移動(dòng)通信系統(tǒng)培訓(xùn)教案

78/78實(shí)驗(yàn)一移動(dòng)通信系統(tǒng)組成及功能一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成。2．了解移動(dòng)通信系統(tǒng)的差不多功能。3．了解基帶話音的差不多特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．按網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)連接各設(shè)備，構(gòu)成移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。2．完成有線→有線、有線→無(wú)線及無(wú)線→有線呼叫接續(xù)，觀看呼叫接續(xù)過(guò)程，熟悉移動(dòng)通信系統(tǒng)的差不多功能。3．用雙路無(wú)線綜合測(cè)試儀(以下簡(jiǎn)稱綜測(cè)儀)及示波器觀測(cè)空中傳輸?shù)脑捯舨ㄐ?。三、差不多原理圖1-1是與公用電話網(wǎng)(PSTN)相連的移動(dòng)電話網(wǎng)方框圖。各模塊之間的信道，包括MS--BS的無(wú)線信道，到BS--MSC、MSC--EX、EX--TEL的有線信道都包含信令通道及話音通道。各段信令通道互連，逐段傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)信令，才能完成一次呼叫接續(xù)，最后在主、被呼用戶間分配，建立一條逐段互連而成的話務(wù)信道，實(shí)現(xiàn)雙方通話(以傳輸話音為例，亦可傳數(shù)據(jù)等信息)。TACS模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)臺(tái)主呼接續(xù)過(guò)程如圖1-2所示。GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的呼叫接續(xù)盡管復(fù)雜一些，但總體上是類似的。圖1-1移動(dòng)通信系統(tǒng)方框圖如此龐大復(fù)雜的系統(tǒng)無(wú)法放在實(shí)驗(yàn)桌上由同學(xué)自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。將系統(tǒng)合理簡(jiǎn)化得到圖1-3，它與圖1-1實(shí)際系統(tǒng)在上述系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能等差不多特征方面是完全一樣的。常用的移動(dòng)通信系統(tǒng)要緊有四類：蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)、集群移動(dòng)通信系統(tǒng)、無(wú)繩電話系統(tǒng)及無(wú)線尋呼系統(tǒng)，它們的功能及應(yīng)用場(chǎng)合各不相同，但它們的差不多原理及技術(shù)是相同的。移動(dòng)通信的多址方式要緊有FDMA、TDMA、CDMA三大類。FDMA系統(tǒng)一般為模擬移動(dòng)通信制式，TDMA及CDMA為數(shù)字移動(dòng)通信制式。FDMA進(jìn)展早，已成功應(yīng)用于各種移動(dòng)通信系統(tǒng)多年，目前在一些領(lǐng)域仍在廣泛應(yīng)用。數(shù)字移動(dòng)通信是在模擬移動(dòng)通信基礎(chǔ)上進(jìn)展、演化而來(lái)的，在網(wǎng)絡(luò)組成、設(shè)備配置、系統(tǒng)功能和工作方式上二者都有許多相同之處。圖1-2TACS蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)臺(tái)主呼接續(xù)過(guò)程圖1-3簡(jiǎn)化的移動(dòng)通信系統(tǒng)方框圖基于上述緣故，為了得到體積小巧、價(jià)格低廉、可放在實(shí)驗(yàn)桌上由學(xué)生動(dòng)手操作的移動(dòng)通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在圖1-3中，BS、MS實(shí)際選用基于FDMA技術(shù)、采納數(shù)字信令的CTI無(wú)繩電話，EX選用小型程控交換機(jī)，TEL為有線電話。為了測(cè)試上述小型移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線部分的功能，采納了一臺(tái)雙路無(wú)線綜合測(cè)試儀(SDT)，構(gòu)成一套完整的移動(dòng)通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如圖1-4所示。那個(gè)系統(tǒng)具有二方面意義：(1)實(shí)際使用的CTI無(wú)繩電話，其座機(jī)通過(guò)用戶線接入公用電話網(wǎng)(PSTN)的交換機(jī)，則本系統(tǒng)是縮小的實(shí)際無(wú)繩電話系統(tǒng)。圖1-4移動(dòng)通信系統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(2)在網(wǎng)絡(luò)差不多結(jié)構(gòu)、信令組成及多信道共用方式等要緊技術(shù)上也是蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)及集群移動(dòng)通信系統(tǒng)縮小的相似系統(tǒng)。下面對(duì)圖1-4各部分及本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹如下：CTI無(wú)繩電話屬于FDMA系統(tǒng)，數(shù)十個(gè)雙工頻道被全部無(wú)繩電話共用，采納話音模擬調(diào)頻及數(shù)字信令技術(shù)。系統(tǒng)有一個(gè)基地臺(tái)，即無(wú)繩電話座機(jī)，通過(guò)用戶線接入電話網(wǎng)交換機(jī)；可帶1到4部移動(dòng)臺(tái)，即無(wú)繩電話手機(jī)(每一時(shí)刻，只能有一部手機(jī)通話)。無(wú)繩電話是為方便有線電話用戶而提出的，它將有線電話座機(jī)與通話手柄之間的電纜(繩)去掉，用無(wú)線信道代替之，通話手柄成為無(wú)繩電話手機(jī)。用戶持無(wú)繩手機(jī)在以座機(jī)為中心的小范圍內(nèi)移動(dòng)通話，十分方便。盡管從使用功能上看，無(wú)繩電話是有線電話的無(wú)線延伸，但其工作原理及使用的技術(shù)都屬于移動(dòng)通信范疇，CTI無(wú)繩電話及在其后進(jìn)展起來(lái)的各種數(shù)字無(wú)繩電話組成無(wú)繩電話大伙兒族，成為常用的四類移動(dòng)通信系統(tǒng)之一。我國(guó)的CTI無(wú)繩電話技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工作原理及手機(jī)使用方法見(jiàn)附錄1。2．程控交換機(jī)本系統(tǒng)中程控交換機(jī)采納1拖4雙繩路小型用戶程控交換機(jī)，一條外線可接4部?jī)?nèi)部電話，任何1部電話都可呼叫外線電話或內(nèi)部其它電話。本系統(tǒng)中不使用其外線端口，只使用內(nèi)部4條用戶線端口，其技術(shù)參數(shù)與使用方法與PSTN程控交換機(jī)相同，相當(dāng)于4門(mén)PSTN程控交換機(jī)。圖1-5小型程控交換機(jī)接線圖圖1-5為小型程控交換機(jī)的接線圖。四個(gè)用戶線插座可連接四部電話(包括無(wú)繩電話座機(jī))，插座下方號(hào)碼為對(duì)應(yīng)電話的號(hào)碼。交換機(jī)由220V市電供電，通電后電源指示LED燈連續(xù)閃耀，用戶電話摘機(jī)后對(duì)應(yīng)的LED指示燈亮。3．雙路無(wú)線綜合測(cè)試儀雙路無(wú)線綜合測(cè)試儀(以下簡(jiǎn)稱綜測(cè)儀)包含的電路模塊專門(mén)多，功能齊備，它既是測(cè)量?jī)x器，又可作為被測(cè)量對(duì)象，其電路原理及使用方法詳見(jiàn)附錄2。本實(shí)驗(yàn)用綜測(cè)儀觀測(cè)無(wú)繩電話發(fā)射在空中的話音波形，了解話音的特點(diǎn)。4．移動(dòng)通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成及功能依照上面介紹的各設(shè)備原理，按照?qǐng)D1-4的布局放置設(shè)備，并連接系統(tǒng)，就構(gòu)成了移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)以下呼叫通話功能：(1)無(wú)繩手機(jī)呼叫有線電話(無(wú)線呼叫有線)；(2)有線電話呼叫無(wú)繩手機(jī)(有線呼叫無(wú)線)；(3)有線電話呼叫有線電話(有線呼叫有線)。在同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件時(shí)，主、被呼用戶才可能建立話路，進(jìn)入通話：(1)被呼用戶空閑；(2)主、被呼用戶之間至少有一條空閑路徑。由以上實(shí)驗(yàn)可了解移動(dòng)通信系統(tǒng)的差不多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能。另外，在手機(jī)與有線電話通話時(shí)，用示波器在綜測(cè)儀上觀測(cè)發(fā)射在空中的話音波形，可了解話音的差不多特征。話音是由發(fā)音器官中的聲音激勵(lì)源和口腔聲道形狀的不同而形成的。話音分為濁音和清音，濁音包括元音及濁輔音。濁音對(duì)應(yīng)于聲帶振動(dòng)，每個(gè)單詞中至少包括1個(gè)濁音。濁音，又稱有聲音。發(fā)濁音時(shí)聲帶在氣流作用下準(zhǔn)周期地閉合或開(kāi)啟，從而在聲帶中激勵(lì)起準(zhǔn)周期的聲振動(dòng)，形成濁音聲波，如圖1-6所示。圖中Tp為基音周期，則基音頻率fp=1/Tp。通常fp在70~300Hz范圍內(nèi)，則Tp=3~13ms．基音頻率一般女聲較高，男聲較低。清音又稱無(wú)聲音。發(fā)清音時(shí)聲帶不振動(dòng)，聲道被氣流沖擊產(chǎn)生較小輻度的聲波，其波形與噪聲相似，清音信號(hào)沒(méi)有準(zhǔn)周期性。包括濁音及清音的話音能量要緊集中在300-3400Hz頻率范圍內(nèi)。圖1-6濁音的準(zhǔn)周期波形5．二類移動(dòng)通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)移動(dòng)通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分為學(xué)生實(shí)驗(yàn)型及教師演示型二類。