移動通信課程設(shè)計

移動通信課程設(shè)計,移動,挪動,通信,通訊,課程設(shè)計 目錄第一部分 MBC-8A移動通信實驗11.1 移動通信系統(tǒng)組成及功能.11.1.1、 移動通信實驗系統(tǒng). .11.1.2、 有線電話與有線電話呼叫接續(xù)過程.21.1.3、 手機與有線電話呼叫接續(xù)過程.31.1.4、 話音波形.31.2. 無線數(shù)字信令41.2.1、 數(shù)字信令幀結(jié)構(gòu).41.2.2、 無繩電話無線無線數(shù)字信令副載頻調(diào)制方式及幀結(jié)構(gòu).41.2.3、 雙綜示波器存儲觀測無線數(shù)字信令.41.3. 信令系統(tǒng)61.3.1、 程控交換機用戶線信令.61.3.2、 觀測程控交換機用戶信令.61.4. 無繩電話及實驗箱識別碼81.4.1、 設(shè)置無繩電話及實驗箱識別碼（ID碼）81.4.2、 無繩電話各個頻道的頻率.81.5. TDMA（時分多址）移動通信91.5.1、 TDMA移動通信實驗系統(tǒng)91.5.2、 各點信號的測量.9第二部分 MBC-CDMA移動通信實驗112.1 m序列相關(guān)特性112.1.1 基本原理.112.1.2 m序列自相關(guān)特性.122.2 M序列相關(guān)特性132.2.1 5階M序列132.2.2 5階M序列自相關(guān)132.3 信道編碼：交織編碼152.3.1 基本原理.152.3.2 各點信號.162.4 復合地址碼擴頻調(diào)制202.4.1 基本原理.202.4.2 測量各點信號的波形.20第三部分 課程設(shè)計總結(jié).21第一部分 MBC-8A移動通信實驗1.1 移動通信系統(tǒng)組成及功能1.1.1、移動通信實驗系統(tǒng)下圖是與公用電話網(wǎng)（PSTN）相連的蜂窩移動通信系統(tǒng)方框圖。系統(tǒng)包括大量移動臺MS、許多基站BS、若干移動交換中心MSC及若干與MSC相連的數(shù)椐庫(HLR、VLR等，圖中未畫出)，MSC通過中繼線與公用電話網(wǎng)PSTN的交換機EX相連，接入公用電話網(wǎng)。這樣龐大復雜的系統(tǒng)無法放在實驗桌上由同學自己動手做實驗。將系統(tǒng)合理簡化得到圖下圖，它將上圖實際系統(tǒng)全部交換機EX及MSC合并成一部交換機；基站BS及移動臺MS各選用一臺；有線電話采用二部。 它與上圖實際系統(tǒng)在包含的各種功能設(shè)備(交換機、基站、移動臺及有線電話)、系統(tǒng)基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(各設(shè)備的連接關(guān)系)及系統(tǒng)功能等特征方面是相同的。為了得到體積小巧、價格低廉、可放在實驗桌上由學生動手操作的移動通信教學實驗系統(tǒng)。在上圖中，BS、MS實際選用基于FDMA技術(shù)、采用數(shù)字信令的中國CT1無繩電話，EX選用小型程控交換機，TEL為有線電話。為了測試上述小型移動通信系統(tǒng)無線部分的功能，采用了一臺實驗箱（SDT），構(gòu)成一套完整的移動通信教學實驗系統(tǒng)，如下圖所示。下面對上圖各部分實際采用的設(shè)備及本實驗內(nèi)容介紹如下：1CT1無繩電話CT1無繩電話屬于FDMA系統(tǒng)，數(shù)十個雙工頻道被全部無繩電話共用,采用話音模擬調(diào)頻及數(shù)字信令技術(shù)。系統(tǒng)有一個基地臺，即無繩電話座機，通過用戶線接入電話網(wǎng)交換機；可帶1-4部移動臺即無繩電話手機（每一時刻，只能有一部手機通話）。無繩電話是為方便有線電話用戶而提出的。它將有線電話座機與通話手柄之間的電纜（繩）去掉，用無線信道代替之，通話手柄成為無繩電話手機。用戶持無繩手機在以座機為中心的小范圍內(nèi)移動通話，十分方便。