(论文)第四代移动通信基站与终端控制仿真软件最新优秀毕业论文资料搜集呕血奉献

电子科技大学毕业设计论文第四代移动通信基站与终端控制仿真软件指导单位： 通信与信息工程学院通信抗干扰技术国防重点实验室摘 要随着通信技术的发展以及用户对通信服务质量要求的不断提高，第四代移动通信已经开始登上历史舞台。本文首先阐述了4G的基本概念；然后详细说明了以4G技术为技术背景的“第四代移动通信基站与终端控制仿真软件”的基本功能及通信过程，最后重点介绍了软件的设计与实现。AbstractWith the development of communication technology and the higher requirements of consumers, the 4th generation mobile communication is go up in the world, and its future will be brilliant predicted by a lot of experts. Firstly this paper shows us the concept of 4G, including its key techniques, actuality and future; secondly it particular introduces the basic function and the communication procession of “The Control Simulation Software between the Base and the Terminal of 4G Mobile Communication” whose background is 4G mobile communication technique; finally emphatically narrates the design and implementation of this software.关 键 词4G 第四代移动通信CDMA 码分多址Base 基站Terminal 终端OFDM 正交频分复用MC-DSSS 多载波直扩技术缩 略 语4G The 4th generation mobile communication 第四代移动通信MC-DSSS Multiple Carries-Direct Sequence Spread Spectrum 多载波直扩技术SC-DSSS Signal Carry-Direct Sequence Spread Spectrum 单载波直扩技术MCM Multiple Carries Modulation 多载波调制OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing 正交频分复用ITU International Telecommunications Union 国际电信联盟VC+6.0 Microsoft Visual C+ 6.0引 言移动通信经历了第一代的模拟系统，目前处于第二代系统广泛普及使用的时代，而第三代以CDMA 为核心技术的系统正如火如荼的推向市场。这种趋势迫使人们考虑新一代的系统，它能在所有的环境和各种移动状态中传送无线多媒体服务，满足用户服务质量的要求。因此，第四代移动通信系统的出现和讨论已是不可阻挡的历史潮流。第一章 第四代移动通信的特点1.1 4G的概念第四代移动通信系统是为未来无线通信服务的，将多媒体包括语音、数据、影像等大量信息透过宽频的信道传送出去，因此有些人将第四代移动通信系统称之为“多媒体移动通信(Multi-Mobile Communication)”。 1.2 4G的特点其主要的特点是： 上网速度从2Mb/s提高到100Mb/s，即50倍。 满足第三代移动通信尚不能达到的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。 对全速移动用户能提供150Mb/s的高质量的影像服务。 设备“智能化”程度极高。 将以几项突破性技术为基础。 OFDM为其核心技术。第二章 第四代移动通信的核心技术OFDM以技术层面来看，第三代移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，第四代移动通信系统技术则以正交频分复用技术OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)最受瞩目。2.1 OFDM的概念OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)正交频分复用，一种无线环境下的高速传输技术,是对多载波调制（MCM）的一种改进。