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1、实验一移动通信系统组成及功能、实验目得1. 了解移动通信系统得组成。2. 了解移动通信系统得基本功能。3. 了解基带话音得基本特点。二、实验内容1 .按网络结构连接各设备，构成移动通信实验系统。2 .完成有线 有线、有线 无线及无线 有线呼叫接续，观察呼叫接续过程，熟悉移 动通信系统得基本功能。3 .用实验箱及示波器观测空中传输得话音波形。三、基本原理图1-1就是与公用电话网（PSTN）相连得蜂窝移动通信系统方框图。系统包括大量移动台MS、许多基站BS、若干移动交换中心 MSC及若干与MSC相连得数楣库（HLR、VLR 等，图中未画出），MSC通过中继线与公用电话网 PSTN得交换机EX相连，
2、接入公用电话 网。系统得基本功能就是：移动台能与有线电话或其它移动台通话（或传输数楣等信息）。公用电话网（PSTN）蜂窝移动通信系统图1-1移动通信系维方框图这样EL大淞旌牟统无书放在实验再上由忸一， MSC将系维百简化得到图一 三 EX !1-2,它府EL 1-1送际展器全部交换机EXIMSC合并成邑奂机;1站BS及移动台MS各选用一台；有线电话米用二部。而为得各种功演备MS交换机、基站、移动台及有线电话卜系统基本网络结构（各设备得连接关系）及系统功能等特征方面就是 相同得。MS ( Mobile Station )BS ( BaSTELtation)_ 吧MohzCe移动台简化得移可EX
3、（Exchanger ）:公用电话网（PSTN）程控交换机统，它们得功能会应用璘合各不相同，但它们涉及徨慈杰工作皮理或技术就是相同得。, , 一 度及牛XELjTe.lePhone） JMS （ Mobile Station ）有线用话移动台 移动通信得多址万式王要有FDMA、TDMA、CDMA三大类。FDMA系统一般为模拟BS （ Base Station ）: 基地台移动通信制式，TDMA及CDMA （实际上通常为 TDMA/FDMA 及CDMA/FDMA混合多EX （ Exchanger ） 一:程控交换机址方式）为数字移动通信制式。TEL于各种移动通信系统多年，目演进而来得，在网前在一
4、些领域仍在应用。数字移动通信就是在模拟移动通信基础上发展、 络组成、设备配置、系统功能与工作方式上二者都有许多相同之处。基于以上原因，为了得到体积小巧、 价格低廉、可放在实验桌上由学生动手操作得移动 通信教学实验系统。在图1-2中，BS、MS实际选用基于FDMA技术、采用数字信令得中国CT1无绳电话，EX选用小型程控交换机，TEL为有线电话。为了测试上述小型移动通信系统无线部分得功能，采用了一台实验箱（SDT）,构成一套完整得移动通信教学实验系统，如图1-3所示。道代替之，通话手柄成为无绳电话手机。 用户持无绳手机在以座机为中心得小范围内移动通话，十分方便。虽然从使用功能上瞧，无绳电话就是有线
5、电话得无线延伸，但其工作原理及使用得技术都属于移动通信范畴。CT1无绳电话及在其后发展起来得各种数字无绳电话组成 得无绳电话大家族，成为常用得四类移动通信系统之一。我国得CT1无绳电话技术标准、工作原理及手机使用方法见附录1。通常，同一实验室内有许多组实验系统，相距很近，为了防止互相干扰，必须降低无绳电话得发射功率及接收机灵敏度，以减小电磁波作用范围。 在此条件下，为了保证同一套实验系统内部接收信号足够强，能正常完成各实验，必须加强无线设备间得无线耦合： 无绳座机BS得天线垂直竖立但不要拉出。实验箱”BS收发信机”天线放置在无绳座机天线与座机外壳之间得缝隙中，使二者无线紧耦合。 无绳手机MS得
