警用微基站收发系统设计与实现

作     者：周崧 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨远望

授予年度：2017年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：微基站 OpenBTS 软件无线电 

摘      要：虽然目前移动通信网络已经日渐成熟,但是传统的宏基站技术仍不能满足所有用户的需求,例如它们在某些人口稀少、利用率低的地区建设显得成本过高,且缺乏针对性。在本课题的警用项目中,警方需要一个能够对指定用户群进行统一化管理,且能支持车载、甚至随身携带的“移动基站,此时显然一般基站不能满足此需求。针对这种情况,本文主要设计并实现了一种基于OpenBTS软件协议栈架构+USRP软件无线电硬件平台的警用微基站收发系统。首先,本文给出了警用微基站收发系统的项目需求,据此主要提出了两种思路不同的系统架构,经比较后以OpenBTS软件协议栈架构为核心的微基站设计方案作为系统方案,并对该方案的具体软、硬件平台该进行了分析与选型,总的来说,该方案有着开发成本低、开发周期较短、二次开发性强等优点。其次,本文完成了系统平台的搭建,并对其基本功能进行了实测。测试结果表明,该系统能够很好地完成包括语音通话、短信收发、流量管理在内的所有功能。接下来本文分析了该系统在不同场景下的参数配置方法,对OpenBTS系统中的通话数据流程进行了研究,并着重分析了transceiver模块,该模块为OpenBTS与USRP的桥梁,在整个系统中起着至关重要的作用。接下来,本文在三种不同的环境下对该系统的覆盖范围进行了实测,并在对该系统的组网功能进行研究后,根据爱尔兰公式讨论了在不同需求下系统理论上需要的载频数和USRP数。最后,本文对OpenBTS系统进行了优化设计,这也是本文的特色所在,主要内容包括:1.对原有的逻辑信道分配策略进行了改进,使系统变得更加稳定,业务处理能力得到了加强。2.针对项目实际需求,增加了特定功能模块,包括短信群发模块、分组管理模块和定时管理模块。3.讨论了系统的安全性问题,分析了该系统可能出现的安全漏洞,设计并实现了一套用户安全性管理方案。总的来说,本文的研究工作已经取得了阶段性的成果,其功能基本能够满足项目需求,为团队接下来的研究打下了坚实的基础。