、數(shù)據(jù)傳輸、電話網(wǎng)接入、局域網(wǎng)接入、通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃苑治?、?shù)字圖像的采集傳輸和處理 、無(wú)線多點(diǎn)組網(wǎng)q 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN） 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基本原理 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)q GSM/GPRS GSM/GPRS接入基本原理 GSM/GPRS接入實(shí)驗(yàn)q CDMA CDMA接入基本原理 CDMA接入實(shí)驗(yàn)東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室42 CDMA接入實(shí)驗(yàn)接入實(shí)驗(yàn)開(kāi)始放映結(jié)束放映東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室43實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介 本實(shí)驗(yàn)主要介紹碼分多址

37、技術(shù)的基本原理，以及CDMA2000（1x）系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，協(xié)議層次以及移動(dòng)臺(tái)與基站間的基本信令流程；然后介紹相關(guān)的AT命令集。 學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)芾斫釩DMA無(wú)線模塊相關(guān)的AT命令集；了解主機(jī)通過(guò)CDMA模塊訪問(wèn)有線網(wǎng)的配置流程；了解如何通過(guò)CDMA模塊讓設(shè)備終端之間建立TCP連接以傳輸用戶數(shù)據(jù)；了解CDMA2000(1x)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)；理解移動(dòng)臺(tái)與基站之間的基本信令流程。 上一頁(yè)下一頁(yè)回首頁(yè)東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室44基本原理 （1）碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù) （2）CDMA系統(tǒng)系統(tǒng) （3）FD5105模塊模塊AT命令集命令集 回目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)

38、實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室45基本原理-1 碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)n 碼分多址技術(shù)包含兩個(gè)基本技術(shù)：一個(gè)是碼分技術(shù)，其基礎(chǔ)是擴(kuò)頻技術(shù)；另一個(gè)是多址技術(shù)。將這兩個(gè)基本技術(shù)結(jié)合在一起，并吸收其他一些關(guān)鍵技術(shù)，形成了今天的碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)支撐。n 擴(kuò)頻技術(shù)擴(kuò)頻技術(shù) 擴(kuò)頻的第一步稱為一次調(diào)制，主要任務(wù)是形成窄帶信號(hào)。第二步是二次調(diào)制，目的是將原有窄帶信號(hào)的頻譜擴(kuò)展到一個(gè)非常寬的頻帶范圍。 最常用的擴(kuò)頻形式可以使用一個(gè)偽隨機(jī)噪聲序列或偽隨機(jī)碼（PN）序列與窄帶PSK信號(hào)相乘。下一頁(yè)回原理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室46基本原理-1 碼分多址技術(shù)碼

39、分多址技術(shù)n 多址技術(shù)多址技術(shù) 一般而言，不同的系統(tǒng)可以使用不同的通信資源（可以看成抽象的信道）來(lái)區(qū)分通信對(duì)象，許多同時(shí)通信的用戶，互相以不同的抽象信道的形式來(lái)區(qū)分，這就是多址的概念。 在利用無(wú)線通信環(huán)境的電波覆蓋區(qū)內(nèi)，如何建立用戶之間的無(wú)線信道的連接，是多址接入方式要解決的問(wèn)題。解決多址接入問(wèn)題的方法叫多址接入技術(shù)。 多址接入方式的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是信號(hào)的正交分割原理。無(wú)線電信號(hào)可以表達(dá)為空間、時(shí)間、頻率和碼型的函數(shù)。 上一頁(yè) 下一頁(yè)回原理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室47 當(dāng)以傳輸信號(hào)的碼型不同來(lái)區(qū)分信道建立多址接入時(shí)，稱為碼分多址（CDMA）方式。 當(dāng)以傳輸信號(hào)

40、存在的空間不同來(lái)區(qū)分信道建立多址接入時(shí)，稱為空分多址（SDMA）方式 當(dāng)以傳輸信號(hào)的載波頻率不同來(lái)區(qū)分信道建立多址接入時(shí)，稱為頻分多址（FDMA）方式 當(dāng)以傳輸信號(hào)存在的時(shí)間不用來(lái)區(qū)分信道建立多址接入時(shí)，稱為時(shí)分多址（TDMA）方式基本原理-1 碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室48n CDMA系統(tǒng)原理系統(tǒng)原理 碼分多址是使用一組正交（或準(zhǔn)正交）的碼組通過(guò)相關(guān)處理來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶共享空間傳播的頻率資源和同時(shí)入網(wǎng)接續(xù)的功能。 碼分多址系統(tǒng)為每個(gè)用戶分配了各自特定的地址碼，利用公共信道來(lái)傳輸信息。地址碼相互具有準(zhǔn)正交性，以區(qū)別地址，而在頻率、時(shí)間和空

