数字移动通信学习感想（精选8篇）
姓名：xxx 学号：xxxxxxxxxxxx 现在已经是第十二周了，离数字电路课程结课也只剩下一周时间了。时间真的过的好快。回想过去，感觉昨天才踏进西大校园，而下周就要上完，紧接着就是不知道什么时候就来的考试，哎！感觉挺纠结的，只是还没学会，马上就要考试了。
接下来就简单谈谈自己对数字电路课程的感受吧。第一章，数制与码制
只是一些常用的基础知识。其实好多码制我们也不用去可以的去记，只用知道它是怎么回事就行，用到的时候查一下就行了。主要就熟练地掌握反码补码的求法以及2、10、16进制数之间的快速转化就差不多了。
第二章，逻辑代数基础
我觉得代入、反演、对偶定理都挺重要的，还有就是逻辑表达式的常用化简公式以及卡诺图法化简逻辑函数。个人觉得卡诺图是最好用的（可能是老记不住那几个公式吧），所以一定要熟练掌握卡诺图的使用方法。总之第二章是基础，是以后几章学习的工具。
第三章，第四章，主要介绍了MOS管
这里就不做详尽的探讨了。
组合逻辑电路
到这一章，我们才真正的接触到电路，以前的都是铺垫罢了。主要掌握几种常见的组合逻辑电路：编码器、译码器、数据选择器、加法器、数值比较器等。这些都是常见常用的电路，所以如果我们现在没记牢，下去一定要多看几遍，争取把这几个电路弄懂弄通，不然感觉以后更深层次的电路设计我们就更无从下手了。
第五章，触发器
这章也是重点，我们要在认识SR、JK、T、D触发器的基础上熟练掌握各种电路结构触发器所具有的动作特点，以及触发器的逻辑功能分类和描述方法。
第六章，时序逻辑电路
2010年,《北京市中长期教育改革和发展规划纲要》也提出:要形成以学习者为中心,融合校内学习与校外学习,沟通学校、家庭、社会,支持个性化与开放式的数字化学习服务平台。在数字化教育的大环境下,我校也从2011年开始开展“一对一”数字化移动学习的教学研究活动。
科研周试水,开启移动学习研究篇章
北京市西城区黄城根小学自2009年开始建设颇具学校文化特色的“黄城根小学数字校园综合应用平台”。学校教师利用平台中的“教师教学”模块,方便地在校园资源库中查找、获取所需的教学资源,上传自己的优质的教学资源,在全校范围内有效地实现了数字化教学资源的共建共享,形成了具有学校特色的优质资源库。学生通过“学生学习”模块,开展自主学习、探究学习和协作学习,不仅拓展了学习范围,也培养了利用网络学习的能力。师生利用“评价系统”模块及时了解学习成效,发现存在的问题,及时查漏补缺。“校园博客”模块也是师生非常喜欢的模块之一,它让学校教育冲破了“围墙”的束缚,在时空上无限延伸。
为了更好地分享与推广我校数字校园的应用成果,在2011年的北京市西城区科研周上,我校与西城区教育信息技术中心联合举办了“数字化校园应用”专场。在专场活动中,我校通过一节四年级英语现场课进行了移动学习试水。学生使用平台电脑,查找英语单词词意、了解句子的大意;应用平板电脑的摄像功能记录练习活动的开展;应用平板电脑展示自己的学习成果,并进行相互评价。平板电脑这个孩子们心中的玩伴,在课上成了他们的学习伙伴,学生参与课堂的热情空前高涨。平板电脑为课堂教学增添了更亮丽的色彩。利用平板电脑进行教学,受到了学生的极大欢迎,老师的教学活动也能够得到更充分的发挥,无论是新知识,还是训练,都能够以非常有趣的形式展现。风格清新,手段先进。
学科研究搭台,移动学习研究伸展
移动学习试水成功后,激发了各个学科教师开展“一对一”移动学习课堂研究的热情。平板电脑为信息技术与学科教学的融合打开了一扇窗,教师们看到了教育改革更宽广的发展空间,各学科移动学习开展方式探究热情持续高涨。为了满足教师们参与研究的需求,我们根据学校教学特点,逐步建立起适合学生成长的、立体的学习网络。
为了给移动学习开展搭建一个良好应用环境,2012年9月,我们对校园网进行了升级改造,在原有班班通的基础上,搭建了校园的无线网络,实现了校园的无线覆盖。走近黄小的校园,无论在何处,都可以使用移动设备登录到校园网络上,了解黄小教育教学开展的最近情况。
教育信息化的开展离不开数字化教学资源的支撑,黄小拥有雄厚的师资力量,各学科老师的教学资源非常丰富。为了促进教师们对教学资源的共建共享,2013年初,我们开始创建具有学校特色的校本资源库,征集、整理各个学科教学设计、教学课件、教学视频等近600件。校本资源库的创建,不仅可以供教师交流教学经验使用,还能为我校学生提供700G的学习资源,让学生在家里也可以接受老师的学习辅导,完成家庭作业等。此外,我们充分利用北京数字学校平台资源,将数字化学习由学校延伸至家庭和个人,鼓励学生利用平台资源进行复习和强化学习,随时向老师提出问题,并很快获得解答,充分拓展了现实校园的时间维度和空间维度。
无线网络环境和数字化资源库的建成,为在各学科开展“一对一”数字化移动学习尝试铺好了“路”,装好了“货”,让应用尝试成为可能。各个学科以教研组为单位开展了“一对一”移动学习的教学实践,并取得了一定的成效。
2013年6月,在接待首都师范大学举办的青海现代教育技术管理人员培训班的活动中,我校数学教师展示了一节使用平板电脑的数学课。数学教师利用平板设备和软件的图形旋转、移动和摆放功能,让学生动手拆分图形,移动图形的边线,使原本较难理解的图形计算问题,很直观地展现在学生面前,有效地降低了课程难度。
