移动通信系统实训报告.docx
《移动通信系统实训报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《移动通信系统实训报告.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
移动通信系统实训报告
移动通信系统实训报告
任课教师：
硬件工程师：
软件工程师：
测试及文档工程师：
2013年10月15日
摘要
GSM系统原是泛欧数字移动通信的简称，是欧洲有点主管部门会以为开发数字蜂窝移动通信而在1982年成立的机构。
1978年，欧洲15个国家的电信业务经营者在哥本哈根一个谅解备忘录，简称MOU。
他是关于实现泛欧900MHz数字蜂窝移动通信标准的备忘录。
随着移动通信设备的研制与开发及数字蜂窝移动通信网建立，GSM就逐步成为了欧洲数字移动通信系统的代名词，欧洲的专家们将GSM重新命名为“GlobalSystemForMobileCommunication”，从而使其变成了“全球移动通信系统”的简称。
GSM全名为:
GlobalSystemforMobileCommunications,中文为全球移动通讯系统，是一个移动电话网络标准。
GSM系统包括GSM900（900MHz）、GSM1800（1800MHz）、GSM1900（1900MHz）3个频段最初国家分配给模拟移动通信网的频段为[885-905，930-950]，共20M。
本次设计主要涉及GMS系统的拨打、接听电话，收、发短信，来电显示，检测系统。
详细介绍GMS在AT命令中的实现过程，对程序的设计与实现进行了仔细的分析。
关键词：
移动通信；GSM系统；AT命令；
Abstract
TheGSMsystemisthepanEuropeandigitalmobilecommunications,isEuropeabitdepartmentswillthinkthedevelopmentofdigitalcellularmobilecommunicationandin1982theestablishmentofthemechanism.In1978,15European
countries,telecomoperatorsinCopenhagenamemorandumofunderstanding,referredtoasMOU.HeisontherealizationofthepanEuropean900MHzdigitalcellularmobilecommunicationstandardmemorandum.Alongwiththeresearchanddevelopmentanddigitalcellularmobilecommunicationnetworkequipmentbuilding,GSMhasbecomeasynonymfortheEuropeandigitalmobilecommunicationsystem,theexpertsEuropeanrenamingGSMto"GlobalSystemForMobileCommunication",whichhasbecomea"globalsystemformobilecommunicationreferredtoas".GSMfullname:
GlobalSystemforMobileCommunications,Chineseistheglobalsystemformobilecommunications,isamobilephonenetworkstandard.TheGSMsystemconsistsofGSM900（900MHz）,GSM1800（1800MHz）,GSM1900（1900MHz）3bandsassignedtotheinitialstateanalogmobilecommunicationnetworkbandforthe[885-905930-950],20M.
Answerthephonecall,thisdesignmainlyrelatedtoGMSsystem,receiveandsendtextmessages,callerID,detectionsystem.TherealizationprocessintheATcommandofthedetailsofGMS,theprogramdesignandimplementationofthecarefulanalysis.
KeyWords：
mobilecommunication; GSM;SIM300C;ATcommand.
