移动通信实验指导书

《移动通信》实验指导书安阳工学院电子信息与电气工程学院目录实验一GSM/GPRS模块用AT指令主叫通话……………………………………1实验二GSM/GPRS模块用AT指令以文本和PDU格式发送短消息……………8实验三m序列相关特性…………………………………………………………17实验四Walsh序列相关特性及16阶Walsh序列………………………………21实验五复合地址码扩频调制及PN码解扩………………………………………25实验六多基站、多信道、多用户同步CDMA移动通信系统…………………29实验七多机组网DS-CDMA移动通信系统………………………………………34实验八同步CDMA系统PN码同步………………………………………………371实验一GSM/GPRS模块用AT指令主叫通话一、实验目的1、了解GPRS基本原理。2、了解GSM/GPRS无线通信模块（又称为GPRSMODEM）的基本知识。3、了解AT指令基本知识。4、掌握GSM/GPRS无线通信模块的使用。二、实验条件1、GSM/GPRS通信模块2、电源3、天线三、实验原理1、GPRS基础知识移动通信是当前发展最快、应用最广和最前沿的通信领域之一。GPRS是界于第二代和第三代之间的一种技术，通常称为2.5G，目前通过升级GSM网络实现。称为2.5G是比较恰当的，因为它是一个混合体，采用TDMA方式传输语音，采用分组的方式传输数据。GPRS是通用分组无线业务的英文简称，是在现有的GSM上发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS是欧洲电信协会GSM系统中有关分组数据所规定的标准。它可提供高达115kbps的空中接口传输速率。相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS是分组交换技术，具有实时在线、按量计费、快捷登录、高速传输、自如切换的优点。GPRS无线通信模块支持GPRS方式访问互联网，以GSM方式实现语音通话、短消息和收发传真。2、GPRS移动终端的分类为满足未来用户的需要，GPRS定义了三种不同的移动终端类别，A类(ClassA)、B类(ClassB)和C类(ClassC)。2A类：A类的GPRS移动终端可同时使用GSM电路交换服务和GPRS服务。用户可在通话的同时，通过GPRS链路收发数据。A类的移动终端还允许传统GSM服务和GPRS服务的同时接入、激活和监控。B类：B类的GPRS移动终端允许传统GSM业务和GPRS业务的同时接入、激活和监控。但不允许GSM和GPRS服务同时进行数据传输。例如，一个用户建立了GPRS数据连接，并且正在发送或接收数据包；这时，用户移动终端收到了一个来话指示，并且接听了该呼叫。当用户正在通话时，GPRS虚拟连接被”挂起”或”示忙”，不可能用于数据传输。用户通话结束后，该GPRS虚连接才可能继续传输数据。（本设备应用的GPRS终端为B类）C类：C类的GPRS移动终端是一个纯粹的GPRS终端(只能支持GPRS)或者既可支持GSM电路交换服务，也可支持GPRS，后一种情况下．该移动终端必须在GSM和GPRS两种模式之间来回切换，当切换至GPRS模式下时，用户可使用该终端发起或接收GPRS呼叫，但不能用其发起或接收GSM呼叫；同样，切换至GSM模式下时，用户可使用该终端发起或接收GSM呼叫，但不能用其发起或接收GPRS呼叫。3、GPRS的应用(1)横向应用其特点是直接面向消费者，如浏览、邮件收发及QQ聊天等。(2)纵向应用纵向应用的特点是面向集团和企业，如信用卡确认(POS)，保安系统(电子监控)，GPS自动定位跟踪业务(运钞车定位跟踪)，电子商务，电子银行，远程商务洽谈，石油、天然气管道监测系统，气、水、电等远程读表，股票交易，仓库等要地的监控系统，调度系统，车队、船舶等的调度管理。4、GPRSMODEM调试工具V1.0使用说明GPRSMODEM调试工具V1.0是针对GPRSMODEM的调试开发的工具软件，该软件不需要安装，可以直接运行。