第1章绪论
1.1课题来源
ILISTENER系统是在空中接口监测系统开源的基础上，通过对开源代码的重建、再现，通过对网络空中接口监测系统应用背景的学习与积累，逐渐发现了其针对系统所存在的不足进行改进与提升，并进行了研究和系统设计。在完成系统的设计与实现过程中，研宄了软件无线电技术、多通道接收机结构、通信协议中跳频、信道请求与建立等相关知识。系统分为信号接收模块、数据通信模块、信令解析模块与控制中心模块。系统相比现有使用传统硬件接收及采用专用处理器处理的结构，采用通用计数机进行数字信号处理的设计更为灵活，设计简单且成本低廉。系统与项目相比，在代码效率上更为优化，采用了多线程接收技术，系统具有实时监测跳频通信上下行专用控制信道的能力。
1.2研究背景及意义
中国是世界上最多的人口的国家，也是全球移动通信网络用户最多的国家这样一个庞大的用户基础和复杂的传播环境中，中国移动运营商随时面临着巨大的挑战。如何才能更好的服务，降低呼损率是运营商面对的核心问题。网络的服务质量直接关系到移动通信终端用户的使用体验，对网络进行监测与优化是保障其正常运行的重要手段。通过网络监测工具对网络进行实时监测，能及时发现网络问题和可能产生的危害，并根据监测数据进行故障定位，分析采取相应措施，完善相应的服务质量与提高网络的效率。对系统的监测与优化不仅仅是中国移动运营商所面对的问题，当今世界上很多地区的移动通信产业都出现趋于饱和化、客户流失量大、收入降低等现象。移动运营商为了稳定市场占有量、吸收新客户与保证客户对移动网络的满意度，都在探寻如何提高频谱利用率以及保持较高的网络服务质量。
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第2章现有空中接口监测系统研究与本系统总设计方案
2.1空中接口监测系统
在系统空中接口移动终端与基站的通信中，广播信令与控制信令等根据功能的不同，需要通过空中接口不同的逻辑信道进行传输，例如位置消息报告、呼叫建立等通信信令。通过对空中接口信令流的监测，能很好的反映当前网络状况。网络优化人员可以通过对信令流的分析，更好的对网络进行优化工作。根据系统协议,可知，空中接口中呼叫建立信令流如图。在信令流图中，可以看到呼叫建立的过程大部分信令是通过独立专用控制信道进行传输的。
2.2Airprobe系统研究
根据空中接口中信令流图可知，系统空中接口信号控制信令大部分是通过专用专用控制信道进行通信的。系统只对广播信道与公共控制进行监测，因此系统对被监测小区空中接口的监测结果并不全面。并且系统代码实现没有对多核计算机进行优化，系统效率低。根据对系统结构以及相关协议规范的研宄，可知系统无法对专用控制信道进行监测的原因：只对小区主频点中第时隙进行了分析工作，并没有其他个时隙进行分析；不具备对跳频网络分析的能力，在网络空中接口中，不同逻辑信道在物理信道上的映射是有区别的，广播信道与公共控制信道所占用的时隙并不参与跳频，而专用控制信道所占用的时隙是参与跳频的，根据系统接收机结构可知，系统无法对参与跳频通信的所有物理信道进行接收，并且在数据分析部分代码实现中也没加入对跳频通信的处理，所以无法实现对专用控制信道的监测；系统没有移动通信系统上行数据的分析，广播信道只存在于空中接口下行物理信道，但专用控制信道是双向的，即专用控制信道存在于空中接口中上下行物理信道。对为了实现对被监测小区专用控制信道的监测，系统的设计需要针对所存在的不足进行改善。节将论述系统设计方案。
第3章系统各个模块的设计与实现.............................13
3.1信号接收模块设计与实现...................................13
3.1.1基于单通道接收机设计的多通道接收机......................13
第4章ILISTENER旧系统的实现与验证实验........................33
4.1ILISTENER系统的实现.....................33
4.2接收机系统验证实验.........................37
第5章总结与展望..................44
第4章ILISTENER旧系统的实现与验证实验
4.1ILISTENER系统的实现
第一部分通用外设平台与通用计算机组成，完成接收模块部分与数据通信模块发送部分；第二部分由通用计算机组成，完成信令解析模块与数据通信模块接收部分；第三部分由通用计算机组成，完成控制中心模块。其中第一部分需要进行数字信号处理工作，运算开销交大，需要采用高性能的中央处理器；第二部分进行数据解析运算开销较小，采用一般的中央处理器即可完成；第三部分对计算机的处理速度不做要求，但需要显示器。系统结构如图系统硬件连接结构如图，通用计算机硬件配置信息如表。
4.2接收机系统验证实验
从表4-2中可以得出，在系统功能上比强很多，在跳频通信专用控制信道监测、上行信道接收与实时分析对空中接口分析的意义重大。在我国，由于用户庞大，小区绝大部分都采用跳频通信，若不能实现跳频接收系统在国内的实用价值不高。对上行信道的接收分析，系统输出的分析数据更全面。实时分析，可以让研究人员实时的分析空中接口，提高对网络管理控制的效率。由于系统采用了软件无线电技术，系统的灵活性与兼容性得到了很大的提高，也降低了系统的部署成本。与现有系统相比，系统有着较大的改进，为软件无线电技术从理论研宄到技术应用增添了新的血液。
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第5章总结与展望
5.1总结
本文系关于软件无线电技术在移动网络空中接口分析系统的设计与实现。在文中侧重于对系统设计验证与系统代码实现。本人对系统的主要工作有以下几个方面：对软件无线电技术进行调研，在网络上搜索软件无线电的相关文献，深入研宄现有基于软件无线电技术的移动网络空中接口分析系统，并对软件无线电技术的应有前景有一定的了解。系统采用基于系统的开源软件无线电平台硬件平台采用的是通用外设平台与通用计算机。对软件无线电平台进行深入的研宄与实践，掌握了利用软件无线电平台对无线电中信号的采集，正交采样、数字滤波器的设计方法和运用方法。针对程序代码功能单一，代码实现上也没有采用多线程技术进行优化的问题，系统程序部分分拆为四部分：信号接收模块、数据通信模块、信令解析模块与控制中心模块。在代码的实现上，采用了多线程编程技术，充分的利用通用计算机多核处理器的资源。
5.2展望
本人计划在未来的科研道路上从以下几个方面入手，对系统进行修改及优化。系统主要对移动通信网络空中接口的分析进行研究，如今科技发展迅速，移动通信技术已经发展到了第四代移动通信网络。本系统在未来的研宄中，将针对第四代移动通信网络进行改造与升级。系统现在还需要运算能力最强的通用计算机，并且系统对运算速度的依赖仍然很重。在未来的研究中，将引入图形处理单元速数字信号的处理速度，因为图形处理单元采用并行运算技术。目前对引入图形处理单元还在计划当中。目前系统还处于试用改进阶段，系统的稳定性与通用外设平台，自行生产的质量还存在一定的问题。只有对系统进行彻底的优化及改进才能将系统作为一个商业产品推向市场。
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参考文献（略）