移動通信實驗系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

《移動通信技術(shù)》試驗課程設(shè)計移動通信試驗系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)同學姓名學號所在學院羅玄同學姓名學號所在學院羅玄2022236041通信學院專業(yè)名稱移動通信班級2022級1班周春梅指導老師四川師范高校成都學院二。一五年五月移動通信試驗系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)同學：羅玄指導老師：周春梅內(nèi)容摘要：本論文對即時通信的移動通信軟件框架進行了開發(fā)設(shè)計，首先分析研討了移動通信軟件框架的總體結(jié)構(gòu)與功能，給出了框架的結(jié)構(gòu)組成和功能設(shè)計，在此基礎(chǔ)上重點討論了通信軟件框架中通信功能的實現(xiàn)。從通信機制設(shè)計和通信模塊實現(xiàn)兩個角度研討了移動通信軟件框架的開發(fā)實現(xiàn)，對于進一步提高移動即時通信軟件的開發(fā)及軟件框架的應(yīng)用均具有肯定借鑒意義。同學：羅玄指導老師：周春梅關(guān)鍵詞：框架實現(xiàn)提高開發(fā)systemMobilecommunicationexperimentsystemAbstract:inthispaper,ontheinstantcommunicationsoftwareframeworkformobilecommunicationsdevelopmentdesign,firstofall,thispaperanalyzedtheoverallstructureandfunctionsofmobilecommunicationsoftwareframework,givesthearchitectureoftheframeworkandfunctiondesign,basedonthisresearchismainlyfocusedonthecommunicationsoftware驗。3.4.1GSM移動臺開機入網(wǎng)和關(guān)機試驗同學在移動臺入網(wǎng)和關(guān)機試驗中，A、可以清晰得看到移動臺在開機后，MS同網(wǎng)絡(luò)之間的信令交互過程；B、開機后，MSC/VLR的數(shù)據(jù)列表中對于本MS參數(shù)的轉(zhuǎn)變。C、按動關(guān)機鍵后，MS和網(wǎng)絡(luò)之間信令的交互過程以及MSC/VLR參數(shù)列表的轉(zhuǎn)變狀況。3.4.2移動性管理試驗GSM移動性管理試驗主要是模擬MS進行兩種位置更新過程：MSC/VLR內(nèi)位置更新、跨MSC/VLR位置更新。通過此試驗，同學一方面可以從界面上觀看到MS進行位置更新時，MS、BS、MSC/VLR、HLR這些實體之間的信令交互過程。另一方面，同學平臺上還模擬了MS.MSC/VLR.HLR內(nèi)部的數(shù)據(jù)庫信息，可以讓同學看到，位置更新后，各個實體中對此MS紀錄的轉(zhuǎn)變，從而實現(xiàn)對MS的位置跟蹤。3.4.3移動臺主叫試驗本試驗中，同學將在同學平臺上輸入被叫號碼并按動發(fā)送鍵，開頭移動臺主叫試驗。同被叫同學平臺合作，同學平臺界面中將看到移動臺主叫時，MS和BS、MSC之間的信令交互過程。交互過程結(jié)束后，主叫同學平臺和被叫同學平臺就可以進行通話。通話結(jié)束后，在界面上還將顯示話音釋放過程中的信令交互過程。（試驗方式有單步操作和正常執(zhí)行兩種形式）。3.4.4移動臺被叫試驗本試驗中，同學平臺上的MS作為被叫MS,試驗的前提是其他的同學平臺上的MS主呼此同學平臺。同學平臺界面上將顯示移動臺被叫時，MS和BS、MSC之間的信令交互過程。交互過程結(jié)束后，主叫同學平臺和被叫同學平臺就可以進行通話。通話結(jié)束后，在界面上還將顯示話音釋放過程中的信令交互過程。3.4.5GSM合同幀結(jié)構(gòu)試驗GSM合同幀結(jié)構(gòu)試驗，分為兩類：數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)試驗和信令幀結(jié)構(gòu)的試驗。