第三代移动通信系统实验平台-产品简介.pdf

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1、 第三代移动通信系统 实验平台 产品简介 南京东大移动互联技术有限公司 二 OO 九年四月 目录 第一章 产品介绍.3 1.1 产品简介.3 1.2 产品主要优势.3 1.3 TD-SCDMA 实验设备性能指标.4 1.4 CDMA2000 实验设备性能指标.5 1.5 WCDMA 实验设备性能指标.6 1.6 实验框图.7 第二章 实验内容与知识点.8 2.1 基本功能实验.8 2.2 扩展功能实验（需当地网络支持）.8 2.3 实训类实验.9 2.3.1 基于 MPEG4 及 H.263 的音视频编解码.9 2.3.2 基于 3G 系统的 TCP/IP 及其应用.9 2.3.3 3G 实验

2、设备与“Zigbee 嵌入式开发平台”融合应用.9 2.3.4 3G 实验设备与“ARM9+无线通信综合实验开发平台”融合应用.9 2.4 信令交互流程仿真.10 2.5 实验界面.10 2.5.1 基本功能实验界面.10 2.5.2 网络功能实验界面.11 2.5.3 视频功能实验界面.12 2.5.4 实训类实验界面.12 第一章 产品介绍 1.1 产品简介 为了能够让各高校的通信/信息类专业学生深入了解三种 3G 标准的原理、实现方法及其典型应用，南京东大移动互联技术有限公司于 2009 年上半年开发了“第三代移动通信系统实验平台”。本实验平台基于三种主流 3G 技术标准TD-SCDMA

3、、CDMA2000 和 WCDMA，通过实验设备分别接入公共 3G 网络，实现基本通话功能和视频电话、高速无线上网等典型 3G 业务，并将 3G 系统的技术原理和信令交互流程剖析给学生，以加深学生对三种 3G 标准的原理和应用功能的理解，更新学生的知识结构，紧跟移动通信技术的发展。1.2 产品主要优势 我公司“第三代移动通信系统实验平台”具有以下显著特点：1.技术覆盖范围广，本实验平台包含了目前三种主流 3G 技术标准TD-SCDMA、CDMA2000 及 WCDMA，有利于学生全面了解 3G 技术的原理及应用。2.实验内容全，本实验平台实现了 3G 的基本通话、视频通话、多媒体彩铃、多媒体彩

4、信、高速上网及 TCP/IP 等主流应用功能。3.实验知识面涵盖广，本实验平台分别对 TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA 的网络结构和信令交互流程进行深入剖析，使学生能够对这三种制式进行比较和学习，加深对三种 3G 标准的技术原理和应用功能的理解。4.本实验平台的硬件设备提供 UART 和 USB两种标准数据通信接口，并在windows 和 Linux操作系统下进行使用。5.实训内容丰富，本实验平台为学生提供多种实训方式：学生可以通过软件编程采用MPEG4协议或H263协议标准对视频电话过程中视频流进行压缩和解压缩，并通过 3G 网络进行传输。学生同样可以对自行研究优化的视频协议标

5、准进行编程，使之可以应用于 3G 视频通话过程。学生可以通过编程调用AT指令利用 TCP/IP协议将多个3G模块组建成网络，实现网络内的数据传输，网络聊天等功能。学生可将本实验设备与我公司的“ARM9+无线通信综合实验开发平台”、“Zigbee 嵌入式开发平台”等设备联合使用，作为 3G 智能终端的原型机开发平台。1.3 TD-SCDMA 实验设备性能指标 性能参数名称 性能参数 制式 TD-SCDMA&(GSM/GPRS)双模 模式切换 手动切换/自动切换 工作频段 TD-SCDMA Tx&Rx：2010MHz 2025MHz GSM850 Tx：824MHz849MHz GSM850 Rx

