移动通信虚拟实验室的研究与总结毕业设计.doc

移动通信虚拟实验室的研究与总结毕业设计 目 录 1 绪 论 1 1.1 课题研究背景及研究意义 1 1.2 论文构成及研究内容 2 2 GSM移动通信系统 3 2.1 概述 3 2.1.1 GSM的发展历史 3 2.1.2 GSM系统的特点 4 2.2 GSM移动通信系统的结构与主要接口及其协议 5 2.2.1 GSM系统的结构与功能 5 2.2.2 GSM系统的主要接口及其相关信令协议 10 3 GSM移动通信系统的相关技术 15 3.1 GSM系统中的号码 15 3.2 移动通信的区域组成 18 3.3频率复用技术 20 3.3.1 频率复用的概念 20 3.3.2 频率复用的方式 21 3.4 频率分配 22 3.4.1 固定频道分配 22 3.4.2动态频道分配 23 3.5 GSM系统的用户管理 24 3．5. 1 位置管理 24 3.5.2越区切换 27 3.5.3 GSM的物理信道和逻辑信道 31 4 虚拟实验室 34 4.1 虚拟实验室的概念 34 4.2 虚拟实验室的组成 34 4.3 虚拟实验室的类型 35 4.3.1 虚拟仪器实验室 35 4.3.2 虚拟现实实验室 38 4.4 虚拟实验系统的仿真设计 39 5 越区切换的仿真 41 5.1 研究越区切换的意义 41 5.2仿真小区的设置 41 5.3 小区信道的频率分配 42 5.4仿真过程中所用参数设置 43 5.5越区切换的仿真 44 5.5.1信令流程 44 5.5.2仿真逻辑 45 5.5.3仿真执行过程 46 5.6 仿真结果与分析 47 6 结 论 与 展 望 52 6.1 主要结论 52 6.2 对本课题的展望 52 致 谢 54 参考文献 55 附 录 A 56 构建基于虚拟仪器的网络虚拟实验室 56 附 录 B 60 本论文设计的仿真代码： 60 1 绪 论 1.1 课题研究背景及研究意义 近年来，随着计算机、程控交换和数字通信技术的发展，移动通信汇集了有线通信和无线通信的必威体育精装版技术成果，已成为现代通信的重要组成部分和未来个人通信的重要基础。特别是蜂窝小区技术的迅速发展，为实现完整的个人移动通信提供了可靠的传输手段和接续方式。据悉，国内各高校都将移动通信技术、程控交换技术、微波通信技术等课程作为电子信息和通信工程专业的必修课，而这一类课程的教学实验已成为国内高等院校亟待解决的问题，即通过建立移动通信虚拟实验室。 在Internt通信平台上利用多媒体技术构建网上移动通信系统虚拟实验室，组成由虚拟移动台、虚拟基站、虚拟移动交换机、虚拟信道构成的虚拟移动通信系统，不仅可以很好的解决教学实验面临的难题，同时还可以在一定程度上超越传统的教学实验，将整个移动通信系统内部的信号流程以及涉及到的相关通信设备，相互之间如何进行数据交换等环节淋漓尽致的展现在我们的眼前，更为IT行业开拓了一个脱离依靠笨重、落后的仪器来进行产品研发和测试等的崭新局面，因为通信行业是一个发展较为迅速的新兴行业，从而通过建立移动通信虚拟实验室，可以较大程度上减少相关实验器材因更新速度快而被迅速淘汰，为通信行业产值的快速提高铺平了道路。 目前，国内不少高校已纷纷使用LabVIEW，LabWindows/CVI 等虚拟仪器编程语言，结合计算机高级语言VC、C等构建功能强大的移动通信虚拟实验室系统。如重庆大学及重庆邮电大学都对基于Web的移动通信虚拟实验室进行了研究；辽宁省还专门为移动通信虚拟实验室开辟了一个教育基金项目；不少个人也对移动通信系统中比较关键的环节进行的虚拟实现，比如：对优化整个移动通信系统的仿真、对移动通信系统中计费环节进行模拟实现、对移动通系统中信道的分配，移动台随机进行越区切换的概率、基站的分区和天线的角度设置等；还有不少企业或个人加入到对移动通信系统虚拟仿真器的设计行列。在移动通信虚拟实验室中，通过各种软件环境可以方便的添加控件来模拟通信系统中的相关设备，用户与虚拟实验设备之间的交互都是通过用户界面来进行的，通过直观的图形化用户界面(Graphic User Interface-GUI)，用户可调用不同的实际项目，从而实现与“通信设备”的对话。实时的观察到移动台在各种状态下的数据交换，使我们对现代移动通信技术这门课程的理论知识有一个比较深层次的理解。对了解和掌握当代移动通信系统的相关关键技术也是很重要的。用现代计算机技术研究虚拟实验室及其在教学中的应用，是近几年国内外实验教学和远程教学研究的热点。虚拟实验室一般具有透明性、资源共享性、互动操作性、用户自主性、扩展性以及安全性等特点，是传统实验室无法比拟的[3]。 综上所述，研究和开发通用性强、仿真性能好、能指导和启发实验者的虚拟实验室系统具有相当的理论和