XX大學(xué)移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案

1、XX大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案"科教興國(guó)"戰(zhàn)略方針的提出，極大的激發(fā)了我國(guó)高等教育的發(fā)展，我們學(xué)校也挖掘潛力進(jìn)行了擴(kuò)招，為更多的青年提供接受高等教育的機(jī)會(huì)，這無(wú)疑對(duì)提高整個(gè)國(guó)民素質(zhì)具有深遠(yuǎn)的影響，也為我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)提供了強(qiáng)有力的人才支撐。我們學(xué)院的通信工程專業(yè)也由2000級(jí)的兩個(gè)班擴(kuò)招為七個(gè)班，但隨之而來(lái)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)問(wèn)題，也嚴(yán)峻的擺在學(xué)校面前。尤其是實(shí)驗(yàn)環(huán)境、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不足，嚴(yán)重制約了擴(kuò)招的規(guī)模，影響學(xué)生理論和實(shí)際技能的水平。由于電子信息科學(xué)從根本上來(lái)說(shuō)是工程技術(shù)學(xué)科，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合能力和動(dòng)手能力是關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)課在培養(yǎng)學(xué)生上述三種能力方面起著

2、極其重要的作用。因此，改革應(yīng)首先從實(shí)驗(yàn)課及實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)開(kāi)始。為了使培養(yǎng)的人才適合電子信息領(lǐng)域蓬勃發(fā)展的要求，國(guó)外許多著名大學(xué)的電子工程系，如：麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)、東京大學(xué)等從上世紀(jì)九十初便紛紛對(duì)其課程體系和內(nèi)容作了改革，特別重視和加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，增加了和實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容，作為電子信息科學(xué)中的一個(gè)主要組成部分的通信工程，必須適應(yīng)電子信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展跟上時(shí)代的步伐。在通信技術(shù)方面，移動(dòng)通信是一個(gè)飛速發(fā)展的方面，成為通信技術(shù)中的一個(gè)主要內(nèi)容。而作為通信工程和電子信息工程專業(yè)的學(xué)生，對(duì)移動(dòng)通信方面的知識(shí)不多做一些了解和研究，就難以跟上技術(shù)的發(fā)展腳步，而作為學(xué)校，應(yīng)該從理論和實(shí)際動(dòng)

3、手技能兩個(gè)方面，使學(xué)生盡可能的得到提高。從我們學(xué)校通信工程專業(yè)的課程來(lái)看，實(shí)驗(yàn)課程偏少，實(shí)驗(yàn)設(shè)備很缺，移動(dòng)通信課程沒(méi)有開(kāi)任何實(shí)驗(yàn)課，沒(méi)有任何實(shí)驗(yàn)設(shè)備，這與我們重點(diǎn)大學(xué)和七個(gè)通信工程專業(yè)班及五個(gè)電子信息工程專業(yè)班的規(guī)模是極不相稱的。因此，移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)是一個(gè)刻不容緩的工作。實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的過(guò)程中，我們可以多參觀其他兄弟院校的移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室，但我們命名為“現(xiàn)代移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)室”，就不要局限于其他學(xué)校的模式和設(shè)備，可以引進(jìn)剛出現(xiàn)的新技術(shù)和新設(shè)備，從一起步就站到一個(gè)高的起點(diǎn)，這取決于各位領(lǐng)導(dǎo)的決定和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的資金投入。根據(jù)移動(dòng)通信課程的設(shè)置與教學(xué)安排，我們選取了兩種實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案。方案一：這是傳統(tǒng)的

4、實(shí)驗(yàn)室設(shè)置。我們以南京恒盾公司HD-YD-U型移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)品為例。一、特點(diǎn)移動(dòng)通信綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)集基站收發(fā)信機(jī)、移動(dòng)收發(fā)信機(jī)、中心控制與接續(xù)單元、有/無(wú)線接口、信令系統(tǒng)、調(diào)制與測(cè)試信號(hào)源、移動(dòng)數(shù)據(jù)終端和LCD漢字顯示等模塊于一體，僅通過(guò)單一的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)即可完成移動(dòng)通信工作方式、信令系統(tǒng)、多頻道共用、多址方式等移動(dòng)通信原理的教學(xué)實(shí)驗(yàn)（原理篇），又可測(cè)試、剖析移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成、移動(dòng)通信系統(tǒng)主要設(shè)備（收發(fā)信機(jī)）工作原理及主要參數(shù)（系統(tǒng)與設(shè)備篇：實(shí)驗(yàn)1-5），更可以將多個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組合，分別設(shè)置成基站和移動(dòng)臺(tái)，進(jìn)行移動(dòng)通信系統(tǒng)組網(wǎng)，完成入網(wǎng)、中繼、選呼、群呼、頻道切換等基本網(wǎng)絡(luò)功能，以深刻理