41、間上都可能重疊。n CDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)的特點(diǎn) 通信容量大。CDMA是干擾限制性系統(tǒng)，任何干擾的減少都直接轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)容量的提高。因此一些能降低干擾功率的技術(shù)，如話音激活（Voice Activity）技術(shù)等，可以自然的用于提高系統(tǒng)容量。 容量的軟特性。TDMA系統(tǒng)中同時(shí)可接入的用戶數(shù)是固定的，無(wú)法再多接入任何一個(gè)用戶，而DS-CDMA系統(tǒng)中，多增加一個(gè)用戶只會(huì)使通信質(zhì)量略有下降，不會(huì)出現(xiàn)硬阻塞現(xiàn)象。 由于信號(hào)被擴(kuò)展在一個(gè)較寬的頻譜上而可以減小多徑衰落?；驹砘驹?1 -1 碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室49 平滑的軟切換和有效的宏分

42、集。每當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于小區(qū)邊緣時(shí)，同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的基站向該移動(dòng)臺(tái)發(fā)送相同的信號(hào)，移動(dòng)臺(tái)的分集接收機(jī)能同時(shí)接收合并這些信號(hào)，此時(shí)處于宏分集狀態(tài)。當(dāng)某一基站的信號(hào)強(qiáng)于當(dāng)前基站信號(hào)且穩(wěn)定后，移動(dòng)臺(tái)才切換到該基站的控制上去。這種切換可以在通信的過(guò)程中平滑的完成，稱為軟切換。 低信號(hào)功率譜密度。在DS-CDMA系統(tǒng)中，信號(hào)功率被擴(kuò)展到比自身頻帶寬度寬百倍以上的頻帶范圍內(nèi)，因而其功率譜密度大大降低。由此可得到兩方面的好處：其一，具有較強(qiáng)的抗窄帶干擾能力；其二，對(duì)窄帶系統(tǒng)的干擾很小，有可能與其他系統(tǒng)共用頻段，使有限的頻譜資源得到更充分的使用?；驹砘驹?1 -1 碼分多址技術(shù)碼分多址技術(shù)東南大學(xué)移動(dòng)

43、通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室50基本原理-2 CDMA系統(tǒng)系統(tǒng) 上一頁(yè) 下一頁(yè)回原理目錄簡(jiǎn)化的簡(jiǎn)化的CDMA和和CDMA2000系統(tǒng)系統(tǒng)參考模參考模型型 東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室51基本原理基本原理-2 CDMA系統(tǒng)系統(tǒng)此處的此處的CDMA系統(tǒng)特指使用系統(tǒng)特指使用IS-95技術(shù)的碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)的碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng) 無(wú)線部分無(wú)線部分 包括基站控制器（BSC）、基站收發(fā)信系統(tǒng)（BTS）。其中BTS主要負(fù)責(zé)收發(fā)空中接口的無(wú)線幀；BSC主要負(fù)責(zé)對(duì)其所管轄的多個(gè)BTS進(jìn)行管理，將話音和數(shù)據(jù)分別轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)交換中心（MSC）和分組控制功能（

44、PCF），也接收分別來(lái)自MSC和PCF的話音和數(shù)據(jù)。 核心網(wǎng)電路域核心網(wǎng)電路域 核心網(wǎng)電路域包括MSC、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AC）等，在這部分，CDMA2000的要求與CDMA的要求基本相同。 核心網(wǎng)分組域核心網(wǎng)分組域 核心網(wǎng)分組域包括PCF、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)（PDSN）、認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)（AAA）和歸屬代理（HA）。 上一頁(yè) 下一頁(yè)回原理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室52基本原理基本原理-2 CDMA系統(tǒng)系統(tǒng)n 智能網(wǎng)部分智能網(wǎng)部分 包括MSC/業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（SSP）、IP、業(yè)務(wù)控制節(jié)點(diǎn)（SCP）等。 n 短消息中心短

