2023年移动通信实验报告.pdf
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中南大学移动通信实验报告 目 录 1第一部分基础实验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2第1章 伪随机序列产生实验3实验一 m序列产生及特性分析实验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4实验二 WALSH序列产生及特性分析实验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8第2章 信源编码和信道编码实验14实验三线性分组码实验17实验四GSM交织技术实验23第3章 扩蝇信基础实验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28实验五直接序列扩频(DS)编解码实验,2 9实验六演濒(FH )通信实验，36第4章 数字调制和解调实验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40实 验 七BPSK调制解调实验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 1实 验 八Q PSK调制解调实验。
45实验九OQP S K调制解调实验49实验十M S K调制解调实验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53第二部分 系统实验. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-58( - ) 单机系统59第1章 单机自环系统，60实验一短信收发实验60实验二移动终端原理实验63 （ 二）GSM 系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74第2章 互换机原理7 4实验一系统通信实验74第3章 移动系统七号信令. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79实验一移动通信7号信令实验。
7 9第三部分移动实验一、开机・97二、关机・97三、挂起，9 8四、主叫,99五、mi 00 第一部分基础实验第一部分基础实验相应移动通信系统的各个关键部分 涉及语音的A /D 转换、 压缩编码实验， 扩频通信的扩频码的产生实验， 扩频、调频通信实验， 数字调制与解调实验，信道编码实验，信道特性实验第 1 章伪随机序列产生实验第 2 章信源与信道编码实验第 3 章 扩频通信基础实验第 4 章 数字调制和解调实验 第1章 伪随机序列产生实验在扩频通信系统中， 信号频谱的扩展是通过扩频码（ 或伪随机序列） 来实现的从理论上讲， 用纯随机序列去扩展信号的频谱是最抱负的， 但接受机为了解扩还应当有一个同发送端扩频码同步的副本所以实际工程中多用伪随机序列作为扩频码根据Shannon编码定理可知： 只要信息速率R b小于信道容量C , 总可以找到某种编码方法， 在码周期相称长的条件下， 可以几乎无差错地从受到高斯噪声干扰的信号中恢复出原发送的信号Shannon在证明编码定理时提出用品有白噪声记录特性的信号来编码 白噪声是一种随机过程， 它的瞬时值服从正态分布， 功率谱在很宽的频带内都是均匀的,具有及其优良的相关特性。
之所以选择随机信号来传输信号, 是为了实现多址通信， 信号间必须正交或者准正交这样信号之间不容易发生干扰 但是由于随机信号的不可复制性， 接受端无法恢复原始的发送序列， 所以采用一个周期性的、 足够随机的序列来逼近白噪声性能 这就是伪随机序列，也被成为P N码伪随机序列具有类似于随机序列的性质， 归纳起来有下列三点：1 .平衡特性： 随机序列中0和1的个数接近相等；2 . 游程特性: 把随机序列中连续出现0或1的子序列称为游程或1的个数称为游程长度 随机序列中长度为1的游程约占游程总数的1 / 2,长度为2的游程约占游程总数的1 / 2，长度为3的游程约占游程总数的1/2 33 . 相关特性: 随机序列的自相关函数具有类似于白噪声自相关函数的性质 伪随机序列具有类似于随机序列的性质， 但它的结构或形式是预先可以拟定的， 并且可以反复地产生和复制扩频码中应用最广的是m序列， 又称最大长度线性序列通常尚有G O LD序列和WALSH序列由于m序列在扩频码中占据特别重要的地位所以我们先对m序列的性质及m序列的产生进行讨论实验一 m序列产生及特性分析实验一、实验目的1 . 了解m序列的性质和特点;2 . 熟悉m序列的产生方法；3 . 了解m序列的DSP或CPLD实现方法。
二、实验内容1 . 熟 悉m序列的产生方法；2 . 测 试m序列的波形；三、实验原理m序列是最长线性反馈移存器序列的简称， 是伪随机序列的一种它是由带线性反馈的移存器产生的周期最长的一种序列 m序列在一定的周期内具有自相关特性 它的自相关特性和白噪声的自相关特性相似虽然它是预先可知的， 但性质上和随机序列具有相同的性质 比 如 ： 序 列 中" 0 "码与 T码等抵及具有单峰自相关函数特性等1 . m序列的产生m序列是由带线性反馈的移存器产生的结构如图：其 中a *为移位寄存器中每位寄存器的状态，G为 第i位寄存器的反馈系数Ci=l表达有反馈，C = 0表达无反馈我们先给出一个m序列的例子在 图1 - 1 - 1中示出一个4级反馈移存器若其初始状态为( a 3 , a 2 , a i , a) = ( 1 , 0 , 0 , 0 ) ,则在移位一次时， 由a 3和a 0模2相加产生新的输入a 4 =l㊉0 =1新的状态变为( a * a 3 , a 2 , a i ) =( l , 1 , 0 , 0 )这样移位1 5次后又回到初始状态( 1 , 0 , 0 , 0 ) ,不难看出， 若初始状态为全" 0 ", 即" 0 , 0 , 0 , 0 ”, 则移位后得到的仍为全" 0 "状态。
这就意味着在这种反馈移存器中应避免出现全" 0 "状态不然移存器的状态将不会改变由于4级移存器共有2 4 =1 6种也许的不同状态除全" 0 "状态外， 只 剩1 5种状态可用即由任何4级反馈移存器产生的序列的周期最长为1 5 .我们经常希望用尽也许小的级数产生尽也许长的序列由上例可见， 一般说来， 一个 n级反馈移存器也许产生的最长周期等于（ 2n-lX我们将这种最长的序列称为最长线性反馈移存器序列， 简称m序列初始状态 1 0 0 0 1110 0111 02 ' - 1 =1 5 （ 个）111 10 11 110 1 1o 图 1 - 1 - 2 的序列的产生10 1 0110 1一个线性反馈裔位寄存器黑否产生m产列, 取决于科勺目桂系数G （ 例如上图的G ） .o 0 1 1 „对 于 m 序列C的 平 值 必 须 按 曙 一 个 本 原 等 项 式 中 的 二 进 制 系 数 来 取 值 i=0n级移位寄存器可以产生的m序列个数由下式决定：NJ " ）r其中以X） 为欧拉函数， 表达小于等于X 并 与 X 互质的正整数个数（ 涉 及 1 在内） 表 1 - 1 - 1 列出了部分m序列的反馈系数Ci , 按照下表中的系数来构造移位寄存器,就能产生相应的m序列。
表 1 - 1- 1 m序列的反馈系数表 m序列的级数nm序列的周期P反馈系数Ci( 八机制)37134152353145,6 7 , 7566310 3,147,15571272 0 3, 2 1 1 , 2 17,2 3 5 ,277,313, 325,345,367825 5435,453,5 3 7,5 43,5 4 5 ,5 5 1 , 703,747951110 2 1, 1 0 5 5 ,1 13 1 ,1 15 7 ,1 1 67,117 51010232023,203 3 , 215 7,2443,274 5 ,3 2 7 11120 4740 0 5,44 4 5,5023,5263, 6 211,7 3 63124 09510123,11417 ,12 515,13 50 5 , 14127 ,1505313819 220 2 33 , 2326 1,24 6 3 3,3 0 7 41, 32535,3 7505141638342103,517 6 1,55753,6 0 15 3 ,7 114 7 ,6 7401153276 5100003,110013,1 2 0 265,133663 ,142 3 05m序列具有以下性质：( 1 )均衡性。
m序列中0和1的数目基本相等(2)游程分布(3 ) 移位相加性(4 ) 相关特性自相关波形如图1 - 1 - 3所示 (5)周期性(6 ) 伪随机性分布无规律， 具有与白噪声相似的伪随机特性四、M序列产生框图时钟। TP201电平转换与隔离M序列| TP202图1 - 1-4 周期为15的M序列产生框图五、实验环节1 . 观测现有的m序列打开移动实验箱电源， 等待实验箱初始化完毕先按下" 菜单" 键, 再按下数字键"1"选 择 " 一 、 伪随机序列”， 出现的界面如下所示：一 . 伪随机序列1 m序列产生2 GOLD序列产生3 WALSH序列产生 再按下数字键" 1 "选 择"1 m序列产生" ， 则产生一个周期为1 5的m序列2. 在测试点T P 2 0 1测试输出的时钟，在测试点T P 2 0 2测试输出的m序列图 1 TP201 与 T P 2 02实验二 WALSH序列产生及特性分析实验一、实验目的1 . 了解Walsh序列的性质和特点；2 .熟悉W a ls h序列的产生方法；3 . 了解Wa 1 sh序列的DSP实现方法二、实验内容1 .熟悉Wa 1 s h序列的产生方法;2 . 测试W a ls h序列的波形； 3*. 用DSP编程来产生Wa 1 sh序列。