雖然從使用功能上看，無繩電話是有線電話的無線延伸，但其工作原理及使用的技術(shù)都屬于移動通信范疇。CT1無繩電話及在其后發(fā)展起來的各種數(shù)字無繩電話組成的無繩電話大家族，成為常用的四類移動通信系統(tǒng)之一。通常，同一實驗室內(nèi)有許多組實驗系統(tǒng)，相距很近，為了防止互相干擾，必須降低無繩電話的發(fā)射功率及接收機靈敏度，以減小電磁波作用范圍。在此條件下，為了保證同一套實驗系統(tǒng)內(nèi)部接收信號足夠強，能正常完成各實驗，必須加強無線設(shè)備間的無線耦合： 無繩座機BS的天線垂直豎立但不要拉出。實驗箱”BS收發(fā)信機”天線放置在無繩座機天線與座機外殼之間的縫隙中，使二者無線緊耦合。 無繩手機MS的天線不要拉出。將實驗箱”MS收發(fā)信機”天線的芯線與地線夾在一起后套在無繩手機天線上，使二者無線緊耦合。2、程控交換機本教學實驗系統(tǒng)中程控交換機采用1拖4雙繩路小型用戶程控交換機，一條外線可接4部內(nèi)部電話。本系統(tǒng)中不用其外線端口，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程控交換機相同，相當于4門PSTN程控交換機。下圖為小型程控交換機的外觀圖。四個用戶線插座可連接四部電話（包括無繩電話座機），插座下方號碼為對應(yīng)電話的號碼。交換機由220VAC市電供電，通電后電源指示LED燈連續(xù)閃爍。用戶電話摘機后對應(yīng)的LED指示燈亮。1.1.2、有線電話與有線電話呼叫接續(xù)按順序放置設(shè)備并連接成系統(tǒng)：兩部有線電話用戶線插入交換機號碼81、82的用戶線插孔，無繩電話座機用戶線(帶用戶線信號測量板LINE.PCB)插入交換機號碼84的用戶線插孔，三個有線電話的號碼分別為81、82、84。有線電話之間通信，其接續(xù)過程如下圖所示：1.1.3、手機與有線電話呼叫接續(xù)過程無繩手機按“通話”鍵摘機，聽到撥號音后撥有線電話1或有線電話2的號碼，有線電話振鈴，無繩手機聽回鈴。有線電話摘機通話，通話完畢掛機。其接續(xù)過程如下所示：1.1.4、話音波形在手機與有線電話通話時，用示波器在實驗箱上觀測發(fā)射在空中的話音波形，可了解話音的基本特征。手機撥號呼叫有線電話進入通話后，示波器可觀測到通話雙方的話音波形。如下圖： （每格為2ms，所以Tp=7ms）話音是由發(fā)音器官中的聲音激勵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。濁音對應(yīng)于聲帶振動，每個單詞中至少包括1個濁音。濁音，又稱有聲音。發(fā)濁音時聲帶在氣流作用下準周期地閉合或開啟，從而在聲帶中激勵起準周期的聲振動，形成濁音聲波，如下圖所示。圖中TP為基音周期，則基音頻率fp=1/Tp。通常fp在70300Hz范圍內(nèi)，則Tp=313ms?；纛l率一般女聲較高，男聲較低。清音又稱無聲音。發(fā)清音時聲帶不振動，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，清音信號沒有準周期性。包括濁音及清音的話音能量主要集中在3003400Hz頻率范圍內(nèi)。1.2 無線數(shù)字信令1.2.1、數(shù)字信令幀結(jié)構(gòu)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，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，已成為目前通信系統(tǒng)中采用的主要形式。典型的移動通信系統(tǒng)BS至MS之間的無線數(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、消息和其它數(shù)據(jù)）及糾/檢錯碼四部分。