5.1學(xué)生實(shí)驗(yàn)型移動(dòng)通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，同一實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有許多組實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，相距專門(mén)近，必須降低無(wú)繩電話的發(fā)射功率及接收靈巧敏度，以減小電磁波作用范圍，防止互相干擾。在此條件下，為了保證同一套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)部接收信號(hào)足夠強(qiáng)，能正常完成各實(shí)驗(yàn)，必須加強(qiáng)無(wú)線設(shè)備間的無(wú)線耦合：①無(wú)繩座機(jī)BS的天線垂直豎立但不要拉出。綜測(cè)儀BS測(cè)量收發(fā)信機(jī)天線放置在無(wú)繩座機(jī)天線與座機(jī)外殼之間的縫隙中，使二者無(wú)線緊耦合。②無(wú)繩手機(jī)MS的天線不要拉出。將綜測(cè)儀MS測(cè)量收發(fā)信機(jī)天線的芯線與地線夾在一起后套在無(wú)繩手機(jī)天線上，使二者無(wú)線緊耦合。5.2教師演示型移動(dòng)通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)教師演示型的無(wú)繩電話發(fā)射功率及接收靈敏度保持生產(chǎn)廠家出廠值不變。做實(shí)驗(yàn)時(shí)，無(wú)繩手機(jī)可在距無(wú)繩座機(jī)及綜測(cè)儀1-3米范圍內(nèi)自由移動(dòng)，方便教師演示。四、實(shí)驗(yàn)步驟1．按圖1-4的布局放置設(shè)備并連接成系統(tǒng)：兩部有線電話用戶線插入交換機(jī)號(hào)碼801、802的用戶線插孔；無(wú)繩電話座機(jī)用戶線插入交換機(jī)號(hào)碼804的用戶線插孔。這些號(hào)碼確實(shí)是各部電話對(duì)應(yīng)的號(hào)碼。將交換機(jī)、無(wú)繩電話座機(jī)及手機(jī)充電器都接通220V電源。無(wú)繩電話座機(jī)、手機(jī)及綜測(cè)儀使用上次實(shí)驗(yàn)差不多對(duì)好碼的同一套系統(tǒng)或由教師實(shí)驗(yàn)前完成對(duì)碼，使三者識(shí)不碼及呼叫信道一致(對(duì)碼步驟詳見(jiàn)實(shí)驗(yàn)四的實(shí)驗(yàn)步驟1)。2．有線電話1摘機(jī)，交換機(jī)上對(duì)應(yīng)的LED指示燈亮，用戶聽(tīng)撥號(hào)音。用戶撥號(hào)呼叫有線電話2，有線電話2振鈴，有線電話1聽(tīng)回鈴。有線電話2摘機(jī)通話，通話完畢掛機(jī)，未掛機(jī)的一方聽(tīng)忙音。若有線電話2忙(已摘機(jī))，則有線電話1摘機(jī)撥號(hào)后聽(tīng)忙音。若有線電話2用戶線從交換機(jī)上拔下，有線電話1撥號(hào)后聽(tīng)回鈴。3．有線電話2撥號(hào)呼叫有線電話1，通話完畢掛機(jī)。4．無(wú)繩手機(jī)按“通話”鍵摘機(jī)，聽(tīng)到撥號(hào)音后撥有線電話1或有線電話2的號(hào)碼，有線電話振鈴，無(wú)繩手機(jī)聽(tīng)回鈴。有線電話摘機(jī)通話，通話完畢掛機(jī)(其中，無(wú)繩手機(jī)再按“通話”鍵或?qū)⑹謾C(jī)放回充電器則掛機(jī))。5．有線電話摘機(jī)撥號(hào)呼叫無(wú)繩手機(jī)，手機(jī)振鈴，有線電話聽(tīng)回鈴。手機(jī)按“通話”鍵摘機(jī)通話，通話完畢掛機(jī)。6．將雙蹤示波器兩個(gè)探頭分不接至綜測(cè)儀BS及MS測(cè)量面板上Afo輸出端口。接通綜測(cè)儀電源(K5置ON)，綜測(cè)儀發(fā)出三短聲、一長(zhǎng)聲峰鳴后進(jìn)入系統(tǒng)測(cè)量自動(dòng)工作方式，SYST燈常亮，綜測(cè)儀守候在無(wú)繩電話操縱信道。關(guān)發(fā)射機(jī)(K6置OFF)，關(guān)信令存貯顯示模塊(K10置OFF)。手機(jī)按“通話”鍵摘機(jī)，與座機(jī)一起由操縱信道轉(zhuǎn)移到某空閑通話信道，綜測(cè)儀檢測(cè)到摘機(jī)信令后自動(dòng)跟蹤掃描，鎖定于該通話信道。若綜測(cè)儀因誤碼未檢測(cè)到手機(jī)摘機(jī)信令仍停在操縱信道，則按操縱面板掃描(SCAN)鍵K3啟動(dòng)綜測(cè)儀掃描信道，最后鎖定于該通話信道。綜測(cè)儀鎖定于通話信道的標(biāo)志是：信道掃描停止同時(shí)BS及MS測(cè)量面板同時(shí)顯示接收頻率。手機(jī)撥號(hào)呼叫有線電話進(jìn)入通話后，示波器可觀測(cè)到通話雙方的話音波形，記錄濁音波形，測(cè)出濁音的基音頻率。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、畫(huà)出移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方框圖，列出系統(tǒng)功能。2、總結(jié)主呼方從摘機(jī)、撥號(hào)、通話到掛機(jī)的各個(gè)時(shí)期聽(tīng)到哪些信號(hào)音？3、由實(shí)驗(yàn)結(jié)果回答，有線電話掛機(jī)時(shí)用戶線是處于開(kāi)路狀態(tài)嗎?4、畫(huà)出自己話音濁音波形，給出所測(cè)基音頻率，與同組同學(xué)比較。實(shí)驗(yàn)二無(wú)線數(shù)字信令一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)對(duì)無(wú)繩電話的測(cè)量，了解一般移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線數(shù)字信令的差不多概念，包括信令、數(shù)字信令幀結(jié)構(gòu)及傳輸協(xié)議等概念。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．用雙蹤示波器通過(guò)綜測(cè)儀觀測(cè)無(wú)繩電話無(wú)線數(shù)字信令波形，了解數(shù)據(jù)的副載波調(diào)制方式及數(shù)字信令幀結(jié)構(gòu)。2．用雙蹤示波器通過(guò)綜測(cè)儀觀測(cè)無(wú)繩電話無(wú)線數(shù)字信令傳輸協(xié)議。三、差不多原理通信系統(tǒng)中除用戶信息(如話音)外的一系列操縱信號(hào)稱為信令。信令系統(tǒng)與用戶信息傳輸系統(tǒng)是二個(gè)相伴隨的系統(tǒng)，共同構(gòu)成整個(gè)通信系統(tǒng)。信令完成呼叫接續(xù)的建立、拆除、監(jiān)控等一系列的操作與操縱，保證用戶信息有效且可靠的傳輸。因此，信令能夠看作是整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)中樞。關(guān)于電路交換通信系統(tǒng)，用戶信息是在呼叫接續(xù)完成后建立的逐段連接的信息通道中傳輸。與此對(duì)應(yīng)，信令也是在信令通道中逐段傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)及實(shí)施操縱。按信令通道與用戶信息通道在物理上是否獨(dú)立，信令分為共路信令及隨路信令。共路信令集中在獨(dú)立的信令通道中傳輸。隨路信令在用戶信息通道中采納時(shí)分、頻分等方式隨同用戶信息一起在信息通道中傳輸。按信令形式不同，信令分為模擬信令和數(shù)字信令兩類。模擬信令包括音頻信令及其它形式的模擬信號(hào)，它應(yīng)用早，現(xiàn)在仍應(yīng)用在許多通信系統(tǒng)中，例如PSTN模擬用戶線信令全為模擬信令。數(shù)字信令具有速度快、容量大等一系列明顯優(yōu)點(diǎn)，已成為目前通信系統(tǒng)中采納的要緊形式。典型的移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線數(shù)字信令幀結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，它包括位同步碼(又稱為前置碼)，幀同步(又稱為字同步)、有效數(shù)據(jù)(包括地址、命令和其它數(shù)據(jù))及糾錯(cuò)碼四部分，分不介紹如下。位同步幀同步有效數(shù)據(jù)糾錯(cuò)碼圖2．1典型的數(shù)字信令幀結(jié)構(gòu)(1)位同步：數(shù)字通信收端必須從接收的數(shù)據(jù)流中提取位同步，才能對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確進(jìn)行積分、采樣和判決，正確恢復(fù)發(fā)端數(shù)據(jù)。位同步建立需要時(shí)刻，而數(shù)字信令是突發(fā)的數(shù)據(jù)串，收端必須在幀同步及有效數(shù)據(jù)收到之前建立位同步，因此在信令的幀同步前集中加入一段位同步碼。(2)幀同步：幀同步位于一個(gè)信令幀有效數(shù)據(jù)的起點(diǎn)，相當(dāng)于時(shí)分多路通信中的幀同步，作為幀同步的專門(mén)碼組必須具有尖銳峰值的自相關(guān)函數(shù)，便于與隨機(jī)的數(shù)字信息相區(qū)不。常用的有巴克碼和m序列。位同步及幀同步統(tǒng)稱同步碼。(3)有效數(shù)據(jù)：包括地址、命令、撥號(hào)等效據(jù)，統(tǒng)稱為消息。信令的操縱、全由有效數(shù)據(jù)完成。(4)糾錯(cuò)碼：對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行糾(檢)錯(cuò)編碼后產(chǎn)生的監(jiān)督位?；诩m(檢)錯(cuò)編碼的數(shù)據(jù)傳輸差錯(cuò)操縱方法，常用的有以下二種：①前向糾錯(cuò)FEC(ForwardErrorCorrection)：發(fā)端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)編碼，收端進(jìn)行糾錯(cuò)解碼，對(duì)未超過(guò)糾錯(cuò)范圍的誤碼予以糾正，超出糾錯(cuò)范圍的無(wú)法糾正。