在數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)的試驗中，將向同學展現(xiàn)語音數(shù)據(jù)如何進行編碼、分塊、交織、最終形成物理層突發(fā)的過程,每一步過程完成后數(shù)據(jù)的狀態(tài)如何。在信令幀結(jié)構(gòu)的試驗中，我們以呼叫掌握層（CC層）產(chǎn)生的Setup消息為例，說明白信令如何經(jīng)過信令L3、L2（數(shù)據(jù)鏈路層）、L1（物理層）的處理由信令消息變?yōu)閿?shù)據(jù)鏈路層幀、再通過信道編碼、交織、最終成為物理層突發(fā)的過程。4擴頻調(diào)制的基本原理所謂擴頻技術(shù)，一般是指用比信號帶寬寬得多的頻帶寬度來傳輸信息的技術(shù)。我們知道,對于移動通信系統(tǒng)而言，帶寬是有限的資源。擴頻技術(shù)允很多個用戶無相互干擾地同時使用相同的帶寬，從而有效的提高了帶寬的采用率。它具有以下特點：抗干擾力量強，特殊是抗窄帶干擾力量強可檢性低，不簡潔被偵破具有多址力量，易于實現(xiàn)碼分多址技術(shù)可抗多徑干擾可抗頻率選擇性衰落頻譜采用率高，容量大采納擴頻技術(shù)，放射的調(diào)制信號在放射到信道之前，通過與擴頻碼相乘，頻帶被擴大假設(shè)干倍；而在接收端，接收信號與發(fā)送端相同的碼字進行相互關(guān)，頻帶那么被縮小相同倍數(shù)。并且假如通信信道不存在窄帶干擾，并且擴頻和解擴的帶寬相同，那么解擴之后，接收信號將完全等同于擴頻之前的被放射信號。然而，當存在某種窄帶干擾時，擴頻的必要性便突現(xiàn)出來：由于干擾是在放射信號被擴頻之后才加入的，所以接收端的解擴操作在將期望信號縮回到原帶寬的同時，還會將非期望信號（即干擾）的帶寬擴頻同一倍數(shù)，從而使窄帶干擾變成了寬帶干擾，減小了其功率譜密度。因此，擴頻可以用來減小干擾對接收性能的影響，實現(xiàn)抑制窄帶干擾的目的，并且擴頻越寬，窄帶干擾的抑制力量就越強。這種優(yōu)勢使得擴頻技術(shù)特別適用于移動無線環(huán)境?？紤]以下狀況：一通信臺盼望以信息速率和放射功率S發(fā)送信息。通過擴頻調(diào)制,放射信號的帶寬從%擴大為明,其中也>>&表示擴頻帶寬。假設(shè)除了一般的熱噪聲（單邊功率譜為N。）外，還有加性干擾。解擴后，期望信號的帶寬再次等于%,而干擾的功率譜密度由于帶寬擴展而成為刈=//叱-（其中J為原始功率）。假定熱噪聲是白噪聲，即它在全部頻率范圍內(nèi)都是勻稱分布的，那么噪聲功率譜將不受解擴運算的影響，仍舊保持為M）。比率J/S為干擾一信號比；比率為了到達將數(shù)據(jù)比特擴頻的目的，通常的做法是用擴頻序列與待放射的信息信號（即數(shù)據(jù)比特）相乘，并且擴頻序列具有比數(shù)據(jù)比特窄得多的時寬，從而使擴頻序列具有比數(shù)據(jù)序列高得多的頻帶。擴頻序列由子脈沖組成，這些子脈沖稱為碼片（chip）o理論上，擴頻序列必需具備兩個關(guān)鍵性質(zhì)：擴頻序列應(yīng)當具有近似為零的均值；擴頻序列的時間自相關(guān)函數(shù)應(yīng)當為周期函數(shù)（稱之為離散時間周期自相關(guān)函數(shù)）我們以CDMA中使用的偽隨機碼技術(shù)為例來看。在擴頻系統(tǒng)中，常用偽隨機碼來擴展頻譜。偽隨機碼具有類似于隨機噪聲的一些統(tǒng)計特性，同時又便于重復產(chǎn)生和處理。偽隨機碼的特性，如編碼類型長度和速度等在很大程度上打算了擴頻系統(tǒng)的性能，包括抗干擾力量多址力量和碼捕獲力量。通常產(chǎn)生偽隨機序列的電路為一反應(yīng)移位器。它又可分為線性反應(yīng)移存器和非線性反應(yīng)移存器兩類。由線性反應(yīng)移存器產(chǎn)生出的周期最長的二進制數(shù)字序列稱為最大長度線性反應(yīng)移存器序列，通常稱為m序列。由于m序列理論較為成熟，實現(xiàn)較為簡潔，實際應(yīng)用廣泛，故試驗以此為基礎(chǔ)綻開。