目录
摘要I
AbstractI
目录1
第1章绪论2
1.1简述3
1.2移动通信技术3
1.3GSM基本原理4
第2章软件模块设计5
2.1串口电路的设计5
2.2AT命令5
第3章硬件模块设计7
3.1设计思路7
3.2SCH原理图的绘制7
3.3SCH原理图的绘制8
第4章工作控制电路设计9
4.1设计思路9
4.2开关机电路10
4.3模块工作状态指示电路11
4.4蜂鸣器指示电路11
4.5SIM卡接口电路12
4.6MAX232串口电路13
4.7音频电路13
参考文献15
附录16
第1章
绪论
GSM是当前应用最为广泛的移动电话标准。
全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。
所有用户可以在签署了"漫游协定"移动电话运营商之间自由漫游。
GSM较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代（2G）移动电话系统。
这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中。
GSM是一个当前由3GPP开发的开放标准。
基于GSM的短信信息服务，是一种在移动网络上传送简短信息的无线应用，是一种信息在移动网络上存储和转寄的过程。
由于公众GSM网络在全球范围内实现了联网和漫游，建议上述系统不需再组建专用通信网络，所以具有实时传输数据功能的短信应用将得到迅速普及。
笔者开发设计的基于GSM网络的温度数据采集与无线传输系统正是借助该网络平台，利用短信息业务实现数据的自动双向传递。
本系统由数据采集部分、数据接收和发送部分、终端处理部分三个模块组成。
数据采集模块将采集到的温度数据存入存储器中。
数据收发模块采用双单片机共用E2RPOM的方式，单片机2控制数据从存储器转存入E2PROM中；单片机负责将数据从E2PROM中读出，并经GSM模块借助GSM网络将数据发送出去。
单片机不仅控制数据的发送，也控制数据的接收。
在这里，E2PROM是温度数据临时存储和上传的中转站。
终端处理模块负责将接收到的数据交给计算机处理，并将处理后的结果存放到数据库中，以供查询。
当终端处理模块需要向GSM模块发送控制命令时，GSM模块接收过程正好与上述过程相反，从而实现数据的自动双向传递。
1GSM系统介绍
1.1简述
GSM是GlobalSystemForMobileCommunications的缩写。
由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准。
GSM是全球移动通信系统（GlobalSystemofMobilecommunication）的简称。
它的空中接口采用时分多址技术。
自90年代中期投入商用以来，被全球超过100个国家采用。
GSM标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场80%以上。
GSM是当前应用最为广泛的移动电话标准。
全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。
所有用户可以在签署了"漫游协定"移动电话运营商之间自由漫游。
GSM较之它以前的标准最大的不同是它的信令和语音信道都是数字式的，因此GSM被看作是第二代（2G）移动电话系统。
这说明数字通讯从很早就已经构建到系统中。
GSM是一个当前由3GPP开发的开放标准。
从用户观点出发，GSM的主要优势在于用户可以从更高的数字语音质量和低费用的[SMS]之间作出选择。
网络运营商的优势是他们可以不同的客户定制他们的设备配置，因为GSM作为开放标准提供了更容易的互操作性。
这样，标准就允许网络运营商提供漫游服务，用户就可以在全球使用他们的移动电话了。
GSM作为一个继续开发的标准，保持向後兼容原始的GSM电话，例如报文交换能力在Release'97版本的标准才被加入进来，也就是GPRS。
高速数据交换也是在Release'99版标准才引入的，主要是EDGE和UMTS标准。
1.2移动通信技术
GSM属于第2代（2G）蜂窝移动通信技术。
2代的说法是相对于应用于80年代的模拟蜂窝移动通信技术以及目前正逐渐进入商用的宽带CDMA技术。
模拟蜂窝技术被称为一代移动通信技术，宽带CDMA技术被称为三代移动通信技术，即3G。
1.3GSM基本原理
由于GSM是一个全数字系统，话音和不同速率的传输都要进行数字化处理。