三、实验原理l.W alsh序列的基本概念Walsh序列是正交的扩频序列，是根据Wa 1 s h函数集而产生Walsh函数的取值为+1或者-1图1- 3 - 1展示了一个典型的8阶Walsh函数的波形W” n阶W a I s h函数表白在W a ls h函数的周期T内，由n段W a Ish函数组成n阶的Walsh函数集有n个不同的Walsh函数， 根据过零的次数， 记为Wo、W1.W2等等图 1 -3 -1 W alsh 函数W alsh函数集的特点是正交和归一化， 正交是同阶不同的W alsh函数相乘，在指定的区间积分，其结果为0；归一化是两个相同的Wal s h函数相乘， 在指定的区间上积分，其平均值为可以将-1和+ 1转换为二进制的0和1 ,这样一个n阶Walsh函数在周期T内取值就转换为由n个码元表达的序列16阶W alsh序列内容如表1-3-1所示表1-3-1 16阶Walsh序列序号Wal s h函数表达Wal s h序列表达0-1 -1 -1-1 -1 - 1 -1 -1 -1 -1 - 1 —1 —1 —1 - 1 - 1000 0 0 0 00 0000 0 00 01- 1 1 -1 1 -1 1-1 1-1 1-1 1-1 1- 1 10101 0 1 0 1 0 1 0 1010 12- 1 - 1 1 1 - 1 -1 1 1 -1 -1 11-1 -1 1 100 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 01 13-1 1 1-1-1 1 1 - 1 - 1 1 1-1-1 11-10 1 1 0 0 1 1 0 011 0 01 1 04-1 -1 -1-1 1 1 1 1 - 1 - 1 -1 -1 100 0 011 1 1000 0 BWalsh函数的自相关特性并不抱负，但是互相关特性很好， 为了改善自相关特性， 实际系统中, 序列经W alsh函数调制后，再用自相关特性好的PN序列进行扩频。
由于W a Ish函数1 111 1 1 15-1 1-1 1 1 - 1 1-1-1 1 - 1 1 1 —010 1 1 01 0 0101 1-1110106-1-1 1 1 1 1 -1 -1-1 -1 1 1 1 100 1 1 1 1 0 00-1-10 11 110 07-1 1 1-1 1 -1 -1 1 - 1 1 1-1 1-10 110 1 0 0 1 0 1-1 11 0 10018-1 —1-1 —1 —1-1 -1 —1 1 1 1 100 00 0000 1 1 11 1 1 1111119-1 1 -1 1-1 1 — 1 1 1 —1 1 —0 1 0 1 0 1011 01 1-1 1-110 10101 0—1 —1 1 1 - 1 - 1 1 111—10 0 1 100 11 110- 1 1 1-1-10 1 1 0 011- 1 1 1 - 1 - 1 1 1 -1 1-1 -1 1 1 - 10 1 1 0 0 1 10 1 0 0-1 111 0 0112-1-1 -1-1 1 1 1 1 1 1 1 1-1 -10 0001 111 11 1-1-11 0 00013—1 1-1 1 1-1 1 - 1 1-1 1 —1 —0 1 01 1 01 0 11 1 - 1 10 100 1 0 114-1 —1 1 1 1 1 —1 -1 1 1-1 -1 —1001 1 11 0 01 1-1 1 10 0 0 01115-1 1 1-1 1 -1 -1 1 1 - 1 - 1 1-1 1Ol i o 1 0 0 1 1 0 0 11 -10 1 1 0之间的正交性，可以使用不同的Wa 1 sh序列对不同的信道进行调制， 在接受端再用相同的Wals h序列提取信号，从而接受到所发送的信息。
用这种方法，我们可以使多个信道在同一频率上发送而不会互相干扰，这也正是码分多址得以实现的基础02.Wa Ish序列的产生生成W a ls h序列有很多种方法， 通常是通过哈达码矩阵来产生Wal s h序列运用哈达码矩阵产生Walsh序列的过程是采用迭代的方法迭代过程如下：353司“2N其中N = 2 〃 , 〃 = 1 , 2 , . . “丫 为 ”' 的逻辑取反例如; M =[0]，“2乩40 00 1“4“H2]瓦“20000010100110110回 “X瓦0000000000010100110011o100110000011110101010001111000101001将上式矩阵中的第j行用二进制序列｛ HNJ｝ 表达，可以得到相应的W a 1sh序列四、Wa 1 sh序列产生框图DSP电平转换与隔离时钟 [Walsh序 列 [Walsh 序歹 U1Walsh序 列 1Walsh序 列 1TP201TP202TP203TP204TP205图 1 -3— 2 周期为16的W a Ish序列产生框图五、实验环节1 . 观测现有的W a Is h 序列波形打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完毕。
先按下" 菜单" 键，再按下数字键"1",选择"一、伪随机序列"， 出现的界面如下所示:伪随机序列1 m序列产生2 GOLD序列产生3 WALSH序列产生再按下数字键"3"选择"3 WALSH序列产生” ， 产生四个阶数为16的 W a Is h 序歹h 2 . 在测试点TP2 0 1 测试输出的时钟, 分别在测试点TP2 0 2 .TP203. T P204.TP 2 0 5 测试 16位的WALSH序列3*. 自主设计通过D SP产生Wal s h 序列1 ） 将 DSP的仿真器JTAG接口与D S P 模块板的双排针相连， 注意连接方向；2 ）将 CCS2.2仿真软件打开；3）建立一个工程文献，学生在main.c中编写产生W alsh序列的源代码；4 ）编译和链接程序；5） 通过仿真器加载.ou t 文献, 并执行D SP程序；6 ） 在 TP20：L 观测时钟输出；7） 在 TP 2 02.TP20 3 .TP204.TP205 观测产生的 Walsh 序列波形选作, 需要计算机和DSP的仿真器六、实验任务1 . 分别画出测试点TP202.TP2 0 3. T P204.TP20 5 的信号波形；2 . 分析WALSH序列的特点， 分析这四个W a Ish序列之间的正交关系；3 . 分析CD M A 编码中基带数据先对W alsh序列进行调制然后再对PN 序列进行调制的的必要性。
图 2.1 T P20 1 TP2 0 2图2.2TP20 1 与 TP203 图 2.3 TP201 与 T P 2 04图 2. 4TP 205 第 2 章信源编码和信道编码实验语音模数转换1. 模数转换的基本原理在现代数字通信系统中，传输的信号都是数字信号，而我们通信的重要业务——语音是模拟信号， 要想在数字通信的网络中传输, 必须进行信号的模数转换，将模拟信号转换为数字信号在现代通信系统中以PCM为代表的编码调制技术被广泛应用于模拟信号的数字传输PC M 的重要优点是：抗干扰能力强；失真小; 传输特性稳定，特别是远距离信号再生中继时噪声不累积，并且可以采用压缩编码、纠错编码和保密编码等来提高系统的有效性、可靠性和保密性此外, PCM还可以在一个信道上将多路信号进行时分复用传输脉冲编码调制(P CM)是把模拟信号变换为数字信号的一种调制方式， 其最大的特点是 把连续输入模拟信号变换为在时间和振幅上都离散的量，然后将其转化为代码形式传输PCM编码通过抽样、量化、编码三个环节将连续变化的模拟信号转换为数字编码为便于用数字电路实现，其量化电平数一般为2的整数次累， 有助于采用二进制编码表达。
采用均匀量化时， 其抗噪声性能与量化级数有关， 每增长一位编码， 其信噪比增长约6 d B , 但实现的电路复杂限度也随之增长，占用带宽也越宽因此实际采用的量化方式多为非均匀量化, 通常使用信号压缩与扩张技术来实现非均匀量化 在保持信号固有的动态范围前提下,在量化前将小信号进行放大而对大信号进行压缩通常的压缩方法有1 3 折线A律和〃律两种标准，国际通信中多采用A律采用信号压缩后，用 8 位编码实际可以表达均匀量化1 1 位编码时才干表达的动态范围，能有效提高小信号时的信噪比图 2 - 1 示为脉冲编码调制的原理框图图 2 - 1 脉冲编码调制原理框图 1 ) 抽样定理及其应用低通信号均匀抽样定理： 一个频带限制在0到fx以内的低通信号， 假如以＜＞ 2fx的抽样速率进行均匀抽样， 则 x( f ) 可以由抽样后的信号x, ( f ) 完全地拟定［ 指 工 )包具有x( / )的成分，可以通过适本地抱负低通滤波器不失真地恢复x( 而最小抽样速率£ =2/ 称为奈奎斯特速率，1 / ( 2 人) 称为奈奎斯特间隔 2 )量化量化的过程是指模拟信号火 按照适当抽样速率/ 进行均匀抽样， 抽样周期7 ； = 1 / ＜。
第％个抽样值为犬A T , ) 抽样值在量化时转换为Q 个规定电平叫、m2 、 … 、m " 中的一个 量化后的信号是对本来信号的近似当抽样速率一定期， 量化级数目增长和量化电平选择适当，可以使与々) 近似限度提高量化过程分为均匀量化和非均匀量化在均匀量化中， 量化噪声与信号电平大小无关 量化误差的最大瞬时值等于量化阶距的一半 所以信号电平越低, 信噪比越小当信号的振幅动态范围越宽, 需要的量化电平数就越多为了克服均匀量化的缺陷， 需要量化阶距跟随输入信号电平的大小而改变 在低电平时分层细一些， 用小的量化阶去近似， 对大信号则用大的量化阶去近似这样就使输入信号与量化噪声之比在小信号到大信号的整个范围内基本一致因此， 就要使用压扩技术来实现非均匀量化3)编码信号通过抽样、量化以后成为可以编码的量化信号量化信号通过模/ 数变换可以转换成各种各样的编码信号， 然后就可以将它们送到信道中去传输， 这就是基带信号代码的形式通常采用二进制， 而多进制代码只是用路的信噪比较好， 可以运用的频带比较窄的情形4 )数模转换数模转换为模数的反过程， 通过将模数转换的数据通过内插和低通滤波来完毕模拟语音信号通过麦克分到达A D 733U 的模拟输入端口 VIN,通过内部的A / D 转换,完毕采样量化和编码，通 过 SDO端口串行数字输出，每个采样点1 6 比特，同时芯片的SD I 端口可以接受数字化后的语音信号，进行D /A转换，通过VOUT端口， 到达喇叭。
