移动通信系统平台

一、产品简介

采用教学开放式结构设计，所有网元开放，学生不仅可以完成商用设备常规的系统配置功能，还可以完成接口协议分析，消息跟踪，信息提取，状态监控等教学内容，深入掌握 4G 移动通信涉及的关键技术。系统配置智能化、标准化，可远程几秒内一键恢复重新配置整个系统。具体网络架构及设备如下图所示。

二、移动通信技术

 

1、平台采用模块化口袋板设计；支持移动通信技术、移动终端通信系统、移动网空中接口协议跟踪分析、移动互联网开发等实验实训；能满足通信电子相关专业教师和学生完成移动通信课程实验、通信技术研究，创新开发实训等多方面的应用。

2、模块化结构，USB供电；

3、标配“ARM开发平台”，多种操作系统，支持移动互联网各种APP应用开发；

4、“ARM开发平台”能动态加载“移动通信技术”各种实验软件，显示实验框图，交互实验参数；

5、“移动通信技术模块”采用软件无线电架构，采用大规模FPGA和高速AD/DA，硬件资源全开放，可随时更新实验内容，加载二次开发算法；

6、“移动通信技术模块”能构建一个完整的移动终端通信系统，通信系统中间测试点设置全面，能观测主要节点时频域波形；

7、“全网型移动模块”既能接入公共移动网（2G、3G、4G），开发基于移动网的数据传输功能；又能向后台实时发送空口协议数据，借助配套协议分析软件，跟踪分析移动终端在网各种状态，加深对移动通信原理理解；

8、“数据接入与移动终端功能模块”内置矩阵轻触键盘、不低于3.5寸TFT液晶、WIFI模块、Zigbee模块、SD卡、手机振动马达、手机MIC等，学生能开发功能性移动终端、数据接入网关等功能。

9、ARM开发平台：处理器：ARM-CortexA9核心  4核心 1.5GHz；GPU：Mail-400MP；RAM：1GDDR3；Flash：4GeMMC闪存；屏幕：不低于7寸电容触摸屏（不低于分辨率800*480）；外设：可插拔wifi+蓝牙模块，1个100M自适应有线网络接口， 2个usbhost接口，1个 HDMI 1.4a；软件支持：Android 5.0，Ubuntu

10、移动通信技术模块：EP4C可编程处理器、210 MSPS数模转换器、65MSPS模数转换器、专用MP4语音接口芯片，内置网口，能和ARM开发平台通过网络加载实验程序，交互实验参数、显示实验框图；

11、全网型移动模块：支持TD-LTE/TD-SCDMA/GGE等多种2G/3G/4G通信标准，基于该模块学生可以开发智能手机（可完成呼叫通话、短信收发、号码存贮管理、高速数据业务承载等）；提供商用TD-LTE移动终端和移动基站间参数解析和信令解析软件。能实时跟踪4G终端和基站之间的通信状态，捕获其信令，分析其通信流程；

12、数据接入与移动终端功能模块：M4处理器、矩阵轻触键盘、不低于3.5寸TFT液晶、WIFI模块、Zigbee模块、SD卡、手机振动马达、手机MIC等，学生能开发手机拔号、呼叫、人机对话、号码存储、语音接口等功能；能开发基于WIFI模块、Zigbee模块等无线通信接口，提供物联网数据通道。

13、移动通信戏仿真实验系统包含：5G移动通信模块、OTN光传输模块、IMS模块、EPON光接入模块、通信电源模块、路测网优模块、数据网络模块、仪器仪表模块，共八大模块组成，支持所有设备互联互通，提供全程全网实验：

（1）OTN光传输承载三网融合实验；

（2）5G移动通信与IMS对接实验；

（3）5G移动通信的无人机、无人车等应用实验；

14、系统提供可安装设备的三维场景硬件安装实验，系统完成综合组网后的业务应用相关实验，包含通信车路测，无人驾驶，无人机巡视（包含无人机巡视实时监控，手机控制监控无人机巡视画面等），交通监控，智慧交通大数据监管功能。

15、系统提供实验过程的测试，测试仪器包含万用表、光功率计、地阻仪、钳形表。

16、提供移动通信设备5G基站设备、5G核心网、基站天线、GPS的设备介绍、工作方式、设备安装及调试、故障处理等方面的仿真。

17、三维效果展示移动通信基站设备、单板、接口和线缆，提供移动通信基站的主控传输板、基带处理板，核心网的中心数据库板、中央处理单元板、以太网接口单元板、链路协议处理单元板，基站控制器的交换和控制单元、电路业务处理单元、以太网接口单元板；

18、同时支持多台5G基站设备和核心网设备，可进行无线通信接入、跨小区、基站、核心网漫游，支持同频、异频组网，能够通过站点来模拟移动通信业务全过程。

19、能够展示天馈系统的规格型号、天馈系统的安装及维护，三维展示楼顶外面或铁塔上安装抱杆和GPS效果。

20、能够展示抱杆上面的RRU通过光纤连接到移动通信设备单板上面的光口、GPS通过馈线接口连接到移动通信设备单板上的馈线口，能够调节抱杆的下倾角、方位角、功率参数。