在各学科进行移动学习探究的基础上,我们还开展了学科间的整合尝试,探索学科间的相互协作。让学生通过学习,将不同的课程内容连接起来,不仅学会知识,而且会应用知识,会用知识解决生活中的问题,最终达到融会贯通、学以致用的目的。
先进的设备、优秀的软件,如何更好地应用到教学活动中,始终是我们的研究课题,通过一段时间的不断尝试与探索,我们不仅看到了前景,也收获了阶段性成果。同时,希望在这条通往教学改革最前端的大路上,我们能越走越顺,越走越稳。
深化学科融合,探索学科联动优势
为了进一步探索利用移动学习设备,促进学科间的融合,2013年10月16日,我校与西城区现代教育信息技术中心科研室、北京教育学院西城分院品德与社会教研室联合举办了以“运用移动学习设备,促进学科整合”为主题的现场会。
我们利用校内网络、平板电脑等资源,并打破学科之间的独立授课,整合学科之间的联系,品德与社会课程与信息技术课程深度结合,寻找相近的学习点。信息技术课程制作“旅游相册”,品德与社会课程通过平板电脑拓展教学资源感受“祖国有多大”。
信息技术与课程融合不只是在学科教学中应用信息技术,而是将信息技术课的教学内容与品德与社会内容结合起来,相辅相成。学生在品社课上了解到祖国的幅员辽阔,地大物博;信息技术课上进一步了解祖国各地的特点,并将这些特点整理加工,制作成宣传册。学生不仅学习了信息处理的技术,而且进一步巩固和拓展了品社课上学习的内容。这堂课就是一次信息技术学科和品德与社会学科结合的尝试,使学生切实体会到信息技术在生活和学习中的应用,帮助他们学会应用信息技术展示自己思维成果。
在实践中思考,在思考中前行
从2011年开始的实验过程,有成果也有遗憾,但带给我们更多的是思考。在多学科的移动学习开展探索中,我们不断地思考着,技术究竟应该如果支持教学?平板电脑在各个学科中最佳的应用点是什么?平板电脑进课堂究竟会为课堂带来哪些改变?为学生的学习带来哪些变化?为教师的成长带来的又是什么?技术究竟应该如何革新教学?……我们不断在实践中思考,在思考中前行。
关键词：移动学习；教学设计；教学策略
中图分类号：G712 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）18-026-02
一、本节（课）教学内容分析
电子技术是电子专业系列课程的入门基础知识，具有自身的体系和很强的实践性。
1、所授內容在整个课程标准或单元（模块）中的地位和作用：本单元教学内容是本课程的一个重点，是对基本逻辑门电路知识的延续和拓展。
2、所授内容中重点和难点的分析：重点是反馈的类型及其判定；负反馈对放大电路性能的影响。难点是负反馈放大电路的测量与调试。
二、本节（课）教学目标设计
1、知识和技能目标：
（1）理解秒电路、分电路、时电路的计数规律。（2）会用74LS161构成任意进制计数器，通过测量与调试验证理论。
2、过程和方法：
（1）初步学会采用移动学习、自主学习、合作学习、探究学习的方法来了解电路的基本构成，会用74LS161构成任意进制计数器。（2）进一步感受移动学习、发现式学习、小组式学习、交往式学习，在学习中能通过测量与调试验证理论。
3、情感态度和价值观：
（1）体验学习的乐趣。（2）体会电子技术与生活的紧密联系。（3）强化安全意识，质量意识，养成规范化操作的职业习惯。
三、学生情况分析
1、学生现有认知水平、学习能力、学习行为：所教的学生是高职应用电子技术专业三年级的学生，初步具备专业课程的学习能力，形象思维能力较强，逻辑思维能力较弱。初步具备一定的专业基础知识，电子绘图能力和一定的电子技能。学生喜爱项目化的教学模式，对未来的工作岗位有一定的了解和向往。学生对自行搜集、分析问题的方法与能力有一定的基础，合作交流的能力还比较强。
2、学习本教学内容的难易度及原因：学生学习本教学内容的难易度为中等偏难，其主要原因是由于学生的入学成绩较低，逻辑思维能力较差，与此同时，电子技术课涉及的知识面广，基本概念、基本原理、分析方法多，因此学生在学习中，总是觉得很吃力，致使学生学习热情不高，教学质量不理想。学生虽已接触了一些电子专业的基础知识，但基础相当薄弱，且学生的学习习惯不佳，传统的教学模式用单一的方法从理论上阐述，学生感到抽象，难以理解和掌握。没有扎实的基础，对学生的学习有着很大的影响。
四、教学过程和教学资源设计
1、教学环境设计
智能手机、电子学综合实验装置、导线、集成电路、电子实验室、多媒体等。
2、关于教学策略选择的阐述
在教学中以知识预备——实物演示——相关知识学习——任务实践——点评分析为主线，综合的运用多种教学方式来充分调动学生学习的主动性和积极性，体现其主体地位，通过移动学习，使学生学习更具主动性、开放性。
3、教学过程结构设计
（1）课前准备，引发注意或提醒。
教师登陆移动教学系统，通过手机向学生发送上课要求，包括上课课题、时间、地点、需要准备的知识、学习工具等。
学生进行分组，并选出组长，每4人为1小组，并选取一人作为组长，搜索关于计数器的实际应用例子，并把结构以小组为单位上传到教师机上。同时上网站下载数字钟视频，总结计数规律。
（2）创设情境质疑引新
先通过上节课作业评价以及复习回顾，使学生进一步巩固所学知识，同时也为新课的学习打下伏笔。然后教师将手机与电脑连接，通过投影仪投影展示预习结果来引入新课。
（3）讲授新课提出问题解决问题
以提问、练习贯穿全程，结合讲授法和启发式教学法，让学生通过移动学习、自主学习、合作学习、探究学习的方法在回答问题的过程中掌握新知识。
