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NXP----EVB-P6UL的3G通信定制测试手册《一》

2017-8-17 14:15:22 2735

0 `最近公司写了一个I.MX6UL的3G通讯定制测试手册，趁现在有闲暇时间给大家分享下，这手册会分两部份分享出来。现在我们开始第一部分的分享。1.首先简介下什么是3G技术：第三代移动通信技术（英语：3rd-generation，3G），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音（通话）及数据信息（电子邮件、即时通信等）。3G的代表特征是提供高速数据业务，速率一般在几百kbps以上。3G规范是由国际电信联盟（ITU）所制定的IMT-2000规范的最终发展结果。原先制定的3G远景，是能够以此规范达到全球通信系统的标准化。目前3G存在四种标准：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。2001年4月16日，第一个3G电话经由英国的沃达丰网络拨出。 1.1 标准参数国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》（简称IMT—2000）；2007年，WiMAX亦被接受为3G标准之一。 CDMA是Code Division Multiple Access （码分多址）的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。第一代移动通信系统采用频分多址（FDMA）的模拟调制方式，这种系统的主要缺点是频谱利用率低，信令干扰话音业务。第二代移动通信系统主要采用时分多址（TDMA）的数字调制方式，提高了系统容量，并采用独立信道传送信令，使系统性能大大改善，但TDMA的系统容量仍然有限，越区切换性能仍不完善。CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。下面分别介绍一下3G的几种标准： WCDMA WCDMA，全称为Wideband CDMA，也称为CDMA DirectSpread，意为宽频分码多重存取，这是基于GSM网发展出来的3G技术规范，是欧洲提出的宽带CDMA技术，它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同，目前正在进一步融合。WCDMA的支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，日本公司也或多或少参与其中，包括欧美的爱立信、阿尔卡特、诺基亚、朗讯、北电，以及日本的NTT、富士通、夏普等厂商。该标准提出了GSM（2G）-GPRS-EDGE-WCDMA（3G）的演进策略。这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡。预计在GSM系统相当普及的亚洲，对这套新技术的接受度会相当高。因此WCDMA具有先天的市场优势。WCDMA已是当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种3G标准，占据全球80%以上市场份额。 ARTT FDD 异步CDMA系统：无GPS 带宽：5MHz 码片速率：3.84Mcps 中国频段：1940MHz-1955MHz（上行）、2130MHz -2145MHz（下行） CDMA2000 CDMA2000是由窄带CDMA（CDMA IS95）技术发展而来的宽带CDMA技术，也称为CDMA Multi-Carrier，它是由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。但使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。该标准提出了从CDMAIS95（2G）-CDMA20001x-CDMA20003x（3G）的演进策略。CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。中国电信正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMAIS95网络。 RTT FDD 同步CDMA系统：有GPS 带宽：1.25MHz 码片速率：1.2288Mcps 中国频段：1920MHz-1935MHz（上行）、2110MHz -2125MHz（下行） TD-SCDMA 全称为Time Division-Synchronous CDMA（时分同步CDMA），该标准是由中国大陆独自制定的3G标准，1999年6月29日，中国原邮电部电信科学技术研究院（大唐电信）向ITU提出，但技术发明始于西门子公司，TD-SCDMA具有辐射低的特点，被誉为绿色3G。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国内地庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务。相对于另两个主要3G标准CDMA2000和WCDMA它的起步较晚，技术不够成熟。 RTT TDD 同步CDMA系统：有GPS 带宽：1.6MHz 码片速率：1.28Mcps 中国频段：1880-1920MHz、2010-2025MHz 2300-2400MHz 1.2 三种标准的比较 WCDMA、CDMA2000与TD—SCDMA都属于宽带CDMA技术。宽带CDMA进一步拓展了标准的CDMA概念，在一个相对更宽的频带上扩展信号，从而减少由多径和衰减带来的传播问题，具有更大的容量，可以根据不同的需要使用不同的带宽，具有较强的抗衰落能力与抗干扰能力，支持多路同步通话或数据传输，且兼容现有设备。WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA都能在静止状态下提供2Mbit/s的数据传输速率，但三者的一些关键技术仍存在着较大的差别，性能上也有所不同。以下两表，描述了三大制式标准优劣，在世界的应用范围和在中国的应用情况，以供用户对3G模块的选型进行参考。表1描述了国内三种制式的资费与布网情况表2是对三种制式的优劣比较表1 国内三种制式的资费与布网情况表表2 三种制式的优劣比较注：目前是4G手机普及的大时代，已由2/3G向4G平缓过渡，但在一些嵌入式系统中可能还是2/3G设备（少流量的应用），所以有必要介绍3G的使用。4G网络能向下兼容，若您使用的是2/3G的设备，4G的网络（上网卡、物联卡），此时只能工作在2/3G模式。表1中的套餐自费已经过时，具体资费请咨询各大运营商。在了解的过程中，国内联通的3G网络发展比较好一些，其次电信，再次为移动。因此，推荐使用联通WCDMA网络。华为和中兴的3G模块型号及简单介绍注：红色字体的模块均为温度达不到车载环境的要求。 2 测试的硬件设备无线网络测试是为了验证EVB-P6UL评估板的3G模块能拨号上网，并正常通信功能。测试前，先简单介绍所使用的设备。本次测试是基于我司的i.MX6UL平台的一款产品——EVB-P6UL，3G模块使用ZTE的MF210。如图2-1所示：图 2-1 如图所见，WCDMA模块是通过Mini PCIE接口安插在EVB-P6UL评估板上，Mini PCIE的数据收发是通过USB扩展IC（USB2514B）实现的，具体请参考原理图。USB扩展IC在CPU与3G模块之间起着桥梁的作用，其转发CPU的数据，或将3G模块的数据返回给CPU，3G的硬件原理框图如下： 3G模块与SIM的制式兼容，WCDMA的模块搭配WCDMA的SIM卡才可以正常工作（其他制式同理），相关参数可以从官网的规格书等渠道获取。由于MF210的制式是WCDMA，在我国，WCDMA3G牌照的运营商是中国联通，所以SIM必须使用联通的。如下图所示：图 2-2 注：如图2-2，4G的SIM卡向下兼容3G的设备。此外，在选取3G模块时应注意评估板所支持的接口类型，如SMT、LGA、MINI PCIE等。大概步骤如下，供您参考： 1、确认评估板的接口。采购前先确认好评估板的接口类型，为下一步的模块选用做初步了解。 2、选定上网模块。在我国，有移动、联通、电信三大电信运行商，所支持的制式不同，在选定了3G模块之后，就必须选用与之匹配的SIM卡。 3、选用SIM卡。这一步骤由第2步决定，至于购买何种套餐的SIM卡，按需选择。 ` 0
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