6、：869MHz894MHz E-GSM Tx：880MHz915MHz E-GSM Rx：925MHz960MHz DCS Tx：1710MHz1785MHz DCS Rx：1805MHz1880MHz PCS Tx：1850MHz1910MHz PCS Rx：1930MHz1990MHz 最大发射功率 TD-SCDMA：Power Class2(24dBm)GSM850&E-GSM：Power Class4(33dbm)DCS1800&PCS1900：Power Class1(30dbm)温度范围-20 +70 湿度范围 20%90%支持 MO 和 MT 点对点和小区广播 短消息业务 短消息

7、模式支持 PDU 和 TEXT 语音业务 支持 FR、EFR和 AMR 的语音编码 GPRS multislot class 10 CS(Circuit Switched)域数据业务最高可达64kbps PS 域业务下行最高可达 384kbps，上行最高 128kbps 数据业务?支持 CS 域业务（语音与短信）与 PS 域上行128kbps 下行 384kbps 业务并发。?CS 64k 视频电话与 PS 上行 64kbps 下行 64kbps业务并发 语音优化 回声消除/侧声消除/噪声抑制 1.4 CDMA2000 实验设备性能指标 性能参数名称 性能参数 制式 CDMA2000 CDMA

8、 800 MHz:Uplink:824 849 MHz Downlink:869 894 MHz 工作频段 CDMA 1900 MHz:Uplink:1850 1910 MHz Downlink:1930 1990 MHz 最大发射功率 CDMA 800 MHz:+23 dBm（Power Class 3）CDMA 1900 MHz:+23 dBm（Power Class 2）温度范围-10 to+55 湿度范围 5%95%支持 MO 和 MT 点对点和小区广播 短消息业务 短消息模式支持 PDU 和 TEXT 语音业务 支持 FR、EFR和 AMR 的语音编码 Uplink:up to 1.

9、8 Mbit/s Downlink:up to 3.1 Mbit/s 支持 CDMA2000 1x PS域业务 支持 EV-DOr0 PS域业务 数据业务 支持 EV-DorA PS域业务 1.5 WCDMA 实验设备性能指标 性能参数名称 性能参数 制式 WCDMA 工作频段 UMTS:Quad band,850/900/1900/2100MHz HSUPA/HSDPA:850/900/1900/2100MHz GSM/GPRS/EDGE:Quad band,850/900/1800 最大发射功率 Class 4(+33dBm 2dB)for EGSM/GPRS 850 Class 4(+3

10、3dBm 2dB)for EGSM/GPRS 900 Class 1(+30dBm 2dB)for GSM/GPRS 1800 Class 1(+30dBm 2dB)for GSM/GPRS 1900 Class 3(+24dBm+1/-3dB)for UMTS 2100,WCDMA FDD BdI Class 3(+24dBm+1/-3dB)for UMTS 1900,WCDMA FDD BdII Class 3(+24dBm+1/-3dB)for UMTS 900,WCDMA FDD BdVIII Class 3(+24dBm+1/-3dB)for UMTS 850,WCDMA FDD B

11、dV 温度范围-10 to+65 湿度范围 5%95%支持 MO 和 MT 点对点和小区广播 短消息业务 短消息模式支持 PDU 和 TEXT 语音业务 支持 FR、EFR、HR 和 AMR的语音编码 UMTS 业务：3GPP Release 6 HSPA data rate 7.2Mbps DL/2 Mbps UL PS data rate 384 kbps DL/384 kbps UL CS data rate 64 kbp DL/64 kbps UL 数据业务 EDGE/GPRS/GSM业务：EDGE Class 12，UL:236.8 kbps/DL:236.8kbps GPRS Mu

12、lti-slot Class 12，UL:53.6 kbps/DL 53.6 kbps Full PBCCH support PBCCH support Mobile Station Class B Coding Scheme 1-4 CSD V.110,RLP,non-transparent 14.4 kbps 1.6 实验框图 图 1第三代移动通信系统实验平台实验框图 第二章 实验内容与知识点 2.1 基本功能实验?短消息发送及接收 学生可以通过实验软件实现移动终端之间的短消息发送、接收及解析功能。?语音电话的呼出及呼入的接听与挂断 学生可以通过实验软件实现移动终端之间的语音电话呼叫、接听