位同步幀同步有效數(shù)據(jù)糾/檢錯碼圖2-1 典型的數(shù)字信令幀結(jié)構(gòu)1.2.2無繩電話無線數(shù)字信令副載頻調(diào)制方式及幀結(jié)構(gòu)信令數(shù)據(jù)先對副載頻進行FSK調(diào)制，即一次調(diào)制，如表2-1所示。然后再對45/48MHz的主載頻調(diào)頻（FM），即二次調(diào)制。由于每個碼元只調(diào)制為1個周期的副載頻，故與經(jīng)典的FSK調(diào)制相比有點不同：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1.2.3、用TDS210雙蹤數(shù)字存儲示波器觀測無線數(shù)字信令數(shù)據(jù)幀的典型結(jié)構(gòu)以手機撥號碼7為例，見下圖。數(shù)據(jù)幀為00S001100111000，各部分的含義見下圖，其中有效數(shù)據(jù)有12位，分為三個部分：同步碼IDH手機號代碼消息(消息)0 0 S, 0 0 1 1, 0 0, 1 1 1 0, 0 0（1）IDHIDH為無繩電話系統(tǒng)16位識別碼（ID碼）的高4位。在初裝無繩電話時，座機與手機要統(tǒng)一ID碼，稱為對碼。只有ID碼相同的座機和手機才能建立無線連接，有效防止不同ID碼無繩電話之間的竄擾和盜打。在手機摘機主呼及被呼振鈴時，才全部發(fā)送及接收16位ID碼，在這以后的信令傳輸過程中為節(jié)省傳輸時間只發(fā)送部分ID碼。由于實驗前已經(jīng)進行了對碼，ID碼為03210300（四進制），所以IDH為0011（二進制）。（2）手機號代碼本無繩電話一臺座機最多可帶4部手機（任一時間只能有一部手機占用座機通話）。在對碼時，按手機對碼的先后順序，座機順次指定手機號碼為1、2、3、4。信令中手機號代碼含義見表2-2，2位代碼倒序看為自然二進制碼，與手機號碼直接對應(yīng)。表2-2 手機號碼手機號碼1234代碼00100111倒序代碼00011011由于本次實驗只使用一個手機，所以手機號代碼為00B（3）消息常用消息見表2-3。表2-3 無繩電話常用消息消息代碼（倒序讀出）撥號碼0-9、*、#01-09H、0EH、0FH閃斷（Flash）10H掛機12H同時測得其他數(shù)字信令如下圖所示： （1）手機撥號碼6（00S001100011000）； （2）手機撥號碼7（00S001100111000）； （3） “閃斷”操作（00S001100000010）； （4）手機掛機（00S001100010010）1.3 信令系統(tǒng)1.3.1、程控交換機用戶線信令國家標準規(guī)定的PSTN程控交換機用戶線信令如下所示。（1）監(jiān)視信令饋電電壓為-48VDC，用戶環(huán)路電阻（包括話機摘機電阻）小于2000W，交換機向電話機直流饋電電流（環(huán)路電流）18-50mA（電話機摘機門限電流約10mA）。鈴流：253Hz正弦波，有效值9015VAC。撥號音：45025Hz連續(xù)信號，電平為-103dBm。忙音：45025Hz、0.7秒斷續(xù)（0.35秒送、0.35秒斷）信號，電平為-103dBm。回鈴音：450Hz25Hz、5秒斷續(xù)（1秒送、4秒斷）信號，電平為-103dBm。（2）地址信令（撥號信令）直流脈沖信號（已不常用，略）雙音多頻（DTMF：Dual Tone Multi-Frequency）信號，如表3-1所示。由以上用戶線信令技術(shù)標準可見，它是包括直流（環(huán)流）和音頻（25Hz、450Hz及DTMF）的模擬信令。本實驗系統(tǒng)中采用的小型用戶程控交換機用戶線信令總體上符合以上標準，只在以下細節(jié)上有差別，但是它的使用完全正常。饋電電壓約為24VDC，比PSTN交換機的48VDC低。這是因為其用戶線短，線路壓降小，24VDC電壓已足夠使用。發(fā)出的450Hz信號音為方波。