45、消息中心 在這部分，CDMA2000的要求與CDMA的要求基本相同。但是對(duì)短消息業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，由于CDMA2000無(wú)線技術(shù)的性能改善，短消息系統(tǒng)的容量可以變大，短消息傳輸?shù)臅r(shí)延可以降低。n 無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（無(wú)線應(yīng)用協(xié)議（WAP）網(wǎng)關(guān)）網(wǎng)關(guān)n 定位定位n IS-2000標(biāo)準(zhǔn)概況標(biāo)準(zhǔn)概況 IS-2000指的是采用CDMA2000技術(shù)的接口標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，它定義了一個(gè)移動(dòng)臺(tái)和基站子系統(tǒng)之間的接口。 IS-2000和IS-95一樣，屬于IS（Interim Standard）系列標(biāo)準(zhǔn)，是由美國(guó)的電信/電子工業(yè)協(xié)會(huì)制定的，后來(lái)被3GPP2接受。通常習(xí)慣上以IS-2000來(lái)表示CDMA2000的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。 上一

46、頁(yè) 下一頁(yè)回原理目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室53基本原基本原理理-3 FD5105模塊模塊AT命令集命令集n 本實(shí)驗(yàn)中使用的FD5105模塊為Fidelix公司生產(chǎn)的CDMA無(wú)線模塊，模塊提供30芯的對(duì)外接口以和相關(guān)硬件連接。計(jì)算機(jī)對(duì)模塊的控制通過(guò)一系列的AT命令集實(shí)現(xiàn)。n 以下為這些AT命令的大致特征： 所有的AT命令以AT$FX（或AT+）開(kāi)始，以回車符結(jié)尾； 所有的AT命令可以大致分為：設(shè)置（Set），讀取/查詢（Read）和執(zhí)行（Execute）三大類； 命令中若需攜帶多個(gè)參數(shù)，則各參數(shù)間以逗號(hào)(,)隔開(kāi)； 所有的命令由9個(gè)以內(nèi)的字符組成（包括開(kāi)頭的

47、AT$FX）； 所有命令中不得包含空格； 所有的AT命令，包括模塊返回的結(jié)果代碼，以ASC II碼形式傳輸； 當(dāng)模塊接收到正確的AT命令后，返回“OK”；若模塊接收到的命令無(wú)法執(zhí)行，則返回“ERROR”。東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室54實(shí)驗(yàn)環(huán)境實(shí)驗(yàn)環(huán)境 上一頁(yè) 下一頁(yè)回內(nèi)容目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室55實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1）手機(jī)業(yè)務(wù)：包括短信收發(fā)、電話撥打/接聽(tīng)；2）話機(jī)功能：包括電話本操作、通話記錄/歷史短信查詢、音量控制；3）網(wǎng)絡(luò)服務(wù)部分：通過(guò)建立TCP端口間的連接實(shí)現(xiàn)聊天功能，WAP服務(wù)；4）通過(guò)AT命令集操作CDMA模塊；5）

48、CDMA信令流程仿真。 上一頁(yè) 下一頁(yè)回目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室56 上一頁(yè) 下一頁(yè)回內(nèi)容目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室57 上一頁(yè) 下一頁(yè)回內(nèi)容目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室58 上一頁(yè) 下一頁(yè)回內(nèi)容目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室59 上一頁(yè) 下一頁(yè)回內(nèi)容目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室60思考題1）CDMA相比于其他系統(tǒng)（FDMA、TDMA）具有哪些優(yōu)勢(shì)？2）為什么軟切換技術(shù)對(duì)于CDMA系統(tǒng)十分重要？而這種平滑切換又是