5、解移動(dòng)通信網(wǎng)、交換與接續(xù)、組網(wǎng)干擾等移動(dòng)通信特有的概念（系統(tǒng)與設(shè)備篇：實(shí)驗(yàn)6-8），最后通過(guò)GSM/GPRS短消息及移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)，以掌握最新的移動(dòng)數(shù)據(jù)通信知識(shí)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1移動(dòng)通信的工作方式了解移動(dòng)通信系統(tǒng)常用的單工、雙工、半雙工工作方式及其特點(diǎn)。2信令系統(tǒng)（1）空中接口信令了解移動(dòng)通信系統(tǒng)中信令系統(tǒng)的基本概念；掌握無(wú)線空中接口信令的功能、幀結(jié)構(gòu)及傳輸協(xié)議等。3信令系統(tǒng)（2）有線接口信令了解移動(dòng)通信系統(tǒng)與固定電話網(wǎng)的接口方式；觀測(cè)掌握用戶線接口方式時(shí)信令的種類及作用等。4多信道共用掌握移動(dòng)通信系統(tǒng)多信道共用、空閑信道選取方式的原理及應(yīng)用。5多址方式（1）頻分多址（FDMA）了解FDMA（

6、頻分多址）移動(dòng)通信的原理。6多址方式（2）時(shí)分多址（TDMA）了解TDMA（時(shí)分多址）移動(dòng)通信的原理。7多址方式（3）直擴(kuò)碼分多址（DS-TDMA）了解DS-CDMA（直擴(kuò)碼分多址）移動(dòng)通信的原理；了解常用的正交擴(kuò)頻序列-Walsh碼序列。8多址方式（4）跳頻碼分多址（FH-CDMA）了解FH-CDMA（跳頻碼分多址）移動(dòng)通信的原理；了解常用的正交擴(kuò)頻序列-RS編碼序列。9多址方式（5）混合多址了解DS/FH（直擴(kuò)加跳頻）、TD/FH（時(shí)分加跳頻）等混合多址移動(dòng)通信的原理。10移動(dòng)通信系統(tǒng)組成掌握移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成；了解移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本功能。11頻率合成器掌握收發(fā)信機(jī)振蕩源鎖相頻率合成器原理

7、；了解鎖相調(diào)頻原理；了解鎖相頻率合成器性能指標(biāo)及參數(shù)設(shè)計(jì)方法。12收信機(jī)了解二次混頻超外差調(diào)頻接收機(jī)電路及特點(diǎn)；理解掌握接收機(jī)靈敏度、接收機(jī)大信號(hào)信噪比等基本參數(shù)。13發(fā)信機(jī)了解調(diào)頻發(fā)射機(jī)電路組成及原理；掌握發(fā)射頻率、發(fā)射功率等基本參數(shù)的測(cè)量。14雙工器了解雙工器作用與原理；了解雙工器特性曲線的測(cè)量。15移動(dòng)通信系統(tǒng)組網(wǎng)了解移動(dòng)通信網(wǎng)的入網(wǎng)、中繼、選呼、群呼、頻道切換等基本網(wǎng)絡(luò)功能及其原理。16交換與接續(xù)了解移動(dòng)通信中主呼與被呼時(shí)的通信接續(xù)流程。17移動(dòng)通信中的組網(wǎng)干擾了解移動(dòng)通信系統(tǒng)中噪聲干擾、同頻道干擾、鄰道干擾、互調(diào)干擾產(chǎn)生的原因及其降低措施。18短消息（SMS）了解GSM/GPRS模塊