反應(yīng)移存器的輸出由移位寄存器的長度、內(nèi)容和反應(yīng)函數(shù)構(gòu)成。移位寄存器的長度打算了所產(chǎn)生的m序列的長度?！壖拇嫫鳟a(chǎn)生的m序列長度為N=2"-1。記住，在m序列中，1的個數(shù)比0的個數(shù)多l(xiāng)o擴頻碼所必需具有重要的性質(zhì)是，有優(yōu)良的自相關(guān)特性，而相互關(guān)性較弱，這樣才能保證在接收端正確地恢復信號。自相關(guān)函數(shù)定義為式中，/⑺為捕獲序列；相互關(guān)函數(shù)定義為式中，/⑺送⑺為2個不同的碼序列。對二進制時間離散碼序列，自相關(guān)函數(shù)和相互關(guān)函數(shù)的計算可采納如下所述的方式簡化。把2個碼序列進行逐對和逐比特比擬（模2力口），那么自相關(guān)（或相互關(guān)）值等于全都比特數(shù)減去不全都比特數(shù)。如把相關(guān)值除以（2"-1）,那么稱歸一化相關(guān)函數(shù)。明顯，自相關(guān)函數(shù)的最大值為1。對于兩個不同相位的m序列a（n）和a（n-t）,當周期P很大并且t模PW0時，這兩個序列幾乎是正交的。這也是m序列在CDMA中被廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵緣由。在目前的CDMA系統(tǒng)中，一般是采納Galois發(fā)生器來產(chǎn)生m序列。在全部偽隨機序列中，m序列是最重要、最基本的一種偽隨機序列，在定時嚴格的系統(tǒng)中，我們可以采納m序列作為地址碼，采用它的不同相位來區(qū)分不同用戶，目前的CDMA蜂窩系統(tǒng)中就是采納這種方法。此外還有一種偽隨機序列一一Gold碼，是由m序列引出的，在其他系統(tǒng)中得到應(yīng)用。在CDMA中，用到兩個m序列，一個長度是2匕-1（廠15）,一個長度是242-1（廠42）,各自的用途不同。在前向信道中，長度為242-1的m序列被用作對業(yè)務(wù)信道進行擾碼（留意：不是被用作擴頻，在前向信道中是使用正交的Walsh函數(shù)進行擴頻）。長度為2'5-1的m序列被用于對前向信道進行正交調(diào)制，不同的基站使用不同相位的m序列進行調(diào)制，其相位差至少為64個比特，這樣，最多可有512個不同的相位可用。在反向信道中，長度為242-1的m序列被用作直接進行擴頻，每個用戶被安排一個m序列的相位，這個相位是由用戶的ESN計算出來，這些m序列的相位是隨機分布且不會重復的。由于m序列的雙值自相關(guān)性，這些用戶的反向信道之間基本是正交的。長度為2匕-1的PN碼也被用于對反向業(yè)務(wù)信道進行正交調(diào)制，但由于在反向信道上不需要標識屬于哪個基站，所以對于全部移動臺而言使用同一相位的m序列，其相位偏置為0。4.1walsh函數(shù)Walsh函數(shù)是1923年由數(shù)學家Walsh證明其為正交函數(shù)而得名。它用Wal(n,t)表示，其中n為序號。IS-95的CDMA系統(tǒng)的前向信道就采納Walsh函數(shù)來區(qū)分。在CDMA系統(tǒng)中，每個前向碼分信道用1.2288Mbit/s比特率的64階Walsh函數(shù)進行擴頻,以使各前向碼分信道間相互正交。用64階Walsh函數(shù)n(n=0~63)進行擴頻的碼分信道定為第n個碼分信道，其中，Walsh函數(shù)n是指Walsh函數(shù)矩陣的第n+1行。Walsh碼和M序列沒有關(guān)系，在數(shù)學原理上也完全不同。Walsh碼是完全正交的碼集合，在同步狀況下，任何兩個不同序列號的WALSH碼的相關(guān)性為零；而M序列那么是具有偽隨機特性的非正交碼，M序列的自相關(guān)特性和相互關(guān)特性都不為零?；灸軌?qū)崿F(xiàn)不同用戶信號的同步傳遞，所以采納了具有正交特性的WALSH碼來在前向信道上區(qū)分用戶，而為了增加系統(tǒng)的容量、提高保密性，在反向信道上用戶使用具有不同相位偏移的M序列來對自己的數(shù)據(jù)進行擾碼，而基站那么使用該M序列(PN碼)來識別用戶。