49、如何實(shí)現(xiàn)的？3）在使用AT命令操作短消息發(fā)送功能時(shí)，為什么短消息字段中不能包含回車符？ 回目錄東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室61實(shí)驗(yàn)安排必做6個(gè)實(shí)驗(yàn)： 數(shù)字基帶仿真、語(yǔ)音傳輸、電話網(wǎng)接入、無(wú)線多點(diǎn)組網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、GSM/GPRS接入選做2個(gè)實(shí)驗(yàn)： 服務(wù)發(fā)現(xiàn)、數(shù)據(jù)傳輸、通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃苑治?、?shù)字圖像的采集傳輸和處理 、CDMA接入實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí) 實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí) 認(rèn)真實(shí)驗(yàn) 仔細(xì)觀察 詳細(xì)記錄實(shí)驗(yàn)后撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告 在實(shí)驗(yàn)報(bào)告（姓名_學(xué)號(hào)_實(shí)驗(yàn)名稱.doc形式）上寫明 實(shí)驗(yàn)名稱、姓名、學(xué)號(hào)、班級(jí)、同組實(shí)驗(yàn)者 在下次實(shí)驗(yàn)前提交至 Ema

50、il：實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：軟件樓5樓東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室62數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn) 本實(shí)驗(yàn)軟件可以使學(xué)生理解通信系統(tǒng)特別是無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)基帶信號(hào)的處理方法及目的，包括基帶系統(tǒng)的差錯(cuò)控制，擴(kuò)頻跳頻原理，保密通信等基本原理和實(shí)現(xiàn)方法。系統(tǒng)需求系統(tǒng)需求 硬件需求：硬件需求：一臺(tái)PC為一組。 顯示設(shè)備為至少支持1024*768分辨率的顯示器；軟件需求：軟件需求：Visual C+操作系統(tǒng)需求：操作系統(tǒng)需求：Win2K安裝步驟安裝步驟1. 運(yùn)行Setup.exe，開(kāi)始安裝程序；2. 根據(jù)安裝向?qū)е鸩竭M(jìn)行；3. 完成向?qū)Ц鱾€(gè)界面的輸入，安裝完畢。東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家

51、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室631. 在差錯(cuò)控制實(shí)驗(yàn)中，記錄包頭校驗(yàn)、有效載荷校 驗(yàn)、1/3FEC以及2/3FEC在有誤碼及無(wú)誤碼情況下的 輸加以分析。 2. 在跳頻實(shí)驗(yàn)中，記錄查詢狀態(tài)、查詢掃描狀態(tài)以 及連接狀態(tài)下，不同查詢?cè)O(shè)備時(shí)鐘和接入碼下產(chǎn)生的頻點(diǎn)并加以分析。 3. 在加密解密實(shí)驗(yàn)中，記錄密鑰參數(shù)、密碼流參數(shù)、明文和密文。 4. 回答思考題。 數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室64語(yǔ)音傳輸實(shí)驗(yàn)語(yǔ)音傳輸實(shí)驗(yàn) 本實(shí)驗(yàn)軟件主要對(duì)藍(lán)牙語(yǔ)音編碼技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音傳輸傳輸過(guò)程進(jìn)行了介紹，本實(shí)驗(yàn)軟件涉及到的原理有

52、脈沖編碼調(diào)制、三種編碼原理、藍(lán)牙設(shè)備的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊取?系統(tǒng)需求系統(tǒng)需求硬件需求：硬件需求： 內(nèi)存：128MB 以上；顯示設(shè)備： 至少支持1024*768分辨率的顯示器；可用串口 （9針）； TTP6603兩套；串口電纜兩根；電源兩個(gè)。操作系統(tǒng)需求：操作系統(tǒng)需求：Win2K或 WinXP。 安裝步驟安裝步驟1. 安裝實(shí)驗(yàn)程序：打開(kāi)安裝光盤，運(yùn)行Setup.exe，按照提示操作，實(shí)驗(yàn)軟件的默認(rèn)2. 路徑為.Program FilesSEMITTTP語(yǔ)音傳輸實(shí)驗(yàn)。2. 實(shí)驗(yàn)包含編程部分，所以軟件提供學(xué)生編程的Visual C+環(huán)境。在實(shí)驗(yàn)程序安裝完3. 成之后，打開(kāi)光盤，將Student文件包

53、復(fù)制到.Program FilesSEMITTTP語(yǔ)音傳輸4. 實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浵?。在編程時(shí)，使用Visual C+ 6.0打開(kāi)Student文件包下的Student.dsw工5. 程, 然后打開(kāi)Student.cpp文件，在標(biāo)有/*Add your code here*/處添加代碼。 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 硬件設(shè)備TTP6603的使用。 TTP6603的串口和USB接口中間有USB/串口轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)打向USB口一側(cè)使用 USB接口，打向串口一側(cè)則使用串口。使用串口需要接插電源，USB接口不使用電 源。由于本實(shí)驗(yàn)不需要USB接口，所以在插上電源后不要將開(kāi)關(guān)打向USB接口一側(cè)。東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)