分析讨论、明确任务：秒电路、分电路、时电路的计数规律分别为60进制、60进制、24进制。本次课任务：秒电路的设计与制作。
提出要求：采用集成计数器74LS161和集成门电路74LS00。
组内分工：组内讨论设计思路：采用74LS161实现秒电路，需要两部分即6进制计数器、10进制计数器，然后实现个位向十位的进位；因此分工为：1人设计6进制，1人设计10进制，2人分析个位向十位的进位。
设计过程：
1）手机下载教师端资料，学习74LS161的功能及使用方法。2）教师结合74LS161，讲解实现7进制计数器的一种方法；并播放仿真视频。3）学生下载或查阅教师的设计方法，自己设计出10进制和6进制的计数器及60进制计数器，并以小组为单位上传设计结果至教师手机。4）师生共同分析学生设计结果。A、组内代表讲解设计思路与结果，分享成功的经验和失败的教训。B、其他小组的分析与评价。C、教师总结。
（4）巩固新知拓展应用
使用数字试验台制作秒电路。采用任务驱动法和项目式教学法，教师指导、学生试做，提高学生实践动手能力，并通过实践分析、验证相关知识，化解难点；最后通过协作分析点评方式，实现知识的汇总提高。
1）手机查阅试验台上脉冲信号的使用说明、电源和接地的使用说明。2） 搭接60进制计数器。3） 手机查阅译码显示器的作用及使用方法。4） 实现秒电路的计数、译码、显示。5） 上传实验视频。6） 学生自评制作过程。7）学生互评。各小组对其他小组产品进行评价，指出其他产品的创新处在哪、自己需要学习的部分、产品需要改进的部分等。8） 教师评价。最后教师根据各组项目完成情况综合教学目标及学生具体表现，给出考核结果。
总之，作为数字化学习与移动通信技术相结合的产物，移动学习从根本上解决了教学活动中时间不同步、空间相分离的问题，真正实现从教师的“教”转变为学生的“学”，做到以学习者为中心，以教育传播理论为基础，以移动终端设备为工具，以数字化信息资源为内容，以任务驱动、社会情境为教学应用模式，全方位激发学生的学习动机，培养学生积极学习的习惯。作为传统教学的有效补充，移动学习创造了一个传统课堂学习、数字化学习与移动终端学习相结合的无障碍教学环境，具有很大的发展前景。
参考文献：
[1] 皮连生.教学设计——心理学的理论与技术[M].北京：高等教育出版社，2000
——电子信息工程导论感想一
期待已久的电子信息工程导论终于在第7周开课了。为什么说“期待已久”呢？首先，当时高考选择志愿队的时候，我凭的仅仅是对电子信息的兴趣，对本专业的具体内容并不了解。通过学习电子信息工程导论，我们能很好的了解本专业——电子信息工程的发展方向。我们还能了解到学院的主要成就、培养目标和培养方案，以便我们对将来的学习生涯有个初步的了解，以更好的迎接未来的专业学习。
通过张有光院长的介绍，我了解到了本学期八节导论课的课程安排。如智能手机，航电，互联网，与物联网等课程都是我最感兴趣并且是当代——信息时代的最高新技术。于是我对本课程产生了更大的兴趣。
课程的第一节课的主题是移动通信。2007年1月9日，苹果公司发布的iPhone开创了智能手机的新领域。被称为革命性的移动电话的iPhone蕴含了全新的设计理念和新型商业模式。凭借iPhone的热卖，苹果公司营业业绩连年疯狂增长，并且利润率极高。这得益与苹果的全新的商业模式:互联网络与软件+精美的终端。说起苹果，不得不说苹果的前CEO——乔布斯，这个被《财富》评为10年来全球最佳CEO的男人，脑袋中具有无比的创新意识。他主张从博物馆展览馆的艺术品、城市建筑、汽车设计中获得灵感。因此他具有艺术家的灵感和工程师的远见。当乔布斯逝世时，全球的人们，不论是否使用过iPhone，不论是否因苹果而改变了生活，都无限缅怀一代大师的离去。乔布斯留给我们的是一个理念，成功需要多学科交叉融合与创新。在信息时代，电子与通信的技术日新月异，可以说是日行千里万里。知识的更新换代是一部分，思想的与时俱进与变换是另一部分。我获得的启发是，即刻起培养自己的发散思维，逆向思维，创新思维。
移动通信技术实验课
实验总结
姓
名：
学
号：
专
业： 电子信息科学与技术 班
级： 2013级电科 班 授课教师：
移动通信技术实验课程总结
随着期末考试的临近，这一学期的移动通信技术实验课程也即将告于一段落。在这一学期的移动通信技术实验课中，学到了很多的专业知识，也有很多的感触，下面总结如下。
首先，在结合具体实验课详细展开说明之前，我想先来谈一谈这门课程。随着科技的不断进步和社会的发展，移动通信技术已经广泛地深入各个生产生活领域。在我国，移动通信技术的起步虽晚，但是发展极其迅速。自从20世纪90年代以来，很多国家对移动通信的需求量经历了指数级的增长，我国也不例外，而且这种需求量还将持续下去。如今经济全球化与信息网络化的快速推进，现有的移动网络已经很难满足移动业务发展的需要，为适应发展，对现有的移动通信技术进行改进就越来越迫切，一方面要求尽可能丰富的移动业务满足移动用户不断增长的业务需求；另一方面要求通过采用新技术，不断提高系统的容量，以支持不断增长的移动用户的数量，移动通信技术正是在这两种需求的驱动下不断发展的。由此不难看出这一学期的移动通信实验课的重要性。