=2\*GB3②檢錯(cuò)重發(fā)，常稱為自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ(AutomaticRepeatRequest)：發(fā)端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行糾、檢錯(cuò)編碼，收端發(fā)覺(jué)有糾正不了的誤碼時(shí)，自動(dòng)請(qǐng)求發(fā)端重發(fā)，直到收到正確數(shù)據(jù)為止。顯然，后一糾錯(cuò)方式的可靠性要高得多，但付出的代價(jià)是降低了信息的傳輸速率。發(fā)端在沒(méi)有收端請(qǐng)求的情況下，按事先規(guī)定主動(dòng)重發(fā)多幀信令，收端對(duì)其糾檢錯(cuò)之后再進(jìn)行大數(shù)判決，亦可提高信令數(shù)據(jù)傳輸可靠性。這可認(rèn)為是對(duì)ARQ重發(fā)次數(shù)作硬性規(guī)定后與FEC組合而成的一種方法。作為構(gòu)成圖1-4移動(dòng)通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)無(wú)線部分的我國(guó)的CTI無(wú)繩電話，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了其工作頻率、調(diào)制方式等射頻技術(shù)要求(見(jiàn)附錄l表1)，但對(duì)其信令結(jié)構(gòu)、傳輸協(xié)議及多信道共用方式未作規(guī)定，由各生產(chǎn)廠家自行定義、開(kāi)發(fā)。因而，各廠家生產(chǎn)的無(wú)繩電話這方面技術(shù)各不相同，座機(jī)與手機(jī)一般不能交換配對(duì)使用。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中采納的一種無(wú)繩電話的信令結(jié)構(gòu)及多信道共用方式是國(guó)內(nèi)外專門(mén)多廠家所采納的，十分可靠有用，也比較規(guī)范，便于觀測(cè)。1．無(wú)繩電話無(wú)線數(shù)字信令副載頻調(diào)制方式及幀結(jié)構(gòu)信令數(shù)據(jù)先對(duì)副載頻進(jìn)行FSK調(diào)制，即一次調(diào)制，如表2-1所示。然后再對(duì)45／48MHz的主載頻調(diào)頻(FM)。由于每個(gè)碼元只調(diào)制為1個(gè)周期的副載頻，故與經(jīng)典的FSK調(diào)制相比，碼元寬度隨0／1數(shù)據(jù)而變化。表2-1信令數(shù)據(jù)的FSK調(diào)制方式數(shù)據(jù)FSK調(diào)制參數(shù)0周期2.0ms的一周方波1周期2.8ms的一周方波幀同步S周期4.0ms的一周方波數(shù)據(jù)幀的典型結(jié)構(gòu)以手機(jī)撥號(hào)(號(hào)碼7)為例，見(jiàn)圖2-2。那個(gè)數(shù)據(jù)幀各部分的含義見(jiàn)圖2-3，其中有效數(shù)據(jù)有12位，分為三個(gè)部分：（1）為無(wú)繩電話系統(tǒng)16位識(shí)不碼(1D碼)的高4位。在初裝無(wú)繩電話時(shí)，座機(jī)與手機(jī)要統(tǒng)一ID碼，稱為對(duì)碼。只有ID碼相同的座機(jī)和手機(jī)才能建立無(wú)線連接，有效防止不同ID碼無(wú)繩電話之間的串?dāng)_和盜打。在手機(jī)摘機(jī)主呼及被呼振鈴時(shí)，才全部發(fā)送及接收16位ID碼，在這以后的信令傳輸過(guò)程中為節(jié)約傳輸時(shí)刻只發(fā)送部分ID碼。為使綜測(cè)儀能自動(dòng)跟蹤測(cè)量無(wú)繩電話工作過(guò)程，綜測(cè)儀也要與無(wú)繩電話對(duì)碼，使綜測(cè)儀、無(wú)繩電話座機(jī)及手機(jī)三者的ID碼及呼叫信道保持一致(對(duì)碼方法見(jiàn)實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)步驟1。實(shí)驗(yàn)前教師己對(duì)好了碼，實(shí)驗(yàn)一、二、三中同學(xué)不必對(duì)碼)。綜測(cè)儀內(nèi)的無(wú)繩電話系統(tǒng)ID碼及操縱信道號(hào)都存在中，掉電可不能丟失。要查看系統(tǒng)ID碼只需點(diǎn)動(dòng)綜測(cè)儀對(duì)碼(CODE)鍵，即可在頻率顯示LED數(shù)碼管上顯示ID碼4秒鐘。16位二進(jìn)制碼以8位四進(jìn)制碼形式顯示，高位在左，低位在右，例如01，23，32，11(四進(jìn)制)=0001，1011，1110，0101（B)。(2)手機(jī)號(hào)代碼本無(wú)繩電話一臺(tái)座機(jī)最多可帶4部手機(jī)(任一時(shí)刻只能有一部手機(jī)占用座機(jī)通話)。在對(duì)碼時(shí)，按手機(jī)對(duì)碼的先后順序，座機(jī)順次指定手機(jī)號(hào)碼為1、2、3、4。信令中手機(jī)號(hào)代碼含義見(jiàn)表2-2，2位代碼倒序看為自然二進(jìn)制碼，與手機(jī)號(hào)碼直接對(duì)應(yīng)。表2-2手機(jī)號(hào)碼手機(jī)號(hào)碼1234代碼00100111倒序代碼00011011(3)命令命令為6位，亦應(yīng)倒序讀取，圖中命令倒序碼為00,0111B=07H，表示消息“撥號(hào)碼7”表2-3無(wú)繩電話常用命令命令名命令碼(倒序)撥號(hào)碼0-9、*、#01-09H、0EH、0FH閃斷(Flash)10H掛機(jī)12H2、無(wú)線數(shù)字信令傳輸協(xié)議無(wú)繩電話呼叫接續(xù)有不同狀態(tài)，包括手機(jī)被呼振鈴，手機(jī)主呼／被呼摘機(jī)，手機(jī)撥號(hào)，進(jìn)入通話后手機(jī)進(jìn)行“閃斷”，“換頻”、“掛機(jī)”等操作。在呼叫接續(xù)的不同狀態(tài)下，信令傳輸協(xié)議各不相同，下面僅介紹手機(jī)撥號(hào)及通話結(jié)束后掛機(jī)的信令傳輸協(xié)議。(1)手機(jī)撥號(hào)(號(hào)碼7)圖2-4手機(jī)撥號(hào)(號(hào)碼7)信令傳輸過(guò)程圖2-4為手機(jī)撥號(hào)(號(hào)碼7)信令傳輸過(guò)程．圖中，命令幀{消息幀}各部分含義見(jiàn)前節(jié)：應(yīng)答幀中為ID碼低4位，為的反碼。由圖可見(jiàn)，無(wú)繩電話信令收發(fā)是全雙工工作方式，座機(jī)及手機(jī)可同時(shí)收發(fā)信令。為保證信令數(shù)據(jù)傳輸可靠性，必須采納差錯(cuò)操縱。本無(wú)繩電話采納檢錯(cuò)重發(fā)即自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ方式實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)操縱。但與一般ARQ方式不同，數(shù)據(jù)中的檢錯(cuò)功能不是由糾檢錯(cuò)編碼實(shí)現(xiàn)，而是由以下手段實(shí)現(xiàn)：①．如表2-1所示，每位數(shù)據(jù)差不多上特定周期的一周方波，收端微處理器采納脈寬檢測(cè)方式檢測(cè)其半周期及周期，超過(guò)表中數(shù)值(有一定同意誤差)就判定為誤碼。只要有1位誤碼就確定數(shù)據(jù)幀出錯(cuò)。另外，噪聲及干擾引起前一碼元脈寬變化會(huì)傳遞到下一碼元，若前一碼元?jiǎng)偤缅e(cuò)成另一碼元，則下一碼元脈沖半周期或周期一般都會(huì)出錯(cuò)。總之，脈沖半周期及周期寬度檢測(cè)是一種極嚴(yán)格的檢測(cè)方式，在相同信噪比條件下，它的誤碼率比常用的最佳檢測(cè)方式相關(guān)檢測(cè)或匹配濾波的誤碼率要高得多。更重要的是，最佳檢測(cè)對(duì)每個(gè)碼元的檢測(cè)結(jié)果只給出是0依舊1，但那個(gè)碼元的對(duì)錯(cuò)它一無(wú)所知，只能通過(guò)糾錯(cuò)解碼來(lái)判定；而脈寬檢測(cè)依照每個(gè)碼元的參數(shù)就可檢測(cè)出誤碼，等效為每個(gè)碼元自帶檢錯(cuò)信息。②．命令幀中的及應(yīng)答幀中的、分不為無(wú)繩電話系統(tǒng)16位1D碼的高4位、低4位及低4位的反碼，是座機(jī)及手機(jī)雙方都確知的數(shù)據(jù)，收端可檢出這些數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。座機(jī)及手機(jī)依據(jù)以上信令數(shù)據(jù)的可靠檢錯(cuò)功能，以自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ方式保證信令數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。如圖2-4所示，手機(jī)MS用戶按“7”宇健撥號(hào)后，MS連續(xù)發(fā)二個(gè)撥號(hào)命令幀。座機(jī)BS受到第1個(gè)命令幀檢測(cè)無(wú)誤碼，則連續(xù)發(fā)多個(gè)應(yīng)答幀表示收到正確的命令。MS只要正確收到其中一個(gè)應(yīng)答幀就確知BS已收到正確命令幀，因此在發(fā)完當(dāng)前的命令幀后就停止發(fā)命令幀，然后發(fā)多個(gè)應(yīng)答幀通知MS，完成1次手機(jī)撥號(hào)命令的傳送過(guò)程。若BS未收到正確的命令幀，則不發(fā)應(yīng)答，等效為發(fā)送請(qǐng)求重發(fā)信息，MS就連續(xù)重發(fā)第3個(gè)、第4個(gè)……MS必須發(fā)送第2個(gè)命令幀的緣故是，BS在收完第1個(gè)命令幀檢測(cè)無(wú)誤碼直到發(fā)完第1個(gè)應(yīng)答幀并被MS正確接收后，MS差不多將第2個(gè)命令幀發(fā)送了一部分，干脆發(fā)完罷了。(2)手機(jī)掛機(jī)圖2-5手機(jī)掛機(jī)信令傳輸過(guò)程圖2-5為手機(jī)掛機(jī)信令傳輸過(guò)程。由圖可見(jiàn)，其過(guò)程與手機(jī)撥號(hào)完全相同，唯一的區(qū)不是命令內(nèi)容不同。四、實(shí)驗(yàn)步驟(一)用一般雙蹤示波器觀測(cè)無(wú)線數(shù)字信令1．將一般雙蹤示波器的兩個(gè)測(cè)量探頭分不接在綜測(cè)BS及MS測(cè)量面板上存貯信令的輸出端SIG；示波器外觸發(fā)輸入端接至綜測(cè)儀BS測(cè)量面板的觸發(fā)信號(hào)輸出端TRIs。示披器設(shè)置為上升沿外觸發(fā)，水平分度2ms／DIV，垂直為DC、2V／DIV。