4.2OVSF碼正交可變擴譜因子(OVSF)編碼是短擴譜碼，用于確保具有不同擴譜因子和擴譜率的信道之間的正交性。在前向鏈路中，正交短擴譜碼用于區(qū)分給定單元內(nèi)各種業(yè)務(wù)和掌握信道的信息傳輸。在反向鏈路中，短擴譜碼的使用并非由系統(tǒng)協(xié)調(diào)的。僅在正交信道或編號全都的條件下才能建立基站和移動臺之間通信聯(lián)系，移動臺所使用的擴譜碼是不確定的。因此，在一個給定的單元中兩個移動臺在反向鏈路中可能使用相同的擴譜碼，在這種情形下，干擾必需由與給定單元中與每個移動臺特定的反向鏈路置亂碼來抑制的。參考文獻：[l]AjayR.Mishra著，中京郵電通信設(shè)計院，無線通信討論所譯.蜂窩網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化基礎(chǔ).北京:機械工業(yè)出版社，2004.[2]何琳琳，楊大成.4G移動通信系統(tǒng)的主要特點和關(guān)鍵技術(shù).移動通信，2004.[3]劉偉，丁志杰.4G移動通信系統(tǒng)討論進展與關(guān)鍵技術(shù).中國數(shù)據(jù)通信，2004.[4]袁曉超.4G通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)淺析.中國無線電，2005.[5]陳忠民，田增山.淺談軟件無線電技術(shù)及其在4G中的應(yīng)用.電信快報，2006frameworkfortherealizationofthefunctionofcommunication.Fromthecommunicationmechanismdesignandthecommunicationmoduletoachievetwoanglesdiscussedthedevelopmentofmobilecommunicationssoftwareframework,tofurtherenhancethedevelopmentofmobileinstantmessagingsoftwareandapplicationsoftwareframeworkarehascertainreferencesignificance.Keywords:frameworkimplementationimprovedevelopment目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"移動通信試驗系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)1\o"CurrentDocument"1框架及結(jié)構(gòu)1\o"CurrentDocument"2試驗箱電路模塊組成31移動終端局部32基站局部33中心掌握器44專項試驗?zāi)K42.5GSM無線MODEM模塊53試驗詳細介紹51信源編解碼試驗51.1PCM與ADPCM編碼5.1.2改進的多帶激勵算法（AMBE）5.2信道編解碼試驗52.1分組碼+交織與解分組碼+解交織6.2.2循環(huán)碼的編碼和解碼6.3調(diào)制解調(diào)試驗63.1GMSK調(diào)制、解調(diào)試驗63.2QPSK調(diào)制、解調(diào)試驗6系統(tǒng)試驗61GSM移動臺開機入網(wǎng)和關(guān)機試驗7移動性管理試驗7移動臺主叫試驗7移動臺被叫試驗74.5GSM合同幀結(jié)構(gòu)試驗74擴頻調(diào)制的基本原理71walsh函數(shù)92OVSF碼10\o"CurrentDocument"參考文獻：10移動通信試驗系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)刖百移動通信試驗箱是結(jié)合移動通信教學課程，驗證移動通信中涉及的主要技術(shù)。試驗通過終端技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)介紹當前移動通信中的典型技術(shù)，并區(qū)分于以前的通信技術(shù)。移動通信終端技術(shù)試驗包括以下幾局部的試驗：信源編解碼試驗局部、信道編解碼局部、調(diào)制解調(diào)部分。