因此，在我们了解到这门课的重要性之后，就应该认真的来学习这门课程。按照实验课前预习，实验课上认真实验，课后完成实验报告这样的一个学习体系是十分重要的。在预习的过程中，我们要力求做到对每次实验课的内容有大致的了解，不懂的地方先行做好标记。这样的准备工作十分有利于我们在操作时避免一些低级的错误。在实验课的过程中，我们因该善于仔细观察实验现象，尤其重要的是要认真操作。因为实验课就是对理论知识体系的实践，而实践的过程中充满了许多的意外，我们稍有疏忽都可能达不到预期的实验结果。除了这些之外，遇到一些小问题还要及时解决，不能因为与实验课程无关就置之不理，这样是不利于我们学习的。实验课结束后，我们一定还要书写实验报告。这是一项十分重要的工作。实验报告可以帮助我们重新回顾实验内容，实验步骤。并且通过做实验我们得到了一个怎么的实验数据，从数据中又能得到怎样的结果，这些方面都应该在实验报告中体现出来，否则我们做一次实验都不能得出实验结论的话，做实验也就失去了意义。这一学期的移动通信技术实验课在内容方面上主要包括以下几次实验： GOLD序列码产生及特性分析实验；WALSH码产生及特性分析实验；直接序列扩频（DS）编解码实验； CDMA码分多址实验；GSM调制解调实验；快衰落、慢衰落实验等实验课程，下面结合具体实验内容进行进一步总结。例如在WALSH码产生及特性分析实验中，我们首先要对其预习，了解到其实验原理是WALSH函数集是完备的非正弦型正交函数集，相应的离散WALSH函数简称为WALSH序列或WALSH码，可由Hadamard矩阵的行（或列）构成。WALSH码的性质是正交码，重要作用之一用作同步码分多址系统的地址码。其次我们还应该对只一次的实验步骤有大致的了解。有了这些准备工作后，我们就可进行实验操作了。最后，我们需要根据实验操作，得出几组对照点的编码波形图，然后根据这些波形图我们就可以得到WALSH编码的特性。这样，通过这一次的WALSH实验课程，我们及复习了WALSH码的理论知识，有亲身的进行了实验操作来验证，这就会让我们真正弄明白WALSH的原理，并且在以后的其他实践中会应用它。通过每次实验课的这些内容的学习和操作，让我养成了课前预习的好习惯。一直以来就没能养成课前预习的好习惯，让我深深的懂得课前预习的重要。只有在课前进行了认真的预习，才能在课上更好的学习，收获的更多、掌握的更多。培养了我的动手能力。“实验就是为了让你动手做，去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的东西。”每个步骤我都亲自去做，不放弃每次锻炼的机会。经过这两周，让我的动手能力有了明显的提高。让我在探索中求得真知。那些伟大的科学家之所以伟大就是他们利用实验证明了他们的伟大。实验是检验理论正确与否的试金石。学习就是为了能自我学习，这正是实验课的核心，它让我在探索、自我学习中获得知识。此外还教会了我处理数据的能力。实验就有数据，有数据就得处理，这些数据处理的是否得当将直接影响你的实验成功与否。经过这一学期，我学会了图像法等处理数据的方法，让我对其它课程的学习也是得心应手。
还因该说明的是，实验课是与理论课程有很大不同的。实验课就是让我们来操作从而提高动手的能力。而且由于在操作过程中非常容易出现一些意外的情况，也因此实验课会非常的锻炼我们的思维能 力。我们在每次实验课的过程中尤其应该有意识的、着重的去加强锻炼自己的动手能力和思维能力。实验课程本质上就是对理论知识的验证，在操作的过程中也十分需要我们有认真、严谨的学习态度。实践是检验真理的唯一标准，认真是做好实践的最佳捷径。无论是在课前预习还是实验过程中，或者实验课后书写实验报告，我们都必须认真对待。这样会十分有利于我们培养自己扎实务实、认真严谨的态度，而这种态度在任何的学习和工作中都是十分宝贵的。
早晨七点钟，还在睡梦中的我就被房间的电话铃声吵醒了。“是王姐，这么早！”赶紧穿好衣服，随便洗一下脸，再没时间悠闲地喝杯热咖啡了。冲到楼下，我们的“梦想聚”团队早已整装待发。寒风瑟瑟，冷得人的两颊通红，双腿打颤，但凛冽的冷风并不能阻挡“梦想聚”队员们刚强的意志和昂扬的斗志。
按照既定的战略，今天我们继续分三组出击：一组去做捆绑业务，另两组继续去跑客户。我跟随冷红艳、陈怡辰小组来到平安大厦寻找我们躲在高楼大厦里的客户资源。在椰岛培训总部，我们受到了其客服主管的热情接待，但她却也只能如实告诉我们这业务很难做，她也无法做主。我们只好准备一个一个的向公司职员宣传询问，但这也似乎不太实际，一是时间仓促，二是人手不够，再者效率也不高。这时，聪明灵活的冷姐、陈姐想到了一个好主意：请公司前台帮忙，通过飞信群发的方式告诉员工们，我们移动正在针对他们公司做活动，优惠幅度大，时间只限今天。这招果然有效，一时间前来办理业务的人络绎不绝。当然其中也有少数人直接说我们是来“招摇撞骗”的，但两位组员并没有恼怒，而是细心地向大家讲解我们活动的细节，向他们证明我们的诚意。一天下来，收获可谓是相当的不菲。直到六点多，员工们都下班了，我们才“恋恋不舍”地走出平安大厦。晚上回到驻点，组长王艳秋统计了今天的收获成果，另两组也通过艰苦的搜寻、不懈的努力，取得了可喜的成果。大家累的已是精疲力竭，甚至有组员躺倒椅子上就快睡着了。晚上七点多，我们才从驻地往酒店赶，拥挤的公交上，大家又累又饿，可想起一天的努力，大家还是显得精神抖擞，边谈着各自工作感想边总结着工作经验。
辛苦而充满意义的一天又过去了，我不得不深深佩服“梦想聚”队员这种不怕困难重重，只怕业务不足的进取精神。在艰难困阻面前，他们从不会提到放弃，依然充满信心与激情，他们这种专业与敬业的精神深深地感染着我。他们分工明确，井然有序的工作方式也让我好好上了一堂毕业生入职课。