8、的結(jié)構(gòu)；觀測(cè)短消息傳送過(guò)程，了解短消息傳送的原理及其編碼。19移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)測(cè)GPRS數(shù)據(jù)傳送過(guò)程，了解GPRS的基本原理。三、實(shí)驗(yàn)所需儀器儀表140MHz的示波器每組一臺(tái)2衰減器每組一臺(tái)3誤碼儀可選4頻率計(jì)可選為了進(jìn)行課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的需要，在實(shí)驗(yàn)箱的基礎(chǔ)上應(yīng)增加如下設(shè)備：1.HawkCard-400GPRS無(wú)線上網(wǎng)模塊1臺(tái)2.ES2000GSMSMS模塊2.ES2000GSMSMS模塊3.TR7WSFSK無(wú)線收發(fā)一體模塊價(jià)格：1臺(tái)1套價(jià)格：800元/套）價(jià)格：550元/臺(tái)）500元/套）4.WAVECOMOEM終端RS232/USB接口1套（價(jià)格：200元/套）5.JabraBT200U

9、籃牙耳機(jī)一簡(jiǎn)裝1套（價(jià)格：900元/套）總計(jì)：約23萬(wàn)方案二：采用東南大學(xué)開(kāi)發(fā)的通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，按30人實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方案如下：把30臺(tái)PC的實(shí)驗(yàn)室分成3大組，30個(gè)6603硬件，30人兩兩可一起同做：語(yǔ)音傳輸實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)、局域網(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)、服務(wù)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)、通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析實(shí)驗(yàn)、藍(lán)牙演示開(kāi)發(fā)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)；分成6列，每列為一組可實(shí)現(xiàn)無(wú)線多點(diǎn)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)。數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn)是個(gè)純軟件實(shí)驗(yàn)，30人可單獨(dú)完成。圖一利用原有的6603,再配上5個(gè)6604，5個(gè)6605，10個(gè)6606，10個(gè)6607;可實(shí)現(xiàn)第一組：電話網(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)，第二組：圖象傳輸實(shí)驗(yàn)，第三組：GSM/GPRS實(shí)驗(yàn)，另外可以和10個(gè)66

10、07進(jìn)行CDMA接入實(shí)驗(yàn)?zāi)且唤M交替進(jìn)行；也可和圖一中實(shí)驗(yàn)交替進(jìn)行。圖二產(chǎn)品報(bào)價(jià)如下表:產(chǎn)品名稱型號(hào)產(chǎn)品描述數(shù)量單價(jià)（元）合計(jì)（元）實(shí)驗(yàn)硬件TTP6603RS-232和USB接口，支持語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸（硬件）18個(gè)308055440實(shí)驗(yàn)硬件TTP6604語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)（硬件）5個(gè)352017600實(shí)驗(yàn)硬件TTP6606RS-232接口，能接入GSM/GPR網(wǎng)絡(luò)，支持語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸（硬件）8個(gè)330026400實(shí)驗(yàn)硬件TTP6607RS-232接口，能接入CDMA網(wǎng)絡(luò)，支持語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸（硬件）18個(gè)352028160數(shù)字基帶軟件TTP_SW_BS基帶傳輸特性部分軟件1套39603960服務(wù)發(fā)現(xiàn)軟件TTP

11、_SW_SDF服務(wù)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)軟件1套61606160局域網(wǎng)接入軟件TTPSWLas接入點(diǎn)軟件1套38503850TTPSWLac終端軟件1套30803080電話網(wǎng)接入軟件TTPSWTNAsPSTN網(wǎng)關(guān)應(yīng)用軟件1套37403740TTPSWTNA(:PSTN語(yǔ)音終端應(yīng)用軟件1套25302530語(yǔ)音傳輸軟件TTPSWICN語(yǔ)音傳輸實(shí)驗(yàn)軟件1套63806380數(shù)據(jù)傳輸軟件TTPSWDT數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)軟件1套61606160多點(diǎn)組網(wǎng)軟件TTPSWMPN多點(diǎn)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)軟件1套1540015400通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析軟件TTP_SW_CPE通信傳輸?shù)挠行耘c可靠性分析軟件1套48404840無(wú)線接入軟件