由于450Hz信號音（包括撥號音，回鈴音及忙音）是發(fā)給用戶聽的指示音，其波形不理想不影響用戶聽覺對其含義的判斷。鈴流為50Hz，有效值70VAC。由于用戶線不長，電話能正常振鈴。1.3.2、觀測程控交換機用戶線信令1座機手柄掛機，無環(huán)流。示波器測量通道CH1設(shè)置為DC、20V/DIV，測量用戶線a、b端電壓。測量結(jié)果為-28V。2一些模擬信令如下圖： （撥號音） （DTMF號碼） （回鈴信號） （忙音）（回鈴音）1.4 無繩電話及實驗箱識別碼1.4.1重新設(shè)置無繩電話及實驗箱識別碼（ID碼）及專用呼叫信道（1）仍按圖1-3的布局放置設(shè)備并連接成系統(tǒng)。設(shè)置實驗箱為系統(tǒng)測量方式（按K1鍵至SYST燈亮）。（2）連續(xù)按住實驗箱”對碼”鍵超過4秒，實驗箱進入對碼及搜索專用呼叫信道狀態(tài)，守候在CH7準備接收無繩座機發(fā)送的新ID碼，信道號LED數(shù)碼管顯示CH7。然后釋放”對碼”鍵。（3）在掛機狀態(tài)下，按住無繩座機“對碼”鍵，座機進入對碼狀態(tài)，隨機產(chǎn)生16位新的ID碼，在CH7信道上發(fā)射出去。實驗箱正確收到ID碼后發(fā)出一長聲蜂鳴聲指示。仍按住座機“對碼”鍵不放，再按住手機“對碼”鍵，手機正確收到座機發(fā)射的新ID碼后，發(fā)出蜂鳴聲指示，新ID碼設(shè)置完畢。無繩電話座機、手機及實驗箱三者的ID碼一致了，并且無繩電話座機及手機的新呼叫信道也確定了。釋放座機及手機“對碼”鍵，雙方返回正常工作的掛機狀態(tài)。幾秒鐘后實驗箱進入搜索專用呼叫信道狀態(tài)，循環(huán)搜索20個信道，信道號LED數(shù)碼管循環(huán)顯示對應(yīng)的信道號。（4）有線電話撥號呼叫無繩電話，無繩手機振鈴，無繩座機在新的專用呼叫信道上向無繩手機發(fā)振鈴信令。實驗箱循環(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）按實驗箱K3鍵，實驗箱存儲新ID碼及新呼叫信道號于E2PROM后返回系統(tǒng)測量工作方式，SYST燈亮。1.4.2無繩電話各個頻道的頻率觀察各個頻道的頻率，可以得到二十個信道的頻率如下：1.5 TDMA（時分多址）移動通信1.5.1、TDMA移動通信實驗系統(tǒng)時分多址TDMA（Time Division Multiple Access）是把時間分割成周期性的幀，每一幀再分割成若干個時隙，1個時隙就是一個TDMA信道，按需要動態(tài)分配給用戶使用。在頻分雙工（FDD）方式中，上行鏈路（MSBS）和下行鏈路（BSMS）的幀分別占用具有足夠間隔（雙工頻率間隔）的不同頻率。在時分雙工（TDD）方式中，上下行幀交錯排列在相同載頻上。下圖是實驗箱電路組合成的兩信道（兩個時隙TS1、TS2）TDMA移動通信實驗系統(tǒng)。發(fā)端TX-BS為系統(tǒng)基站BS的發(fā)射機，兩個時隙TS1及TS2的數(shù)據(jù)d1及d2復接成幀數(shù)據(jù)D1，d1=1010（每時隙4bit，周期循環(huán)），d2=1100(每時隙4bit，周期循環(huán))，則D1=10101100（每幀8bit，2個時隙，周期循環(huán)），碼速率fb=1.2kb/s。D1經(jīng)FSK載波調(diào)制后發(fā)送給移動臺。收端RX-MS載波FSK解調(diào)后的基帶信號經(jīng)整形、積分/采樣/保持，以最低誤碼率恢復發(fā)端數(shù)據(jù)。時隙及時鐘同步電路送出某個時隙的同步時鐘CLK，取出本移動臺給定時隙的數(shù)據(jù)。通過切換本地時鐘的時隙為TS1或TS2，模擬二個TDMA移動臺MS1/MS2的接收機，分別接收TS1的數(shù)據(jù)d1或TS2的數(shù)據(jù)d2。1.5.2、各點信號的測量1按K2鍵，選擇工作方式之一。2.方式一中AFO、DK1、DK2、CLK(上升沿有效)、DK波形 （AFO） （DK1） （DK2） （CLK） （DK波形）3.