移動通信原理虛擬實驗教學系統

 ①傳輸的數據隨機產生，要求采用頻帶傳輸（DPSK調制）；

 ②擴頻碼要求采用周期為63（或127）的m序列；    

 ③仿真從基站發送數據到三個不同的用戶，各不同用戶分別進行數據接收；    

 ④設計三種不同的功率延遲分布，從基站到達三個不同的用戶分別經過多徑衰落（路徑數分別為2，3，4）；  

 ⑤三個用戶接收端分別解出各自的數據并與發送前的數據進行差錯比較。

通信系統的總體框圖如下：

解調框圖如下： 

仿真結果及結論

一、適用范圍

移動通信實驗系統是為配合高等院校及部分中等?？圃盒Ｍㄐ艑I開設2.5G/3G/4G/5G移動通信技術課程而研制的實驗裝置。這是在綜合現有通信技術、移動通信產業發展現狀和方向，在我公司市場研究人員對國內高校通信工程專業教學實際需要的調查研究基礎之上提出開發的產品。該產品采用理論驗證與實際應用相結合的方法設計而成，可完全再現和演繹移動通信原理及移動通信網絡的主要技術。

二、系統簡介

實驗系統不僅用于“移動通信”課程以及現代通信技術中關鍵技術原理性實驗教學，更能用于現代通信前沿技術系統化、整體化的學習與訓練。完整的實驗箱由四個系統共12個模塊組成：鍵盤模塊，基于鍵盤的液晶顯示模塊，信源模塊，信宿模塊，GMSK調制發射模塊，GMSK解調接收模塊，DSSS調制發射模塊，DSSS解調接收模塊，QPSK/ DQPSK調制發射模塊，QPSK/ DQPSK解調接收模塊，GPRS模塊，正交調制/解調模塊，ARM模塊（采用高性能ARM9架構的處理器芯片SC2410，主頻達400MHz，內嵌WinCE操作系統緊跟移動通信發展潮流，具有多種高級軟件功能），基于ARM的液晶顯示模塊（采用高分辨率的TFT彩屏，分辨率達320x240像素，高性能可擴充的增值設備，可擴展30萬像素的CMOS攝像頭）。在不更改硬件設備的情況下，可以后續軟件升級，及時加入新的前沿實驗內容。各部分采用模塊化獨立分離設計結構，可獨立進行移動通信原理的一般性實驗，也可以將它們組合實現若干移動系統實驗。

移動通信實驗平臺具有直觀友好的實驗交互界面，讓學生在互動中學習移動通信知識。全面而有創意的實驗內容設計，內容豐富，包括了移動通信網絡架構、移動臺組成、移動臺入網、移動通信話音服務、移動通信短消息服務、移動通信數據傳輸服務，更多的內容在后續升級版中會得到充分體現。學生通過親手操作實踐，可更深入理解現代移動通信的核心技術。

三、實驗內容

   基礎實驗

1．信源與信宿實驗

2．信源編/解碼實驗

3．GMSK調制/解調實驗

4．QPSK與DQPSK調制/解調實驗

5．無線信道的傳播特性實驗

6．直接序列擴頻調制/擴頻解調實驗

7．正交調制/解調實驗

8．語音無線收發系統實驗（語音－CVSD編碼－QPSK調制－無線發射…）

9．正交調制I路、Q路分析試驗

10．多徑信道試驗

11．信道衰減試驗

12．糾錯編碼/糾錯編碼抗干擾實驗(卷積碼)