6、天线不要拉出。将实验箱” MS收发信机”天线得芯线与地线夹在一起 后套在无绳手机天线上，使二者无线紧耦合。2.程控交换机本教学实验系统中程控交换机采用1拖4双绳路小型用户程控交换机，一条外线可接4部内部电话。本系统中不用其外线端口，只使用内部4条用户线端口，其技术参数与使用方法与PSTN程控交换机相同，相当于 4门PSTN程控交换机。图1-4为小型程控交换机得外观图。四个用户线插座可连接四部电话（包括无绳电话座机），插座下方号码为对应电话得号码。交换机由220Vac市电供电，通电后电源指示LED灯连续闪烁。用户电话摘机后对应得LED指示灯亮。电源指示LED灯图1-4小型程弱H实验箱包含*很旗电
7、路原理网,|用户线插座乍为被测量对象，其测量仪旨且J LED灯观方法详见附录line2。801802803804在实验一实验四中实验箱作为测量仪器;-一在实验一中用来观测无绳电话发射在空中得话音波形，了解话音得特点。用户号码4.移动通信教学实验系统得组成及功能就构成了移动通根据上面介绍得各设备原理，按照图1-3得布局顺序放置并连接设备信实验系统。本系统可实现以下呼叫通话功能:（1）无绳手机呼叫有线电话（无线呼叫有线）；（2）有线电话呼叫无绳手机（有线呼叫无线）；（3）有线电话呼叫有线电话（有线呼叫有线）。在同时满足以下两个条件时，主、被呼用户才可能建立话路，进入通话:（1）被呼用户空闲；（2）
8、主、被呼用户之间至少有一条空闲路径。由以上实验可了解移动通信系统得基本网络结构及功能。另外，在手机与有线电话通话时， 用示波器在实验箱上观测发射在空中得话音波形，可了解话音得基本特征。话音分为浊音与1个浊音。从而在声带中激则基音频率fp=1/Tp。话音就是由发音器官中得声音激励源与口腔声道形状得不同而形成得。清音，浊音包括元音及浊辅音。浊音对应于声带振动，每个单词中至少包括浊音，又称有声音。发浊音时声带在气流作用下准周期地闭合或开启， 励起准周期得声振动，形成浊音声波，如图1-5所示。图中Tp为基音周期,3003400Hz频率范围内。通常fp在70300Hz范围内，则Tp=313ms。基音频率
9、一般女声较高，男声较低。清音又称 无声音。发清音时声带不振动，声道被气流冲击产生较小辐度得声波，其波形与噪声相似， 清音信号没有准周期性。包括浊音及清音得话音能量主要集中在相珊咻10Tpt (ms)-10波形四、实验步骤1 .按图1-3得布局顺序放置设备并连接成系统：两部有线电话用户线插入交换机号码801、802得用户线插孔；无绳电话座机用户线（带用户线信号测量板 LINE、PCB）插入交换机号码804得用户线插孔。这些号码就就是各部电话对应得号码。将交换机、无绳电话座机及手机充电器都接通 220Vac电源。无绳电话座机、手机及实验箱使用上次实验已经对好码 得同一套系统或由教师实验前完成对码，
10、使三者识别码及呼叫信道一致（对码步骤详见实验四得实验步骤1）。2 .有线电话1摘机，交换机上对应得 LED指示灯亮，用户听拨号音。用户拨号呼叫有 线电话2,有线电话2振铃，有线电话1听回铃。有线电话 2摘机通话，通话完毕挂机，未 挂机得一方听忙音。若有线电话2忙（已摘机），则有线电话1摘机拨号后听忙音。若有线电话2用户线从交换机上拔下，有线电话1拨号后听回铃。3 .有线电话2拨号呼叫有线电话1,通话完毕挂机。4 .无绳手机按“通话”键摘机，听到拨号音后拨有线电话1或有线电话2得号码，有线电话振铃，无绳手机听回铃。有线电话摘机通话，通话完毕挂机（其中，无绳手机再按“通 话”键或将手机放回充电器则
