【正文】 ....................................... 35 硬件實(shí)物圖 ...................................................................................................... 37 第四章 AT 命令與系統(tǒng)調(diào)試 ....................................................................................................... 38 命令 ....................................................................................................................... 38 AT 命令簡介 ..................................................................................................... 38 本設(shè)計用到的 AT 命令 ...................................................................................... 39 程序運(yùn)行步驟及結(jié)果 .................................................................................................. 40 系統(tǒng)流程 .......................................................................................................... 40 檢測串口 .......................................................................................................... 41 GSM 模塊測試 .................................................................................................. 41 無線通信平臺呼叫實(shí)現(xiàn) ..................................................................................... 42 第五章 總結(jié) ............................................................................................................................. 43 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 44 致謝 ......................................................................................................................................... 45 1 第一章 前言 課題的研究目的及其意義 本設(shè)計的研究背景：隨著 3G 的推出， GSM 逐漸 退出了市場主流，特別是對于 2020年來說，人們提到的關(guān)于通信的話題，絕大部分都是關(guān)于 3G 或者是 4G， 但是對于 GSM來說，它的優(yōu)點(diǎn)還是存在的，特別是現(xiàn)在 3G 還未成熟。對于研究 GSM 還是有必要性的，對于一個尚未完全了解 生 GSM 系統(tǒng)的學(xué)生而言，做一個完整的可以實(shí)現(xiàn)無線通信的平臺是最好的鍛煉。 本設(shè)計的意義：通過這個平臺可以讓更多的同學(xué)深入了解 GSM 系統(tǒng)，熟悉通信實(shí)現(xiàn)的具體過程， AT 命令的具體應(yīng)用，無線通信模塊如何應(yīng)用在系統(tǒng)中，了解具有強(qiáng)大功能通過圖形編程的語言 LabView。 蜂窩移動 通信的出現(xiàn)可以說是移動通信的一次革命。尤其是在歐洲系統(tǒng)間沒有公共接口相互之間不能漫游，對客戶之間造成很大的不便。直到 1979 年美國在芝加哥開通了第一個 AMPS(先進(jìn)的移動電話業(yè)務(wù) )模擬蜂窩系統(tǒng)，而北歐也于 1981 年 9 月在瑞典開通了 NMT(Nordic 移動電話 )系統(tǒng)，接著歐洲先后在英國開通 TACS 系統(tǒng)，德國開通 C－ 450 系統(tǒng)等。 表 1 1991 年歐洲主要蜂窩系統(tǒng) GSM 數(shù)字移動通信系統(tǒng)史源于歐 洲。當(dāng)時這些系統(tǒng)是國內(nèi)系統(tǒng)，不可能在國外使用。