54、室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室65語(yǔ)音傳輸語(yǔ)音傳輸實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求（1）記錄線性PCM、A律PCM和CVSD在相同參數(shù)下的量化編碼。（2）畫出線性PCM、A律PCM和CVSD在相同隨機(jī)錯(cuò)誤與突發(fā)錯(cuò)誤參數(shù)下的譯碼后波形并加以比較。（3）分別畫出同一種語(yǔ)音編碼方式在不同采樣頻率和相同隨機(jī)錯(cuò)誤與突發(fā)錯(cuò)誤參數(shù)下的譯碼后波形并加以比較。（4）記錄藍(lán)牙建立與斷開(kāi)語(yǔ)音鏈路的過(guò)程。（5）軟件編程 PCM編解碼（6）回答思考題。東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室66電話網(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)電話網(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)安裝步驟安裝步驟安裝實(shí)驗(yàn)程序：打開(kāi)安裝光盤，運(yùn)行Setup.exe，根據(jù)安裝向?qū)О惭b

55、程序。默認(rèn)安裝路徑為：. Program FilesSemit TTP電話網(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)。網(wǎng)關(guān)程序?yàn)椋弘娫捑W(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)（網(wǎng)關(guān)）終端程序?yàn)椋弘娫捑W(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)（終端）安裝網(wǎng)關(guān)端并口驅(qū)動(dòng)程序。注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)1. TTP6603的串口和USB接口中間有USB/串口轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，在本實(shí)驗(yàn)中要在插上電源之前把開(kāi)關(guān)打向串口一側(cè)。切忌在帶電狀態(tài)把開(kāi)關(guān)打向USB一側(cè)。2. 因?yàn)橛密浖M實(shí)際波形需要比較長(zhǎng)的時(shí)間，請(qǐng)盡量等一次撥號(hào)的DTMF波形結(jié)束之后再作下一次撥號(hào)。如果實(shí)際要求必須及時(shí)撥號(hào)，有可能會(huì)引起波形輸出的稍微的停頓，但是不會(huì)引起程序運(yùn)行錯(cuò)誤。3. 呼入呼出操作過(guò)程中彈出的對(duì)話框有些僅僅是為了實(shí)驗(yàn)者更清楚地觀察狀態(tài)

56、的轉(zhuǎn)移而設(shè)置的提示框。它們對(duì)工作流程沒(méi)有影響，但是會(huì)對(duì)界面產(chǎn)生影響，如果沒(méi)有隨著工作流程點(diǎn)擊“確定”會(huì)引起界面混亂。發(fā)生這種情況請(qǐng)關(guān)閉程序后重新啟動(dòng)。東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室67電話網(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求電話網(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1. 記錄終端呼入、呼出的工作流程。 2. 畫出TCS信令的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 3. 回答思考題。東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東南大學(xué)移動(dòng)通信國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室68無(wú)線多點(diǎn)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)無(wú)線多點(diǎn)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn) 學(xué)生可以通過(guò)本實(shí)驗(yàn)理解通信網(wǎng)絡(luò)的基本組成、無(wú)線組網(wǎng)的基本原理及過(guò)程、路由技術(shù)、以及廣播和組播的相關(guān)知識(shí)。本實(shí)驗(yàn)要求參加人數(shù)不多于5人，每人一臺(tái)計(jì)算機(jī)和一套實(shí)驗(yàn)設(shè)備。系統(tǒng)需求系統(tǒng)需求 硬件需求：硬件需求： 計(jì)算機(jī)要求：CPU奔騰II以上，內(nèi)存64M以上，帶有USB接口 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：SEMIT TTP6601五套（包含TTP6607硬件和USB電纜） 操作系統(tǒng)需求：操作系統(tǒng)需求： Windows2000 安裝步驟安裝步驟1. 安裝實(shí)驗(yàn)程序：安裝實(shí)驗(yàn)程序：打開(kāi)安裝光盤，運(yùn)行Setup.exe，按照提示操作。2. 安裝安裝USB