這些試驗都由試驗箱上的相關(guān)模塊在同學平臺的協(xié)作下完成。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗包括系統(tǒng)試驗局部、900MHzGSM手機系統(tǒng)試驗局部。1框架及結(jié)構(gòu)本試驗系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)是依據(jù)GSM移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)制訂的。圖L2-1是GSM移動通信系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)圖。包括移動終端MS、基站子系統(tǒng)BS（包括BTS和BSC）、交換中心MSC/VLR.HLR/AUC數(shù)據(jù)庫等局部。作為對實際移動通信系統(tǒng)的模擬，本移動通信試驗系統(tǒng)也相應(yīng)的要實現(xiàn)以上局部的功能。圖1.1GSM移動通信系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)圖1.2-2為本試驗系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，每一模塊的功能都可以對應(yīng)到實際系統(tǒng)中某一塊的功能，下面進行詳細的介紹。圖1.2本試驗系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)試驗箱：移動通信試驗機箱主要模擬了通信終端的處理技術(shù)，無線基站的處理技術(shù)。并通過無線信道連接，模擬信號的無線接入。當移動試驗箱配以PC系統(tǒng)和軟件，通過局域網(wǎng)和交換機模擬了移動交換網(wǎng)，實現(xiàn)移動臺開機登陸和關(guān)機試驗、移動性管理、移動臺呼叫處理的試驗，較為形象的說明白移動通信的主要特征。移動試驗箱還配有標準GSM/GPRS通信模塊，通過軟件掌握實現(xiàn)和實際網(wǎng)絡(luò)中的任意用戶進行話音和數(shù)據(jù)通信。試驗箱上還能完成信源編解碼、信道編解碼交織及擾碼、調(diào)制解調(diào)等試驗。試驗箱詳細電路組成見1.3節(jié)。同學平臺：同學平臺是一臺微型計算機，它通過串口同試驗箱相連，通過局域網(wǎng)同其他同學平臺和老師平臺相連。同學平臺是同學掌握試驗箱進行相應(yīng)試驗的平臺。每次試驗，同學進入同學平臺的相應(yīng)試驗界面，同學平臺程序會向試驗箱下發(fā)相應(yīng)的掌握指令，配置相應(yīng)的參數(shù)，從而使試驗箱做好相應(yīng)試驗的預備。局部試驗的結(jié)果也將通過串口由試驗箱傳送到同學平臺上，同學平臺通過界面可以更清晰的看到局部試驗的結(jié)果。同學平臺在每個試驗中的詳細功能參見各試驗的指導說明。在系統(tǒng)試驗中，同學平臺的作用特別多，包括以下幾方面：（1）手機界面的作用：同學平臺上將有一般的手機上存在的開機、撥號、掛機、關(guān)機等按鈕。同學按動相應(yīng)的按鈕，同學平臺將這些動作翻譯成相應(yīng)的消息發(fā)送給試驗箱，試驗箱的MS和BS開頭相應(yīng)的信令交互過程。（2）信令分析和顯示的作用：為了讓同學了解GSM網(wǎng)絡(luò)中各功能單元之間的信令過程。MS、BS和MSC之間的信令均要顯示到同學平臺上。因此試驗箱上MS和BS每收到一個消息都要向同學平臺匯報，同學平臺在界面上顯示。這時，同學平臺就充當了實際中信令分析儀的作用。（3）局部MSC/VLR的作用：同學平臺在呼叫掌握中，還將完成局部MSC/VLR的功能。與其他試驗組的手機通信建立過程中，呼叫掌握的信令需要由同學平臺通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給其他的同學平臺。（4）各功能單元參數(shù)的維護和顯示：為了讓同學了解特定的信令過程對各功能單元參數(shù)的影響，同學平臺要維護四張參數(shù)列表：MS參數(shù)列表、BS參數(shù)列表、MSC/VLR參數(shù)列表、HLR參數(shù)列表。