可以听到相应的声音其中SDOFS和 SD IFS分别为发送和接受数据的帧同步信号二、语音压缩1 . 语音压缩基本概念语音编码技术可分为两大类：波形编码和参量编码波形编码是将时间域信号直接变换为数字代码，其特点是再建信号的质量，即信号的信噪比高, 而其变换的比特率在64kb/s-16kb / s 范围, PCM 、△M 等均属于这一类参量编码，又叫变换域编码，是在信源信号的频率域或其它正交域抽取其特性参量变换为数字代码进行传输在接受端从数字代码恢复特性参量，再从参量重建语音信号这种方法的特点是质量较前者低，但可大大压缩比特速率， 多用于窄带信道，如在移动通信、卫星通信、军事通信中应用日益广泛通用的P C M 数码率为64k b / s , 语音质量可达成长途通信网的标准规定ADPCM在数码率为32kb/s,可达成64 kb /s的 PCM 系统的通话质量, 并且压缩了数码率A M 系统虽然也压缩了数码率，可工作在3 2 kb /s或 1 6 k b /s,但其话音质量不如P C M 和 ADPC M o 理论和实践证明， 采用上述语音编码方法， 若进一步减少数码率，语音质量会明显下降,达不到通信的质量规定，在很低码率时，甚至无法实现通话。
通常，减少数码率的语音编码方法， 叫语音压缩编码压缩编码共分为两大类: 一类叫中速率压缩编码， 指数码率4.8k b/s- 1 6kb/s范围的语音编码其语音质量较好，达成常用数字通信中档质量规定，清楚度很高、自然度能达成基本规定，通信质量有少许失真，且与语音特性有一定限度关系谐波压扩ADPCM、子带编码、自适应变换域编码(ATC)、多脉冲预测编码和矢量编码等均属于这一类另一类叫低速率压缩编码， 其数码率从100b/s左右到4.8kb/s«这种编码技术又叫声码器技术，其语音质量比前者差，特别时自然度较差，较难从声音辨认出发言人声音的特点; 同时，它和语音特性有较大关系， 不同人发言，其质量不同研究表白: 语音编码的极限压缩率为8 0 -100b/so这是只能传送句子内容，发言人的音质， 情绪等信息就丧失了广泛应用的初期声码器形式是通道声码器发端对输入语音进行粗略的频谱分析，而收端产生一信号, 其频谱与发端规定的频谱相匹配目前较常采用的是线性预测声码器， 它们不仅语音质量大为提高， 同时数码率也得到充足减少发端涉及两个子系统: 一个是线性预测编码滤波器；另一个是提取基音和判决清浊音系统。
由发端传输清浊音参数，在收端运用这些参数控制激励源和通道声码器同样， 收端激励源或者产生随机噪声， 或者产生基音周期脉冲序列, 激励幅度取决于输入增益 然后通过合成恢复语音信号也可以用语音激励来取代基音提取和清浊音判决, 构成声激励线性预测(VELP)声码器多脉冲激励声码器模型是用一串脉冲来代替LPC声码器中的周期脉冲和白噪声序列.用于中速(9.6-16kb/s)语音编码得到了质量很好的合成语音， 其优点之一是不必象LPC 声码器那样需要精确提取基音信息和清浊音判决信息 多脉冲激励编码要传送脉冲位置和幅度信息， 故编码速率不能压得太低通常用于中速编码, 进一步压低比特率，一般要采用矢量量化(V Q )技术实验三线性分组码实验一、实验目的 1 . 了解线性分组码的原理及表达方法；2 .掌握线性分组码的编解码方法；3 .验证线性分组码的纠错能力二、实验内容1 . 记录实验中各个测量点数据；2 .根据线性分组码的方法对得到的数据进行验证；3 .检测误码位数及误码位置并得到原数据三、实验原理( 1 )分组码介绍分组码常用( n , k )来表达， 它是将k位信息码元, 经编码后形成n位一组的输出序列( n> k ), 其中附加的r = n —k 位是监督码元， 其编码效率R = k / n 。
分组码中的监督码元只与本组中的信息码元有监督约束的关系输入的k位信息组合共有2 a 个不同的形式，编码器输出也只需相应着那个输入形式输出2 « 个不同的码组即可错误! 未定义书签 但由于n位二进制数组成的序列组合， 共有2 " 个不同的形式， 因此，( n , k ) 分组编码就是从这2 " 个二进制数组合中，挑选出2 « 个作为编码的输出码组( 也称为许用码组或码字) ， 其余( 2 " - 2 " ) 个则是禁用码组.当信道编码输出的码字在信道中传输时， 产生的误码就也许使本来的许用码组变为禁用码组， 这时接受端就可以判断出此码组中有误码， 但误码也也许使一个许用码组变为另一个许用码组， 这时,接受端就无法判断出有误码分组码的检纠错能力与码组中附加的监督码元个数有关， 当 r越大，禁用码组越多，误码使许多码组变为禁用码组的也许性越大，则编码的检纠错能力越强, 但同时， 附加的与传输信息无关的码元个数增长了，因此，在实际应用中要折中考虑数据率和差错控制编码的检纠错能力 2)线性分组码根据编码的方式不同可得到不同形式的分组码，实验中采用了线性分组码的编码方式,对其它编码方式感爱好的可自行查阅资料。
线性分组码是分组码的一个子集 性分组码中, 监督码元与信息码元之间满足线性约束关系， 亦即这种约束关系可由一组线性方程来描述 下面讲构造一个能纠正一位误码的线性分组码的过程一个能纠正长为( k + r ) 序列某一位上的误码， 需要监督位的个数应满足2r> k + r ( 2 - 5 - 1 )即附加的r 位监督码元的2 , 中不同的组合形式能足够表达( k + r ) 个一位误码的位置若需要对k = 4 位信息码元进行分组编码，根据上式可知， 需要附加的监督位数为r > = 3 , 取监督位最少的情况， 即 r = 3 , 则有n = k + r = 7 于是( 7 , 4 ) 分组码是一个可纠正一位误码的分组码 若用( 4%4 a 3 4 4 a o ) 表达编码器输出的7位码元， 用一个三位二进制数( 5 , S2S3)表达7 个码位上出现误码及无误码的状态, S | S 2 s 3 的不同取值与误码位置可规定为如下表2 - 5 - 1 所示的对用关系R S 2 s 3 也称为校正子表 2 —5 - 1 校正子S Q 2 s 3 的取值与误码位置的相应关系S,S2s31 1 111 01 010 111 0 00 1 00 0 10 0 0误码位置%%出a2q4()无误码从 表 2 - 5 - 1 中的规定可看出，当一位误码无论出现在4 、% 、内和生哪一个位置上时，S , 都为" 1 " , 否则, S , 为" 0 这说明当无误码时g 、6 、和% 四位码元应满足偶监督关系， 即㊉ % ㊉。
4 ㊉ 2 = 0 ( 2 -5 - 2 )当无误码时，为使§2 为" 0 " , 从表中可看出,&、% 、/和 G四位码元应满足偶监督关系， 即4 ㊉ 牝 ㊉ 4 ㊉ 4 = 0 ( 2 — 5 - 3 )同理, 当无误码时，为使其 为" 0 " , 则& 、% 、/和小 四位码元应满足偶监督关系，即 6 ㊉㊉ 3 ㊉ 0 = 0 ( 2 - 5 - 4 )上面的三个线性方程即构成了一个( 7, 4 ) 分组码的监督方程, 由于监督码元(4、 5 、 4 、％ 、 2 、4、 0 中的三个码元) 与信息码元之间的约束关系是线性的， 因此生成的码 组是一个线性分组码当监督码元是附加在信息码元之后时，即华 巧 ， 勾鬼, a\ 0Q信息码元监督码元信息码元监督码元4 6 a 5 a 4 a 3a2a[aQa6a5aM师000 0 00 0010001110 0 0101 110011 0000101011 01001 00011110101 10 0101 0011 01 1 0000 10 1011 01110 1010011001111101 0001110001 1 1 111 1所构成的码组成为系统码。
当我们要构造一个系统码, 可由式( 2 - 5 - 1 ) , ( 2 - 5 - 2 ) , ( 2 - 5 -3)移项求得监督码元出、4、4与信息码元4 、％ 、见 、%之间的线性监督方程组为% = % ㊉ ㊉ 4回'< % =6 ㊉% ㊉3回 瓯 回 《 广 & ㊉ 4 ㊉的 ( 2 — 5 - 5 )上面的方程组称为所要构造的( 7 , 4 ) 分组码的一致监督关系或一致校验方程组这个方程组用矩阵表达可写为1 I 1r1 「 . 1 1 0 r i4 « o j = h 6 «5 % /]]()]= [ 的5的3 ] 2 -5 - 6 )0 1 1式中Q是一个4 * 3的矩阵( 对一般的线性分组码来说是一个k * r 阶矩阵) 上式表白，当矩阵Q给定后， 即可由k 位信息码元拟定r 位监督码元在矩阵Q的左边加上k * k阶单位方阵，构成一个新的矩阵G = 4 则 由 式 ( 2 - 5 - 6 ) 可得到回 回 E E B ( 2 — 5 —7 ) @6 4 a 4% & 4 a o ] =5a4a3 ] [ 4] = 6a 5①6]G由此可见, 只要矩 「 1 0 0 0 1 1 1 ]阵 G拟定了， 即可由k 位信息码0 1 0 0 1 1 0G =0 0 1 0 1 0 10 0 0 1 0 1 1 元的所有序列组合形式生成整个码组( 共有2人个) 。
矩阵G又称为生成矩阵， 是分组码编码的依据相应于式(2 -5-6)的生成矩阵为0 0 0回 回(2-5-8)将 式 (2 - 5 - 5 ) 所示的方程组中各方程移项后， 可得到㊉5 ㊉ “ 4 ㊉2 = 0＜ 3 ㊉ 4 = 0% ㊉4㊉% ㊉0 = 0此方程组用矩阵表达可写为(2-5-9)(2-5-10)或 记 为0 0 H Mr=O幽3(2-5-11)其中 0 回0回00IH = 11(21 1 0 1 0 01 0 1 0 1 00 1 1 0 0 1-5-12)称为(7,4)分组码的监督矩阵或校验矩阵；A = [a6 % % % 生% ] 是 码 组 ， 式 (2-5-11)中的"T"表达矩阵的转置对线性分组码(n, k ) 来说， 监督矩阵是一个r=n —k 行、n 列的矩阵只要监督矩阵给定，则编码时信息码元与监督码元之间的监督关系就是拟定的在接受端就是根据码字与监督矩阵应满足监督关系式( 2 —5-10),来判断是否有误码及纠正误码的 例如， 若一个(7,4)分组码的监督矩阵如(2 - 5 - 1 2 ) 所示，在接受端收到了一个码组为(1 0 0 1 0 1 1 ) , 由于00 001 00 1000H»Ar00而 即1 (? ) 0 0EEB (2 -5-13)因此， 可以肯定此码组中有误码， 对 于 此 例 ( 监 督 矩 阵 H是由表5 -1的规定得到的) ，可对照表5-1得知。
