基于GSM的武警区域通信指挥系统设计

摘要

全球移动通信网络GSM是第一个在世界范围内拥有统一制式的移动通信网，它的产生和发展对促进全世界移动用户的互联互通发挥了极为重要的作用。经过多年发展，其成熟稳定、价格低廉、覆盖范围广等优势都是其他通信网络不可比拟的。通信指挥贯穿了武警部队日常的工作和生活，在执勤训练、处突安保以及后勤保障中，具有非常重要的地位。长期以来，通信指挥工作停留在比较原始的阶段，方式也比较单一，尤其是在偏远山区的基层部队，由于缺乏有力的通信保障，从而制约了战斗力的最大输出。
　　因此，本文结合偏远山区部队的现实通信需求，设计并搭建了一套通信指挥系统，并对其中相关技术展开研究，主要工作如下：
　　1、研究了GSM的通信协议，重点对短消息协议结构和收发流程展开了研究和分析，针对不同的短消息编码方式，做出相应的解析，并利用C++语言编写了信息解析程序。大量的实验表明，设计的解析方法能够对数据码流准确解析出文字信息。
　　2、研究了GSM通信网络中的移动定位问题，选用了基于到达时间差的定位方式（TDOA），针对现有定位方法在非视距环境（NLOS）中精度不高的问题，分析了导致TDOA测量误差的制约因素，提出一种基于无迹卡尔曼滤波技术（UKF）的误差抑制方案。仿真结果表明所提方案应用到COST259信道下的Chan定位算法时，能够取得良好的定位精度，优于传统TDOA定位算法。
　　3、设计完成了武警区域通信指挥系统，通过简单的通信设备，实现了指挥信息的快速上传下达、入网设备管理等功能；短消息解析程序搭配通信协议分析仪可以在指挥终端实现短消息通信中文本信息的解析；实现了对移动设备的定位功能，并成功地在地图上实施了位置标注。
　　课题研究表明，GSM应用在武警区域通信指挥工作中，可以在很大程度上提高工作效率，对促进部队通信指挥工作的发展具有重要意义，通信指挥系统的建立可以为偏远山区部队提供实际任务所需功能，为武警部队指挥信息化发展奠定坚实的基础。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 课题背景与研究意义

1.2 研究现状

1.3 本文主要研究内容及结构安排

第二章 通信指挥系统设计

2.1 系统需求分析

2.2 GSM网络结构及设备

2.3 系统结构设计

2.4 系统功能分析

2.5 本章小结

第三章 短消息获取单元设计

3.1 GSM移动通信协议结构

3.2 短消息流程

3.3 短消息规程

3.4 短消息解析程序设计

3.5 测试分析

3.6 本章小结

第四章 移动台定位单元设计

4.1 基于TDOA的经典算法

4.2 COST259信道

4.3 NLOS环境下的TDOA误差分析

4.4 基于卡尔曼滤波的TDOA定位算法

4.5 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 本文主要工作总结

5.2 下一步研究工作展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果