通讯员
彭湖
在当前国内使用的GSM通信系统中, 运营商的绝大多数GSM网络在SMS ( 短消息业务) 和语音业务传输中未使用A5 加密算法。因此本文能够在SDCCH信道和TCH信道上解析短信和语音数据。本文提出的监听方法是首先通过哑呼［2］ ( 利用非GSM网络制式的移动通信模块短时间呼叫目标用户而又不使其振铃) 方法捕获并统计目标用户和基站在PCH信道交互的Paging Request信令并从中提取出用户的身份信息TMSI或者IMSI, 然后监听设备循环跟踪目标用户和基站之间的Immediate As-signment信令和Paging Request信令从而确定SD-CCH信道的信道描述信息, 最后根据Assignment Command信令确定TCH信道的信道描述信息。通过跟踪SDCCH和SACCH信道上的信息可以获得短消息内容, 通过跟踪TCH信道可以获取到语音通话信息。
1 国内外研究现状
目前在GSM监听领域主要有两种方式。
( 1) 在运营商移动管理中心进行监听, 此种方式是在MSC中通过直接提取用户数据实现通信内容监听。此种方式监听需要通过公安部门根据相关的法律流程来提取短信、语音等信息, 过程和手续都很复杂。不利于突发情况下的监听。
( 2) 在智能手机上安装软件, 由软件监听手机短信端口提取信息, 或者监听通话端口, 在有通话的时候进行录音并保存至文件, 然后通过WIFI或者GPRS网络发送给远端的网络服务器。此种方式需要植入木马或者诱导用户安装相应的软件, 当前智能手机上安全监控软件功能日益增强, 因此此方式实现困难。
2 方案设计
2. 1 基本框架
空中接口监听涉及到的模块主要有: 目标用户所在小区服务基站BS、通过DSP控制的哑呼模块、目标用户、监听设备。整体框架图如图1 所示。
2. 2 工作流程
要实现对终端用户的监听, 主要需要以下步骤:
( 1) 当前小区信号捕获以及同步, 解析消息广播信道信息, 为后续相关过程提供基础信息支持。
( 2) 获取身份信息。通过哑呼 ( 通过使用非GSM制式的移动通信模块短时间拨打目标用户的手机然后挂断。使其不振铃, 此时在下行信道捕获并统计基站寻呼使用的TMSI或者IMSI的一种方法) 获取目标用户的身份标识信息TMSI或者IM-SI［3］。
( 3) 目标用户捕获。在上行信道RACH中循环监听目标用户的上行连接请求和下行信道PCH中监听对目标用户的寻呼, 如果发现SABM帧的CM Service Request ( 目标用户主叫情况) 中Mobile Iden-tity字段或者PCH中Paging Request ( 目标用户被叫情况) 信令中Mobile Identity字段和之前通过哑呼获取到的TMSI或者IMSI身份信息一致, 则认为出现目标用户, 继续进行后续信令跟踪。
( 4) 捕获Immediate Assignment信令。通过对AGCH信道中的信令Immediate Assignment中的Channel Description、Mobile Allocation以及Starting Time等字段可知分配的SDCCH所使用的跳频方式、频点列表、普通突发NB中所使用的训练序列TSC以及到达时间等信息。
( 5) 捕获Assignment Command信令, 如果步骤3解析的信息指示SDCCH使用跳频则根据跳频算法调整到起始频点搜索SDCCH信息, 解调后判断训练序列TSC是否和上述TSC一致, 若完全一致则立即调整到下一个频点进行下一块信息搜索。完成四个消息块信息搜索后进行解复用、解交织、解卷积和解CRC。组成一个完整的信令消息Assignment Command。
( 6) 提取Assignment Command中Channel De-scription 2、Frequency list, after time等关键字段的信息。其分别对应TCH信道所使用的跳频方式, 普通突发NB中使用的训练序列TSC、跳频序列算法, 起始频点偏移、频率列表、到达时间等信息。
( 7) 根据上述TCH信道描述, 采用和步骤 ( 4) 相同的跳频算法循环接收TCH消息块并对其进行解复用、解交织、解卷积和解CRC。最后组成完整的TCH消息帧。提取其中的57bit有效信息按照语音编码规范拼接组合成相应的信息流即完成了语音信息的提取。
3 硬件模块以及相应接口设计
该监听方案所使用的架构为直接静默监听方式, 因此不需要发送相关信息和基站交互。因此具有良好的隐蔽性。主要有前端射频以及中频模块、FPGA数据转换以及缓冲模块、DSP基带信号处理模块、ARM语音信息解码以及显示模块。整体硬件框架图如图2 所示。
3.1主要模块以及功能
3.1.1射频以及中频模块
该模块主要完成空中GSM模拟信号的混频、数字下变频、量化、归一化等过程。把空中信号转化为数字化的I路和Q路信号。
3. 1. 2 FPGA数据转换以及FIFO缓冲模块
该模块主要完成对接收到的中频下来的数据进行上行下行分流, 把上下行信号分别送给DSP上行和下行处理模块。另外该模块还需要对GSM接收信号进行缓存。防止频繁的数据传输过程打断DSP的算法处理过程。
3. 1. 3 DSP基带信号处理模块
该模块作为整个系统的核心, 完成上下行信号的同步、频偏估计和校正、解调、解帧、以及相应的控制过程。为了实现实时处理, 对上行和下行信号使用独立的模块进行单独处理。