为了将源数据转换为最终信号并通过无线电波发射出去，需要经过几个连续的过程。
相反，在接收端需要经过一系列的反过程来重现原始数据。
下面我们主要针对数据的传输过程进行描述。
信源端的主要工作有
1.信道编码
信道编码用于改善传输质量，克服各种干扰因素对信号产生的不良影响，但它是以增加比特降低信息量为代价的。
信道编码的基本原理是在原书数据上附加一些比特信息，增加的这比特是通过某种约定从圆熟数据中经计算产生的，接收端的解码过程利用这些比特同收到的不一样时，我们就可以确定传输有误。
根据传输模式不同，在无线传输中使用了不同的码型。
GSM使用的编码方式主要有块卷积码，纠错循环码，奇偶码。
块卷积码主要用于纠错，当解调器采用最大似然估计方法时，可以产生十分有效的纠错效果，纠错循环码主要用于检测和纠正成组出线的误码，通常和块卷积码混合使用，用于捕捉和纠正遗漏的组误差。
奇偶码矢一种普遍使用的最简单的检测误码的方法。
2.交织
在移动通信中者种变参的信道上，比特差错通常是成串发生的。
这是由于持续较长的深衰落谷点会影响到相继一串的比特。
但是，信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长差错串是在有效，为了解决这一问题，希望找到把一条消息中的相继比特分开的方法，即一条消息的相继比特以相继的方式被发送，使突发差错信道变为离散信道。
这样，即使出现差错，也仅是单个或者很短的比特出现错误，也不会导致整个突发脉冲甚至消息块都无法被解码，这时可再用信道编码的纠错功能来纠正差错，恢复原来的信息，这种方法就是交织技术。
第2章软件模块设计
2.1串口电路的设计
功能说明：
首先完成M401模块硬件电路设计，其次通过AT命令的学习完成相关软件设计，设计结果是将M401模块插入柜机经过调试能实现语音通信和短信收发。
2.2AT命令
AT指令由Hayes公司发明，现在已成为事实上的标准并被所有调制解调器制造商采用的一个调制解调器命令语言。
每条命令以字母"AT"开头，因而得名。
AT后跟字母和数字表明具体的功能，例如拨号命令，初始化调制解调器，控制扬声器音量，规定调制解调器启动应答的振铃次数，选择错误校正的格式等等，不同牌号调制解调器的AT命令并不完全相同，请仔细阅读MODEM用户手册，以便正确使用AT命令。
常用AT命令测试如下：
（1）改变PIN码 AT+CPIN=“1234”，“5678”
（2）询问信号强度 AT+CSQ
（3）查询用户号码 AT+CNUM
（4）手机活动状态的查询 AT+CPAS 参数的详细说明：
0 ME准备就绪 1 ME不可用
2 未知，ME未准备好 3 振铃 4 呼叫进行中
5 睡眠， ME未准备好
（5）查询当前呼叫 AT+CLCC
（6）查询运营商名称 AT+COPN
（7）查询所有可用AT指令 AT+CLAC
第3章硬件模块设计
3.1设计思路
设计采用芯片如下：
单片机主控芯片AT89C51，电平转化芯片MAX232,，移动通信芯片SIM300C，先通过电路图绘制，SCH图绘制，PCB板的设计，PCB板印刷，整个模块焊接，来完成通信模块，然后通过PC机实现软件测试与模拟，最后通过单片机实现对短信电话收发的控制。
3.2SCH原理图的绘制
在protel软件的设计平台之上，画出了SCH原理图，它分为显示模块，单片机最小系统模块。
两个模块通过图形生成符号，再通过网络号映射的方法将其相连接。
以下是SCH原理图：
3.3SCH原理图的绘制
在画好的SCH原理图的基础之上，通过菜单栏DESIGN－CREATNETLIST生成网络表文件，再在空白PCB中导入该网络表文件生成初始文件。
然后先采用自动布线，再手动布线对部分线进行美观处理，调整好了之后，对PCB文件覆铜，最终生成的PCB板如下所示：
第4章工作控制电路设计
4.1设计思路
1、模块正常电源工作电压范围：
3.4V——4.5V
2、电源电路选择原则：
当输出电压值与输入电压值比较接近时，可以采用LDO等串联型稳压电源；当输出电压值与输入电压值相差比较大时，建议采用开关型稳压电源，以提高电源的利用效率
3、电路结构
*输入电路：
实际的电源输入电路应具抗浪涌、静电、群脉冲等共模与差模干扰的能力，
*电源管理芯片：
芯片选择要考虑模块在发射期间的峰值功率（7W—8W）及峰值电流（2A）。
*输出电路：