13、及挂断，以及来电显示等附件功能。?TCP/IP 协议实验 学生可以通过实验软件利用模块内置 TCP/IP 协议实现 PC 机之间的互通。学生可以通过实验软件将某一台连接 3G 模块的 PC 机设置为服务器端，将其他一个或多个连接 3G 模块的 PC 机设计成客户端，实现服务器端与客户端，或者客户端之间的数据通信。2.2 扩展功能实验（需当地网络支持）?视频电话的呼出及呼入的接听与挂断 学生可以通过实验软件实现视频电话的呼出、呼入的接听与挂断。学生可以通过与 PC 机连接的摄像头输入视频数据，并通过计算机软件实现视频数据的显示。?多媒体彩铃 当有电话呼入时，以视频彩铃的形式来取代传统的语音彩铃来

14、提醒用户。视频彩铃通过计算机软件输出并显示。?拨号上网实验 详细演示拨号上网流程，通过配置 3G 模块及计算机主机，实现计算机主机的因特网接入。?多媒体短消息的发送及接收 学生可以通过实验软件实现多媒体短消息的发送、接收及解析功能。2.3 实训类实验 本实验中，可供学生开发的实训类内容主要包含以下四部分：2.3.1 基于 MPEG4 及 H.263 的音视频编解码 学生可通过软件编程实现 MPEG4 和 H.263 编解码模块，并对视频通话应用中的音视频数据流进行压缩和解压缩，利用 3G 网络进行数据传输。作为设计型研究课题，学生可通过软件实现各种音视频编解码算法，将压缩后的数据流经由 3G

15、系统的电路域（CS）和分组域（PS）分别进行传输并测试其传输效率和性能。2.3.2 基于 3G 系统的 TCP/IP 及其应用 学生可通过软件编程，用多个 3G 实验设备组建基于 TCP/IP 的无线网络，实现数据传输、网络聊天等功能。学生可通过软件将一个 3G 实验设备设置为 Server 模式，将其余实验设备设置为 Client 模式，使得多个 3G 实验设备组成基于 TCP/IP 的无线网络。学生可在上述无线网络内开发自定义的数据通信协议，实现实验设备之间的数据发送和接收，并在此基础上添加“聊天”、“文件交换”等多种应用。2.3.3 3G 实验设备与“Zigbee 嵌入式开发平台”融合应

16、用 本系统产品中的 3G 实验设备可与我公司的“Zigbee 嵌入式开发平台”结合使用，实现无线传感器网络的远程数据采集和控制功能。学生可将 3G 模块与 Zigbee 网络协调节点结合使用，由网络协调节点接收Zigbee 网络的各种传感器数据并通过 3G 网络采用 TCP/IP 协议传输至远程终端。同时 3G 实验设备接收来自远端的控制信息并提供给 Zigbee 网络协调节点，由协调节点对整个 Zigbee 网络进行数据采集及控制。2.3.4 3G 实验设备与“ARM9+无线通信综合实验开发平台”融合应用 本系统产品中的 3G 实验设备可与我公司的“ARM9 嵌入式系统+无线通信综合实验开发

17、平台”结合使用，为原系统添加基于 3G 的长距离高速数据无线接入方式，为该系统的“多网融合”场景提供强有力的支撑，扩展其开发深度和应用面。2.4 信令交互流程仿真 由学生亲手对 TD-SCDMA，WCDMA 及 CDMA2000 网络结构进行分析。在学生进行每一步实验时，即时对所涉及的信令交互流程仿真，让学生更深入的理解信令流程，对 3G 的通信原理进行深层次的学习和研究。同时学生可以通过进行不同制式的 3G 接入实验，从而对 TD-SCDMA、WCDMA及 CDMA2000 的各自网络和技术特点进行对比和分析，更好从原理上去学习和掌握 3G 技术。主要包括以下内容：?从技术标准上对 TD-S