21能够进行设备机框和单板的安装，提供馈线、光纤接口。

22、可完成单基站S1/1/1组网、多基站组网、多核心网业务组网等业务需求。

23、支持网络优化功能，提供移动通信车仿真，可通过键盘控制场景内通信车的行进移动。

24、在安装无线基站、设置覆盖范围与传播模型等操作后，三维效果展示动态信号覆盖效果。

25、支持移动通信车在场景中通过移动位置测量各点的信号强度，同时提供虚拟手机并显示运动小地图与实时信号变化。

26、学生独立的索引数据，相互之间不冲突，同时支持学生对所有设备进行网络连接、数据配置、项目验证等过程，完整地仿真了一个通信全网建设的整个过程。

27、集中网管一键获取安装界面所安装的设备及其接线。

28、单个设备支持其对应的配置调试相关实验，硬件安装、接口数据、传输数据、业务数据等相关配置,设备间接口数据与前端安装数据保持关联。

29、数据配置界面平台需采用的是GUI界面，在数据配置中，每种设备都会有相应的设备信息，安装后设备自动生成唯一SN码作为系统内唯一标识，学生可以了解到模块的正常运作所需要配置的参数。

30、整体完成调试后，系统启动运行自动产生运行信息，系统自检后若配置有误，可在告警栏内查看设备告警信息，并提示告警产生原因，方便学生修正错误。

31、支持实验完成后系统自动生成实验报告，并对比教师实验要求与学生实验结果自动评分。

32、个人中心可登录、退出账号、清空数据信息，学生在拥有账号信息后以分布式方式操作仿真系统。

33、支持拓扑模式，即当前线路连接完整、终端设备参数配置正确时，默认其它数据参数正确，通信链路正常。

34、支持工程镜像功能，教师可以下发故障处理维护实验，学生通过工程镜获取实验，同时教师管理端能够复制学生实验端所有实验数据。

35、支清空系统消息运行记录。

三、射频拉远单元

1、功能是将接收天线、发射天线安装在室外，将射频收发信机安装在室内，射频收发信机与接收天线、发射天线间用低损耗的射频电缆连接。

2、采用ARM+FPGA核心处理单元，内置信令协议处理器、数据同步收发器、数据收发收发器，射频收发模块，光端机等。发射功率是：3dbm，有效半径在100M左右，可确保一个教室内正常工作；调制方式为GMSK。

3、工作方式基带信号下行经变频、滤波、经过射频滤波、放大经线性功率放大器后通过发送滤波传至天馈。上行将收到的移动终端上行信号经滤波、低噪声放大、进一步的射频小信号放大滤波和下变频，然后完成模数转换和数字中频处理等。

4、为了避免无线干扰、系统频点可设置，主要完成基带信号和射频信号的调制解调、数据处理、合分路等功能；能和基带处理单元构成标准接入网系统；

5、采用铝壳防护结构外壳，可以放置于室外露天环境，用于天馈线系统和时分系统；能够支持抱杆、挂墙、机柜等安装方式；内置光纤接口和网络接口，支持光纤传输和千兆网络传输。

四、基带处理单元

 

1、基站基带单元包括：电源单板，时钟单板，基带处理单板，告警单板，风扇单板。提供专用的通信电源设备（-48V）；

2、传输接口：1个E1/T1接口（传输4路E1/T1信号），1个FE/GE电口，1个FE/GE光口。

3、基带单元接口：提供3个CPRI/IR光口，支持6.144G/9.8G速率。

4、同步模式:支持GPS/北斗/1588V2等

5、电源供电：-48V DC；支持-38.4V DC～-57V DC；

6、电源系统：提供交流转直流电源模块;

7、能够安装于19英寸机柜；

五、核心网设备

1.采用专用服务器架构，包含独立的PGW，SGW，MME，HSS网元；

2. 提供配套的专业核心网网管，并采用C/S架构；

3.支持用户权限管理，便于区分老师/学生等不同类型用户，支持离线配置；

4. 支持数据备份和恢复，支持SIM卡信息的批量添加的导入；

5. 支持TDD/FDD-LTE系统连接，系统配套为TDD-LTE；

6. 支持基站数50个；支持终端个数不小于1000个；

7. 支持与移动运营商厂家生产的LTE基站联合组网，支持与本项目中LTE基站基带单元和LTE基站射频单元联合组网；

8. 具有LTE核心网SGW/PGW基础功能平台单元，支持核心网功能的计算、交换、存储等功能；

9. 具有标准的S1接口和X2接口；支持UE上下文管理；

10. 支持UE IP地址分配；

11. 支持认证鉴权、承载管理、移动性管理等功能，负责用户定位、寻呼过程、中继等信令处理功能，同时提供加密鉴权等功能，维护会话管理和话权调度功能；

12. 支持包括bearer承载的激活/关闭、UE初始化连接、UE对SGW网关选择、用户认证、用户临时ID分配等；