在系統(tǒng)試驗開頭前，同學平臺的這些參數(shù)由老師平臺下發(fā)，同學平臺采用老師平臺收到的列表初始化這四張表。并且要將MS參數(shù)列表、BS參數(shù)列表的局部參數(shù)通過串口下發(fā)給試驗箱。試驗開頭后，同學平臺這四張參數(shù)列表會隨信令過程而轉(zhuǎn)變。一些特定的信令過程之后，同學可通過同學平臺的界面觀看到各參數(shù)列表的變化狀況。對MSC/VLR參數(shù)列表的維護，相當于同學平臺實現(xiàn)了實際系統(tǒng)中VLR數(shù)據(jù)庫的功能。老師監(jiān)控臺：老師平臺監(jiān)控臺通過局域網(wǎng)同全部同學平臺相連。老師監(jiān)控臺的作用有：掌握同學平臺的工作。在系統(tǒng)試驗局部，負責HLR、MS等參數(shù)列表的下發(fā)。老師監(jiān)控臺上將維護一個參數(shù)列表數(shù)據(jù)庫，試驗開頭后，同學平臺將訪問此數(shù)據(jù)庫獲得與本同學平臺相關(guān)的參數(shù)列表。對HLR參數(shù)列表的維護，相當于老師平臺實現(xiàn)了實際系統(tǒng)中HLR數(shù)據(jù)庫的功能。小型交換機：交換設(shè)施的作用是完成兩個MS之間的話音通信。在移動臺呼叫過程的試驗中，在主叫和被叫之間信令交互完成之后，交換設(shè)施完成兩個同學平臺之間話音的接續(xù)。在實際移動通信系統(tǒng)中，話音和信令除了在BS和MS之間通過無線信道傳輸之外，其余局部均通過有線信道進行傳輸。用小交換機進行話音接續(xù)模擬了實際移動通信系統(tǒng)中話音信號在有線局部的傳輸：主叫BS一主叫MSC一被叫MSC一被叫BSo通過以上各模塊的介紹，我們可以清晰看到本試驗系統(tǒng)與實際系統(tǒng)的對應(yīng)關(guān)系：試驗箱對應(yīng)MS和BS的功能；同學平臺上完成MSC/VLR的功能，一方面在主叫和被叫試驗中，完成用戶呼叫建立的過程，另一方面維護VLR數(shù)據(jù)庫；老師平臺維護HLR數(shù)據(jù)庫。接口的對應(yīng)關(guān)系如下：試驗箱上無線射頻接口相當于GSM實際系統(tǒng)中的Um接口；試驗箱與同學平臺之間的串口相當于實際系統(tǒng)中的A接口；VLR、HLR、MSC之間的接口功能均由同學平臺實現(xiàn)了。下面簡潔介紹在本試驗系統(tǒng)話音和信令的傳輸過程。話音以MSA傳到MSB為例，MSA的話音信號通過試驗箱A±MS側(cè)信源編碼模塊將語音變成PCM信號并進行壓縮，壓縮后的信號送入MS側(cè)的信道編解碼調(diào)制解調(diào)器（由DSP芯片完成），信號進行信道編碼交織和調(diào)制，已調(diào)制的信號送入無線射頻模塊，通過天線發(fā)送出去。BS側(cè)的無線射頻模塊接收到此信號，送入BS側(cè)的信道編解碼調(diào)制解調(diào)器進行解調(diào)和信道解碼解交織，得到的信號再送入BS側(cè)的信源解碼模塊，將信號解壓縮成PCM信號，將此信號通過小交換機送到MSB所在的試驗箱B。首先是試驗箱B上的BS側(cè)的信源編碼模塊將從交換機來的PCM進行壓縮，降低速率。壓縮后的信號送入BS側(cè)的信道編解碼調(diào)制解調(diào)器，輸出的已調(diào)制信號送入無線射頻模塊，通過天線發(fā)送出去。試驗箱B上的MS側(cè)無線射頻模塊接收到此信號，送入MS側(cè)的信道編解碼調(diào)制解調(diào)器，輸出的信號送入MSB的信源解碼模塊，信源解碼模塊進行解壓縮和PCM譯碼，恢復出語音。這時候試驗箱B的同學就可以通過聽筒聽到聲音。下面介紹信令的傳輸過程，空中接口Um上的信令，處理由MS側(cè)和BS側(cè)的兩塊DSP芯片完成，傳輸通過無線射頻模塊；A接口上的信令，由試驗箱和同學平臺之間的串口進行有線傳輸；MSC/VLR與MSC/VLR之間的通信信令是由試驗室局域網(wǎng)進行傳輸，這模擬了實際系統(tǒng)中MSC和MSC之間的七號信令傳輸系統(tǒng)。