2.2 OFDM的优点(1) 可以有效对抗ISI,适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输.(2) 通过各子载波的联合编码,可具有很强的抗衰落能力.(3) 基于DFT的OFDM快速算法.(4) 信道利用率高.(5) OFDM的结构简单,成本低1。第三章 课题简介3.1 硬件环境两台pc机分别模拟基站和终端，通过网线直接相连。 （见图2） 图2、 硬件环境3.2 面向用户的控制功能终端：PC机上显示手机界面，用户可通过鼠标点击手机按键进行打电话、挂电话。对各系统参数进行初始化及根据状态变化进行修正，通过网络通信将信息传给基站，同时显示通话时间、各个系统参数等用户关心的内容。基站：显示提示框，在提示框中与终端同步显示各系统参数的值及其变化，从而模拟完成基站对系统各参数以及终端各状态的监测。第四章 基站与终端所要实现的功能4.1 终端的基本功能主要模拟完成手机打电话、挂电话、通话计时等基本功能，初始化系统各参数值，并根据终端变化，及时将系统参数信息传给基站。4.1.1 界面及按键在模拟终端的pc机上显示一手机界面，界面上的按键可由用户通过鼠标点击。4.1.2 开机、关机程序执行自动开机。按下“关机”按钮，终端界面关闭。4.1.3打电话打电话系统流程图如下： 图3、打电话流程图4.1.4 挂电话图4、挂电话流程图4.1.5系统参数的初始化及其变化用户开机，终端系统立刻初始化系统参数，并传送给基站。以后每次系统参数发生变化时，终端会及时将系统信息修正，发送到基站，与基站同步显示各参数值。系统参数包括：用户状态，拨打号码，通话时间，终端发射功率，数据传输比特率，能噪比Eb/N0，子载波个数，信道状态。 用户状态“空闲”、“通话”、“通话失败”。 拨打号码记录用户所拨打的号码，传给基站，便于基站显示和检测。 通话时间记录通话过程中的时间，并且及时将变化传送给基站，使终端与基站能够同步显示通话时间。 能噪比Eb/N0Eb/N0是决定系统容量的重要参数。当bit error 在10-610-3之间时，Eb/N0的值在58dB2,故我们将在58中随机取得Eb/N0的值。 终端发射功率估算发射功率将在13W间变换。在终端设置功率发生器，每隔3秒进行一次功率变换，并将变换消息发送给基站，双方同时通过柱状图动态显示功率的变化。 数据传输比特率4G通信系统的数据传输速率将达到20Mbps以上，最高能到100Mbps。每当用户发送信息时，系统都将在0100Mbps中随机产生一个值模拟现实状况中的数据传输比特率，传送给基站，双方同时通过柱状图动态显示比特率的变化。 子载波个数在4G中，数据传输速率要求至少达到20Mbps。若每个子载波的数据传输速率不低于5Kbps，则子载波个数M有： M = 4K=4096；子载波个数最多要达到4096个。当业务量小时，为了提高频率资源的利用率，可以根据实际情况选择子载波个数在14096之间。OFDM的核心算法是IFFT/ FFT。通常采用的快速算法为基2。所以M=2i，i为自然数3。故系统的子载波个数在2i（0i 12,i Z）的范围内，每次开机时随机产生，并在关机前一直保持不变,在终端和基站都以柱状图动态显示每次的变化。各信道状态此参数需要和子载波个数相对应，故此参数子载波个数一致。4.2. 基站的基本功能基站的主要功能便是在接收到终端发来的信息后，显示出各系统参数。所有参数均与终端以同样的方式进行同步显示。基站接收和显示数据流程图：图 5、基站接收和显示数据流程图第五章 基站与终端内部各功能的实现方法5.1 基于对话框的应用程序终端和基站都是基于对话框的应用程序。5.1.1 创建对话框摸版并向其中添加所需的控件首先使用AppWizard为应用程序创建两个基于对话框的新工程。然后向对话框中加入所需的控件，并编辑控件的属性： Static text(静态文本控件）：可以用来显示一些写信息。Edit（编辑框）：可通过键盘鼠标人工输入信息并显示信息。Pushbutton(按钮)：每次按下按钮，程序会自动执行对应于BN_CLICKED消息的消息处理函数，执行相应的功能。Progress Control(进度条控件)：使用进度条可以告诉用户任务当前的进度。它是通过线条或方块来填充矩形框从而显示当前进度的。Picture Control(图片控件)：使用图像控件可以在对话框中图标和位图显示出来。5.1.2 编程下面将详细介绍如何添加控件和相应的消息处理函数。5.2 终端内部各功能的实现方法首先创建一个基于对话框的工程，该工程应该包括对Windows Sockets 的支持（用于实现通信）。5.2.1 功能1：实现鼠标点击按钮，屏幕显示按钮信息（记录拨打号码） 所用控件：Edit（编辑框）：使用一个该控件，用作终端显示屏，用于显示用户拨打号码、通话时间、通话状态等用户所关心的内容。