6发生了错误( S1S2s3 = 111) 进行纠正后得到译码后的输出码组为( 0 0010 1 1 )»对于线性系统码, 其监督矩阵具有如下形式：式中， P 是 一 个 r * k 阶矩阵，lr是 r 阶的单位矩阵这样的监督矩阵也称作典型矩三 、实验环节与任务1 . 打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完毕；2 .先按下“ 菜单" 键, 再按下数字键"2",选择" 二信源信道编码” ；3 . 再按数字键" 4 " ,选择" 线性分组码” ；4 .打开双通道示波器, 用通道一测量TP2 0 1 测试点波形, 此波形为帧同步脉冲信号,调至稳定状态；5 . 用通道二测量TP 2 0 2 波形数据， 并记录一帧8 位基带码元数据注意：帧时钟上升沿为起始时刻 6 . 采用" 实验原理” 的方法，将 8位基带数据构导致（ 7 , 4 ）分组码， 生成矩阵为（ 2 - 5 -8 ） „注意: 若收到数据为： 110 0 1 1 0 0,则 1 1 0 0 分 别 相 应 上 述 原 理 中 的 7 , 再用通道二测量T P 2 0 5 波形数据， 以帧同步上升沿为起始时刻记录一帧1 6 位码元数据，并 8位为一组分为两组，去掉最低位， 得 到 1 4位码元数据。
将此数据和环节6中计算得到的（ 7,4）分组码数据进行比较， 看是否相同？8 . 再 用 通 道 二测量T P 2 0 4波形数据，并记录一帧1 6 位线性分组编码加错后的数据， 并 8位为一组分为两组， 去掉最低位， 得到1 4位码元数据 其解码方式同“ 实验原理" 部分所讲， 监督矩阵为（ 2 - 5 —12 ） 根据检错原理，计算错误位所在位置， 并更正接受的码元数据, 和环节7中记录的波形数据相比较, 看是否相同？五、 实验任务1 .描述线性分组码的原理；2 . 画出各点波形；3 .验证检错后的解码数据和原始基带数据的关系；4* . 设计D S P 线性编解码的程序, 修改基带数据， 来观测上述测试点的波形变化图 3 . 1 T P 2 O 1 和T P 2 O 2 图 3. 2 T P201 和 TP2 0 5图 3. 3 TP201 和 TP 2 0 4 实 验 四GSM交织技术实验一、实验目的1 . 了解交织技术的原理；2 . 掌握交织的基本方法；3 . 验证采用交织技术后抗突发误码的能力；二、实验内容1 .记录实验中各个测量点数据；2 . 根据交织技术的方法对得到的数据进行验证；3 .检测误码位数及误码位置并得到原数据；三、实验原理前面所介绍的信道编码技术: 分组码与卷积码， 只能检测出或纠正单个误码或不太长的连续误码， 在一般信道中误码通常是单个的或随机分布的， 运用信道编码可以有效地提高传输质量。
但在移动通信系统中，干扰和衰落引起的误码往往具有突发性，是长串连续的块状误码信道编码对此误码是无能为力的交织技术正是为解决这一问题而设计的交织是将原信息中的连续比特分散到不同的时间段中组成新的序列， 新组合的序列在信道中传输时， 当出现长串连续的误码时， 在接受端通过去交织，误码就被分散成单个的或很短的连续误码，分散后的误码一般都能运用信道编码的纠错能力予以纠正交织可分为卷积交织和分组交织两类分组交织是将待解决的m *n个信息数据， 以行的方式依次存储到一个m行n列的交织矩阵中， 然后以列的方式读取数据， 得 到n帧码字、每帧有m个信息比特的输出序列这样的输出序列已将本来连续的信息比特分散开了， 本来的连续的比特在输出序列中均被(m — 1 ) 个比特所间隔通常将交织矩阵的行数m成为交织深度m越大，则交织后信息比特被分散的限度越高 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20□ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □(a)1 5 9 13 17 2 6 10 14 18 3 7 11 15 19 4 8 12 16 20□ □□□□□□□□□□□□□□□□□□aS )1 5 9 13 17 2 6 10 14 18 3 7 11 15 19 4 8 12 16 20□ □□##### □□□□□□□□□□□□(c)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 1 12 13 14 15 16 17 18 19 20□ # □ □ □ # □ □ □ # □ □ # □ □ □ # □ □ □3 )下面以一个5*4交织为例来说明信息序列经交织后抗突发误码的能力。
a )交织器输入码元序列(b)交织后输出序列(c)传输序列中有连续突发误码(d )解交织后的误码分布但对于上图所示的交织，当突发误码长度大于5时， 去交织后仍会有连续的误码当误码长度大于20时,5*4交织已完全失去了分散误码的能力因此， 交织矩阵的结构，特别是交织深度决定了采用交织后所具有的抗突发误码的能力交织深度越深，误码被分散的距离越大， 抗连续误码的能力越强但由于交织在发送端和接受端都是先存储后读出， 对与系统传输会带来延时 比较大的延时在系统中是要加以限制的， 因此， 对于交织矩阵的设计，应结合信道的特点、信号的特性以及信道编码的纠错能力综合考虑应充足发挥信道编码的纠错能力，并尽量减少由于交织而带来的延时采用交织技术，并不需要像信道编码那样要附加额外的监督码元，却可以减少系统对抗干扰能力的设计规定， 因此在一些传输信道复杂的通信系统中有着广泛的应用本实验按照实验二中所示方法， 将8位码元的基带数据进行(7, 4 )线性分组码编码后,每组后面添加一个"0”,组 成16位码元数据然后进行2 *8交织， 得到交织后数据， 并添加了两位连续的误码，实验中可验证交织后和未交织的数据抗突发误码的差别。
四、实验环节与内容1 . 打开移动实验箱电源， 等待实验箱初始化完毕；2 .先按下" 菜单" 键, 再按下数字键"2 ",选择" 二信源信道编码” ；3 .再按数字键" 5 " ,选择"GSM交织技术” ；4 . 打开双通道示波器， 用通道一 测 量TP20 1测试点波形，此波形为帧同步脉冲信号, 调至稳定状态;5 . 用通道二测量TP 2 0 2 波形数据， 并记录一帧16位码元数据 注意： 帧时钟上升沿为起始时刻6 . 采用" 实验原理" 中的方法， 将 16位码元数据采用2 * 8 交织方法， 得到交织后数据7 . 再用通道二测量T P 203波形数据，以帧同步上升沿为起始时刻记录一帧1 6 位码元数据将此数据和环节6 中计算得到的交织后数据进行比较，看是否相同？8 . 再用通道二测量TP 2 04波形数据， 并记录一帧16位交织后加错的数据试解交织9 .用通道二测量TP205波形数据，并记录一帧16位码元数据，和环节8 中解交织后数据比较, 看是否相同？1 0 .将环节9 中数据按照" 实验二 线性分组码实验" 中解码原理对数据进行纠错 纠错后数据和环节5 中记录的波形数据相比较，看是否相同？五、 实验任务1 . 描述交织技术的原理；2 . 画出各点波形；3 . 验证交织后数据和未交织数据同时加连续两个误码的纠错能力；4 * .设计D SP交织技术的程序， 修改码元数据，来观测上述测试点的波形变化。
图 4. 1 T P 20 1 和 TP202图 4.2 T P20 1 和 TP203 图 4. 3 TP201 和 TP2 0 4图 4. 4 TP2 01 和 TP205 第3章扩频通信基础实验所谓扩展频谱技术一般是指用比信号带宽宽得多的频带宽度来传输信息的技术C DMA给每一用户分派一个唯一的序列( 扩频码) ，并用它对承载信息的信号进行编码知道该码序列用户的接受机对收到的信号进行解码， 并恢复出原始数据， 这是由于该用户码序列与其它用户码序列的互相关是很小的 由于码序列的带宽远大于所承载信息的信号的带宽，编码过程扩展了信号的频谱， 所以也称为扩频调制， 其所产生的信号也称为扩频信号C DMA通常也用扩频多址(SSMA)来表征 对所传信号频谱的扩展给予CDM A以多址能力 扩频通信最大的优点是对信道中窄带干扰的克制当信道中存在窄带干扰时，由于干扰是在发射信号扩频之后加入的，所以接受端的解扩操作在将吩望信号缩回到原带宽的同时，还会将非盼望信号( 即窄带干扰) 的带宽扩频同一倍数， 从而使窄带干扰变成了宽带干扰， 减小了其功率谱密度因此， 扩频可以用来减小干扰对接受机性能的影响， 实现克制窄带干扰对接受机性能的影响， 实现克制干扰的目的，并且扩频越宽， 窄带干扰的克制能力就越强。
因此， 对扩频信号的产生及其性能的了解十分重要 扩频调制技术必须满足两条基本规定：1 .所传信号的带宽必须远大于信息的带宽；2 .所产生的射频信号的带宽与所传信息无关；3 .由于扩频信号扩展了信号的频谱， 所以它具有一系列不同于窄带信号的性能：4 .多址能力；5 .抗干扰性能好；6 .抗多径衰落能力强；7 .系统容量增大；8 .通信质量好；9 .频率运用率高；1 0. 高度可靠的保密安全性；1 1 .功耗小CDMA按照其采用的扩频调制方式的不同， 可以分为直接序列扩频(DS)、 跳频扩频(FH)、跳时扩频(T H )和复合式扩频，其中直扩方式与其它方式相比， 实现数谱扩展更方便目前 采用扩频技术的通信系统大多采用直扩方式工作， 所以我们先研究直扩技术， 然后再讨论跳频 实验五直接序列扩频( D S )编解码实验一、实验目的1 . 了解直扩扩频和解扩的原理和系统组成；2 . 熟悉通过D S P 完毕直扩扩频解扩和数据传输的过程二、实验内容1 .熟悉直扩扩频和解扩的过程；2 . 测试直扩扩频和解扩的工作波形， 认真理解其工作原理；3 * . 通过设计D S P 程序来完毕直扩扩频和解扩。