設(shè)置綜測(cè)儀為自動(dòng)跟蹤測(cè)量方式(按K1至SYST燈亮，再按K2，SYST燈常亮)，守候于無(wú)繩電話系統(tǒng)的操縱信道，將綜測(cè)儀信令存貯顯示(SAVE)操縱面板上工作開(kāi)關(guān)K10置在ON位置，接通數(shù)字信令存貯顯示模塊，面板頂部LED指示燈亮；按運(yùn)行(RUN)鍵使模塊處于等待觸發(fā)存貯狀態(tài)，停止存貯(STOP)指示燈滅。將發(fā)射機(jī)(TX)操縱面板上開(kāi)關(guān)K6撥至OFF位置，關(guān)斷發(fā)射機(jī)電源，電源指示燈滅。為了幸免交換機(jī)信號(hào)音及2/4轉(zhuǎn)換反射信號(hào)干擾信令波形觀測(cè)，本實(shí)驗(yàn)中將無(wú)繩座機(jī)用戶線從交換機(jī)上拔下。2．手機(jī)按‘通話’鍵摘機(jī)，與座機(jī)一起由操縱信道轉(zhuǎn)移到某空閑通話信道，綜測(cè)儀檢測(cè)到摘機(jī)信令后自動(dòng)跟蹤掃描，鎖定于該通話信道，并發(fā)出一聲蜂鳴聲指示。信令存貯顯示操縱面板停止（STOP）燈亮，表示手機(jī)摘機(jī)信令過(guò)程已存貯完畢。若綜測(cè)儀因誤碼未檢測(cè)到手機(jī)摘機(jī)信令仍停在操縱信道，則按操縱面板掃描(SCAN)鍵K3啟動(dòng)綜測(cè)儀掃描信道，最后鎮(zhèn)定于該通話信道。綜側(cè)儀鎖定于通話信道的標(biāo)志是：信道掃描停止同時(shí)BS及MS測(cè)量面板同時(shí)顯示接收頻率。3．按綜測(cè)儀信令存儲(chǔ)顯示面板上運(yùn)行(RUN)健，停止(STOP)指示燈滅，綜測(cè)儀處在等待觸發(fā)存貯狀態(tài)。4．手機(jī)用戶按鍵進(jìn)行“撥號(hào)”、“閃斷’等操作，綜測(cè)儀以單次觸發(fā)方式存貯記錄下這一次信令傳輸過(guò)程，存貯顯示操縱面板停止(STOP)指示燈亮，示波器可觀看到存貯的數(shù)字信令。調(diào)節(jié)示波器觸發(fā)電平旋鈕使波形穩(wěn)定，旋轉(zhuǎn)綜測(cè)儀信令存儲(chǔ)顯示操縱面板上波形位置(POSITION)旋鈕左右移動(dòng)顯示波形，或按復(fù)位(RST)鍵使顯示波形回到信令傳輸過(guò)程的起點(diǎn)。反復(fù)按同步(SYNC)鍵分五步循環(huán)步進(jìn)調(diào)節(jié)波形的閃耀及亮度，在波形由嚴(yán)峻閃耀剛好調(diào)節(jié)到不閃耀時(shí)，亮度最高，波形最清晰，在以后的測(cè)量中再不必調(diào)整。如此認(rèn)真觀測(cè)并記錄信令幀結(jié)構(gòu)及信令傳輸過(guò)程。5．重復(fù)3、4，觀測(cè)并記錄另1次信令傳輸過(guò)程。6．通話完畢，重復(fù)3，使綜測(cè)儀預(yù)備存貯信令，按手機(jī)“通話”鍵掛機(jī)，用示波器觀看并記錄手機(jī)掛機(jī)信令傳輸過(guò)程。(二)用TDS210雙蹤數(shù)字存貯示波器觀測(cè)無(wú)線數(shù)字信令1．將TDS210雙蹤數(shù)字存貯示波器的兩個(gè)測(cè)量探頭分不接至綜測(cè)儀BS及MS測(cè)量面板上AFo端；示波器外觸發(fā)輸入端接至綜測(cè)儀MS測(cè)量面板上觸發(fā)輸出端。示波器設(shè)置為上升沿外觸發(fā)，單次觸發(fā)方式，觸發(fā)電平1-1.6V；水平分度25ms／DIV；垂直為直流、2V／DIV。關(guān)斷綜測(cè)儀發(fā)射機(jī)及信令存貯顯示電路(TX操縱面板上K6置OFF，SAVE操縱面板上K10置OFF)，電源指示燈滅；置綜測(cè)儀為自動(dòng)測(cè)量方式(按操縱面板K1至SYST燈亮，再按K2，SYST燈常亮)，綜測(cè)儀守候于操縱信道。2．手機(jī)按“通話”鍵摘機(jī)，與座機(jī)一起由操縱信道轉(zhuǎn)移到某空閑信道，綜測(cè)儀檢測(cè)到摘機(jī)信令后自動(dòng)跟蹤掃描，鎖定于該空閑信道，并發(fā)出一聲蜂鳴聲指示。按示波器運(yùn)行(RUN)鍵使示波器處于等待觸發(fā)掃描狀態(tài)，示波器顯示屏上方狀態(tài)欄中停止(STOP)字符變?yōu)檫\(yùn)行(RUN)字符。3．手機(jī)用戶按健進(jìn)行“撥號(hào)”、“閃斷”等操作，TDS210數(shù)字存貯示波器以單次觸發(fā)方式存貯顯示這一次信令傳輸過(guò)程，示波器顯示屏上方狀態(tài)欄中顯示停止(STOP)字符。調(diào)節(jié)示波器水平分度至2．5~5ms／DIV，展開(kāi)波形，認(rèn)真觀測(cè)井記錄信令傳輸過(guò)程。4．調(diào)節(jié)示波器水平分度返回25ms/DIV，按運(yùn)行(RUN)鍵使示波器處于等待觸發(fā)掃描狀態(tài)，示波器顯示屏上方狀態(tài)欄中停止(STOP)字符變?yōu)檫\(yùn)行(RUN)字符，重復(fù)3，觀測(cè)并記錄另一次信令傳輸過(guò)程。5．通話完畢，按運(yùn)行(RUN)鍵使示波器處于等待觸發(fā)掃描狀態(tài)，示波器顯示屏上方狀態(tài)欄中停止(STOP)字符變?yōu)檫\(yùn)行(RUN)字符。按手機(jī)“通話”鍵掛機(jī)，示波器存貯顯示掛機(jī)信令傳輸過(guò)程，認(rèn)真觀測(cè)并記錄。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．依照實(shí)驗(yàn)結(jié)果列出以下幾種操作的無(wú)線數(shù)字信令傳輸過(guò)程圖，并注明在綜測(cè)儀上查到的無(wú)繩電話系統(tǒng)16位ID碼，與圖中，及比較．最后總結(jié)出數(shù)字信令典型幀結(jié)構(gòu)。(1)手機(jī)撥號(hào)碼1；(2)手機(jī)撥號(hào)碼3；(3)手機(jī)撥號(hào)碼9；(4)手機(jī)進(jìn)行“閃斷”操作；(5)手機(jī)掛機(jī)。2．拉開(kāi)手機(jī)與座機(jī)之間的距離，降低座機(jī)的接收機(jī)輸入C／N，增大接收信令誤碼率。手機(jī)重復(fù)按某數(shù)字鍵撥號(hào)，觀測(cè)信令傳輸過(guò)程中命令幀重發(fā)2次以上的現(xiàn)象，據(jù)此回答數(shù)字信令傳輸采納何種差錯(cuò)操縱方式。3．測(cè)量并記錄手機(jī)主呼摘機(jī)信令傳輸過(guò)程，試分析信令幀結(jié)構(gòu)及傳輸協(xié)議。(注：研究性題目，無(wú)現(xiàn)成答案)。實(shí)驗(yàn)三信令系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)對(duì)移動(dòng)通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測(cè)量，了解一般移動(dòng)通信系統(tǒng)的信令系統(tǒng)的差不多結(jié)構(gòu)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．用示波器觀測(cè)無(wú)繩座機(jī)用戶線信令。2．用示波器觀測(cè)手機(jī)操作時(shí)座機(jī)對(duì)手機(jī)——座機(jī)之間無(wú)線數(shù)字信令與座機(jī)——交抉機(jī)之間用戶線信令的轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)。3．用示波器觀測(cè)手機(jī)主呼有線電話的呼叫接續(xù)信令傳輸全過(guò)程。三、差不多原理通信系統(tǒng)中除用戶信息(如話音)外的一系列操縱信號(hào)稱為信令。信令系統(tǒng)與用戶信息傳輸系統(tǒng)是二個(gè)相伴隨的系統(tǒng)，覆蓋和連接相同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及用戶設(shè)備，共同構(gòu)成整個(gè)通信系統(tǒng)。信令完成呼叫接續(xù)的建立、拆除、監(jiān)控等一系列的操作與操縱，保證用戶信息有效且可靠的傳輸。因此，信令能夠看作是整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)中樞。關(guān)于電路交換通信系統(tǒng)，用戶信息是在呼叫接續(xù)完成后建立的逐段連接的信息通道中傳輸。與此對(duì)應(yīng)，信令也是在信令通道中逐段傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)及實(shí)施操縱。按信令通道與用戶信息通道在物理上是否獨(dú)立，信令分為共路信令及隨路信令。共路信令集中在獨(dú)立的信令通道中傳輸。隨路信令在用戶信息通道中采納時(shí)分、頻分等方式隨同用戶信息一起在信息通道中傳輸。本移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在研究其信令系統(tǒng)及用戶信息傳輸系統(tǒng)時(shí)的原理框圖如圖3-1所示，它涉及到無(wú)線信道及程控交換機(jī)用戶線信道兩類信道。無(wú)線信道包括1個(gè)專用呼叫信道及19個(gè)通話信道(詳見(jiàn)實(shí)驗(yàn)四)。專用呼叫信道上傳送的是共路信令。無(wú)線通話信道及有線用戶線信道上，信令與用戶信息以時(shí)分方式在同一信道上傳輸，都屬于隨路信令。圖3-1移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的信道連接無(wú)線數(shù)字信令在實(shí)驗(yàn)二中已詳細(xì)研究，下面首先介紹程控交換機(jī)用戶線信令，然后介紹無(wú)繩座機(jī)BS對(duì)BS—MS之間的無(wú)線數(shù)字信令及EX—BS之間的用戶線信令的轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)，最后來(lái)研究手機(jī)MS主呼有線電話TEL的完整的呼叫接續(xù)信令傳輸過(guò)程，建立信令系統(tǒng)的概念。1．程控交換機(jī)用戶線信令國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的PSTN程控交換機(jī)用戶線信令如下所示。（1）監(jiān)視信令①．饋電電壓為—48，用戶環(huán)路電阻(包括話機(jī)摘機(jī)電阻)小于2000?，交換機(jī)向電話機(jī)直流饋電電流(環(huán)路電流)18-50mA(電話機(jī)摘機(jī)門(mén)限電流約10mA)。②．鈴流：25±3Hz正弦波，有效值90±15。③．撥號(hào)音：450±25Hz連續(xù)信號(hào)，電平為10±3dBm。④．忙音：450±25Hz、0.7秒斷續(xù)(0.35秒送、0.35秒斷)信號(hào)，電平為-10±3dBm。⑤．回鈴音：450H±25Hz、5秒斷續(xù)(1秒送、4秒斷)信號(hào)，電平為-10±3dBm。(2)地址信令(撥號(hào)信令)①．直流脈沖信號(hào)(己不常用，略)。