双击GPRSMODEM调试工具V1.0运行调试工具，进入如图1-1所示的界面。3图1-1GPRSMODEM调试工具V1.0首先要在调试工具中设置PC机的串口参数，需要设置的串口参数包括：串口号、串口波特率、校验位、数据位、停止位、打开/关闭串口等。AT指令输入区用于输入AT指令，输入正确的AT指令后点击”手动发送AT指令”按钮发送AT指令，输入AT指令见图1-2。图1-2AT指令输入发送AT指令应答区用于接收GPRS模块的AT指令应答，如图1-3所示。图1-3AT指令应答“Ctrl+z发送短信”按钮用于发送短信，首先通过正确的AT指令进行短信收发的串口设置区AT指令应答区AT指令输入区4设置，然后在AT指令发送区输入发送的短信内容，点击”Ctrl+z发送短信”按钮发送短信，具体的操作见实验步骤。5、GPRS无线通信模块GPRS模块又称GPRSMODEM，是一种可以进行语音、短消息、数据及传真传送功能的GSM/GPRS无线通信模块，同GSM/GPRS手机相比，它除了没有人机界面LCD显示、键盘外，其它的无线通信功能都是一样的。GPRS无线通信模块提供一个RS232接口，可直接由计算机的串口发送AT指令来控制该模块，此时计算机作为DTE（数字终端设备），GPRS模块作为DCE（数字电路设备）。在DTE和DCE之间用一套AT命令实现各种功能。GPRS的各种功能都有赖于DTE向DCE发送AT指令来实现，所以AT指令可视为DTE和DCE间的软件接口。GPRSMODEM既可以方便的与PC机的串口相连接，也可以与其他自动控制设备连接进行远端控制和数据采集等，从而将GPRS的应用扩展到了新的领域。GPRSMODEM可与PC机或单片机设备通过串口进行通讯。首先把GPRSMODEM的串口线接到PC机的串口，用GPRSMODEM调试工具V1.0来调试模块。①修改模块波特率指令PC机和模块进行串行通讯的前提是二者串口的波特率必须一致。在不知道模块波特率的情况下，逐次修改调试工具中的波特率来修改PC机串口波特率，在AT指令发送区输入AT并发送，直到AT指令应答区有OK应答为止。如果想修改模块的波特率，在AT指令发送区输入AT+IPR=****（此处****表示要修改成的波特率的值），点击”手动发送AT指令”按钮发送修改波特率的AT指令。返回OK应答表示模块的波特率已经修改。修改完成后要更改调试工具的波特率（即PC机的波特率）与模块的波特率一致才能够继续通讯。②回显设置模块有回显功能，即在AT指令应答区会显示刚才输入的AT指令。打开回显功能发送：ATE1返回：OK关闭回显功能发送：ATE05返回：OK在本次的实验中主要是实验GPRS模块的语音功能。6、AT指令在计算机上利用GPRSMODEM调试工具V1.0来输入AT指令对GPRS模块进行控制，开机后首先要对模块进行一些测试/查询或设置。①测试串口开机3～5s后，首先在调试工具中选择合适的波特率，然后在调试工具的AT指令发送区中输入AT输入指令后点击”手动发送AT指令”按钮发送AT指令给GPRS模块，看调试工具的AT指令应答区是否返回OK应答。该测试命令可以验证串口是否已经打开。如果没有返回OK应答，修改波特率重新测试，知道返回OK应答为止。②关闭回显/打开回显向模块发送ATE0命令，关闭串口的回显功能。串口的回显功能主要是用于串口测试。向模块发送ATE1命令打开回显。电话主叫AT命令发送如下AT命令呼叫电话号码stringnum（stringnum代表电话号码）ATDstringnum；（注意此处的分号一定不可缺少）如果成功的与被叫方取得联络，则可听到回铃音；否则模块返回BUSY（网络忙）或NOCARRIER（无载波：脱网或网络拒绝服务）。如果对方摘机，模块将返回OK，表明建立了正确的话音通路。通话结束后，如果对方先挂机，则模块返回NOCARRIER；如果GPRS模块主叫方想先挂机，则发送ATH命令，模块返回OK后话音通路被解除。