三、实验原理直接序列扩频是将要发送的信息用伪随机序列( P N ) 扩展到一个很宽的频带上去，在接受端用与发送端相同的伪随机序列对接受到的扩频信号进行解决， 恢复出本来的信息 干扰信号由于和伪随机序列不相关，在接受端被扩展，使落入信号频带内的干扰信号功率大大减少，从而提高了系统的输出信噪比, 达成抗干扰的目的1 . 直接序列( D S ) 扩频系统的组成图 3 - 8 - 1 为直扩系统的组成原理框图 图 3 -8 -1 直扩系统的组成框图信源输出的信息流与伪随机码产生器产生的伪随机码相乘（ 或者模二相加即异或） ， 产生一个速率与伪随机码速率相同的扩频序列， 然后再用扩频序列去调制载波， 这样就得到了已扩频调制的射频信号在接受端, 接受到的扩频信号， 经高放和混频后， 用与发送端同步的伪随机序列对扩频信号进行解扩， 经信号的频带滤波器滤波， 便得到所传输的信息 干扰信号由于和伪随机序列不相关，在接受端频谱被扩展，使落入信号频带内的干扰信号功率大大减少，从而提高了系统的输出信噪比图 3-8-2为相应的信号波形 信源0 0 0 1 0 11 0 0 0 1 011PN码扩频调制本地PN码信宿图3 - 8 - 2 直扩的信号扩频和解扩波形（ 扩频和解扩采用异或运算）2. 直扩系统的实现在实验中用TM S 3 2 0 VC5 5 0 9的DSP来完毕数据的直扩扩频和解扩。
原始数据和伪随机序异或， 产生相应的扩频数据通 过D S P的M C BSP通道发送, 再通过D / A转换为模拟信号， 经射频发送模块传输射频接受模块接受到扩频信号后， 经下变频，恢复为基带信号， 经A /D变换后， 由DSP的MCBSP 口接受 接受方采用和发送方同样的伪随机序列进行解扩（ 异或） ， 得到了原始的发送数据四、 实验环节1 . 打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完毕；2 . 先按下“ 菜单" 键, 再按下数字键" 3 " ,选择" 三、 扩频通信基础” ， 再按下数字键"1"选择" 1.直扩编解码" ；3 .通过测试点TP20 1观测和伪随机序列频率相同的时钟信号；4 . 通过测试点T P202观测原始数据的波形；5 . 通过测试点T P 20 3观测发送方的伪随机码的波形； 6 . 通过测试点TP2 0 4观测扩频后的数据波形；7 . 通过测试点TP2 0 5观测解扩后的数据波形；8 .通过测试点TP 2 06观测解扩后的伪随机码波形五、实验任务1 . 描述直接扩频通信的过程；2 .画出各点波形；3 .验证解扩后的数据和原始基带数据的关系；4*. 设计D S P扩频和解扩的程序, 修改扩频码，来观测上述测试点的波形变化。
图 5.1 TP 2 01 和 TP202 图 5 .2 TP201 和 T P203图5.3T P20 1 和 TP204 图5.5TP 2 01 和 TP2 0 6 图 5 .6 T P 202 和 T P 2 05图5. 7TP 2 03 和 TP206 图 5. 8 TP203 和 T P204 实验六 跳 频 ( F H ) 通信实验实验目的1 . 了解跳频和解跳的基本原理；2 . 了解D SP( 数字信号解决器) 在移动通信中的应用；3 * .熟悉通过DSP完毕跳频、解跳和数据传输的过程二、实验内容1 .熟悉跳频和解跳的过程，并通过信道进行传输；2 .测试跳频和解跳的工作波形， 认真理解其工作原理三、实验原理1. 跳频(FH)系统的基本原理跳频系统的载频受一伪随机码的控制， 不断地、随机地跳变， 可以当作载频按照一定规律变化的多屡屡移键控(MFSK)与直扩相比，跳频系统中的伪随机序列并不直接传输， 而是用来选择信道跳频电台已经成为未来战术通信设备的趋势跳频系统的组成如图3 - 9 —1所示发送端由信源产生的信息流去调制频率合成器产生的载频, 得到射频信号 频率合成器产生的载频受伪随机序列控制, 按照一定的规律跳变。
在接受端的本振信号是一个和发送端跳变规律一致的频率跳变信号, 通过混频后，就可以解调出原始信号TP202信源 I发送方PN码频率合成器 图3-9-1 跳频系统组成框图一般跳频系统可以根据跳频速率分为快速跳频、中速跳频和慢速跳频跳频系统的频率跳变，受到伪随机序列的控制， 时间不同，伪随机序列的相位不同, 相应的频率合成器产生的频率也不同 跳频系统的频率跳变规律成为跳频图案 如图3 — 9 - 2为一个随时间跳频的跳频图案纵向表达频率，横行表达时间， 不同的时间， 频率在跳变图3 -9-2 跳频图案跳频系统具有以下的特点：(1)有较强的抗干扰能力， 采用了规避干扰的方法抗干扰2)用于组网， 实现码分多址，频谱运用率高 3 )快跳频系统用的伪随机码速率比直扩系统低的多， 同步规定比直扩低， 因而时间 短 、入网快2.跳频系统的实现在实验中用T M S 3 2 0 VC 5 5 0 9的D S P来编程，软件完毕跳频具体过程如下：(1)预先设定四个频率点， 再用伪随机序列按照一定的规律产生一个指针， 指向这四个频率中的一个；( 2 )发送方对原始数据信息进行B P S K调制，原始信号对选择的跳屡屡率进行调制， 并通过射频传输；( 3 )接受方将接受的信号下变频后， 采用和发送方同样的伪随机序列， 通过同样的规律获得相同的频率，进行解调，再通过B P S K解调， 获得原始数据。
四、实验环节L打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化完毕；2 .先按下" 菜单” 键,再按下数字键" 3 " ,选择" 三、 扩频通信基础” ，再按下数字键选择 "2 .跳频" ；3 .通过测试点T P 2 0 2观测原始数据的波形；4 .通过测试点T P 3 0 8测试跳频并完毕D / A转换后的波形；5 .通过测试点T P 2 0 4观测解跳后的数据波形五、实验任务1 .描述跳频通信的过程；2 .画出各点波形；3 .验证解跳后的数据和原始基带数据的关系； 图 6.1 TP202 和 TP20 4图6.2TP202 和 TP3 0 8 图 6. 3 TP 2 04 和 TP3 0 8 第4章数字调制和解调实验数据传输的基带输出是一系列的二进制数据,不能直接通过无线链路发送 所以必须用基带信号对载波波形的某些参量进行控制， 使载波的这些参量随基带信号的变化而变化， 即进行调制从原理上来说，只要已调信号适合于信道传输， 受调载波的波形可以是任意的由于正弦信号形式简朴，易于发送和接受，所以在大多数数字通信系统中，都选择正弦信号作为载波本章实验也限于用正弦波作为载波根据对载波参数的改变方式，可把数字调制方式分为三种基本类型: 振幅键控(A SK )、移频键控(FSK)和移相键控(PSK)。
每种类型又有很多种不同的形式，例如FSK又有连续相位的技术，P S K 有 BPSK和 QPSK等数字载波键控信号的数学表达式为：SQ) = A(r)cos[ B P S K的信号产生可以采用相乘器来实现产生的方法以及波形如图4 -1 1 -1所示TP202信源 1、 [ 双极性 _不归零码TP308调 制 - - - - -1~।o♦ V \k V 图BPSK信号的产生以及波形BPSK信号的解调只能采用相干解调， 解调器的框图和各点的波形如图4-1 1 - 2所示 图4-11 —2 B P S K相干解调器各点波形本实验中,D SP用软件方式完毕B P S K的调制和解调由D SP产生一个正弦波，和要发送的数据相乘， 实 现BP S K调制，通 过DSP的MCBSP2串口发送, 再通过D/A转换和上变频进行传输接受方通过下变频和A /D变化，将数据交给DS P的MCB S P 2 口，D S P做相干解调，恢复出原始数据信息四、 实验环节1 .打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化初始化结束后显示" 初始化完毕，请使用" ，此时可以进行下面操作；2 .先按下" 菜单" 键, 再按下数字键"5",选择" 五、 数字调制解调” ，再按下数字键"1"选 择,T . BPSK调制” ；3 .在测试点T P202测试发送方基带数据；4 .在测试点TP 3 0 8测试BPS K调制后的波形；5 .在测试点TP204测试解调后的数据波形；6 * .根据提供的仿真器和J T A G接口，自主设计一个D S P软件程序， 通过D S P的MCB SP 2串口、A / D、D /A电路和上下变频电路，来完毕一个B P S K的调制、传输和解调实验。 并根据上述各测试点， 测试各点波形五、实验任务1 .画出各点波形，熟悉BPSK调制的过程2 * . 根据提供的J T A G接口， 自主设计一个DS P软件程序， 通 过DS P的MC B SP2串口、A / D、D /A电路和上下变频电路，来完毕一个BPSK的调制、传输和解调实验并根据上述各测试点，测试各点波形图7. 1TP 2 02 和 TP308 图 7. 2 TP 2 0 2 和 TP204图7.3TP2 04 和 TP308 实验八QPSK调制解调实验一、实验目的1 . 了解Q P S K 调制和解调的基本原理；2 .熟悉软件完毕Q P S K的过程二、实验内容1 .熟悉Q P S K 调制和解调过程；2 .通过示波器测试QPSK各点的波形；3 * . 设计一个通过D S P 程序完毕QPSK的程序，加强对Q P S K 的理解三、实验原理B P S K 是用两种相位( 0 , % ) 来表达两种信息， 而四相移相键控( Q P S K ) 是运用载波的四个不同相位来表征数字信息，每一个载波相位代表两个比特的信息因此对于输入的二进制数字序列应当先进行分组 将每两个比特编为一组， 采用相应的相位来表达。 当初始相位取 0时，四种不同的相位为：0 , 乃 /2 , 万, 3 万/ 2分别表达数字信息：1 1 . 0 1 . 0 0 、1 0 ;当初始相位为乃/4时, 四种不同的相位为： 〃/4、 3 〃/4 、 5 ) / 4 、 7 " / 4 分别表达1 1 . 0 1 . 