12、TTPSWGR無(wú)線接入軟件1套1430014300CDM艱入軟件TTPSWCDMACDMA入軟件1套1430014300藍(lán)牙演示開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件藍(lán)牙演示開(kāi)發(fā)平臺(tái)軟件1套1430014300GPRS無(wú)線模塊ii-link6115GPRS無(wú)線數(shù)傳2臺(tái)6001200GSMSMS模塊ES2000無(wú)線數(shù)傳2臺(tái)5501100無(wú)線收發(fā)一體模塊GW100BFSK調(diào)制無(wú)線數(shù)傳4臺(tái)150600WAVECOMGSM/GPRSMODEMTS-WGU1AUSB口外置無(wú)線modem2臺(tái)10002000籃牙耳機(jī)一簡(jiǎn)裝JabraBT200U簡(jiǎn)裝2臺(tái)9001800總價(jià)204900本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要為通信工程類、電子信息類、自動(dòng)控制類、

13、計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程類等專業(yè)的本科高年級(jí)學(xué)生的設(shè)計(jì)，也可供相關(guān)專業(yè)的?？飘厴I(yè)班學(xué)生使用。教學(xué)中可以根據(jù)實(shí)際需要安排各部分實(shí)驗(yàn)，可以分成演示學(xué)習(xí)、學(xué)生動(dòng)手操作和研發(fā)設(shè)計(jì)三個(gè)層次。主要可開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下：1、數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn)軟件：Windows2000，VisualC。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：藍(lán)牙基帶包的差錯(cuò)控制技術(shù)包頭檢查（HEC）,用于保證包的完整性；數(shù)據(jù)有效載荷信息的循環(huán)冗余校驗(yàn)；包的前向糾錯(cuò)（FEC）控制。藍(lán)牙系統(tǒng)的跳頻原理查詢狀態(tài)的跳頻原理；查詢掃描狀態(tài)的跳頻原理；連接狀態(tài)的跳頻原理。數(shù)據(jù)流的加密與解密藍(lán)牙加密技術(shù)（常規(guī)密鑰密碼體制的加密與解密）；RSA公開(kāi)密鑰密碼體制的加密與解密過(guò)程；編程實(shí)驗(yàn)（在Vi

14、sualC+環(huán)境中，編寫(xiě)2/3FEC編/譯碼程序和RSA加/解密程序。程序執(zhí)行結(jié)果應(yīng)與實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)相符。）2、服務(wù)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)所需硬件：SEMITTTP6602、串口連線；軟件：Windows2000。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：數(shù)據(jù)元的編解碼了解數(shù)據(jù)的表示方法，對(duì)服務(wù)器端注冊(cè)的服務(wù)記錄表示成數(shù)據(jù)元的格式，對(duì)查詢的結(jié)果的數(shù)據(jù)元的形式改成服務(wù)記錄的方式。從中了解對(duì)多種類型且可變長(zhǎng)的數(shù)據(jù)的一種簡(jiǎn)捷的表示方法。PDU勺數(shù)據(jù)分析通過(guò)觀察同層協(xié)議之間真正傳遞的PDU，讓學(xué)生了解不同的服務(wù)查詢的方式，以及各種查詢方式勺優(yōu)劣。3、局域網(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)1）服務(wù)器端（AP）硬件：PC一臺(tái)，SEMITTTP6601,USB電纜一根軟件：

15、Windows2000操作系統(tǒng)TTP局域網(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)服務(wù)器版軟件2）客戶端（DT）硬件：PC一臺(tái)，SEMITTTP6601，USB電纜一根軟件：Windows2000操作系統(tǒng)TTP局域網(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)客戶版軟件實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用串口電纜進(jìn)行有線接入通過(guò)Windows直接電纜連接，進(jìn)行各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。藍(lán)牙無(wú)線接入觀察并分析無(wú)線終端設(shè)備接入Internet勺過(guò)程中，通信協(xié)議勺主要工作流程。利用操作系統(tǒng)提供的命令驗(yàn)證地址解析協(xié)議ARP和路由選擇的工作過(guò)程，理解終端接入局域網(wǎng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)層路由的作用。4、電話網(wǎng)接入實(shí)驗(yàn)每?jī)膳_(tái)PC為一組，分別作為語(yǔ)音終端和電話網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)硬件為：網(wǎng)關(guān)設(shè)備SEMITTTP6604電話線一根、并口