在這次大會上就成立了一個在歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會（ ETSI）技術(shù)委員會下的“移動特別小組 （ Group Special Mobile） ”簡稱 “ GSM” ，來制定 有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和建議書。 1987 年 5 月 GSM 成員國就數(shù)字系統(tǒng)采用窄帶時分多 址 TDMA、規(guī) 則脈沖激勵線性預(yù)國家 系統(tǒng) 頻帶 建立日期 人數(shù)（千） 英國 TACS 900 1985 1200 瑞典 挪 威 芬蘭 丹麥 NMT 450 900 1981 1986 1300 法國 Radio2020 NMT 450,900 450 1985 1989 300 90 意大利 RTMS TACS 450 900 1985 1990 60 560 德國 C450 450 1985 600 瑞士 NMT 900 1987 180 荷蘭 NMT 450 900 1985 1989 130 奧地利 NMT TACS 450 900 1984 1990 60 60 3 測 RPE— LTP 話音編碼和高斯濾波最小移頻 鍵控 GMSK 調(diào)制方式達(dá)成一致意見。與此同時還成立了 MoU 組織，致力于 GSM 標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。 1991 年在歐洲開通了第一個系統(tǒng)，同時 MoU 組織為該系統(tǒng)設(shè)計和注冊了市場商標(biāo)，將 GSM 更名為“全球移動通信系統(tǒng)”（ Globa1 system for Mobile munications）。同年，移動特別小組還完成了制定 1800MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)的規(guī)范，名為 DCSI800 系統(tǒng)。 1992 年大多數(shù)歐洲 GSM 運(yùn)營者開始商用業(yè)務(wù)。 1993 年歐洲第一個 DCS1800 系統(tǒng)投入運(yùn)營。最終推向全球，為人們提供 GSM 服務(wù)。從 80 年代以來，移動通信技術(shù)已經(jīng)從第一代（模擬系統(tǒng)）和第二代（ GSM）的發(fā)展， 達(dá)到通信領(lǐng)域市場容量的40％至 50％，成了國際上最受重視的領(lǐng)域，從 1995 年到 2020 年，中國移動通信用戶年平均增長率接近 100％，中國移動電話用戶增至 億戶，（截止到 2020 年 10 月）飛速發(fā)展的市場，不僅引來了世界上最新的通信產(chǎn)品，而且也使中國成為通信技術(shù)創(chuàng)新最活躍的國家之一。通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和用戶數(shù)均居世界第二位 [1]。這些發(fā)展必將繼續(xù)下去 20 世紀(jì) 90 年代，無線技術(shù)以一種堪稱“難以置信”的方式得到發(fā)展。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，移動通信正朝著能提供語音、數(shù)據(jù)、多媒體信息通信為一體的第三代（ 3G）網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。它將影響到今后十年通信網(wǎng)和通信服務(wù)的發(fā)展。對我國來說，則是我國民族科技和民族產(chǎn)業(yè)在移動通信領(lǐng)域突起的一個極好的機(jī)遇。在這種轉(zhuǎn)變中，令人眩目的機(jī)遇接踵而至 [1]。 MS B T S B T S B S C M S C / V L R O M C H L R / A U C E T R P S T N I S D N P D N N M C D P P S P C S S E M C B S S O S S N S S 圖 1 GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 其中，基站子系統(tǒng)（ BSS）是 GSM 系統(tǒng)中與無線蜂窩方面關(guān)系最直接的基本組成部分，它通過 無線接口直接與移動臺相連，負(fù)責(zé)無線發(fā)送接收和無線資源的管理。 BSS 主要負(fù)責(zé)無線信息的發(fā)送與接收及無線資源管理，同時與 NSS 相連，實(shí)現(xiàn)移動用戶間或移動用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信連接，傳送信息系統(tǒng)和用戶信息等。操作支持子系統(tǒng)（ OSS）則為運(yùn)營部門提供一種手段，用來控制和維護(hù)這些實(shí)際運(yùn)行部分。 5 圖 2 SM 系統(tǒng)接口示意圖 （ 1） Um 接口： BTS 和 MS 之間的接口。 （ 2） Abis 接口： BSC 和 BTS 之間的接口， Abis 接口支持向客戶提供的所有服務(wù)，并支持對 BTS 無線設(shè)備的控制和無線頻率的分配。 （ 4） B 接口： MSC 與 VLR 之間的接口，用于 MSC 向 VLR 詢問有關(guān)移動臺當(dāng)前位置信息，或通知 VLR 有關(guān)移動臺的位置更新。 （ 6） D 接口： HLR 與 VLR 之間的接口，主要交換位置信息和客戶信息。 （ 8） F 接口： MSC 與 EIR 之間的接口，用于 MSC 檢驗移動臺 IMEI 時使用。 手機(jī)終端的發(fā)展 第一代手機(jī)（ 1G）是指模擬的移動電話，最先研制出大哥大的是美國摩托羅拉公司的 Cooper 博士。 這種手機(jī)有多種制式，如 NMT， AMPS， TACS，但是基本上使用頻分復(fù)用方式只能進(jìn)行語音通信，收訊效果不穩(wěn)定，且保密性不足，無線帶寬利用不充分。 第二代手機(jī)（ 2G）也是最常見的手機(jī)。在第二代中為了適應(yīng)數(shù)據(jù)通訊的需求，一些中間標(biāo)準(zhǔn)也在手機(jī)上得到支持，例如支持彩信業(yè)務(wù)的 GPRS 和上網(wǎng)業(yè)務(wù)的WAP 服務(wù)，以及各式各樣的 Java 程序等。相對第一代模擬制式手機(jī)（ 1G）和第二代 GSM、 TDMA 等數(shù)字手機(jī)（ 2G），第三代手機(jī)一般地講，是指將無線通信與 國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)。為了提供這種服務(wù)，無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少 2Mbps（兆字節(jié)／每秒）、 384kbps（千字節(jié)／每秒）以及 144kbps的傳輸速度。手機(jī)外觀上一般都應(yīng)該包括至少一個液晶顯示屏和一套按鍵（部分采用觸摸屏的手機(jī)減少了按鍵）。 第一代手機(jī)（ 1G）是指模擬的移動電話，也有多種制式，如 NMT， AMPS， TACS，但是基本上只能進(jìn)行語音通信，收訊的效果與保密性不足，無線寬帶利用不充分。用于第三代移動通信系統(tǒng)（ 3G）的手機(jī)也已經(jīng)研制出來了，但是由于相關(guān)網(wǎng)絡(luò)沒有普及，并未得到廣泛的應(yīng)用。這些新的制式都基于 CDMA（碼分多址）技術(shù)，在帶寬利用和數(shù)據(jù)通信方面都有進(jìn)一步發(fā)展。一方面加強(qiáng)個人隱私的保護(hù)，另一方面加強(qiáng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的研發(fā)，更多的多媒體功能被引入進(jìn)來，手機(jī)將會具有更加強(qiáng)勁的運(yùn)算能力，成為個人的信息終端，而不是僅僅具有通話和文字消息的功能。未來手機(jī)以下幾種技術(shù)會受寵 ： （ 1）裸眼 3D 技術(shù)受寵 雖然 3D 顯示在手機(jī)設(shè)備上還處于起步階段，但是各大操作系統(tǒng)及手機(jī)廠商顯然都意識到了 3D 技術(shù)在未來的重要性，特別是三星、夏普等韓、日手機(jī)廠商。目前夏普已經(jīng)推出了兩款裸眼 3D 智能手機(jī)： 003SH、 SH03C，這兩款手機(jī)無需佩戴特殊眼鏡便可直接在手機(jī)上觀看三維圖像，無論橫豎模式都可生成三維圖像。到明年，根據(jù)觸摸屏解決方案供應(yīng)商塞普銳思的預(yù)測，觸控手機(jī)有望全面使用電容觸控屏。 4G 系統(tǒng)能夠以 100Mbps 的速度下載，比目前的撥號上網(wǎng)快 2020 倍，上傳的速度也能達(dá)到 20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求。打開后屏幕可以更好的帶來視聽享受。其中，近距離通信使得在不同設(shè)備間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換成為可能。 （ 1）第一代模擬儀器 這類儀器在某些實(shí)驗室仍能看到，是以電磁感應(yīng)基本定律為基礎(chǔ)的指針式儀器，如指針式萬用表，指針式電壓表等，這類指針式儀器借助指針來顯示最 后結(jié)果。 （ 3）第三代數(shù)字化儀器 20 世紀(jì) 70 年代，隨著集成電路的出現(xiàn)，誕生了以集成電路芯片為基礎(chǔ)的第三代儀器 (數(shù)字式儀器 )。這類儀器將模擬信號的測量轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號測量，并以數(shù)字方式輸出最終結(jié)果，適用于快速響應(yīng)和較高準(zhǔn)確度的測量。這類儀器內(nèi)置微處理器，既能進(jìn)行自動測試，又具有一定的數(shù)據(jù)處理功能，可取代部分腦力勞動，習(xí)慣上稱為智能儀器。它的出現(xiàn)使人類的測試技術(shù)進(jìn)入了一個新的發(fā)展紀(jì)元 [2]。 9 圖 3 LabView 主要發(fā)展階段 虛擬儀器的功能和特點(diǎn) 虛擬儀器利用 PC 機(jī)強(qiáng)大的圖形環(huán)境和在線幫助功能，建立虛擬儀器面板，完成對儀器的控制、數(shù)據(jù)分析和顯示，代替了傳統(tǒng)儀器，改變了傳統(tǒng)儀器的使用方式，極大的提高了儀器的功能和使用效率，大幅度的降低了儀器的價格，使用戶可以根據(jù)自己的需要自定義儀器的功能；可以說，虛擬儀器的出現(xiàn)將“儀器”的概念推向了一個新的紀(jì)元。虛擬儀器正好可以滿足這些要求。虛擬儀器系統(tǒng)中除 PC 機(jī)外的硬件主要用于數(shù)據(jù)的采集、輸入，至于系統(tǒng)怎樣處理數(shù)