18、CDMA、WCDMA及 CDMA2000 制式进行仿真，对相应的射频频谱进行比较、使学生了解 FDD 标准及 TDD标准进行学习和比较，从通信原理上对三种 3G 标准进行学习。?从网络结构上对 TD-SCDMA、WCDMA及 CDMA2000 制式通信网络结构进行仿真。针对不同的业务，对 3G 终端与 3G 基站之间的交互流程进行详细剖析，让学生对 3G 通信网络能够更好的掌握。2.5 实验界面 2.5.1 基本功能实验界面 图 2 基本功能实验界面 “第三代移动通信系统实验平台”基本功能实验界面如图 2 所示，主要有 3个主要组成部分：1.语音服务功能 在本部分实验中，学生可以进行基本语音通

19、话的呼叫、接听、挂断及来电显示等功能。2.短消息服务功能 在本部分实验中，学生可以进行短消息的编写与发送，以及短消息的接收与解析功能。3.基本功能信息仿真功能 在操作 1，2 两部分实验时，此功能部分可以对上述功能进行仿真，对3G 技术和网络结构进行剖析。2.5.2 网络功能实验界面 图 3 网络功能实验界面“第三代移动通信系统实验平台”网络功能实验界面如图 3 所示，主要有 3个主要组成部分：1.主机配置部分 在本部分实验中，学生可以对主机进行配置，加载 Modem驱动等功能，为拨号做准备，3G 模块配置完毕后，可以进行拨号连接，实现高速上网。2.3G 模块配置部分 在本部分实验中，学生可以

20、对 3G 模块的网络拨号连接进行配置，可以选择 GPRS 网络或者 3G 网络进行拨号连接。3.网络功能信息仿真功能 在操作 1，2 两部分实验时，此功能部分可以对上述功能进行仿真，对 3G技术和网络结构进行剖析。2.5.3 视频功能实验界面 图 4 网络功能实验界面“第三代移动通信系统实验平台”视频功能实验界面如图 4 所示，主要有 3个主要组成部分：1.视频电话部分 在本部分实验中，学生可以进行视频通话的呼叫、接听、挂断及来电显示等功能。2.视频显示部分 在本部分实验中，学生在视频通话过程中，可以通过该部分显示视频数据。此外，在接收到视频彩铃时，接收到的视频数据同样在该部分进行显示。3.视

21、频功能信息仿真功能 在操作 1，2 两部分实验时，此功能部分可以对上述功能进行仿真，对 3G技术和网络结构进行剖析。2.5.4 实训类实验界面 图 5 实训内容实验界面“第三代移动通信系统实验平台”实训类实验界面如图 5 所示，主要有 3 个主要组成部分：1.视频电话部分 在本部分实验中，学生可以调用根据 MPEG4 标准或 H263 标准自己编写的 DLL文件，来实现视频通话过程中的视频数据的压缩和解压缩，进行视频通话的呼叫、接听、挂断及来电显示等功能。2.视频显示部分 在本部分实验中，学生在视频通话过程中，学生可以调用根据 MPEG4标准或 H263 标准自己编写的 DLL 文件，实现 3

22、G 模块收到的视频数据的解压缩及视频数据的显示。此外，在接收到视频彩铃时，接收到的视频数据同样调用自行编写的 DLL进行解压缩并在该部分进行显示。3.TCP/IP 部分 在部分实验中，可以自行编写代码调用 AT 指令，实现 3G 模块 Server 模式及 Client 模式的选择、Server 模式及 Client 模式的相关配置、连接、数据的发送及解析、断开连接等功能。学生自行编程生成 DLL 文件，利用本软件进行调用，实现 TCP/IP 网络的建立及网络间的数据传输。推荐用户将本系列实验设备与我公司的“Zigbee嵌入式开发平台”和“ARM9嵌入式系统+无线通信综合实验开发平台”结合使用，可获得更为丰富的开发空间。