16、及串口電纜各1根；網(wǎng)關(guān)軟件為：網(wǎng)關(guān)應(yīng)用程序。終端硬件為：SEMITTTP6603串口電纜1根、耳機(jī)一個(gè)；終端軟件為：語(yǔ)音終端應(yīng)用程序。軟件：Windows2000。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容網(wǎng)關(guān)和終端建立連接過(guò)程認(rèn)識(shí)個(gè)人識(shí)別碼在建立連接中的作用。進(jìn)行呼入呼出操作觀察和分析程序輸出語(yǔ)句，觀察信號(hào)波形，體會(huì)系統(tǒng)工作流程和信令交換過(guò)程。呼入過(guò)程分為兩種情況實(shí)驗(yàn)：(1)不接聽(tīng)電話；(2)接聽(tīng)電話。呼出過(guò)程分為兩步：撥打電話和二次撥號(hào)(處于通話狀態(tài)時(shí)撥出的號(hào)碼，比如自動(dòng)服務(wù)臺(tái))。5、語(yǔ)音傳輸實(shí)驗(yàn)每?jī)膳_(tái)PC為一組。硬件：SEMITTTP6603、串口電纜、耳機(jī)話筒；軟件：Windows2000。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容脈沖編碼調(diào)制（線性、

17、A律PCM連續(xù)可變斜率增量（CVSD調(diào)制原理隨機(jī)錯(cuò)誤和突發(fā)錯(cuò)誤的觀察分析藍(lán)牙設(shè)備的ACL鏈路和SCO鏈路分析藍(lán)牙設(shè)備的身份切換藍(lán)牙設(shè)備的內(nèi)部通話與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓ぷ鬟^(guò)程6、數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)每?jī)膳_(tái)PC為一組。硬件：SEMITTTP6602串口電纜軟件：Windows2000，VisualC+或Delphi。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容協(xié)議體系結(jié)構(gòu)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以觀察表示會(huì)話層、數(shù)據(jù)鏈路層的幀格式；分析數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕ㄦ湣㈣b權(quán)、數(shù)據(jù)傳輸、斷鏈的整個(gè)流程。7、無(wú)線多點(diǎn)組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)每五臺(tái)PC為一組。硬件：SEMITTTP6601、USB連接線；軟件：Windows2000。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單跳與多跳轉(zhuǎn)接體會(huì)如何基于實(shí)驗(yàn)組成的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)

18、單跳或多跳實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的通信。路由協(xié)議觀察實(shí)驗(yàn)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間地址及數(shù)據(jù)信息的交換過(guò)程，理解簡(jiǎn)單的路由協(xié)議的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。廣播組播8、通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃苑治雒績(jī)膳_(tái)PC為一組。硬件：SEMITTTP6603兩塊；USB連接線兩根；串口連接電纜3根（一根兩端都是插孔，兩根是一端插針一端插孔）。軟件：Windows2000。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容性能仿真1）連續(xù)ARQ和停止等待協(xié)議的差錯(cuò)率和幀傳送平均延時(shí)的關(guān)系。2）陸地和衛(wèi)星通信信道環(huán)境中，各種參數(shù)下最佳幀長(zhǎng)和信道利用率的關(guān)系。3）共享信道技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和吞吐量之間的關(guān)系。9、GPRS/GSM接入實(shí)驗(yàn)每?jī)膳_(tái)PC機(jī)為1組硬件：SEMITTTP6606（已配置開(kāi)通GPRS業(yè)務(wù)的SIM卡），串口電纜線，耳機(jī)話筒。軟件：Windows2000,VisualC+實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過(guò)配置主機(jī)和GPRS模塊實(shí)現(xiàn)GPRS接入上網(wǎng)，分別利用TCP協(xié)議和UDP協(xié)議實(shí)現(xiàn)2臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的互通（一臺(tái)作為服務(wù)器，一臺(tái)作為客戶機(jī)）。通過(guò)AT命令發(fā)送和閱讀短消息，撥打和接聽(tīng)電話，由此了解AT命令。通過(guò)分析短消息的代碼格式來(lái)掌握短消息的編解碼方法。10. CDMA實(shí)驗(yàn)每?jī)膳_(tái)PC為1組硬件