方式二中AFO、DK1、DK2、CLK(上升沿有效)、DK波形 （AFO） （DK1） （DK2） （CLK）（DK波形）第二部分 MBC-CDMA移動通信實驗2.1、m序列相關(guān)特性2.1.1、基本原理設(shè)ci(t), i=1,2,N是序列周期為T的一組序列，序列長P位碼片（子碼），碼片周期Tp=T/P。它們的互相關(guān)函數(shù)為 （2-1-1）式中，為的循環(huán)移位序列。自相關(guān)函數(shù)為 （2-1-2）式中，為的循環(huán)移位序列。相關(guān)函數(shù)描述了二個序列或波形的相似程度。如圖3-1-1所示。用示波器觀測各點波形即可了解它們的相關(guān)特性。LPFPNi(t)PNj(t)PNi(t)PNj(t)u0=PNiPNj中的直流分量 圖3-1-1 序列相關(guān)特性測量電路下面是本實驗待測量的m序列。（1）5階m序列（序列長25-1=31位）（2）TRI：正交碼同步信號。（3）PNi(t)：求相關(guān)函數(shù)的碼序列之一。（4）PNj(t-)：求相關(guān)函數(shù)的碼序列之二。其中是延時。（5）PNiPNj：PNi(t)PNj(t-)（6）Rij：Rij()=，為相關(guān)函數(shù)，Rij()=（7）SYR：Rij()的重復周期同步信號。2.1.2、m序列自相關(guān)特性（1）用示波器CH1、CH2測量PNi與PNj，與表3-1-1表3-1-4中對應(yīng)的測量項目表比較是否相同。 （上面信號為PNi，下面信號為PNj）從上圖可以看出PNi和PNj是一樣的。（2）示波器設(shè)置：外觸發(fā)，直流耦合，外觸發(fā)信號接自TRI。按K4鍵使K4鍵LED燈滅，選擇“手動延時”。示波器二個通道同時測量PNi及PNj，觀測PNj對PNi的時延。 （延時0.2） （延時0.4）（3）示波器一個通道測量PNj，另一個通道順次測量PNi(t)PNj(t-)及Ri，j()。反復按K4鍵，觀察PNj時延變化及PNi(t)PNj(t-)和Ri，j()的相應(yīng)變化。 （延時1.0 PNi(t)PNj(t-) ） （延時1.0Rij）（4）按著K4不放至K4的LED燈常亮，進入“自動延時”方式，PNj(t-)自動步進延時，延時增量為0.2Tp，LED數(shù)碼管顯示時延值。示波器改為2S/DIV慢掃描，一個通道（置為1V/DIV）測量Ri，j()，另一個通道測量Ri，j()重復周期指示信號SYR，記錄二者波形。其中，Ri，j()記錄大致波形，但要準確測量記錄Ri，j()正負峰值。Ri，j()波形中的小毛刺、小起伏不要理睬，這是步進延時跳變瞬間PNi及PNj碼型的短暫混亂所造成。 2.2、M序列自相關(guān)特性2.2.1、5階M序列在實驗一表3-1-1及表3-1-2的5階m序列4個連0后插入1個0所構(gòu)成，如表3-2-1及表3-2-2所示(插入的1個0加黑了) ，表中f(x)為對應(yīng)的m序列生成多項式。2.2.2、5階M序列自相關(guān)（1）示波器CH1、CH2測量PNi與PNj，與表3-2-1表3-2-4中對應(yīng)的測量項目表比較是否相同。（2）示波器設(shè)置：外觸發(fā)，直流耦合，外觸發(fā)信號接自TRI。按K4鍵使K4鍵LED燈滅，選擇“手動延時”。示波器二個通道同時測量PNi及PNj，觀測PNj對PNi的時延。每按K4一次K4鍵LED燈閃亮一下，并且LED數(shù)碼管顯示時延增加0.2Tp。 （延時0.2） （延時1.0） （3）示波器一個通道測量PNj，另一個通道順次測量PNi(t)PNj(t-)及Ri，j()。反復按K4鍵，觀察PNj時延變化及PNi(t)PNj(t-)和Ri，j()的相應(yīng)變化。 （延時0，PNij） （延時0，Rij） （延時1.0，PNij） （延時1.0，Rij）（4）按著K4不放至K4的LED燈常亮，進入“自動延時”方式，PNj(t-)自動步進延時，延時增量為0.2Tp，LED數(shù)碼管顯示時延值。示波器改為2S/DIV慢掃描，用一個通道（置為1V/DIV）測量Ri，j()，另一個通道測量Ri，j()重復周期指示信號SYR，記錄二者波形。其中，Ri，j()記錄大致波形，但要準確測量記錄Ri，j()正負峰值。Ri，j()波形中的小毛刺、小起伏不要理睬，這是步進延時跳變瞬間PNi及PNj碼型的短暫混亂所造成。 2.3、信道編碼：交織編碼2.3.1、基本原理分組碼只能糾正隨機分散的誤碼。卷積碼能糾正隨機分散的誤碼，并且在約束長度足夠大時，也能糾正短突發(fā)誤碼。對付突發(fā)誤碼的最有效編碼是交織編碼，它將信道傳輸造成的長串的突發(fā)誤碼分散成為隨機分散誤碼，再由分組碼或卷積碼予以糾正。交織編碼本身并不具有糾檢錯能力，只是將突發(fā)信道改造成一個隨機獨立差錯信道，如下圖所示。交織編碼有多種，下面只介紹最簡單、最常用的分組交織編碼。本CDMA實驗系統(tǒng)中，將一幀已卷積編碼的16位信碼x1x2x3x16作為一組進行分組交織編碼。發(fā)端交織編碼器是一個44的存儲器矩陣，16位信碼按行寫入、按列讀出，置亂后送入信道傳輸，如圖（a）所示。收端的去交織器是與發(fā)端交織器相同的44存儲器矩陣，不同的是按相反的方法寫/讀：按列寫入、按行讀出，則輸出信碼順序還原。若在信道傳輸中受到突發(fā)干擾，發(fā)生成片的4位連續(xù)誤碼（圖中加黑點的信碼），在收端去交織后誤碼被分散，可被其后的卷積糾錯解碼器糾正。（1）D1：并/串變換及加尾比特后用戶1信碼D10、D11、D12D16、0（最后1位0為尾比特），每幀共8位，碼速率=fb/2=1.425kb/s，已放在一幀的規(guī)定時段。（2）Dler：已卷積編碼后的D1，每幀共16位，碼速率=fb=2.85kb/s。（3）Dlfr：在Dler前已插入8位幀同步碼（01110010）的用戶1的成幀信碼，每幀共24位，碼速率=fb=2.85kb/s。（4）D1x：交織后的Dlfr。若未加入交織，則D1x =Dlfr。（5）D1xs：已加入人為誤碼的D1x。若未加入人為誤碼，則D1xs=D1x。（6）Drxs：DK2采樣、保持輸出信碼，在接收D1時可能有交織及人為誤碼。碼速率=fb=2.85kb/s。（7） Drfr：已去交織（如果有）的信碼。對于無交織的D1及D2、D3、D4，Drfr=Drxs。碼速率=fb=2.85kb/s。（8）Dr：Drfr經(jīng)卷積糾錯解碼后的接收數(shù)據(jù)，碼速率=fb/2=1.425kb/s。2.3.2、各點信號1關(guān)斷BS2噪聲源。設(shè)置“D1有人為誤碼”、“突發(fā)誤碼”及“D1無交織/去交織”。其它設(shè)置同前。2信碼D1設(shè)置為7位全0。3用示波器二個通道同時觀測發(fā)端BS1的D1fr及D1x，比較在無交織時二處信碼是否相同。 分析：由于信碼D1設(shè)置為全0，再加上最后1位0尾比特，則D1為8bit0，經(jīng)過卷積編碼后為D1er，同樣為16bit全0，D1fr是在Dler前已插入8位幀同步碼（01110010）的用戶1的成幀信碼，每幀共24位，所以D1fr數(shù)據(jù)為01110010 00000000 00000000，由于設(shè)置無交織，所以D1x=D1fr，也為01110010 00000000 00000000。4用示波器二個通道同時觀測發(fā)端BS1的Dlfr及D1xs，反復切換“D1人為誤碼”無/有，測量D1加突發(fā)誤碼后Dlxs成片誤碼的位置及位數(shù)。 分析：從上面兩個圖可以看出，第一個圖是沒有加入人為誤碼D1xs=D1fr=01110010 00000000 00000000，第二個圖加入人為誤碼D1xs不等于D1fr，D1xs數(shù)據(jù)為01110010 11110000 00000000，可以看出誤碼的位置是信碼的開始四個比特。