13．糾錯編碼/糾錯編碼抗干擾實驗（交織碼）

應用系統綜合實驗

GSM/GPRS移動通信實驗內容：

1．GSM/GPRS移動通信網絡架構

2．GSM/GPRS移動臺組成原理

3．π/4DQPSK調制實驗 *

4．π/4DQPSK解調實驗 *

5．m序列的產生與相關性測量實驗 *

6．Gold序列的產生和相關性測量實驗 *

7．GSM/GPRS移動臺入網過程

8．GSM/GPRS移動臺收發信機雙工器的功能 *

9．GSM/GPRS移動臺與固話網絡的連接特點 *

10．GSM/GPRS移動通信話音服務

11．GSM/GPRS移動臺主呼和被呼叫過程

12．GSM/GPRS AT指令實驗

13．移動通信的短消息服務

14．GPRS移動通信數據傳輸服務的接入與認證

15．GPRS移動通信網絡中的數據發送與接收

16．TDMA時分多址移動通信系統通信

17．TDMA移動通信綜合技術指標

18．GPRS網絡和CDMA網絡的特點比

CDMA移動通信實驗內容

1．CDMA移動通信網絡架構

2．CDMA移動臺組成原理

3．CDMA移動臺入網過程

4．CDMA移動臺收發信機雙工器的功能 *

5．CDMA移動臺與固話網絡的連接特點 *

6．CDMA移動通信話音服務

7．CDMA移動臺主呼和被呼叫過程

8．CDMA移動通信的短消息服務

9．CDMA移動通信數據傳輸服務的接入與認證

10．CDMA移動通信網絡中的數據發送與接收

11．CDMA碼分多址移動通信系統通信

12．CDMA中偽隨機序列m序列、Gold序列的應用

13．CDMA擴頻調制實驗

14．CDMA地址碼的初始捕獲 *

15．CDMA地址碼的同步（DLL環）*

16．CDMA多址通信（多用戶通信系統）

17．CDMA的抗多徑衰減性能測試 *

18．CDMA的抗干擾性能測試實驗

19．CDMA移動通信綜合技術指標

20．CDMA網絡和GPRS網絡的比較

開發創新性實驗

    1．基于WinCE控制GPRS實驗

    2．基于單片機控制GPRS實驗

四、系統特點

1、擁有友好、直觀的實驗交互界面，內容豐富，包括了移動通信網絡架構、移動臺組成、移動臺入網、移動通信話音服務、移動通信短消息服務、移動通信數據傳輸服務等。同時涵蓋了當今兩種網絡模式，實現了一機多用。

2、系統既提供整體直觀的移動通信實驗，以增強對移動通信感性認識；同時將移動通行系統拆分為各個重要環節，提供原理性實驗，與課程交叉。整個系統采用透明全開放設計，能真正再現移動通信的組成及原理。系統大部分器件和實際應用的系統采用的器件是一致的，因此和實際應用結合緊密，有助于學生的理解和掌握。

3、所有硬件采用模塊化設計，接口采用統一標準，可根據教學安排合理選擇所需模塊。同時所有模塊都預留有擴展接口，可以獨立工作，方便進行二次開發，能夠作為課程設計和畢業設計平臺使用。

4、本系統平臺采用模塊化設計，硬件升級方便，直接替換舊模塊即完成硬件升級。同時提供后續軟件升級，可以根據教學的要求和技術的進度,不更改硬件設備的情況下，通過下載更新軟件即完成軟件升級,可及時加入新的前沿實驗內容。

5、本系統平臺可方便的擴展軟件無線電模塊，該模塊采用300萬門FPGA＋TI公司5416DSP芯片設計，可實驗現代通信技術的軟件無線電研究使用，如BCH碼、RS碼的設計，π/4DQPSK調制解調的研究使用，16QAM調制解調的研究使用等。以及基于DSP和FPGA技術的鎖相環技術及其它通信算法的研究設計。

6、本系統所涉及的現代電子技術有MSP的單片機、FPGA/SOPC、DSP和嵌入式ARM等先進技術，這些技術在本系統或通信產品領域的應用十分廣泛，所以該設備是移動通信教學的理想設備，由于它涉及的技術比較全面，同時也是各高校教師的理想研究硬件平臺，本系統特別適合碩博士生的學術研究使用，是一款目前國內不可多得的理想教學科研設備。