3. 1. 4 ARM语音解码以及显示模块
对提取出来的语音数据进行解码和语音信号成形。另外该模块还负责短信监听过程中短信内容、信令交互调试信息等相关信息的输出。利用ARM运行linux操作系统, 可以灵活地通过串口、以太网接口和计算机进行通信。大大减少了应用程序的开发难度。
3. 2 主要硬件接口设计
3. 2. 1 FIFO接口
该接口用于FPGA模块向DSP基带处理模块之间传输IQ基带信号。在DSP端, 该接口使用DSP的EMIF接口, 把FPGA模拟为DSP的FIFO存储设备。接口速率40 Mb /s。工作时钟为100 MHz, 每5个时钟周期发送一个数据, 数据的宽度是16 bit。每次FPGA收到AWE#以及CE#相应的读信号后把将要送出的数据传送到16bit总线上。接口如图3所示, 由DSP的EDMA模块完成16 bit数据的搬移。由于不需要将FPGA中的数据映射到DSP中EMIF的CE空间, 故不需要复杂的地址总线。
3. 2. 2 SPI接口
该接口用于FPGA与DSP之间以及DSP与ARM之间传输一些控制信息, 例如控制射频前端的AFC、APC、AGC, 以及DSP两个通道之间的交互信息, 例如上行信道捕获的RACH接入时的随机参考数Rand, 以及下行解析广播信道得到的小区配置信息。该接口在DSP端将Mc BSP接口配置为标准的四线SPI接口。如图4 所示。
4 DSP算法设计
DSP算法设计作为整个系统的核心, 必须满足实时性和可靠性的要求, DSP选择的是TI公司的TMS320C6416 高性能处理器。该处理器工作时钟为600 MHz, 处理速度达到4 800 MIPS。为实时性提供了硬件保证。为了保证算法的实时运行, 还需要对算法架构进行合理规划和算法内部优化。整体算法分为信号捕获、帧同步、关键信令跟踪及信息提取等几个部分。
4. 1 信号捕获以及同步
要实现GSM信号的捕获, 需要按照顺序进行以下步骤。
4. 1. 1 扫频
在国内, GSM信号主要分布在GSM900 频段和GSM1800 频段。其中935 ~ 960 MHz有125 个频点。1 805 ~ 1 910 MHz共有512 个频点。通过遍历这些频点, 计算每个频点下的信号功率, 然后按照功率大小排序。根据排序再依次运算下面的同步过程。如果能够和当前小区同步并解析出相应的广播信息, 则认为该信号为本小区的BCCH服务频点。如果不能进行同步并解析BCCH信息则需要对次强功率信号做同样的过程。直到找到BCCH工作频点。
4. 1. 2 同步以及频偏估计
同步分为FCCH初同步和寻找SCH的精同步。GSM的BCCH信道是以51 复帧进行重复的。每个51 复帧中各帧的第一个时隙TS0 有特定的组织结构, 其按照FSBBBBCCCCFSCCCCCCCCFSCCCCCC-CCFSCCCCCCCC - 进行重复。其中F为FCCH频率校正突发。该突发由148 bit的“0”组成, 在模拟信号上表现为37 个相位连续的正弦波。根据此特点, 利用公式 ( 1) 找出y ( n) 峰值即为FCCH出现的大致位置。然后再根据SCH同步突发中已知的特定的64 bit的训练序列。根据找到的大概位置与接收信号做滑动相关, 峰值点即为准确的同步突发中同步训练序列的精确位置［4］。然后根据FCCH的特点能够完成频偏值的确定。公式 ( 1) 中r ( n) 代表接收到的基带信号 ( I + Qj) , y ( n) 代表相关峰值。
4. 1. 3 信道估计、匹配滤波、解调
利用接收到的信号训练序列与本地突发中训练序列MSK映射的结果做卷积, 卷积结果中便包含了信道的冲击响应。再计算卷积结果的能量窗, 根据此能量窗和冲击响应的起始点估计出信道冲击响应h和突发的起始位置, 在获得采样同步和估计出信道冲击响应之后, 匹配滤波器的输出为: Y =r* h*[-]。然后根据Viterbi算法对信号进行解调得到“0”“1”比特流。
4. 1. 4 解复用、解交织、解卷积、CRC校验
根据帧信号中同步突发、普通突发比特映射结果可以完成有效信息解复用。根据各信道的交织规则 ( 块内交织或者块间交织) 完成解交织。然后对提取的完整的逻辑信道信息块进行卷积译码［5］。最后校验CRC, 对解析的信息进行正确性判断。
4. 1. 5 解帧
针对BCCH、CCCH、RACH以及下面信令所在SDCCH信道各自的帧映射特点, 参考3GPP组织GSM04. 08 规范对解析出的“0”“1”比特流进行消息映射。从而提取出其中的关键信息字段。
4. 2 关键信令捕获以及帧信息提取
在监听过程中, 在GSM的L3 层, 主要涉及到以下几个关键信令的信息捕获。
4. 2. 1 RACH信道上Channel Request
该信令是由主叫或者被寻呼的被叫手机发出的无线信道请求的信令, 其中关键参数为参考随机数RAND, 此参数用于在初始接入阶段下行信道立即指派消息做身份识别。如果发现寻呼信道中Imme-diate Assignment中的Request Reference字段里的随机数信息和RAND一致, 则认为该指派消息是对目标用户的指派。
4. 2. 2CCCH上的Immediate Assignment和PagingRequest信令