5用示波器二個通道同時觀測發(fā)端BS1的D1xs及收端MS的Drxs，比較二者是否一樣，發(fā)端模擬的信道傳輸造成的突發(fā)誤碼是否傳輸?shù)搅耸斩恕?分析：由于D1xs已經(jīng)發(fā)生連續(xù)突發(fā)誤碼，在接收端Drxs=D1xs，說明發(fā)端模擬的信道傳輸造成的突發(fā)誤碼傳輸?shù)搅耸斩恕?用示波器二個通道同時觀測發(fā)端BS1的D1及收端MS的Dr，或直接看D1的LDE顯示及Dr的LED顯示，觀測Dr與D1是否有差別，是否存在卷積糾錯解碼糾正不了的誤碼。分析：在接受端，經(jīng)過卷積糾錯解碼后的數(shù)據(jù)Dr變?yōu)?000001，而原先發(fā)端的數(shù)據(jù)D1為0000000，這從試驗箱上的LED燈可以看到，發(fā)端7個LED全暗，而接收端得LED有一個是亮的，說明經(jīng)過信道傳輸后數(shù)據(jù)發(fā)生誤碼了，存在卷積糾錯解碼糾正不了的誤碼。7. 設(shè)置“D1有交織/去交織”。8用示波器二個通道同時觀測發(fā)端BS1的D1fr及D1x。觀測D1x信碼位置是否被置亂（交織）。 分析：從上圖中看不出信碼位置已經(jīng)被置亂，即已經(jīng)進行交織處理了，這是由于信碼數(shù)據(jù)全為0的緣故，在示波器上看出交織效果而已，實際上已經(jīng)進行交織處理了，這從后面有人為誤碼可以看出。9. 同時觀測Dlx及Dlxs，觀測Dlx中加入的成片誤碼位置及位數(shù)。分析：這以前面的情況是一樣的，加入人為誤碼的位置是交織后信碼的前面四個比特。10用示波器二個通道同時觀測發(fā)端BS1的D1xs及收端MS的Drxs，反復切換“D1人為誤碼”無/有，比較二處信碼是否一樣，發(fā)端模擬的信道傳輸造成的突發(fā)誤碼是否傳到了收端。 分析：與前面一樣，有人為誤碼時，由于D1xs已經(jīng)發(fā)生連續(xù)突發(fā)誤碼，在接收端Drxs=D1xs，說明發(fā)端模擬的信道傳輸造成的突發(fā)誤碼傳輸?shù)搅耸斩恕?1用示波器二個通道同時觀測收端MS的Drxs及Drfr（已去交織但還未糾錯的成幀信碼），反復切換“D1人為誤碼”無/有，觀測Drfr的誤碼是否已分散。 分析：由于Drfr是Drxs經(jīng)過去交織后的數(shù)據(jù)，而Drxs收到的是有突發(fā)誤碼的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)為01110010 11110000 00000000，經(jīng)過去交織后的Drfr為01110010 10001000 1000 1000，可以看出Drfr的誤碼已經(jīng)分散了。12用示波器二個通道同時觀測發(fā)端BS1的D1及收端MS的Dr，或者直接看D1的LED顯示及Dr的LED顯示，反復切換“D1人為誤碼”無/有，觀測存在突發(fā)誤碼時，系統(tǒng)采用了交織/去交織及經(jīng)卷積糾錯后接收信碼Dr還有無誤碼。分析：在接受端，不管是否有無人為誤碼，經(jīng)過卷積糾錯解碼后的數(shù)據(jù)Dr都為為0000000，原先發(fā)端的數(shù)據(jù)D1為0000000，這從試驗箱上的LED燈可以看到，發(fā)端7個LED全暗，而接收端得LED也是全暗的，說明存在突發(fā)誤碼時，系統(tǒng)采用交織/去交織及經(jīng)卷積糾錯后接收信碼Dr已經(jīng)沒有誤碼。2.4、復合地址碼擴頻調(diào)制2.4.1、基本原理本實驗要研究內(nèi)容收發(fā)二端有關(guān)電路如圖3-8-1所示。