②．雙音多頻(DTMF：DualToneMulti-Frequency)信號(hào)，如表3-1所示。表3.1DTMF信號(hào)的頻率及表示的數(shù)字、符號(hào)高頻群（Hz）數(shù)字低頻群(Hz)由以上用戶線信令技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可見(jiàn)，它是直流(環(huán)流)和音頻(25Hz、450Hz及DTMF)混合的模擬信令。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中采納的小型用戶程控交換機(jī)用戶線信令總體上符合以上標(biāo)準(zhǔn)，只在以下細(xì)節(jié)上有差不，然而它的使用完全正常。①．饋電電壓約為24，比PSTN交換機(jī)的48低．這是因?yàn)槠溆脩艟€短，線路壓降小，24電壓已足夠使用。②．發(fā)出的450Hz信號(hào)音為方波。由于450Hz信號(hào)音(包括撥號(hào)音，回鈴音及忙音)是發(fā)給用戶聽(tīng)的指示音，其波形不理想絲毫不阻礙用戶聽(tīng)覺(jué)對(duì)其含義的推斷。③．鈴流為50Hz，有效值70。由于用戶線不長(zhǎng)，電話能正常振鈴。2．用戶線信令過(guò)程以有線電話1呼叫有線電話2為例介紹如下：①．有線電話1未摘機(jī)，用戶線環(huán)路斷開(kāi)，環(huán)路電流為0，用戶線電話機(jī)端電壓等于交換機(jī)饋電電壓。②．有線電話1摘機(jī)，用戶線環(huán)路通，環(huán)路電流為18-50mA，大于摘機(jī)環(huán)流門(mén)限10mA，交換機(jī)據(jù)此判定有線電話機(jī)1摘機(jī)，向其發(fā)撥號(hào)音，現(xiàn)在電話機(jī)端電壓下降到6-10V。③．有線電話1用戶按數(shù)字鍵撥號(hào)，通過(guò)用戶線向交換機(jī)發(fā)DTMF號(hào)碼。④．交換機(jī)收齊號(hào)碼后，檢查電話機(jī)2空閑(環(huán)流為0)，則向它發(fā)鈴流，并向電話機(jī)1發(fā)回鈴；若電話機(jī)2忙，則向電話機(jī)1發(fā)忙音。⑤．電話機(jī)2用戶摘機(jī)(環(huán)流大于摘機(jī)門(mén)限)，交換機(jī)停止發(fā)鈴流，接通雙方話路(交換連接)，雙方通話。⑥．一方掛機(jī)(環(huán)流為0)，交換機(jī)斷開(kāi)雙方話路，向另一方發(fā)忙音。⑦．另一方掛機(jī)，交換機(jī)停發(fā)忙音。完成一次呼叫接續(xù)。以上呼叫接續(xù)(包括信令傳輸及話音傳輸)過(guò)程如圖3-2所示。圖3-2TEL1→TEL2呼叫接續(xù)過(guò)程3．座機(jī)BS對(duì)兩側(cè)有線/無(wú)線信令的轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)圖3-3無(wú)線/有線信令的轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)在一個(gè)復(fù)雜的通信系統(tǒng)中，信令要通過(guò)同樣復(fù)雜的信令系統(tǒng)逐段傳輸、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)，才能完成呼叫接續(xù)，實(shí)現(xiàn)用戶信息通道的連接及用戶信息的傳送。例如，本實(shí)驗(yàn)通信系統(tǒng)的無(wú)繩座機(jī)BS，就擔(dān)負(fù)其—側(cè)BS-MS無(wú)線數(shù)字信令與另—側(cè)EX-BS用戶線信令轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)作用。以手機(jī)MS主呼為例，呼叫接續(xù)過(guò)程中BS對(duì)信令的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)發(fā)如圖3-3所示。4．實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)呼叫接續(xù)全過(guò)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)呼叫接續(xù)全過(guò)程以手機(jī)主呼有線電話為例如圖3-4所示。圖3-4手機(jī)主呼有線電話呼叫接續(xù)過(guò)程四、實(shí)驗(yàn)步驟觀測(cè)程控交換機(jī)用戶線信令圖3-5實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)呼叫接續(xù)過(guò)程測(cè)量方框圖1．按圖3-5連接系統(tǒng)，其中，用戶線測(cè)量板LINE.PCB插接在無(wú)繩座機(jī)BS的用戶線上，將2線制用戶線引出2個(gè)測(cè)量端a、b。用座機(jī)B5所帶的有線電話手柄及撥號(hào)盤(pán)等進(jìn)行呼叫接續(xù)操作，用示波器在用戶線引出端a、b上測(cè)量用戶線信令并記錄。2．座機(jī)手柄掛機(jī)，無(wú)環(huán)流。示波器測(cè)量通道CHl設(shè)置為DC，20V／DIV，測(cè)得用戶線a、b端電壓為交換機(jī)饋電電壓，約24。3．座機(jī)手柄摘機(jī)，有環(huán)流，用戶線a、b端電壓下降至約6—10。4．重新設(shè)置示波器CHI為AC、1V／DIV，觀測(cè)到交換機(jī)發(fā)出的連續(xù)45OHz撥號(hào)音。5．座機(jī)撥號(hào)，觀測(cè)到座機(jī)發(fā)出的DTMF號(hào)碼。6．撥號(hào)呼通有線電話后，有線電話振鈴，用戶線a、b端可觀測(cè)到回鈴信號(hào)。7．有線電話摘機(jī)通話，用戶線a,b端觀測(cè)到雙方話音波形。8．有線電話掛機(jī)，用戶線a、b端觀測(cè)到交換機(jī)發(fā)出的忙音。9．重新設(shè)置示波器CHI為DC、20V／DIV。座機(jī)BS掛機(jī)，無(wú)環(huán)流，觀測(cè)到用戶線b端電壓上升為交換機(jī)饋電電壓，約為24。10．重新設(shè)置示波器CHI為DC、50V／DIV。有線電話呼叫無(wú)繩電話，有線電話聽(tīng)見(jiàn)回鈴音，無(wú)繩座機(jī)用戶線a，b端可觀測(cè)到鈴流(座機(jī)內(nèi)部振鈴揚(yáng)聲器線已斷開(kāi)，聽(tīng)不到振鈴聲)。11．某些呼叫接續(xù)時(shí)期的用戶線信令沒(méi)觀測(cè)記錄清晰的，可重復(fù)前面某些步驟。(二)觀測(cè)無(wú)線／有線饋令的轉(zhuǎn)換1．仍按圖3-5連接系統(tǒng)．示波器通道CHl設(shè)置為DC、20V／DIV；通道CH2設(shè)置為DC、2V／DIV。綜測(cè)儀關(guān)斷發(fā)射機(jī)及信令存貯顯示模塊，在MS測(cè)量面板AFo端實(shí)時(shí)測(cè)量MS發(fā)射信令．在BS用戶線a，b端測(cè)量用戶線信令。2．無(wú)繩手機(jī)MS反復(fù)摘掛機(jī)，示波器通道CH2可觀測(cè)到MS發(fā)射的FSK數(shù)字信令(不必觀看細(xì)節(jié))，示波器通道CHI可觀測(cè)到BS用戶線a、b端電壓反復(fù)在低電壓(約6-10)及高電壓(交換機(jī)饋電電壓，約24)之間跳變，同時(shí)時(shí)刻關(guān)系是無(wú)線數(shù)字信令在先，用戶線電壓跳變滯后。3．重新設(shè)置示波器通道CHI為AC、1V／DIV。手機(jī)MS摘機(jī)，示波器CHI觀測(cè)到撥號(hào)音。手機(jī)反復(fù)按數(shù)字鍵撥號(hào)，示波器CH2觀測(cè)到MS發(fā)送給BS的數(shù)字信令，CHl觀測(cè)到BS發(fā)送給EX的DTMF信號(hào)，同時(shí)時(shí)刻關(guān)系是前者在先，后者滯后。(三)觀測(cè)手機(jī)呼叫有線電話的呼叫接續(xù)過(guò)程1．同(二)、1。2．手機(jī)MS摘機(jī)。示波器通道CH2觀測(cè)到MS發(fā)送給BS的FSK數(shù)字信令(不必觀看細(xì)節(jié))，示波器通道CHI觀測(cè)到BS用戶線a、b端電壓下跳到約6—10。3．重新設(shè)置示波器CHI為AC、IV／DIV，觀測(cè)到EX發(fā)送給BS的撥號(hào)音。手機(jī)撥有線電話號(hào)碼，示波器CH2觀看到MS發(fā)送給BS的FSK數(shù)字信令，示波器CHl觀測(cè)到稍有滯后的BS發(fā)送給EX的DTMF信號(hào)。4．有線電話振鈴。示波器通道CH2改接至綜測(cè)儀BS測(cè)量面板的AFo端。BS用戶線a、b端及綜測(cè)儀BS測(cè)量面板上的AFo端同時(shí)觀測(cè)到回鈴音。5．有線電話摘機(jī)，雙方通話，示波器CH2改接綜測(cè)儀MS測(cè)量面板上的AF。端，示波器CHl及CH2可觀測(cè)到雙方話音波形。6．手機(jī)MS掛機(jī)，示波器CH2觀測(cè)到MS發(fā)送給BS的FSK數(shù)字信令，示波器CHl觀測(cè)到稍滯后的BS用戶線a、b端電壓的正跳變。7．有線電話聽(tīng)忙音，掛機(jī)。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．依照觀測(cè)記錄，畫(huà)出手機(jī)呼叫有線電話的呼叫接續(xù)過(guò)程圖，講明BS對(duì)無(wú)線/有線信令的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)發(fā)作用，及EX對(duì)二端用戶線信令的轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)作用，了解實(shí)驗(yàn)通信系統(tǒng)的信令系統(tǒng)構(gòu)成及呼叫接續(xù)信令過(guò)程。2．依照觀測(cè)記錄，總結(jié)實(shí)際采納的小型程控交換機(jī)用戶線信令的種類及參數(shù)，講明與PSTN程控交換機(jī)用戶線信令在細(xì)節(jié)上的差不，并分析什么緣故能正常工作。3．依照觀測(cè)，回答本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的無(wú)線信道及用戶線有線信道的信令是共路信令依舊隨路信令，什么緣故?實(shí)驗(yàn)四多信道共用、空閑信道選取方式一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)對(duì)移動(dòng)通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測(cè)量，了解一般移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線多信道共用、空閑信道選取方式。