该信令可能出现在51 复帧上九个CCCH消息块的的TS0、TS2、TS4、TS6 四个时隙, 所以一个51复帧最多可能有36 个CCCH消息块［6］。通过对36个消息块循环进行搜索。根据信令消息向比特流映射的Message Type确定Immediate Assignment、Im-mediate Assignment Ext或者Paging Request信令。Paging Request信令包含了被叫的TMSI, Immediate Assignment中指示了将要跟踪的SDCCH信道的信道描述, 包含了频点、跳频规律、时隙号、TSC训练序列等信息。
4. 2. 3 SDCCH上Assignment Command信令
确定SDCCH信道的信道描述信息后, 设备调整到跳频算法指示的起始频点, 并根据指示的TSC与接收数据做相关运算, 通过峰值找到NB突发位置, 解调NB突发并保存比特流。紧接着调整频点到跳频第二频点做同样的接收。按照此步骤, 当接收完一个完整的SDCCH消息块 ( 包含四个NB突发) 后, 如果Message Type字段为0x2E时为Assign-ment Command信令。此时进行解复用、解交织、解卷积、CRC校验。从而提取TCH的信道描述信息。为后面提取TCH做准备。
5 测试结果
5. 1 测试平台
如图5 所示。DSP采用TMS320C6416 基带处理板, 外扩64MB SDRAM。GSM信号通过射频中频模块在空中采集然后以I、Q顺序保存到文件中。在PC机上读取文件并通过USB连接线传输至FPGA开发板。FPGA开发板模拟FPGA数据缓冲模块通过EMIF接口传输数据至DSP基带处理板。
5. 2 测试流程
基带信号处理测试流程如下:
( 1) 通过射频前端采集空中真实GSM信号, 并存储至二进制IQ数据到DSP。
( 2) 基带算法做同步数据解析, 打印出FCCH、SCH位置, 并计算频偏值。
( 3) BCCH数据解析, 查看CCS3. 3 中Watch Window中的解析结果。
( 4) CCCH数据解析, 解析出SDCCH的信道描述。
5. 3 测试结果
5. 3. 1 同步及频偏结果
数据解析完成后, 打印出同步突发位置、SCH精确位置、频偏值如图6 所示。
5. 3. 2 BCCH广播信息解析结果
根据需要存储System Information Type 1 - 13 其中的特定消息内容。图7 显示为系统广播消息解析的部分结果System Information Type 3。
由图7 可以看出, 解析BCCH信道能够得到小区标识信息CI 、移动国家号MCC、移动网号MNC、位置区码LAC、CCCH的配置信息CCCH _ CONF、CCCH中预留给AGCH的消息块数BS _AG _BLKS _RES以及寻呼51 复帧周期BS_PA_MFRMS。
5. 3. 3 CCCH解析结果
CCCH包含立即指派和寻呼消息, 其中寻呼消息包含了被寻呼用户的TMSI, 此身份信息用做比对目标用户, 解析结果如图8 所示。
图8 显示的是在Paging Request Type1 消息中解析出来的TMSI信息。通过该TMSI信息和哑呼的目标用户TMSI信息做对比即可判断被寻呼的用户是否是目标用户。
立即指派消息包含了SDCCH信道描述、跳频方式等信息, 结果如图9 所示。
图9 显示了在Immediate Assignment信令中解析出的跳频指示H、突发训练序列TSC、跳频频点列表MA、跳频序列算法HSN等。通过这些消息便可以调整设备在SDCCH信道上接收与语音监听相关的信令和实现短消息的监听。
以上实现了信令的捕获, 根据信令结果继续对接收IQ数据进行接收并解码, 便可实现短信和语音信息的提取。
6 结语
本文提出的这种监听语音以及短消息的硬件架构和DSP基带算法的方案是基于同一个小区未发生切换的情况, 如果需要在一定范围内准确跟踪目标用户还需要对切换信令进行跟踪, 对切换过程进一步研究, 从而实现连续稳定的监听。另外, 国外有报道GSM的A5 加密算法已经被破解, 收集空中数据几分钟就可能获取用户存储在SIM卡中的Ki［7］, 结合本方案就能实现在开启加密的网络系统下的监听。因此GSM的安全加密算法有待进一步提高。
参考文献
[1] 武巧荣.GSM系统中主要安全威胁防范机制的分析与设计.北京:北京邮电大学, 2010
[2] 何震.GSM短消息安全系统研究与实现.北京:北京交通大学, 2009
[3] 张红梅, 田增山.GSM手机主动探测方案设计与实现.广东通信技术, 2013;03:13—17
[4] 许起明, 余翔.GSM的下行同步算法设计与FPGA实现.电信工程技术与标准化, 2013; (04) :69—74
[5] 朱大立.一种基于诱发技术的移动电话主动探测方案.移动通信, 2006;30 (1) :107—109
[6] 中华人民共和国通信行业标准.900 MHz TD MA数字蜂窝移动通信无线接口信令部分.北京:中华人民共和国邮电部, 1996—12 —04
今年3月，北京苏州街地铁施工现场发生塌方事故，移动城市平台正式启用后，这种事故消息就可以及时通知给市民，以免交通拥堵。
去年国庆节期间，在天安门参观的许多游客都收到了一条手机短信提示——“参观人数很多，容易拥堵，请注意安全”。
短信提示很温馨、很实用，让很多游客觉得颇为新奇——他们还不知道，在无意中，自己已经享受了“北京移动城市”项目的试点服务。
移动城市的魅力