0 0 、1 0 o这两种Q P S K 信号可以通过图4 - 1 2 - 1 的矢量图来表征图 4 - 1 2 - 1 QPSK信号的矢量图表达QPSK信号可以表达为: ％⑺ = /« ) c o s m - Q ( T ) s i n & , 其 中 / ")称为同相分量, Q (t)称为正交分量根据上式可以得到Q PSK正交调制器的方框图， 如图4： 2 -2 所示图 4-12-2 QPSK系统调制器原理框图从 图 4-12-2可以看出, Q P S K 调制器可以看作为两个BPS K 调制器构成，输入的二进制信息序列通过串并转换, 提成两路速率减半的序列/ ⑴ 和 Q " ) , 然后对C O S " 和s in d进行调制， 相加后即可得到Q P S K 信号通过串并变换之后的两个支路， 一路为单数码元,另一路是偶数码元， 这两个支路为正交， 一个称为同相支路， 即 I支路, 另一个称为正交支路， 即Q 支路。 Q PSK信号可以采用两个正交的载波信号实现相干解调通过载波恢复电路，产生相干载波，分别将同相载波和正交载波提供应同相支路和正交支路的相关器，通过积分、判决和并串转换， 即可恢复本来的二进制信息QPSK解调框图如图4-12-3所示接收信号QPSK回00图 4-1 2 - 3 QPSK相干解调框图 现在QPSK实验中，我们采用了 D S P来软件实现QPSK调制和解调本实验中，运用DSP用软件完毕BPS K的调制和解调由DSP产生一个数据源， 并进行串并转换，分为I路和Q路， 同时产生同频的正弦信号和余弦信号, 分别和I、Q路相乘，再 将I、Q路合路,实QPSK调制， 通 过DSP的MCBSP2 口串行发送， 再通过D / A转换和上变频进行传输接受方通过下变频和A /D变化，将数据通过DSP的MCBSP2串行交给D S P,DSP做相干解调，恢复出原始数据信息四、实验环节1 .打开移动实验箱电源， 等待实验箱初始化 初始化结束后显示" 初始化完毕， 请使用” ,此时可以进行下面操作；2 .先按下" 菜单" 键，再按下数字键"5"选择" 五、 数字调制解调" ， 再按数字键"2"选择"2. QPSK 调制” ；3 .在测试点T P 201测试输入的基带数据波形。 4 .在测试点TP 2 02测试发送的I路数据；5 .在测试点TP 2 0 3测试发送的Q路数据；6 .在测试点TP 3 08测试Q P S K调制波形；7 .在测试点T P 204测试接受的I路解调数据；8 .在测试点TP 2 0 5测试接受的Q路解调数据；9 . 在测试点TP20 6测试接受解调后数据五、实验任务1 .画出各点波形， 熟悉Q P S K调制的过程2 .比较调制信号的相位关系, 计算各相位跳变点的相差，理解Q P S K的概念3 *. 根据提供的仿真器和J TAG接口, 自主设计一个D S P软件程序，通 过DSP的MCBSP2串口、A / D、D / A电路和上下变频电路， 来完毕一个QPSK的调制、传输和解调实验并根据上述各测试点，测试各点波形 图 8. 1 TP201 和 TP202图8.2TP201 和 TP3 0 8 图 8.3 TP20 1 和 TP 2 0 3实 验 九OQPSK调制解调实验一、实验目的1 . 了 解OQPSK调制和解调的基本原理；2 . 熟悉软件完毕O Q PSK的过程二、实验内容1 . 熟悉OQSPK调制和解调过程；2 .通过示波器测试OQP S K各点的波形；3*. 设计一个通过DSP程序完毕QPSK的程序，加强对OQPSK的理解。 三、实验原理 回偏移四相相移键控(OQPSK)是此外一种四相相移键控将 Q PSK调制框图中的正交支路信号偏移n / 2,其他不变，即可得到OQPSK信号将正交支路信号偏移Ts/2的结果是消除了已调信号中忽然相移开的现象每 个 Ts/ 2 信号只也许发生±乃/ 2 的变化QPSK和 Q PSK信号的相位转移图如图4-13-1所示图 4 -1 3 -1 相位转移图如上图所示，采 用 O Q PSK调制后， 相位转移图中的信号点只能沿着正方形四边移动,故相位只能发生% / 2 的变化相位跳变小，所以频谱特性要比QPSK的好二进制TP201低通滤波A t)串/ 并本振延时TS/2-0 -। AcoswtTP308O Q P S K带通 — ►AsinwtTP202 1低通滤波Q(t)(a) OQPSK调制器框图 (b) O Q PSK相 干 解 调 器 框 图图4-1 3 - 2 OQPSK调制器和相干解调器框图在OQPSK实验中，我们采用了 D S P软件来实现OQPS K调制和解调本实验中由DS P产生一个数据源，并进行串并转换，分 为 / 路 和Q路，同时产生同频的正弦信号和余弦信号， 分别和I、Q路相乘， 再 将 / 、Q路合路， 进行OQPSK调制， 通 过D S P的M CBSP2口串行发送，再 通 过D /A转换和上变频进行传输。 接受方通过下变频和A / D变化， 将数据通过DS P的MCBSP2串行交给DSP,DSP做相干解调， 恢复出原始数据信息四、实验环节1 .打开移动实验箱电源，等待实验箱初始化初始化结束后显示" 初始化完毕，请使用" ， 此时可以进行下面操作；2 .先按下" 菜单" 键，再按下数字键"5"选择" 五、 数字调制解调" ，再按数字键"3"选择"3. O Q PSK调制” ;3 .在测试点TP20 1测试输入的基带数据波形；4 .在测试点TP2 0 2测试发送的I路数据；5 .在测试点TP20 3测试发送的Q路数据；6 .在测试点T P 3 0 8测试OQPSK调制波形；7 .在测试点TP 2 04测试接受的I路解调数据；8 .在测试点T P2 0 5测试接受的Q路解调数据；五、 实验任务 1 .画出各点波形， 熟悉O Q P S K调制的过程；2 .比较调制信号的相位关系，计算各相位跳变点的相差，拟定是否符合OQPSK的特点， 理解OQPSK的概念;图 9. 1 TP201 和 TP 3 0 8图9 . 2T P20 2 和 TP308 图 9. 3 TP2 0 1 TP203图9.4TP 2 02 和 TP204 实验十MSK调制解调实验一、实验目的1 . 了解M SK调制和解调的基本原理；2 . 熟悉软件完毕M S K的过程。 二、实验内容1 . 熟悉M S K调制和解调过程；2 .通过示波器测试M SK各点的波形；3 *. 设计通过D S P程序完毕M S K的程序，加强对M SK的理解三、实验原理当信道中存在非线性的问题和带宽限制时，幅度变化的数字信号通过信道会使己滤除的带外频率分量恢复，发生频谱扩展现象， 同时还要满足频率资源限制的规定因此，对己调信号有两点规定，一是规定包络恒定; 二是具有最小功率谱占用率因此, 现代数字调制技术的发展方向是最小功率谱占有率的恒包络数字调制技术现代数字调制技术的关键在于相位变化的连续性， 从而减少频率占用M S K ( 最小频移键控) 是移频键控FSK的一种改善形式在FSK方式中， 每一码元的频率不变或者跳变一个固定值， 而两个相邻的频率跳变码元信号， 其相位通常是不连续的 所谓M S K方式，就 是FSK信号的相位始终保持连续变化的一种特殊方式可以当作是调制指数为0 .5的一种连续相位的F S K信号其重要特点是包络恒定，带外辐射小，实现较简朴其数学表达式为：S(f) = Z c o s (@ / + ak J / + 自)n " b式中, ％为码元的宽度,On为+ 1, — 1。 裔是第n个码元的初始相位，并且0 =，a„ = %或 ± nn a,产 a,,_xIT7T当输入+1时， 发送的角频率为：4 + 2土 当输入一1时，发送的角频率为：c o - - .在2Tb 2Tb 一个码元内相位增长%/2或者减小〃/2 ,所以相位的变换是连续的图4 —1 4 - 1给出一种MSK调制信号产生的方法图4-14-1 MSK的调制框图实现M S K调制的过程为：先将输入的基带信号将其提成/ 、两路，并互相交错一个77TT码元宽度，再用加权函数c o s ( 2 r )和s in ( 2 f )分别对/ 、两路数据加权，最后将两路数据分别用正交载波调制M S K使用相干载波最佳接受机解调， 如图4一14 —2所示0积分清洗. TP203判决cos® /)MSK输出相干载波数据输出串并转换一积分清洗判决严204图4 - 1 4 - 2 M S K的相干解调框图在MSK实验中，我们采用了 DSP软件来实现MSK调制和解调本实验中由D S P产 生一个数据源， 并进行串并转换， 分为/ 路 和Q路， 同时产生同频的正弦信号和余弦信号，分别和/ 、Q路相乘， 再 将I、Q路合路， 进行M S K调制， 通过DSP的MCBSP2 口串行发送，再通过D/A转换和上变频进行传输。 接受方通过下变频和A /D变化， 将数据通过DSP的MCBSP 2串行交给D S P, DSP做相干解调，恢复出原始数据信息四、 实验环节1 .打开移动实验箱电源， 等待实验箱初始化初始化结束后显示" 初始化完毕，请使用” ，此时可以进行下面操作；2 .先按下" 菜单" 键, 再按下数字键"5"选择" 五、 数字调制解调" ，再按数字键" 4 "选择“ 4 . MSK调制” ；3 .在测试点TP 2 0 1测试输入的基带数据波形；4 .在测试点TP 2 0 2测试发送的I路数据；5 .在测试点T P203测试发送的Q路数据；6 .在测试点T P 3 0 8测试MSK调制波形；7 .在测试点T P 2 04测试接受的I路解调数据；8 .在测试点T P 2 0 5测试接受的Q路解调数据；五、 实验任务1 .画出各点波形， 熟悉MSK调制的过程；2 .观测调制之后的信号频率变化，及有否相位跳变， 理解MSK的概念； 图 10.1 TP 3 0 8图 10.2 TP201 和 TP2 0 3 图 1 0 .3TP 2 02 和 TP204图 10.4 TP2O6 第二部分系统实验系统实验部分涉及RZ 8 0 0 1 型移动终端实验箱自环系统通信实验、移动系统信令互换实验和移动系统通信实验。 R Z 8 0 0 1 型移动终端实验箱可以自己构成一个自环系统， 完毕语音、数 据 （ 短信） 的自环通信同时数据还可以通过P C 机 接 入 RZ8001实验箱，在 RZ800 1 实验箱完毕自环以后又送回PC机. 