11、挂机）。5 .有线电话才S机拨号（804）呼叫无绳手机，手机振铃，有线电话听回铃。 手机按“通话” 键摘机通话，通话完毕挂机。6 .将双踪示波器两个探头分别接至实验箱 BS测量”及“ MS测量”面板上接收机解调输出端AF。接通实验箱电源（K5置ON）,置系统测量自动 AUTO工作方式（按”工作方式 控制面板K1键至SYST灯亮，再按K2键使K2灯亮），实验箱守候在无绳电话控制信道。 关发射机（”发射机控制”面板上得K6置OFF）,关信令存储显示模块 （”无线信令存储显示 面板上得K10置OFF）。手机按“通话”键摘机，与座机一起由控制信道转移到某空闲通话信道，实验箱检测到摘机信令后自动跟踪扫描
12、，锁定于该通话信道。若实验箱因误码未检测到手机摘机信令仍停在控制信道，则按 K3键启动实验箱扫描信道（SCAN）,最后锁定于该通活信道。实验箱锁 定于通话信道得标志就是： 信道扫描仃止并且“BS测量”及“MS测量”面板同时显示各自得接 收频率。BS(Mhz)45、125MS(Mhz)48、125手机拨号呼叫有线电话进入通话后，示波器可观测到通话双方得话音波形，记录浊音波形，测出浊音得基音频率。五、实验报告内容1.画出移动通信实验系统得网络结构方框图，给出系统功能，并说明它就是如何由常 用得蜂窝移动通信系统在保持基本特证不变条件下合理简化而来。TEL比1-3移动移动通信教学说脸萧蹄得出虚X扁_L
13、LBS_HMjMs_根据上面介绍得各设备原理，按照图1-3得布局力放置接设备 ,就构成了移动通信实验系统。本系统可实现以下呼叫通话功能：1 SDT（1）无绳手机呼MSTMObeSta地缆呼叫有线）移动令（无绳电话手机）（2）有线电话呼基地百（无绳电话座机）（3）有线电话呼TE在线邺hOne!线呼叫有线）有线电话 在同时满足以下两个条钾立，主、被呼用户才可能建寻陶，进入通话：（1）被呼用户空闲；（2）主、被呼用户之间至少有一条空闲路径。将系统合理简化得到实际系统全部交换机EX及MSC合并成一部交换机；基站 BS及移动台MS各选用一台；有线电话采用二部。它与实际系统在包含得各种功能设备（交换机、
14、基站、移动台及有线电话卜系统基本网络结构（各设备得连接关系）及系统功能等特征方面就 是相同得。2 .总结主呼方从摘机、拨号、通话到挂机得各个阶段听到那些信号音。3 .画出自己话音浊音波形，给出所测基音频率，与同组同学比较。所测得得基音频率：12、718khz实验二无线数字信令一、实验目得通过对移动通信教学实验系统得测量，了解一般移动通信系统无线数字信令(空中信令)得基本概念，包括数字信令调制方式、帧结构及传输协议等概念。二、实验内容1 .用双踪示波器通过实验箱观测无绳电话无线数字信令波形，了解数据得副载波调制 方式及数字信令帧结构。2 .用双踪示波器通过实验箱观测无绳电话无线数字信令传输协议。
15、三、基本原理通信系统中除用户信息(如话音)外得一系列控制信号称为信令。信令系统与用户信息 传输系统就是二个相伴随得系统，信令系统连接并控制用户信息传输系统得所有网络设备及 用户终端设备，共同构成整个通信系统。信令完成呼叫接续得建立、拆除、监控等一系列得操作与控制，保证用户信息传输系统正确且可靠得动作，使用户信息有效传输。因此， 信令可以瞧作就是整个通信系统得神经中枢。按信令形式不同，信令分为模拟信令与数字信令两类。模拟信令包括音频信令及其它形式得模拟信号，它应用早，现在仍应用在许多通信系统中，例如PSTN模拟用户线信令全为模拟信令。数字信令具有速度快、 容量大等一系列明显优点，已成为目前通信系统中采用得主要形式。典型得移动通信系统 BS至MS之间得无线数字信令帧结构如图2-1所