Pushbutton(按钮)：使用了15个该控件，用作终端按钮，用于分别完成号码（符号）输入（12个）、要求通话、中断通话、清屏等功能。简单模拟现实情况中手机各个按钮的功能。 实现方法：Edit（编辑框）：声明一个CString类的变量m_Screen。变量m_Screen通过调用Format函数，就可实现对所需内容的显示。Pushbutton(按钮)：对应每个按钮都有一个消息响应函数，如按钮，与之对应的消息处理函数是OnButton1()。在该函数中需要实现在显示屏上显示“1”这个符号，并将该符号记录：news.current_stringind+=1;/记录已拨打“1”news.current_stringind+1=0;/加字符串结束标志m_Screen.Format(news.current_string);/显示已拨号码ind是一个全局int变量，用于记录已拨的号码个数；news是一个结构：struct send_news int carries_num;/子载波数14096 int send_power;/发送功率 13W int channel_num;/信道状态 14096 BOOL user_state;/用户状态 TRUE通话、FALSE空闲 char current_string100;/已拨打的号码（字符串） int second;/通话时间 秒 int minite;/分 int hour;/小时 int flag;/是否接受通话请求标志 int bit_velocity;/数据传输比特率 0100M bps double EbN0;/能噪比 58 dBnews；其它符号按钮的功能与之完全类似，不同按钮只需要改变相应的输入符号即可，如中只需要改变语句：news.current_stringind+=2;即可。5.2.2 功能2：实现清屏功能当用户需要清屏处理，即可按下清屏按钮，调用OnButtonClean()函数，实现方法如下：if(news.user_state!=TRUE)/用户没有处于通话状态 CEdit*pEdit=(CEdit*)GetDlgItem(IDC_EDIT_SCREEN); CString strScreen; pEdit-GetWindowText(strScreen);/获取屏幕字符串 if(strScreen!=) strScreen=; GetDlgItem(IDC_EDIT_SCREEN)-SetWindowText(strScreen); ind=0; news.current_stringind+1=0;5.2.3 功能3：实现通话计时，同时在屏幕上显示计时当用户发出通话请求按下键，此时调用OnButtonSend()函数，在此函数中通过调用 GetCurrentTime()、 SetTimer（）等函数完成计时并显示的功能： 首先，调用show_time()函数：void CTerminalDlg:show_time() system_time_when_send=CTime:GetCurrentTime();SetTimer(1,1000,NULL); 其中GetCurrentTime()函数记录下当用户按下发送键时的基准时间。SetTimer(1,1000,NULL)函数设置了一个定时器，每次超时自动调用系统函数OnTimer()。其次，在OnTimer()函数中，调用GetCurrentTime()函数，将这次获得时间减去基准时间，即得相对时间。由于每过一秒就调用一次OnTimer()函数，故每隔一秒就得到一次新的相对时间。相对时间得到以后加以显示。OnTimer()函数主要程序如下：CTime t=CTime:GetCurrentTime();/获得当前时间time_diffrent=t-system_time_when_send;CString str=time_diffrent.Format(%H:%M:%S);str=“通话开始”+str;if(news.secondSetWindowText(str);通过以上方法可以实现通话计时和计时显示。5.2.4 功能4：实现用户结束通话时，在屏幕上持续3秒显示“通话结 束”后清屏当用户结束通话时，按下键，此时调用OnButtonStop()函数，在该函数中结束通话计时，并显示“通话结束”和通话总时间，需要将此内容在屏幕上保持3秒时间然后清屏。在OnButtonStop()函数中具体实现方法如下： 1）结束计时，显示通话时间：KillTimer(1); /关闭计时器1；m_Screen.Format(通话结束 n%02d:%02d:%02d,news.hour,news.minite,news.second);/设置计时器2，3秒后调用OnTimer()函数SetTimer(2,3000,NULL); 2）在OnTimer()函数中实现清屏功能： KillTimer(2);/关闭计时器2 清屏同前；5.2.5 功能5：实现各参数的显示功能 所用控件Static text(静态文本控件)：可以用来显示一些写信息，它最常用的功能是作为对话框中其他控件的标签或标题。