加入滤波电路及去耦电路（0.001UF电容或0.1UF电容）；若采用LDO的串联稳压电源（如MIC29302）则需在输出端接一空载负载电阻，以保证空载时输出电压之稳定
4、电池连接方式：
若采用镍氢电池则建议将电池接至电源管理芯片前级；若采用锂电池则可直接接至电源开关处，通过电源开关将电池电压加于模块VBAT端（电池与电源管理芯片MIC29302BT间需接一单向二极管，以隔离电源管理芯片输出级电路对电池的影响）
5、电源部分抗干扰和保护电路
电源部分电路的干扰从传输路径看分为传导型干扰和辐射型干扰，传导型干扰对模块产生影响的干扰主要为差模或单极性的干扰信号，而辐射型干扰在PCB板上易产生共模型干扰信号（辐射型干扰可以采用屏蔽措施进行抑制），现介绍一些干扰抑制电路，以增强电路的抗干扰能力。
由于SIM300C模块在发送的时候电流约2A，会因线路阻抗产生压降使VBAT电压不稳，所以在设计电源电路的时候需要注意以下问题。
1、对模块的供电应该有大于2A的裕量。
2、为了减小线路阻抗增强VBAT稳定性，电源线应该尽量宽，走线应该尽量短。
4.2开关机电路
4.3模块工作状态指示电路
4.4蜂鸣器指示电路
4.5SIM卡接口电路
1、SIM卡电源电压由模块内部可控LDO提供，支持1.8V和3V的SIM卡
2、SIM卡接口电路采用I2C二线式结构，通过串行时钟线和串行数据线完成串口数据传输，其时钟线时钟频率为13MHZ/4；串行数据线须用一10K电阻上拉到SIM卡电源上，以保证数据传输的正确性
3、抗干扰及保护电路：
ESD器件能对静电进行抑制，SIMRST、SIMCLK、SIMDAT三线上串入的10K电阻有抗传导型干扰的作用
4.6MAX232串口电路
4.7音频电路
模块音频电路分为主音频通道和辅助音频通道，主、辅音频通道间的切换通过AT命令进行切换（V4.0软件通过AT+CHFA命令进行切换，V10.0软件通过AT+CHF命令进行切换）；模块音频电路电源电压为2.5V。
4.8网络指示电路
参考文献
[1]移动通信实验讲义
[2]SIEMENS.ATCommandSetSiemensCellularEngines[Z].03.10.SiemensAG,2002.
附录
软件内容：
DimsendstringAsString
PrivateSubCommand1_Click（）
Dimhao1AsString
hao1=Text3.Text
hao1=Trim（hao1）
sendstring="atd"&hao1&";"&Chr$（13）&Chr$（10）
Me.MSComm1.Output=sendstring
Do
DoEvents
LoopUntilMe.MSComm1.InBufferCount>=8
'Sleep（100）
instring=Me.MSComm1.Input
Text5.Text=Text5.Text+instring
EndSub
PrivateSubCommand2_Click（）
sendstring="ath"&Chr$（13）&Chr$（10）
Me.MSComm1.Output=sendstring
Do
DoEvents
LoopUntilMe.MSComm1.InBufferCount>=8
'Sleep（100）
instring=Me.MSComm1.Input
Text5.Text=instring
EndSub
PrivateSubCommand5_Click（）
sendstring="at"&Chr$（13）&Chr$（10）
Me.MSComm1.Output=sendstring
Do
DoEvents
LoopUntilMe.MSComm1.InBufferCount>=8
'Sleep（100）
instring=Me.MSComm1.Input
Text5.Text=instring
EndSub
PrivateSubForm_Load（）
IfMe.MSComm1.PortOpen=FalseThen
If（Err.Number<>0）Then
DimerringAsString
erring=MsgBox（"端口打开失败",vbOKOnly,"提示"）
ExitSub
EndIf
Me.MSComm1.PortOpen=True
If（Err.Number<>0）Then
erring=MsgBox（"端口打开失败",vbOKOnly,"提示"）
ExitSub
EndIf
EndIf
EndSub
升级会员 