導頻信道信碼(全0)LPFW0(全0)PN1PIL用戶1信碼DlxsWiDlwPN1DlssDssBPSK1fIF-RXfIF-desDrwfIF1cosIFtPN1PN(0)fIFcosIFtBS1MSM1M5M8同步信道信碼SYfrW8PN1SYss圖3-8-1 復合地址碼擴頻調(diào)制及PN碼解擴（去擾）原理框圖由圖可見，發(fā)端BS1導頻信道擴頻基帶信號PIL=PN1(t) （2-4-1）同步信道擴頻基帶信號SYss=SYfrW8PN1 （2-4-2）用戶1由信道地址碼Wi單獨擴頻的擴頻基帶信號D1w=DlxsWi （2-4-3）用戶1由信道地址碼Wi及基站地址碼PN1復合擴頻的擴頻基帶信號Dlss=DlwPN1=DlxsWiPN1 （2-4-4）則BS1總的擴頻基帶信號Dss=PIL+SYss+Dlss+經(jīng)BPSK調(diào)制后輸出BPSK1=DsscosIFt =PILcosIFt+SYsscosIFt+D1sscosIFt+ （2-4-5）2.4.2、測量各點信號的波形 依次測量Wi，D1w，PN1，D1ss信號如下圖所示： （Wi） （D1w） （PN1） （D1ss） D1擴頻調(diào)制過程Dlxs信碼波形 PN1碼片序號13212345678910111213141516171819202122232425262728293031321Wi=W 碼片數(shù)據(jù)200001111111100000000111111110000Dlw 碼片數(shù)據(jù)00001111111100001111000000001111PN1 碼片數(shù)據(jù)11001101001000001010111011000111Dlss 碼片數(shù)據(jù)11000010110100000101111011001000從上面表格得到的數(shù)據(jù)驗證了Dlss=DlwPN1=DlxsWiPN1D1w=DlxsWi第三部分 課程設(shè)計總結(jié)本次課程設(shè)計總的來說量比較多，所以完成起來相對比較困難，GSM方面完成的實驗有：實驗一 移動通信系統(tǒng)組成及功能實驗二 無線數(shù)字信令實驗三 信令系統(tǒng) 實驗四 多信道共用、空閑信道選取方式實驗七 TDMA（時分多址）移動通信CDMA方面完成的實驗有：實驗一、m序列相關(guān)特性實驗二、M序列相關(guān)特性及5階M序列實驗七、信道編碼(2)：交織編碼實驗八、復合地址碼擴頻調(diào)制 一、在做實驗過程中碰到比較多的問題，比如：1、 由于在做實驗之前預習的不是很充分，沒有很認真的去分析實驗的原理，以及提前整理在實驗中需要記錄哪些數(shù)據(jù)，所以在做實驗過程中，思路有點亂，再加上量比較多，而且第一天上午又沒帶相機，導致有些重要數(shù)據(jù)忘記記錄，因此在課程設(shè)計報告上有些實驗結(jié)果就不能體現(xiàn)出來。2、 沒有很好的去選擇需要完成哪些實驗，導致有些類似的實驗重復做，而忘記了有些該做的步驟，比如在做CDMA時，m序列和M序列其實是類似的，M序列的隨機性與m序列相似。只是M序列自相關(guān)特性稍差，不象m序列的二值特性而是多值的，具有較大的旁峰（旁瓣）。M序列不再具有移位相加性及采樣性。3、 有些實驗的數(shù)據(jù)測量的不是很好，比如用示波器觀察程控交換機用戶線信令實驗時，比如測DTMF號碼時，無繩電話座機按一個數(shù)字時，不好用示波器捕捉到信號，需要重復多次測量才能測出信號。4、 在使用數(shù)字示波器器時也有一些問題，因為數(shù)字示波器的有些功能還不清楚，以前也沒用過那些功能，比如在測量數(shù)字信令時，一開始不清楚外部觸發(fā)，所以開始不清楚怎么捕捉數(shù)字信令。二、通過本次實驗也學到很多內(nèi)容，通過分析實驗原理使自己對移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、交換機用戶線信令、有線呼叫有線電話的接續(xù)過程、手機呼叫有線電話之間的呼叫接續(xù)過程、時分復用，以及m序列、M序列等有了更深的理解。尤其是分析了交織編碼實驗，使自己對如何降低數(shù)據(jù)誤碼率的方法有了更深的理解。23