如左图所示。 Edit（编辑框）：用于显示各个系统参数值。每个编辑框均设置为只读属性，只能通过相应的内部程序完成对参数的显示功能。 实现方法Edit实现显示参数的功能。每当调用connect_base()（详述见后），需要对现有参数的显示加以改变，在connect_base()中调用show_index()，在show_index()中用Format函数进行字符串的显示。完成对各个参数的显示功能。 5.2.6 功能6：实现柱状图动态显示功能 所用控件Progress Control(进度条控件)：用于动态显示一定范围内的参数值。 实现方法现以显示发射功率值的进度条控件为例说明实现方法。首先为进度条控件声明相对应的变量m_progress，变量类型为CProgressCtrl；然后在OnInitDialog()初始化函数中对变量进行初始化：m_progress.SetRange(0,4);/给定变量范围m_progress.SetPos(0);/设置初始值为0最后在需要修改参数值的时候，通过如下语句实现参数修改：m_progress.SetPos(news.send_power);以上介绍了终端内部各个基本功能的实现方法，源程序见磁盘。5.3 基站内部各功能实现方法 由于基站只需要对终端传送来的的系统参数进行显示，其内部功能的实现方法与终端的功能5和功能6相似，请参阅2.1、2.2.5和2.2.6节。第六章 基站与终端通信的实现方法56.1 用VC+6.0实现通信的方法在本软件编程中使用CAsyncSocket来实现基站与终端的通信功能。在通信过程中其中基站属于服务器方，终端属于客户方。6.2.1 终端发送数据终端属于客户方，主要因为总是由它来提出通信请求。 创建CAsyncSocket对象首先创建一个CAsyncSocket对象：1、 创建一个基于CAsyncSocket的自定义类CTerminalSocket，2、 声明一个套接字变量，做法如下：CTerminalSocket m_socket;其次，调用CAsyncSocket类的成员函数Create()来创建底层的套接字，调用格式如下：m_socket.Create(0,SOCK_DGRAM,FD_READ|FD_WRITE|FD_OOB|FD_ACCEPT|FD_CONNECT|FD_CLOSE,0); 发送数据当用户发出通话请求（按下发送键）后，在OnButtonSend()函数中调用connect_base()函数，该函数主要用于传送参数给基站：int i=m_socket.SendTo(&news,sizeof(news),2100,,0);6.2.2 基站接收数据基站属于服务器，只有它处于侦听状态后才可能接收到发来的数据。 创建CAsyncSocket对象和终端一样，要创建一个CAsyncSocket对象。 接收数据使用Receive()函数来实现数据的接收。当基站开始侦听数据后，一旦有数据报发送到基站，基站方立刻调用OnReceive()函数，在此函数中进行数据报的接收：int n=m_Socket.Receive(&news_recv,sizeof(news_recv);基站的父窗口中设置一个计时器，每隔一定时间就检查一次缓冲区中的数据是否发生了变化，如果有变化则立即在数据显示上加以修正。6.2.3 收发数据流程图图 6收发数据流程图第七章 基站与终端界面功能的实现方法如果不对界面进行处理，显示出来的只是模式对话框的统一格式，如图7、图8，这样使系统界面缺乏生动和美观。于是对我们对基站和终端的界面进行了简单的改进，使之与本项目的名称相符合。 图7、基站模式对话框（部分） 图8、终端模式对话框（部分）7.1 终端界面功能的实现7.1.1 终端背景显示的实现 加载位图资源将所需要的背景图加载到本项目中，所加载的位图如下所示： 图 9、终端背景图声明一个类型为CBitmap的变量 m_Bitmap，在程序初始化函数OnInitDialog()中程序段如下：m_Bitmap.LoadBitmap(IDB_BITMAP1);SetUp_map();其中IDB_BITMAP1是位图的地址。 将对话框显示成需要的位图图10、加入了背景位图的终端对话框在消息响应函数OnEraseBkgnd(CDC* pDC)中，通过背景刷，将对话框的背景设置成需要的位图。现在的界面如图10所示：7.1.2 将按钮设置成位图形式为了进一步美化界面，我们需要为每一个按钮添加位图，使之与背景相符合。下面我们以按钮为例，介绍如何将按钮设置成位图形式。 修改按钮属性在按钮属性中选中OwnerDraw 复选框，表示