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[原创] NXP-EVB-P6UL(I.mx6ul)的3G网络测试《一》

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一粒金砂(中级)

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发表于 2017-9-9 15:03:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 szypf2011 于 2017-9-9 15:06 编辑

  之前得到了一块I.mx6ul的评估板,EVB-P6UL。最近调通了这块评估板的3G模块功能,所以想跟大家分享关于3G网络测试的一些心的!!!  先简单的说下这个块板。EVB-P6UL是盈鹏飞(http://www.embedall.com/)公司基于nxp I.MX6UL为主控的评估控制主板。它可以用于工业控制,或医疗电子,亦或者人机界面,还可用于近年异常火热的物料联网行业等等。物联网行业最关键的技术是通信。其中3G/4G通信是目前流行的技术,EVB-P6UL具备Mini-PCIE接口,可以直接支持3G/4G通信模块,为您带来无线连接的解决方案。
       本文简要介绍了目前3G的技术及目前流行使用MiniPCIE接口的模块,为您选型提供了帮助。本文重点讲述了linux对于3g模块通信应用技术。举例说明MF210模块(来自中兴通信)linux驱动的加载技及使用。
Linux指令提示符,作如下说明:
root@freescale~$      以此提示符开头的指令,在EVB-P6UL中执行(目标板上测试所用)
$                                 以此提示符开头的指令,在宿主机中执行(交叉编译所用)
接下来是技术分享:
1.3G技术的简介:
  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

三种标准的对比:
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
1.png
2.png
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
3.png
4.png
5.png
6.png
注:红色字体的模块均为温度达不到车载环境的要求!!!


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:

微信图片_20170909145451.png
TB2o0nImrXlpuFjy1zbXXb_qpXa_!!832414604.jpg
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的硬件理框图如下:
微信图片_20170909150029.png

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:
微信图片_20170909150036.png



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。
这次就先分享到这里,接下来还会有《Linux驱动支持》和《3G测试》!!!谢谢大家关注。









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一粒金砂(中级)

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发表于 2017-9-26 17:33:27 | 显示全部楼层
从事 Freescale i.MX6核心板、嵌入式系统ARM开发板、智能工控机、毫米波雷达。研发制造!


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一粒金砂(初级)

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发表于 2017-10-11 14:45:25 | 显示全部楼层
学习一下。


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一粒金砂(初级)

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发表于 2017-10-24 10:39:05 | 显示全部楼层
nice啊,学习下。


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2017-10-27 15:12:28 | 显示全部楼层
盈鹏飞嵌入式am335x控制版,带sdio wifi和4g无线通信功能!还带hdmi接口这个可是很少有的呢!
另外还带jtag功能,裸奔有福气啦!呵呵,就是beaglebone black?
底板无天线接口标示图_CN.png
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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2017-10-27 15:13:11 | 显示全部楼层
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