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．用綜測(cè)儀自動(dòng)跟蹤測(cè)量無(wú)繩電話呼叫接續(xù)各時(shí)期的工作信道，了解其多信道共用、空閑信道選取方式。2．用綜測(cè)儀自動(dòng)跟蹤測(cè)量無(wú)繩電話通話狀態(tài)下切換頻道操作后通話信道的改變，了解其切換頻道功能。三、差不多原理1．多信道共用的移動(dòng)通信系統(tǒng)，在基站操縱的小區(qū)內(nèi)有多個(gè)無(wú)線信道提供給移動(dòng)用戶共用。那么，在某一用戶主呼或被呼時(shí)，如何從幾個(gè)信道中選擇一個(gè)空閑信道分配給該用戶使用呢?空閑信道選取方式以有下四種：(1)專用呼叫信道(專用操縱信道)方式；(2)循環(huán)定位方式；(3)循環(huán)不定位方式；(4)循環(huán)分散定位方式。無(wú)繩電話的多信道共用是一個(gè)小區(qū)(所研究的無(wú)繩電話電磁波覆蓋范圍所自然形成的小區(qū)域)內(nèi)所有無(wú)繩電話共用20個(gè)信道．然而，與蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)及集群移動(dòng)通信系統(tǒng)不同，無(wú)繩電話小區(qū)內(nèi)的全體無(wú)繩電話無(wú)統(tǒng)一的基站操縱器，而是由每臺(tái)無(wú)繩電話各自獨(dú)立地選用空閑信道。若采納循環(huán)定位方式及循環(huán)分散定位方式，已掛機(jī)的無(wú)繩電話也要占用一個(gè)信道發(fā)示閑音，一個(gè)小區(qū)最多只能容納20部無(wú)繩電話，容量太小，故不能采納。實(shí)際能采納的只有專用呼叫信道方式及循環(huán)不定位方式或兩種方式的變形及組合方式。專用呼叫信道方式呼叫速度快，但在呼叫信道上受干擾的概率較大；循環(huán)不定位方式差不多不存在互相干擾，但呼叫速度慢。當(dāng)前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的CTI無(wú)繩電話大多采納專用呼叫信道方式。一臺(tái)無(wú)繩電話的手機(jī)與座機(jī)重新對(duì)識(shí)不碼(1D碼)后，由識(shí)不碼按一定算法確定新的呼叫信道。所有的呼叫都在呼叫信道上進(jìn)行。因此，同一臺(tái)無(wú)繩電話的“專用”呼叫信道也是可變的。小區(qū)內(nèi)不同無(wú)繩電話識(shí)不碼一般不相同，呼叫信道一般也各不相同。另外，其它無(wú)繩電話通話時(shí)占用本臺(tái)無(wú)繩電話呼叫信道的概率及占用時(shí)刻差不多上有限的。第三，本臺(tái)無(wú)繩電話手機(jī)距離座機(jī)一般是最近的，收到的信號(hào)最強(qiáng)?？傊?，采納專用呼叫信道方式的無(wú)繩電話在呼叫信道受強(qiáng)干擾而不能完成呼叫接續(xù)的概率不大。采納專用呼叫信道的無(wú)繩電話空閑通話信道是如何確定的呢?采納專用呼叫信道方式的無(wú)繩電話系統(tǒng)在掛機(jī)狀態(tài)下座機(jī)及手機(jī)都守候在自己的專用呼叫信道上，座機(jī)還時(shí)分掃描其它19個(gè)通話信道，檢測(cè)并記錄其中的空閑信道。當(dāng)手機(jī)主呼或被呼時(shí)，座機(jī)通過(guò)呼叫信道給手機(jī)指定存貯的一個(gè)空閑信道，座機(jī)和手機(jī)由呼叫信道轉(zhuǎn)移到指定的空閑信道。在后續(xù)的撥號(hào)(手機(jī)主呼時(shí))及通話過(guò)程中一直占用該空閑通話信道，直至掛機(jī)返回呼叫信道守候。在上述座機(jī)給手機(jī)指定空閑信道時(shí)，若座機(jī)存貯有多個(gè)空閑信道，它選擇哪一個(gè)呢?若上次的通話信道當(dāng)前是空閑的，座機(jī)首選該空閑信道；否則按空閑信道號(hào)碼的大小順序，在上次通話信道之后另選一個(gè)。2．無(wú)繩電話在通話過(guò)程中能夠切換通話信通。若用戶感受當(dāng)前通話信道上有干擾，可按手機(jī)“頻道”鍵啟動(dòng)切換信道的信令傳輸過(guò)程，座機(jī)給手機(jī)重新指定一個(gè)空閑信道，雙方一起轉(zhuǎn)移到新的空閑信道接著通話。這與蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的越區(qū)信道切換相似。區(qū)不在于后者由系統(tǒng)與移動(dòng)臺(tái)自動(dòng)測(cè)量和切換信道，前者是人工測(cè)量(聽(tīng)話音效果)和人工啟動(dòng)然后再自動(dòng)切換信道。四、實(shí)驗(yàn)步驟1．重新設(shè)置無(wú)繩電話及噪測(cè)儀識(shí)不碼(舊碼)及專用呼叫信道（1）仍按圖1-4的布局放置設(shè)備并連接系統(tǒng)。設(shè)置綜測(cè)儀為系統(tǒng)測(cè)量方式(按K1至SYST燈亮)。(2)連續(xù)按住綜測(cè)儀對(duì)碼(CODE)鍵超過(guò)4秒，綜測(cè)儀進(jìn)入對(duì)碼及搜索專用呼叫信道狀態(tài)，守候在CH7預(yù)備接收無(wú)繩座機(jī)發(fā)送的新ID碼，信道號(hào)LED數(shù)碼管顯示CH7。然后釋放對(duì)碼鍵。(3)在掛機(jī)狀態(tài)下，按住無(wú)繩座機(jī)“對(duì)碼”鍵，座機(jī)進(jìn)入對(duì)碼狀態(tài)，隨機(jī)產(chǎn)生16位新的ID碼，在CH7信道上發(fā)射出去。綜測(cè)儀正確收到ID碼后發(fā)出一長(zhǎng)聲蜂鳴聲指示。仍按住座機(jī)“對(duì)碼”鍵不放，再按住手機(jī)“對(duì)碼”鍵，手機(jī)正確收到座機(jī)發(fā)射的新ID碼后，發(fā)出蜂鳴聲指示，新ID碼設(shè)置完畢。無(wú)繩電話座機(jī)、手機(jī)及綜測(cè)儀三者的ID碼一致了，同時(shí)無(wú)繩電話座機(jī)及手機(jī)的呼叫信道也一致了。釋放座機(jī)及手機(jī)“對(duì)碼”鍵，雙方返回正常工作的掛機(jī)狀態(tài)。幾秒鐘后綜測(cè)儀進(jìn)入搜索專用呼叫信道狀態(tài)，循環(huán)搜索20個(gè)信道，信道號(hào)LED數(shù)碼管循環(huán)顯示對(duì)應(yīng)的信道號(hào)。(4)有線電話撥號(hào)呼叫無(wú)繩電話，無(wú)繩手機(jī)振鈴，有線電話聽(tīng)回鈴。無(wú)繩座機(jī)在新的專用呼叫信道上向無(wú)繩手機(jī)發(fā)振鈴信令。綜測(cè)儀循環(huán)搜索到專用呼叫信道，就停留在該信道并發(fā)出連續(xù)蜂鳴聲。(5)按綜測(cè)儀操縱面板K4鍵，綜測(cè)儀存貯新1D碼及新呼叫信道號(hào)于后返回系統(tǒng)測(cè)量工作方式，SYST燈常亮。2．觀測(cè)無(wú)繩電話系統(tǒng)空閑信道選取方式(1)同本實(shí)驗(yàn)1、(1)。(2)綜測(cè)儀設(shè)置為自動(dòng)(AUTO)工作方式(按Kl至SYST燈亮，再按K2，SYST燈常亮)，守候在無(wú)繩電話呼叫信道，示波器二個(gè)通道的探頭分不接在綜測(cè)儀BS及MS測(cè)量面板的AFo端。(3)手機(jī)按“通話”鍵摘機(jī)，座機(jī)及手機(jī)一起轉(zhuǎn)移到座機(jī)指定的空閑信道。綜測(cè)儀檢測(cè)到手機(jī)摘機(jī)信令(示波器可觀測(cè)到)則自動(dòng)跟蹤搜索同時(shí)最后鎖定于該空閑信道，顯示該信道號(hào)碼及無(wú)繩電話BS及MS發(fā)射頻率。手機(jī)撥號(hào)呼叫有線電話，示波器觀測(cè)到手機(jī)撥號(hào)等操作的信令波形或通話雙方話音波形。綜測(cè)儀若因接收信令誤碼未能檢測(cè)到手機(jī)的摘機(jī)信令，仍停留在呼叫信道，則可按掃描(SCAN)鍵K3啟動(dòng)搜索，SYST燈閃耀，最后亦鎖定于無(wú)繩電話占用的空閑通話信道，返回自動(dòng)工作方式，SYST燈常亮。(4)通話完畢，手機(jī)按“通話”鍵掛機(jī)，座機(jī)及手機(jī)一起返回呼叫信道守候。綜測(cè)儀檢測(cè)到手機(jī)掛機(jī)信令，亦返回呼叫信道守候。綜測(cè)儀若因接收信令誤碼未能檢測(cè)到手機(jī)的掛機(jī)信令，仍停留在通話空閑信道，則可按自動(dòng)(AUTO)鍵K2返回呼叫信道守候。(5)多次重復(fù)(1)-(4)，觀測(cè)、記錄無(wú)繩電話每次選取的空閑信道。一般情況下，若上次的通話信道仍空閑，則這次仍選取上次通話信道。(6)在無(wú)繩電話及綜測(cè)儀都已返回呼叫信道守候時(shí)，按綜測(cè)儀操縱面板上的步進(jìn)(STEP)鍵K4，設(shè)置工作信道為無(wú)繩電話上次通話信道。打開(kāi)BS測(cè)量發(fā)射機(jī)(K6置ON，K7置BS，BS測(cè)量面板TX燈亮)，綜測(cè)儀BS測(cè)量發(fā)射機(jī)向座機(jī)BS發(fā)射載波．等待約4秒鐘后，座機(jī)掃描完19個(gè)通話信道，檢測(cè)到該信道已被占用。手機(jī)按“通話”鍵摘機(jī)，與座機(jī)一起轉(zhuǎn)移到某空閑信道。綜測(cè)儀關(guān)斷發(fā)射機(jī)(K6置OFF)，按操縱面板上掃描(SCAN)鍵K3啟動(dòng)搜索并最后鎖定于無(wú)繩電話占用的空閑信道，可看到無(wú)繩電話選擇了新的空閑信道。3．觀測(cè)無(wú)繩電話在通話狀態(tài)下切換通話信道(1)、重復(fù)2(1)-(3)，無(wú)繩電話占用一空閑信道通話，綜測(cè)儀鎖定于該信道，顯示該信道的信道號(hào)及無(wú)繩電話BS和MS發(fā)射頻率，示波器觀測(cè)到通話雙方的話音波形。(2)、手機(jī)按“頻道”鍵切換通話信道至一新的空閑信道。綜測(cè)儀檢測(cè)到手機(jī)頻道切換信令，自動(dòng)跟蹤搜索并鎖定于新的信道，顯示該信道的信道號(hào)及無(wú)繩電話BS和MS發(fā)射頻率；示波器觀測(cè)到通話雙方的話音波形。(3)、多次重復(fù)(2)，反復(fù)觀測(cè)無(wú)繩電話切換通話空閑信道，總結(jié)信道改變規(guī)律。(4)、按(3)中總結(jié)的信道切換改變規(guī)律，可能下一次切換信道將占用的新空閑信道。按步進(jìn)(STEP)鍵K4設(shè)置工作信道為可能的新空閑信道，然后打開(kāi)綜測(cè)儀BS測(cè)量發(fā)射機(jī)(K6置ON，K7置BS)。手機(jī)按“頻道”鍵再次切換頻道。關(guān)斷綜測(cè)儀發(fā)射機(jī)，按掃描(SCAN)鍵K3啟動(dòng)搜索并鎖定無(wú)繩電話占用的新空閑信道，與可能的信道比較。