对于语音的自环通信, 事实上完毕了对输入的语音进行A/ D 变换， 压缩编码，扩频，无线发送，传播， 无线接受，解压缩，D / A 变换，然后输出语音信号对于数据的自环通信，事实上完毕了对输入的数据，压缩编码， 扩频， 无线发送, 传播，无线接受，解压缩， 然后输出数据两 台 RZ8001型移动终端实验箱之间也能完毕相应的语音何数据的传输多 台 RZ 8 001型移动终端实验箱与配套的基站RZ 8 00 2 , 互 换 机 RZ 8 0 0 3 组成一个移动通信系统之后，其中每台RZ8001型移动终端实验箱都可以和PC机上配套的"移动系统信令实验平台"软件一起完毕对移动台开机， 关机， 主叫，被叫， 挂机的信令交互实验通过信令交互实验， 可以清楚地观测到每种情况下移动台与基站和互换机之间的信令交互过程,加深对移动通信系统的结识多台RZ 8 001型移动终端实验箱与配套的基站RZ8002,互 换 机 RZ8 0 0 3 组成一个移动通信系统，可以完毕移动台之间的语音和数据通信。 RZ8 0 0 1 型移动终端实验箱完毕语音、数据的解决，和基站的信令交互；基站完毕各终端的频率分派和信令分析、解决,以及和互换机之间一起完毕跨基站的移动终端实验箱之间的通信， 同时将本基站管理移动终端实验箱的状态送往互换机互换机终端完毕跨基站之间的移动终端实验箱之间的通信管理， 同时将各移动终端实验箱的状态送往P C 机, PC机上配套移动系统软件对各移动终端实验箱的状态和数据进行显示、分类、存储和分析同时实验箱上还配置了一个GSM模块， 运用它还可以和GSM 公网的普通进行短消息收发和语音呼喊等实验 第1章完毕RZ8O01型移动终端数据和语音自环系统通信实验第2章完毕移动系统的互换机原理实验第3章完毕移动系统的基站原理实验第4章完毕G S M信令实验第5章完毕移动系统7号信令实验 (-)单机系统第1章单机自环系统RZ800 1型移动终端实验箱可以自己构成一个自环系统，完毕语音、数据( 短信) 的自环通信 同时数据还可以通过P C机接入RZ8001实验箱， 在RZ8 0 01实验箱完毕自环以后又送回P C机 对于语音的自环通信， 事实上完毕了对输入的语音进行A /D变换， 压缩编码,扩频，无线发送, 传播，无线接受，解压缩,D / A变换, 然后输出语音信号。 对于数据的自环通信, 事实上完毕了对输入的数据， 压缩编码，扩频， 无线发送， 传播，无线接受， 解压缩，然后输出数据 实验一短信收发实验一、实验目的1 . 了解终端短信和数据通信的结构框图；2 . 了解移动通信终端的短信收发过程二、实验内容1 .通过键盘和液晶选择和发送短信，观测接受结果三、实验原理回通讯发达的今天短信已经成为人们交流的重要手段， 其中也蕴含着巨大的市场和经济利益重要过程就是用户将编制好的短信，通过移动信道，发送给接受方，接受方收到短信， 再显示出来短信收发的结构框图如图1—1一1 所示接 收 方图 1-1-1 短信收发的结构框图工作过程如下：开机, DS P 从 FLASH加载程序代码 1）发送方：1）通过键盘选择短信， 由单片机通过中断告知DSP;2） DSP将短信数据解决后通过串口 MCBSP发送给D/A转换单元；3） D/A转换单元将数字信号变换为模拟信号，然后上变频单元通过射频将 语音信号发射出去2）接受方1）接受方的下变频单元， 将接受的信号下变频给接受方的A /D单元；2）A/D单元将模拟信号转换为数字信号， 交给DSP的MCBSP；3 ） DSP对短信解决后，通过中断告知单片机， 单片机将接受的短信内容在液晶屏上显示出来。 四、实验环节及任务1 . 打开实验箱电源, 等待实验箱初始化初始化结束后显示" 初始化完毕，请使用" ， 此时可以进行下面操作2 . 先按下键盘上" 菜单” 键, 再按下数字键"6"选择" 六. 短信收发" ，进入短信编辑方式选择状态；按下"1"键进入" 选择短信序号” 方式， 显示屏显示短信编号和内容：请选择短信：1 .您好！2 . 祝您工作顺利！3 . 有移动通信课！可以通过" 个/确认" 键和" J /取消" 键查看更多的短信按下相应的数字编号选择要发送的短信内容，并启动短信发送程序；按下" 2"键进入" 编辑数字短信” 方式，可以用键盘输入数字，输入完毕后按下" 个/ 确认" 键，启动短信发送程序；按下"3"键进入" 编辑数字短信” 方式， 此时数字1 - 9分别代表字母A~ I , 可以用键盘输入字母，输入完毕后按下" 个/ 确认" 键, 启动短信发送程序；3 . 在液晶的上方显示发送的短信内容假如接受到短信，在液晶的下方将显示收到的短信内容4 . 通过菜单选择短信收发实验，选择其他的短信内容， 观测接受到的短信内容 实验二移动终端原理实验一、实验目的1 . 了解GSM数字移动通信系统物理层的基本流程；2 . 了解移动通信终端的语音通信过程；3 . 了解GSM系统的TDM A时隙和帧结构， 以及移动台的编解码技术。 二、实验原理在第一部分中， 通过基础实验， 掌握了移动通信过程中的A / D 转换和D/A转换、 信源编码/ 解码( 语音压缩编码) 、信道编码/ 解码、扩频/ 解扩、数字调制/ 解调等内容在本节实验中，结合第二代数字通信系统GSM系统的特点, 将上述实验内容放到GSM系统实验中， 除了了解GSM移动通信系统， 同时加深上述各个过程在移动通信系统各个环节的作用用先对GSM移动通信系统语音通信的几个环节做简朴的介绍：1. 语音编码技术G S M 系统中语音编码采用的是声码器和波形编码器的混合型编码器， 全称为线性预测编码- 长期预测编码- 规则脉冲激励编码器(L P C-LTP-R PE), 简称为规则脉冲激励线性预测编码器(RPE-LTP),其中LPC+LTP为声源编码, RPE为波形编码，再通过复用器混合完毕模拟语音信号的数字编码 2 . 信道编码技术0 G S M语音编码器每20m s输出一帧比特数据， 各比特对信号质量的影响限度是不同的， 其中一些比特出现差错时， 会对信号质量产生严重的影响， 而有些比特出现差错时， 对信号质量并不会产生太大的影响因此， 移动通信系统中， 在信源编码之后，应对一些对信号质量影响重大的比特进行差错控制编码，使由于系统传输所导致的误码可以得到纠正，保证系统的通信质量。 之后， 对码元数据进行约束长度为5 ,编码效率为1 /2的(2, 1 ,5)卷积编码S G S M系统在信道编码之后还进行了两次交织由于实验系统资源有限， 在因此实验中，并没有加入交织的环节，希望感爱好的同学，可以查阅资料自行了解在此不再赘述3 .调制GSM系统采用了 G M SK的调制方式GMS K调制在前面章节有专门介绍， 在此不再赘述4 .无线传输方式G S M系统采用时分多址(T D M A )， 频分多址(FDMA)和频分双工(FDD)制式在25M的频段中共分12 5个频道， 频道间隔200Khz每载波含8个时隙，时隙宽为0.5 7 7 ms需要注意的是， 在实验中， 只是进行了原理仿真，并没有严格按照GSM系统的时隙特性GS M移动通信终端的组成框图如图1 -3-1所示发送方TP506TP205TP204TP301D/A转换TP505接收方图1 — 3-1 移动通信终端的组成框图工作过程如下：加电后AMBE 2 0 2 3复位， 配置A D7 3 311,根 据SW6 0 1拨动开关的位置， 设立语音压 缩速率及其他参数 1 )发送方：1 )根据K501选择2 K的正弦波或从麦克风输入的话音信号，可以通过W 5 0 1调节发送的音量；2 )模拟信号通过A /D转换芯片AD 7 3311转换为数字信号， 并传递给AM B E2023；3) AMBE2 0 2 3根据预先的参数配置，进行语音压缩编码， 并每2 0ms间隔发送一帧数据给DSP：4 ) DSP接受到语音压缩数据，进行(2,1 , 5 )卷积编码和GMSK调制；5)调制后的数据通过D/A转换，然后上变频，通过射频将语音信号发射出去。 2 )接受方1)接受方将接受的信号下变频给接受方的A /D单元；2 )A /D单元将模拟信号转换为数字信号 ,交给DSP；3 ) DSP对接受的数据进行解调和解码， 并传输给AMBE2 0 2 3;4 ) AMBE 2023将接受的语音压缩数据做解压， 并传递给AD73 3 11；5 ) A D 7331 1将数字语音信号转换为模拟信号，并送到喇叭或耳机可以通过W5 0 2调节接受的音量下面给出了实验中部分测量波形， 仅供参考图(1 -3 -2 )为每20ms 一帧的基带数据码元，通道二为帧同步脉冲信号，通道一为基带码元信号说明: 由于在系统中并未加入CRC校验部分， 因此每帧结尾有部分数据为空白数据,未携带信息， 统一设立为了高电平 图1-3- 2 G S M系统基带码元信号图1-3-3 G SM系统帧结构三、实验环节1 . 打开实验箱电源, 等待实验箱初始化初始化结束后显示" 初始化完毕， 请使用" ， 此时可以进行下面操作；2 .先按下" 菜单" 键，再按下数字键"8"选择" 八. 原理" ， 再按下数字键"1"选择"GSM系统原理" ，进行G S M系统通信原理进行实验；3 . 将K 5 0 1拨到“SIN”,此时输入的模拟信号为2KHZ的正弦信号; 在下述测试点观测发送信号的波形: ( 1)通过测试点TP5 0 1可以观测输入模拟信号。 调节面板上的W 5 01,可以改变输入信号的幅度；( 2 )通过测试点TP 504观测A /D转换后的信号；(3 )通过测试点TP 2 02观测语音压缩后( 编码前) 的信号；(4)通过测试点TP 2 0 3观测编码后的信号：( 5 )通过测试点TP308观测GMSK调制并组合成帧后的数据；4. 在下述测试点观测接受信号的波形：( 1 )通过测试点TP 301观测接受到的波形数据；( 2 )通过测试点T P2 0 4观测接受端解调后数据；( 3 )通过测试点TP205观测接受端解码后数据；(4)通过测试点TP 5 0 5观测接受端解压缩后的数字信号；(5 )通过测试点TP506观测接受端D/A转换后的模拟信号，调节面板上的W5 0 2可以改变输出信号的幅度；5 . 将K5 0 1拨到"M IC ” ,将输入的模拟信号设立为麦克风输入的话音信号， 插入麦克风,对着麦克风说话, 观测上述各测试点的信号，同时可以听到接受的语音信号注意: 在该实验中，SW601拨码开关必须设立为1010 0 00 0(2. 4kbs):ON D I P00000团001 2 3 4 5 6 7 8四、实验任务1 . 描述移动终端实验箱GSM系统原理的整个过程；2 . 