圖1.3雙向語音傳輸過程2試驗箱電路模塊組成試驗箱的主要規(guī)律框圖如圖1.3-1,主要包括移動終端局部、基站、中心掌握器、專項試驗?zāi)K和GSM無線MODEMo1移動終端局部移動終端主要供應(yīng)移動通信中的主要技術(shù)和功能模塊，為了使試驗者更清晰地了解移動通信中用到的很多技術(shù)，系統(tǒng)由多個模塊組成，即可以進行系統(tǒng)試驗，也可分開完成個別試驗。移動終端局部主要有：1、音頻輸入/輸出接口（聽筒和麥克風）2、直流電平掌握器3、PCM/ADPCM編解碼器4、LPC語音壓擴編解碼器5、信道編/解碼、成幀、調(diào)制/解調(diào)DSP6、信道形成器7、無線收放射頻模塊2.2基站局部基站局部的電路與移動局部大致相同，主要差異在音頻接口，基站音頻接口連接移動交換機，本試驗箱的音頻通道通過用戶接口與有線交換機實現(xiàn)多臺試驗箱構(gòu)成移動交換網(wǎng),信令通過個試驗箱中心掌握器間的網(wǎng)絡(luò)傳輸。圖2.1試驗箱的規(guī)律框圖基站局部主要有：1、交換機接口2、免提音頻功放3、PCM/ADPCM編解碼器4、LPC語音壓擴編解碼器5、信道編/解碼、成幀、調(diào)制/解調(diào)DSP6、信道形成器7、無線收放射頻模塊2.3中心掌握器中心掌握器以MCU為核心，具有4X5鍵盤和320X240的LCD顯示屏，RS232c三線通信接口與PC相連構(gòu)本錢地基站掌握器。中心掌握器主要完成對個模塊的初始化，各種試驗的設(shè)定,系統(tǒng)參數(shù)的配置和信令傳輸。MCU還可以通過掌握GSMMODEM的工作，與標準GSM網(wǎng)絡(luò)中的任意用戶通話試驗。中心掌握器主要有：AT89C55WDMCU掌握核心RS232c通信口16C550GSMMODEM通信接口SPI總線ADPCM通信接口DSP數(shù)據(jù)交換和程序加載通信接口LC4384ISP數(shù)據(jù)接口(CPLD)LCD顯示接口鍵盤接口DSPHPI接口10、其他10輸入輸出接口2.4專項試驗?zāi)K專項試驗?zāi)K用大規(guī)?？删幊桃?guī)律器件(LVC384)和存儲器(RAM)構(gòu)成，可以完成擾碼、交織和糾錯編碼等試驗，實現(xiàn)硬件規(guī)律的高速處理方法。從另一角度展現(xiàn)通信技術(shù)的實現(xiàn)方法。主要器件包括:1、LC4384ISP可編程規(guī)律器件2、數(shù)據(jù)處理存儲器(62256)3、ISP編程接口4、MCU通信接口5、一般用處的105GSM無線MODEM模塊標準的GSM無線MODEM是為了實現(xiàn)無線移動試驗接入公網(wǎng)的試驗而設(shè)，當插入有效的SIM卡，在MCU的掌握下可以與公網(wǎng)中的任意有線和無線用戶通話、收發(fā)短信。主要部件有：1、GSMMODEM模塊2、SIM卡3、復位、上電和音頻處理/轉(zhuǎn)換電路該試驗箱的實物圖如下列圖示。圖2.2試驗箱實物圖3試驗詳細介紹信源編解碼試驗信源編碼試驗的目的是讓同學了解當前語音壓縮編碼算法的分類和各類算法的基本原理。試驗箱的信源編解碼局部實現(xiàn)了多種信源編解碼器，主要分為兩大類，一類是基于波形編碼的PCM編碼(速率為64Kbit/s)和自適應(yīng)猜想編碼器ADPCM(速率為32kbit/s,16kbit/s),另一類是基于參數(shù)編碼的AMBE編碼。1.1PCM與ADPCM編碼主要是關(guān)于波形編碼的試驗。一方面可以讓同學通過調(diào)整電位器，轉(zhuǎn)變輸入PCM編碼器的直流電平，然后通過示波器觀看直流信號通過PCM編碼后的波形，從而深化了解A率13折線PCM編碼的原理；另一方面,還可以讓同學選擇編碼方式(6妹b/sPCM,32kb/sADPCM,16kb/sADPCM),通過語音錄制和延時回放，從主觀聽覺上比照不同速率下的波形編碼的語音質(zhì)量。1.2改進的多帶激勵算法(AMBE)AMBE算法是一種混合編碼的語音壓縮編碼算法。在本試驗中，同學可以通過試驗平臺配置不同的語音壓縮速率(2.Okb/s?9.6kb/s),通過語音錄制、延時回放和時鐘波形關(guān)系，從主觀聽覺上觀看不同速率下，語音質(zhì)量的變化和速率的關(guān)系。3.2信道編解碼試驗信道編碼試驗的主要目的是讓同學了解過失掌握與信道編