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．依照實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的無(wú)繩電話空閑信道選取方式。2．依照實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的無(wú)繩電話在通話狀態(tài)下信道切換的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)五FH-CDMA(跳頻碼分多址)移動(dòng)通信一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解FH-CDMA(跳頻碼分多址)移動(dòng)通信原理。2．了解常用的正交跳頻序列--RS編碼序列。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．測(cè)量FH-CDMA移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)發(fā)射端及接收端鎖相頻率合成器操縱電壓，了解收發(fā)兩端頻率是否按同一跳頻序列同步跳變(同地址FH-CDMA)或按不同跳頻序列跳變(不同地址FH-CDMA)。2．測(cè)量同地址與不同地址FH-CDMA發(fā)射端及接收端的有關(guān)信號(hào)與數(shù)據(jù)。三、差不多原理FH-CDMA(FrequencyHopping-CodeDivisionMultipleAccess)跳頻碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)原理框圖如圖5-1所示。圖5-1FH--CDMA移動(dòng)系統(tǒng)原理框圖基帶信號(hào)對(duì)載波調(diào)制后發(fā)射，載頻來(lái)自頻率合成器，在跳頻序列(常用PN偽噪聲序列：pseudonoisesequence)的操縱下隨機(jī)跳變(最簡(jiǎn)單的操縱方法是以序列值作為頻道號(hào))。收端的本振亦來(lái)自受跳頻序列操縱的頻率合成器，接收頻率隨機(jī)跳變。當(dāng)收發(fā)二端頻率按同一跳頻序列隨機(jī)跳變，同時(shí)達(dá)到同步時(shí)，接收端就可解調(diào)出有用信息。當(dāng)收發(fā)二端頻率按不同跳頻序列隨機(jī)跳變時(shí)，二端頻率在任何時(shí)刻都不相同或相同的概率微小，即頻率序列相互正交或準(zhǔn)正交，接收端收不到發(fā)射端的信息。以上兩種情況，前者對(duì)應(yīng)同地址FH-CDMA用戶正常通信過(guò)程：后者對(duì)應(yīng)不同地址FH-CDMA用戶之間相互干擾關(guān)系。FH-CDMA系統(tǒng)中，載波調(diào)制通常使用與相位無(wú)關(guān)的調(diào)頻方式。用于FH-CDMA通信的PN序列即跳頻序列又稱為跳頻圖案、跳頻碼。一般希望跳頻序列具有如下性質(zhì)：(1)隨機(jī)性(2)周期性(3)正交性(4)可用序列多常用的跳頻序列是RS編碼(Reed-Solomoncode)。一種簡(jiǎn)單的RS編碼可由m序列發(fā)生器的移位寄存器狀態(tài)并行輸出與編碼選取寄存器狀態(tài)作模2加來(lái)產(chǎn)生。設(shè)m序列為n階，則對(duì)應(yīng)的RS編碼序列長(zhǎng)L=–1，編碼序列數(shù)目N=。圖5-2給出由4階m序列發(fā)生器等構(gòu)成的RS編碼發(fā)生器。其中，m序列發(fā)生器在時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)下循環(huán)右移生成的m序列及對(duì)應(yīng)的1個(gè)RS序列見(jiàn)表5-1。由編碼序列號(hào)選取生成的RS編碼序列見(jiàn)表5-2。由表5-1、5-2可知，RS編碼序列長(zhǎng)L=15，編碼序列數(shù)目N=16。RS編碼序列作為頻道號(hào)去操縱頻率合成器輸出頻率跳變。圖5-2RS編碼序列發(fā)生器表5-14階m序列的寄存器狀態(tài)及=0000時(shí)的R序列D3D2D1DoRS序列距離(與前值比較)(1)1111(2)0111(3)1011(4)0101(5)1010(6)1101(7)0110(8)0011(9)1001(10)0100(11)0010(12)0001(13)1000(14)1100(15)1110157115101363942181214184653736521742序列號(hào)RS編碼序列N3N2N1No(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(0)0000(1)000l(2)0010(3)0011(4)0100(5)0101(6)0110(7)0111(8)1000(9)1001(10)1010(1”101(12)1100(13)1101(14)1110(15)1111157115101363942181214146104111272853091315135978154111603101412124869145010712111513113151149271306512810102140158361217413911911331211051524714108801221310141435615119715313251411112109046614212341510013118157513115071293148112644120141613821591037531179611015581413402210687011144915125131951143813710121562008410529126111314731由表5-1第3列可見(jiàn)，RS序列數(shù)值變化具有隨機(jī)性。由表5-2可見(jiàn)，假如FH-CDMA系統(tǒng)按表中所示同步組網(wǎng)工作，則任意二組跳頻序列對(duì)應(yīng)數(shù)值(頻道號(hào))都不相同，即相互正交。4階RS序列組共有16個(gè)序列，增加其階次可用序列數(shù)會(huì)迅速增加?？傊琑S序列在隨機(jī)性、周期性、正交性及可用序列數(shù)多等方面都性能良好，適合作為FH-CDMA系統(tǒng)的跳頻序列。表5-2RS編碼序列FH-CDMA系統(tǒng)的另外二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是：(1)高速頻率合成器，捕捉時(shí)刻短，一般不得超過(guò)跳頻周期的10％(因?yàn)椴蹲竭^(guò)程中無(wú)法傳送信號(hào))。常用電路有直接數(shù)學(xué)式頻率合成器(DDS)及小數(shù)分頻鎖相頻率合成器。(2)收端跳頻序列同步跳頻序列同步的方法與DS-CDMA(直擴(kuò)碼分多址)的相似，分為捕捉與跟蹤二個(gè)時(shí)期。收發(fā)兩端跳頻序列相同，但初始相位一般不同。收端步進(jìn)滑動(dòng)本地跳頻序列的相位，當(dāng)中頻輸出有效信號(hào)時(shí)表明已完成捕捉，則停止滑動(dòng)，轉(zhuǎn)入同步跟蹤狀態(tài)。以上二方面的詳細(xì)內(nèi)容及FH-CDMA的抗干擾、抗衰落及處理增益等性能，請(qǐng)參考有關(guān)資料。圖5-2為FD-CDMA移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)框圖，其中綜測(cè)儀TX-BS為發(fā)端，作為系統(tǒng)基站BS的發(fā)射機(jī)；RX-MS為收端，作為系統(tǒng)移動(dòng)臺(tái)MS的接收機(jī)。在表5-2中選取0號(hào)及11序列號(hào)，考慮到收發(fā)信機(jī)頻道號(hào)為1-20，將序列增值3后得到實(shí)際使用的二組正交跳頻序列如表5-3所示。信碼=10101100…(循環(huán)重復(fù))，碼速率=1.2Kb/s。載波調(diào)制方式為FSK。收端解調(diào)輸出信號(hào)Afo整形得，經(jīng)積分/采樣以最低誤碼率恢復(fù)發(fā)端數(shù)據(jù)。接收端同步電路認(rèn)為是理想的，不作為本實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容，實(shí)際上收發(fā)兩端的跳頻受同一單片機(jī)操縱．當(dāng)收發(fā)兩端都采納0號(hào)序列同步跳頻時(shí)，接收端解調(diào)輸動(dòng)身端調(diào)制信碼；當(dāng)收發(fā)兩端分不按0號(hào)及11號(hào)序列跳頻時(shí)，接收端無(wú)發(fā)端調(diào)制信碼輸出。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的實(shí)際跳頻速率約15跳／秒，跳頻周期約65ms．跳頻時(shí)CH數(shù)碼管顯示MS測(cè)量收發(fā)信機(jī)工作頻道號(hào)；在同地址同步跳頻同時(shí)收發(fā)天線距離足夠小，接收信號(hào)足夠強(qiáng)時(shí)，接收端顯示接收信號(hào)頻率。表5-3實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用的二個(gè)正交跳頻序列序列號(hào)跳頻序列(頻道號(hào))01810148131696127541115171171531749161151812136108四、實(shí)驗(yàn)步驟1．設(shè)置綜測(cè)儀為FH-CDMA工作方式(按KI至NECH燈亮，再按K4)；打開(kāi)發(fā)射機(jī)TX-BS(K6置ON，K7置BS，BS測(cè)量面板TX綠燈亮)，加上內(nèi)部調(diào)制數(shù)字信號(hào)(K9置INT)。2．反復(fù)按K4鍵，系統(tǒng)循環(huán)步進(jìn)處于表5-4所示二種子工作方式之一。表5-4FH-CDMA通信子工作方式子方式序號(hào)NECH燈指示子工作方式閃速占空比14Hz0．1同地址同步FH-CDMA24Hz0．9不同地址FH-CDMA3．雙蹤示波器二個(gè)通道都設(shè)置為DC、2V／DIV~5V／DIV，分不觀測(cè)BS測(cè)量收發(fā)信機(jī)及MS測(cè)量收發(fā)信機(jī)的鎖相頻率合成器環(huán)路操縱電壓：置內(nèi)觸發(fā)方式：掃描速度調(diào)至足夠慢。4．反復(fù)按K4鍵，NECH燈閃耀的占空比為0.1或0.9循環(huán)切換。當(dāng)占空比為0.1時(shí)，可觀測(cè)到二套收發(fā)信機(jī)。同步隨機(jī)跳變，即按同一RS編碼序列同步跳頻；當(dāng)占空比為0.9時(shí)，可觀測(cè)二套收發(fā)信機(jī)以不同方式隨機(jī)跳變，即按二組不同的RS編碼序列跳頻。5．