所谓“移动城市”，就是利用移动技术，构建一个信息化应用整合与服务平台，为城市中的居民与企事业单位，提供综合的、统一接口的移动信息化服务。今年1月17日，中国移动北京公司、北京市科学技术委员会、计世资讯以及北京邮电大学四方携手主办了“2007中国首届城市移动信息化创新论坛”，宣布成立移动信息化推进工作委员会，并开始着手部署实施移动城市计划。
据记者了解，在北京市移动城市项目的规划中，移动城市平台上承载的无线应用主要有移动政务、移动商务、移动生活三个方面内容。具体地说，一是面向政府开发的业务，主要有城市应急、移动办公、基于二维码的自行车防盗和移动3•15等；二是通过MAS（移动代理服务器）和ADC（应用托管中心），主要为企业提供移动办公和移动商务以及无线门户网站、手机邮箱、移动进销存和企信通等服务；三是通过移动平台，为公众提供公交导航、实时路况导航、京郊数字旅游、个人视频点播、移动本地搜索等服务。
经过半年的运作，北京移动城市项目已经取得了一些进展。北京市已经建立起了市级城市信息管理平台以及8个区级城市信息管理平台，把北京城8区划分为1万多个管理网格，并为城管人员配备基于移动信息化建设的“城管通”。而这移动城市项目的推进，正在给居民带来一些便利。比如，去年东城区某区域地面塌陷，中国移动就向许多手机用户发送了提示绕行的短消息。
北京邮电大学无线研究所副所长纪阳博士近日表示，移动城市是城市信息化发展的第二个阶段，其本质内涵是提高移动信息服务的渗透力，通过移动网络和互联网对接，主要实现的是数字信息的移动化。移动城市的核心，一方面是信息获取的方便和快捷，另一方面是信息内容的有效性和丰富性。
城市如何“动起来”
移动城市意味着，每个个人、企业和社会都可以在移动中及时、方便地查找或发布信息，只有这样整个城市才可以真正地移动起来。移动城市最终将使城市里的每一个人实现移动中的“衣食住行”。
在移动城市的平台下，开车的用户可以实时接收到大量信息，被引导到想要去的目的地；而普通的行人，可以通过移动公交换乘的信息服务，方便出行。到达目的地后，如果想要娱乐、吃饭，移动城市的用户可以使用移动本地搜索服务，查找周边的相关信息。
据了解，目前图盟科技开发的移动搜索引擎已经在中国移动的12585线下，手机用户发一个汉字“我”，系统平台就会对你进行信息服务，包括导航、移动检索等。在不久的将来，移动城市用户可以通过手机查看到北京每个路口的实时交通情况；而某一条道路如果发生了交通事故，用户也会收到相应的短信提示。为了让老百姓在第一时间了解到一些突发事件消息，保证安全，减少不必要损失，开拓天际公司还开发了基于移动公共网的城市应急指挥辅助信息系统，通过小区短信形式，提供国庆黄金周安全提示等应急信息服务。
平谷区信息中心还采集、整理出了北京5个郊区县的吃住旅行数据库，搭建了京郊旅游网移动信息系统，并和国跃数字公司合作，通过听网技术（能朗读任意文本窗口中的文本）开发设计了随身导游的终端软件运行系统，让游客通过手机接收到一些旅游信息。
除了为普通老百姓提供实时的移动生活信息，移动城市还为大型和中小企业推出了移动商务的具体应用：一是面向有良好IT规划的大型企业用户的MAS（移动代理服务器）模式，把企业的办公、邮件等服务系统延伸到手机终端，实现跨国跨省移动办公或移动商务等需求；二是针对IT基础架构比较薄弱、资金比较有限的中小企业客户推出的ADC（应用托管中心）模式，提供无线网站等企业营销手段、公文审批等企业移动办公方式和手机邮箱等企业生产服务等。
自由穿梭 尚难实现
随着2008年北京奥运会的日益临近，北京移动城市项目是否能尽快通过手机向居民发布城市应急等相关信息，企业是否能通过手机实现移动办公，个人如何能通过手机快速地在城市中“穿梭”，成了整个社会越来越关心的话题。
移动信息化推进工作委员会秘书长、中国移动通信集团北京有限公司发展战略部副总经理纪涌在总结“2007移动城市发展研讨会”时坦承，北京的移动城市项目还刚刚起步，很多事情都在摸索中，整个平台的应用和产品服务还没有一个特别清晰、很成熟的标准，这势必会影响移动城市应用服务的推广。“而且，由谁来主导移动城市项目，如何做标准化等问题都急需进一步探讨。”
他表示，移动信息化是一个价值链很长、很复杂的一个生态系统，要做好任何一个产品，或者让客户满意，都需要价值链上的各个合作伙伴之间真心、真诚的合作。“移动城市项目不同层面的参与者，还需在信息资源的整合利用上下大功夫，尽快集成各方面应用和服务。”
而移动运营商如何在移动城市的实际运作中定位自己的角色，和提供应用产品和技术服务的不同厂商的合作方式、角色分工如何界定等等问题，也需要移动信息化推进工作委员会在今年年底项目平台搭建完成前协商解决。
纪阳博士也表示，到目前为止，移动城市项目没有在一个共同的区域中进行测试评估。最终的用户——企业和普通老百姓在无法体验的情况下，是否能买移动城市平台的单，还不好说。
链接:移动城市在国外
2002年11月，奥地利内务部与西门子合作利用手机短信给手机用户发送国会选举结果。
2003年4月，马耳他宣布进入“移动政务时代”，首批开展的服务包括基于手机短信的公民投诉事宜状态查询、各种证件的更新通知、考试成绩通知。
2003年7月，英国负责劳动就业的部门开始尝试用手机短信为失业人员提供就业信息。
2004年8月，荷兰政府在全球率先投资建立基于GSM网络小区广播的预警系统，可以向特定区域居民发送自然灾害预警、有害气体泄漏以及烟雾预警等信息。