这个命令ATDstringnum的功能最为丰富，国际标准定义了一系列的序列，用来实现各种功能。如查询IMEI码、设置附加业务、数据通信、GPRS拨号等功能都可以通过拨号序列实现。通话过程中，使用ATH命令和AT+CHUP命令都可以实现挂机，ATH命令更为通用一些。发送AT+VTS=“dtmfstring”,实现主叫拨分机号码，模块将拨出dtmfstring的号码。在需要拨分机号和由语音提示的信息台（如1860）等需要DTMF交互的场合，这是很有用的命令。67、GPRS模块有关电话控制的AT指令表1-1电话控制AT指令AT指令说明AT指令说明ATD拨号AT+CEER查看呼叫失败原因ATH挂机AT+VTD设置DTMF语音长度ATA接电话ATDL重拨上一次电话号码AT+VTS发送DTMF语音AT%Dn根据DTR信号自动拨号ATS0设置自动应答AT+CICB来电信差AT+VGT调整发送声音增益AT+CMUT设置话筒静音AT+SPEAKER话筒选择AT+ECHO设置回音取消AT+CLIP设置来电显示信息AT+CRC设置来电显示信息四、实验内容与要求1、硬件连接(1)连接好GPRS模块天线，插入GSM手机SIM卡。(2)用GPRS模块专用串口电缆连接GPRS模块串口和计算机串口，接好电话手柄。(3)检查连接无误后GPRS模块接上直流电源，模块通电开始搜索GSM网络，指示灯以1秒周期闪亮；搜索到网络后指示灯以3秒周期闪亮。(4)在计算机上运行GPRSMODEM调试工具V1.0，在其界面上选择正确的串口号，设置串口：波特率（9600）、奇偶校验（None）、数据位数（8）和停止位数（1），并打开串口。72、串口测试在AT指令输入区输入AT点击”手动发送AT指令”按钮发送AT指令，如果在应答区返回OK应答表明串口通讯正常，如果不能返回OK应答，则表明调试工具所设置的波特率和GPRS模块的波特率不适应，此时需要修改调试工具的波特率直到能够返回OK应答为止。3、GPRS主叫过程调试工具中输入AT指令直接拨打电话，在调试工具AT指令输入区中输入：ATDstringnum；（stringnum表示被叫号码，注意此处的分号不能省略）点击”手动发送AT指令”按钮，发送拨号AT指令进行拨号操作，电话手柄中可听见拨号信令音。呼通对方后听到回铃，如果对方接听电话，则在调试工具AT指令应答区中将返回OK，此时就可以正常通话了。如果模块主动挂机，则执行如下操作：在AT指令发送区输入ATH后点击”手动发送AT指令”按钮发送AT指令给模块。模块返回：OK表示语音通路已经解除，通话结束。如果被叫方主动挂机则模块返回：NOCARRIER(无载波，信道已释放)4、实验结束操作发送：AT^SMSO返回：^SMSO:MSOFFOK^SHUTDOWN用上述AT指令关闭模块以后再切断电源，模块在网络中处于”IMSI分离”正常状态；若直接切断模块电源，则模块在网络中处于”IMSI附着”非正常状态。五、实验报告内容1、简述GSM/GPRS基本原理以及特点；2、简述GSM/GPRS模块调试工具的AT指令操作方法；3、简述GSM/GPRS模块的主叫过程。8实验二GSM/GPRS模块用AT指令以文本和PDU格式发送短消息一、实验目的1、了解SMS短消息服务的基本知识；2、掌握PDU编码的基本知识；3、掌握AT指令基本知识；4、掌握GSM/GPRS模块用AT指令以文本和PDU格式发送短消息的方法。二、实验条件1、GSM/GPRS通信模块2、电源3、天线三、实验原理1、短消息业务(SMS)短消息业务与话音传输及传真一样，同为GSM数字蜂窝移动通信网络提供的主要电信业务，它通过无线控制信道进行传输，经短消息业务中心完成存储和转发，每个短消息的信息量限制为140个字节。在短消息的可靠传递基础上，GSM网络与互联网技术的结合将给目前以提供话音服务为主的GSM移动通信网络带来新的生机。短消息业务包括点对点短消息和小区广播。通常我们所说的短消息主要指的是点对点短消息。点对点短消息是通过移动通信网的信令信道传