將雙蹤示波器二個(gè)通道改接至圖5-2所示發(fā)端及收端各信號(hào)測(cè)量點(diǎn)；置外觸發(fā)方式，外觸發(fā)輸入接至綜測(cè)儀MS測(cè)量面板端；掃描速度調(diào)至2ms／DIV左右。按K4鍵，當(dāng)NECH燈閃耀占空比為0.1時(shí)，接收端輸動(dòng)身端調(diào)制信號(hào)(=10101100…循環(huán)重復(fù))，同時(shí)當(dāng)收發(fā)天線距離足夠小，接收信號(hào)足夠強(qiáng)時(shí)，接收端顯示接收信號(hào)頻率；反之，當(dāng)占空比為0．9時(shí)，接收端無(wú)發(fā)端信號(hào)輸出，同時(shí)無(wú)接收信號(hào)頻率顯示。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．整理實(shí)驗(yàn)記錄，講明FH-CDMA的差不多原理。2．試列出3階m序列形成的RS編碼序列，研究其作為跳頻序列的正交性。附錄1無(wú)繩電話標(biāo)準(zhǔn)、原理及手機(jī)使用方法1．中國(guó)CTl無(wú)繩電話技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)部制定的CTl無(wú)繩電話技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如附錄1表1所示。附錄1表1中國(guó)CTl無(wú)繩電話技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)附錄1表2中國(guó)CTl無(wú)繩電話頻率表注：CH1~CH10于1998年增補(bǔ)2．無(wú)繩電話工作原理無(wú)繩電話是模擬話音調(diào)頻移動(dòng)通信系統(tǒng)，有單信道系統(tǒng)和多信道系統(tǒng)兩類。早期的單信道系統(tǒng)固定工作于某一頻道，沒(méi)采納微處理器及鎖相頻率合成技術(shù)，專門(mén)容易發(fā)生相鄰無(wú)繩電話之間串?dāng)_或盜打。多信道系統(tǒng)采納微處理器及鎖相頻率合成技術(shù)，共用20個(gè)頻道，自動(dòng)選取空閑信道通話；無(wú)線信令為數(shù)字信令，其中包含16位以上識(shí)不碼(ID碼)，各無(wú)繩電話各不相同，只有ID碼相同的座機(jī)與手機(jī)才能建立無(wú)線信道。以上兩項(xiàng)技術(shù)可有效消除單信道系統(tǒng)的串?dāng)_及盜打問(wèn)題。目前，單信道無(wú)繩電話已退出市場(chǎng)，10信道無(wú)繩電話已不再生產(chǎn)，20信道多功能無(wú)繩電話成為市場(chǎng)主流產(chǎn)品。附錄1圖1為多信道共用無(wú)繩電話系統(tǒng)原理方框圖，其詳細(xì)電路及原理見(jiàn)以后各實(shí)驗(yàn)。無(wú)繩電話限制了發(fā)射功率(見(jiàn)附錄1表1)，即限制了覆蓋范圍。在覆蓋范圍外頻率可再用，有效增大了用戶容量，這與蜂窩網(wǎng)的頻率再用原理相同。附錄1圖1多信道共用無(wú)繩電話系統(tǒng)原理方框圖移動(dòng)通信系統(tǒng)常用的多信道共用、空閑信道選取方式有以下四種：①、專用操縱信道方式(專用呼叫信道方式)；②、循環(huán)定位方式；③、循環(huán)不定位方式；④、循環(huán)分散定位方式。無(wú)繩電話的多信道是一個(gè)小區(qū)(所研究的無(wú)繩電話發(fā)射信號(hào)覆蓋范圍所自然形成的小區(qū)域)內(nèi)所有無(wú)繩電話共用。然而，與其它移動(dòng)通信系統(tǒng)不同，CT1無(wú)繩電話小區(qū)內(nèi)無(wú)統(tǒng)一的基站，采納循環(huán)定位方式及循環(huán)分散定位方式時(shí)，已掛機(jī)的無(wú)繩電話也要占用一個(gè)信道發(fā)示閑音，一個(gè)小區(qū)最多只能容納20部無(wú)繩電話，容量太小，不能采納。實(shí)際能采納的只有上述①、③兩種方式。專用操縱信道方式盡管呼叫接續(xù)可靠性(不受干擾)不及循環(huán)不定位方式，但由于它接續(xù)速度快，因此在無(wú)繩電話系統(tǒng)中應(yīng)用更多一些。專用操縱信道方式無(wú)繩電話系統(tǒng)在掛機(jī)狀態(tài)下座機(jī)及手機(jī)都守候在自己的專用操縱信道上，座機(jī)還時(shí)分掃描其它19個(gè)信道，檢測(cè)并記錄其中的空閑信道。當(dāng)手機(jī)主呼或被呼時(shí)，座機(jī)通過(guò)操縱信道給手機(jī)指定一個(gè)空閑信道，然后座機(jī)和手機(jī)由操縱信道轉(zhuǎn)移到指定的空閑信道。在后續(xù)的撥號(hào)(手機(jī)主呼時(shí))及通話過(guò)程中一直占用該空閑信道(又稱為通話信道)，直至掛機(jī)返回操縱信道守候。3．無(wú)繩電話手機(jī)使用方法(要點(diǎn))(1)摘機(jī)手機(jī)已掛機(jī)時(shí)按“通話”鍵即摘機(jī)。若是主呼摘機(jī)，則可聽(tīng)見(jiàn)撥號(hào)音；若是被呼摘機(jī)，則可與對(duì)方通話。(2)掛機(jī)手機(jī)通話時(shí)按“通話”鍵或?qū)⑹謾C(jī)放回充電器即掛機(jī)。(3)撥號(hào)①．常規(guī)撥號(hào)：與一般有線電話一樣，手機(jī)在摘機(jī)后，按數(shù)字鍵撥號(hào)。②．預(yù)拔號(hào)：與蜂窩網(wǎng)手機(jī)一樣，手機(jī)在摘機(jī)前按數(shù)字鍵撥完全部號(hào)碼，然后再按“通話”鍵摘機(jī)，手機(jī)自動(dòng)檢測(cè)到撥號(hào)音后將全部號(hào)碼發(fā)出。(4)閃斷打完一次電話后想接著打第二個(gè)電話，不必按“通話”鍵掛機(jī)，再按“通話”摘機(jī)。可按“閃斷”鍵由手機(jī)自動(dòng)完成以上操作，用戶聽(tīng)見(jiàn)撥號(hào)音后再撥號(hào)或按‘重拔”鍵重發(fā)上次號(hào)碼。(5)切換通話頻道在通話狀態(tài)下，若感受到頻道上有干擾，可按“頻道”鍵啟動(dòng)無(wú)繩電話系統(tǒng)自動(dòng)切換到一新的空閑信道接著通話。(6)對(duì)ID碼及呼叫信道詳見(jiàn)實(shí)驗(yàn)四。4．無(wú)繩電話手機(jī)使用注意事項(xiàng)無(wú)繩電話手機(jī)使用鎘鎳可充電電池供電，鎘鎳電池的使用壽命與其工作方式關(guān)系極大，使用中要注意以下幾點(diǎn)：(1)鎘鎳電池的一次過(guò)放電就會(huì)造成永久損壞，不能再使用。故做完實(shí)驗(yàn)后一定要拔下電池，待下次工作時(shí)再插上電池。(2)手機(jī)插上電池后，每次通話完畢都要將手機(jī)放回充電器充電，充電器紅燈亮。(3)手機(jī)第一次使用或長(zhǎng)期未用時(shí)再使用，應(yīng)首先連續(xù)充電10小時(shí)以上。附錄2雙路無(wú)線綜合測(cè)試儀原理及使用方法圖A-1為雙路無(wú)線綜合測(cè)試儀(以下簡(jiǎn)稱綜測(cè)儀)電路方框圖，它包括以下幾大部分：(1)BS(無(wú)繩電話座機(jī))測(cè)量收發(fā)信機(jī)TRX-BS。(2)MS(無(wú)繩電話手機(jī))測(cè)量收發(fā)信機(jī)TRX-MS。(3)CPU操縱及收發(fā)信機(jī)工作頻道及接收頻率顯示。(4)數(shù)字信令存貯顯示模塊。(5)1KHz／600Hz音頻信號(hào)發(fā)生器。為測(cè)量及操作方便，將各部分電路的輸入及輸出信號(hào)、操縱開(kāi)關(guān)及操縱鍵串聯(lián)愛(ài)護(hù)電阻后集中引出到各自的面板上。如圖A-2綜測(cè)儀電路板布局圖所示，各面板詳細(xì)內(nèi)容見(jiàn)圖A-3至圖A-8。下面對(duì)比圖A-1至圖A-8介紹綜測(cè)儀原理及使用方法。1．綜測(cè)儀工作原理BS測(cè)量收發(fā)信機(jī)TRX-BS對(duì)無(wú)繩電話座機(jī)BS的收發(fā)信機(jī)進(jìn)行測(cè)量，兩者的收、發(fā)頻率互補(bǔ)，即BS測(cè)量收發(fā)信機(jī)工作在無(wú)繩電話手機(jī)MS的收發(fā)頻率上(見(jiàn)附錄1表2)。同理，MS測(cè)量收發(fā)信機(jī)TRX-MS工作在無(wú)繩電話座機(jī)BS的收發(fā)頻率上(見(jiàn)附錄1表2)。BS測(cè)量接收機(jī)RX-BS及MS測(cè)量接收機(jī)RX-MS分不接收無(wú)繩電話座機(jī)BS及無(wú)繩電話手機(jī)MS發(fā)射在空中的高頻信號(hào)，經(jīng)解調(diào)及CPU處理后輸出音頻信號(hào)AFo(包括話音及FSK一次調(diào)制數(shù)字信令)，顯示無(wú)繩電話工作頻道及發(fā)射頻率。AFo中經(jīng)整形后的信令SIG`，送給CPU，由CPU檢測(cè)信令數(shù)據(jù)、分析信令內(nèi)容，據(jù)此操縱測(cè)量收發(fā)信機(jī)與處于呼叫接續(xù)過(guò)程中的無(wú)繩電話同步轉(zhuǎn)移信道，跟蹤測(cè)量無(wú)繩電話信令、工作頻道及發(fā)射頻率，了解無(wú)線數(shù)字信令及多信道共用方式等移動(dòng)通信系統(tǒng)的重要技術(shù)。數(shù)字信令是單次的突發(fā)數(shù)據(jù)串，為非周期信號(hào)。在接收機(jī)解調(diào)直接輸出AFo端，必須用數(shù)字存貯示波器才能觀測(cè)到數(shù)字信令的細(xì)節(jié)，分析出每位數(shù)據(jù)。為了方便大伙兒用一般示波器觀測(cè)，將數(shù)字存貯示波器的數(shù)字存貯顯示功能模塊做在了綜測(cè)儀中。該電路模塊將信令存貯后，再周期循環(huán)送出，就能夠用一般示波器進(jìn)行觀測(cè)。測(cè)量發(fā)射機(jī)的音頻調(diào)制信號(hào)可來(lái)自外部音頻信號(hào)發(fā)生器，也可來(lái)自內(nèi)部音頻信號(hào)發(fā)生器。內(nèi)部音頻信號(hào)幅度由電位器AMP調(diào)整。二臺(tái)測(cè)量接收機(jī)的鑒頻靈敏度一致性及線性較好，在輸入射頻信號(hào)的調(diào)制頻率為IKHz、調(diào)制頻偏為3KHz時(shí)，鑒頻輸出1KHz音頻信號(hào)幅度為3(在AFo端測(cè)量)，因此可作為頻偏儀使用。測(cè)量發(fā)射機(jī)的測(cè)量功能詳見(jiàn)各實(shí)驗(yàn)。綜測(cè)儀除作為測(cè)量?jī)x器外，又可作為被測(cè)試對(duì)象，可設(shè)置成FH-CDMA、DS-CDMA、TDMA及各種混合多址移動(dòng)通信系統(tǒng)，測(cè)量和了解這些多址方式工作原理。又可對(duì)其測(cè)