测试从语音输入、语音模数转换、语音压缩、信道编码等一系列测试点的波形；3 . 观测T P2 0 2和TP20 3测试点的信号， 分析编码后数据信号和编码前相比速率是否有变化，编码前后数据速率分别为？4 .观测T P 3 0 8测试点输出的GMS K调制并组合成帧后的数据， 计算每帧时间长度和每帧中一个时隙长度。 "msTEK 0. 000s Stop * c . CH2扩 展底 部O E 1U2 =100mUOCHI EDGE £DCOie9.282kHzTP504 TP202TP2 0 3 TP 308TP3 0 1 T P2 0 4TP505 TP50 6MIC输入 1 =50MU 解压音频信号 第2章 互换机原理实验一系统通信实验一、实验目的1 . 了解移动通信系统的结构框图；2 . 了解移动通信系统中主被叫通信过程二、实验内容1 .用麦克风和耳机来测试系统通信中语音通信的性能；2 .通过键盘和液晶选择和发送短信，观测接受结果三、实验原理RZ800X移动通信系统可以分为三个子系统， 如移动台(MS)、基站子系统(BSC/BSS)、网络和互换子系统(NSS)如下图所示：图2 -1 -1移动通信系统结构示意图互换网路子系统(NSS)重要完毕互换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能基站子系统(BS)是在一定的无线覆盖区中与MS进行通信的系统设备，它重要负责完 毕无线发送接受和无线资源管理等功能移动台就是移动客户设备部分， 它由两部分组成， 移动终端(MS)和客户辨认卡(S I M)。 移动终端完毕话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接受SIM卡存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路R Z800 1 型移动终端实验平台可以与配套的基站， 互换机组成一个移动通信系统各个移动终端实验平台在系统中作为一个独立的移动终端每个基站管理8 个移动终端实验箱， 基站重要完毕各移动终端实验箱通信的状态登记、存储和频率分派及通信链路的建立，并将移动终端实验箱的状态上传到互换机每个基站内的移动终端实验箱之间的通信由基站独立完毕, 不同基站之间的移动终端实验箱通信通过互换机实现工作过程如下：启动互换机，启动基站对的设立移动终端实验箱， 用拨码开关SW 601设立语音压缩速率为2 . 4kb/s( 拨码开关SW 601的设立拨到O N 为 1 , 否则为0 从 1 到 8 设立为：01011111), 启动移动终端实验箱等待初始化完毕； 主叫和被叫移动终端实验箱均进入系统通信实验L语音通信⑴主叫方和被叫方移动终端实验箱都处在空闲状态；( 2 ) 如有拨号则该移动终端实验箱成为主叫方， 拨号完毕后向基站申请与被叫移动终端实验箱进行语音通信；( 3 ) 基站收到请求后， 分析被叫号码，然后基站直接或通过互换机发送主叫号码到被叫移动终端实验箱；(4 ) 被叫移动终端实验箱收到主叫号码后进行显示并振铃；( 5 ) 被叫移动终端实验箱根据被叫用户选择接通或拒绝；(6 ) 基站根据被叫移动终端实验箱用户选择向主叫移动终端实验箱回复相应状态；(7 ) 如被叫用户选择接通，基站给主叫和被叫分派频率资源， 主叫和被叫建立通信链路；⑻主叫和被叫用户可以通过麦克风进行语音通信； （9）主叫和被叫用户在进行语音通信过程中可以选择结束语音通信，基站撤消主叫和被叫的通信链路；（ 10） 通信链路撤消后原主叫和被叫移动终端实验箱均进入空闲状态， 可以再次进行语音或数据通信；2 . 数据通信（ 短信收发）（ 1） 发送方和接受方均处在空闲状态；（ 2） 如有拨号则该移动终端实验箱成为发送方， 拨号完毕后选择发送短信；（3）短信选择完毕后发送方向基站申请与接受方移动终端实验箱进行数据通信;（4） 基站收到请求后检查接受方当前状态， 假如接受方处在空闲状态将发送方号码和短信内容发送到接受方移动终端实验箱。 否则基站回复发送方短信发送不成功；（ 5 ）接受方移动终端实验箱收到主叫号码和短信内容后分别显示, 完毕一次数据通信⑹完毕一次数据通信后，发送方和接受方均回到空闲状态，可以再次进行语音或数据通信四、实验环节（ ―）实验准备（ 老师准备）1 .关机状态下， 用配套的USB接口线连接互换机和计算机；2 .打开基站电源; 打开互换机电源，连续按2 次" 确认" 键，互换机进入状态显示移动实验箱工作状态；3 . 打开移动实验箱电源， 等待实验箱初始化 初始化结束后显示" 初始化完毕， 请使用" ,此时可以进行下面操作；4 . 按下键盘上" 菜单” 键；再按下数字键"9 "选择" 九系统综合通信" 实验， 显示屏上将显示本机号码， 第 1 位表达所属基站编号， 第 2 位表达移动终端实验箱编号； 假如本机号码后显示" * " , 表达移动实验箱开机入网正常，否则反复环节4,或者反复环节3 和环节4;5 . 输入2 位被叫号码，可以听到拨号音和回铃音 二） 语音通信时： 1 . 拨号完毕后按" 个/ 确认" 或" ” 键表达请求与被叫进行语音通信；2 . 假如被叫移动终端实验箱进入系统通信实验， 则被叫移动终端实验箱会收到主叫号码并振铃；3 . 可以按下被叫移动终端实验箱的" 个/ 确认" 键选择接通， 此时主叫方移动终端实验箱和被叫方移动终端实验箱显示" 通信中之后主叫和被叫可以通过麦克风进行语音通信；4 . 假如按下被叫移动终端实验箱的" 取消" 键则选择拒绝接通；5 . 假如被叫移动终端实验箱的长时间没有按键， 则主叫移动终端实验箱显示" 被叫无应答" 。 6 . 在主叫和被叫通过麦克风进行语音通信时，双方均可积极按下" J / 取消" 键挂机并进入空闲状态，此时另一方显示" 对方挂机” ， 之后也进入空闲状态 三）短信通信时：1 .拨号完毕后按" 短信" 键表达将进行短信通信， 并进入短信编辑方式选择状态；2 .按下"1"键进入" 选择短信序号” 方式，显示屏显示短信编号和内容， 可以通过" 个/ 确认" 键和" J / 取消" 键查看更多的短信按下相应的数字编号选择要发送的短信内容, 并启动短信发送程序；按下" 2 " 键进入" 编辑数字短信” 方式， 可以用键盘输入数字， 输入完毕后按下" 个/ 确认"键, 启动短信发送程序；按下"3"键进入" 编辑数字短信” 方式， 此时数字1~9分别代表字母A~l,可以用键盘输入字母，输入完毕后按下" 个/ 确认" 键, 启动短信发送程序；3 .、假如接受方移动终端实验箱进入系统通信实验， 此时显示（ 以 1 2 发短信， 1 3 收短信为例） ：九. 系统综合通信本机号码：13按下" 个/确认" 键，则接受方移动终端实验箱会收到短信内容并显示; 此时发送方显示" 发送成功" ；4 . 假如接受方移动终端实验箱不在系统通信实验状态, 则短信发送不成功。 五、实验任务 1 . 描述移动通信系统的结构框图；2 . 描述移动通信系统中主被叫通信过程 1214欣—•• •综码码送一统号异发系业型仕,本已正无T.lzAw::综.码码:!统号号忙系.如捌叫二本已被一"^一 第5章 移动系统七号信令实验一移动通信7号信令实验一、实验目的1 .学习七号信令的基本原理；2 .解GSM系统中SCCP,TCAP,MAP基本原理；3 . 了解GSM系统中BSSAP基本原理；4 .掌握移动台呼喊、连接的7信令流程；5 .掌握移动台挂机的7信令流程；6 . 了解移动台通信中7信令数据具体含义二、预备知识1 . 移动台呼喊、连接的信令流程；2 . 移动台通信中7信令结构三、实验仪器1 . 基站2台；2 . 互换机一台；3 .移动终端实验箱两台；4 . 台式计算机一台四、实验原理( 一)G SM信令系统GSM数字移动系统由移动台(MS)、基站子系统(BSS)、网络和互换子系统(NSS)、操作维护子系统(OS S )等四个部分组成 基站子系统(BSS)由基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC)两类设备组成网络和互换子系统(N S S )涉及移动互换中心(MSC)、拜访位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)、监控中心(AuC)、MSC网关(GM S C)等功能部分。 在通信系统中， 把协调不同实体所需的信息称为信令信息信令负责通话的建立GSM的信令系统就是要将系统中上述的各个部分连接起来G SM的信令系统的特点为： 统一的接口定义, 可适应多厂商环境，特别是统一的A接口， 可以使运营公司选用不同厂商生产的MS C和BSS组成系统; 信令系统严格分层, 支持业务开放和系统互连在网络侧，即MSC、HLR、VLR、E I R之间均采用和OSI 7层结构一致的7号信令系统下面介绍G SM系统中各部分之间的接口，以及接口协议G图5-1-1 G SM各部分组成和接口协议U m接口是空中无线电接口，是移动台与基站收发信台(BTS)之间的通信接口Abis接口为基站子系统的两个功能实体，即基站控制器(B SC)和基站收发信台(B T S )之间的通信接口B S S与移动业务互换中心M SC之间的接口为A接口, A接口基于2M bit/s数字接口，采用14位编码的N o . 7信令方式重要传递涉及呼喊解决、移动性管理、基站管理、移动台管理等信息MSC与拜访位置寄存器VLR之间的接口为B接口， 用于MSC向VLR询问有关移动台当前位置信息，或告知VLR有关移动台的位置更新信息等。 MSC与归属位置寄存器HLR之间的接口为C接口，用于完毕被叫移动客户信息的传递以及获取被叫移动客户的漫游号码D接口是HLR与VLR之间的接口， 重要互换位置信息和客户信息MSC之间的接口为E接口，是一个2M bit/s数字接口，采用24位编码的N 0.7信令方式，位保持通话连续，而进行局面切换GSM中采用了 OS I的分层协议结构其中下一层协议为上一层协议提供服务， 上一层协 议运用下一层所提供的功能， 上下层之间通过原语进行通信在建立连接之后，对等层之间形成逻辑上的通路.G S M中的信令协议架构为如下图所示的三层: 物理层、链路层、GSM 信令协议第1层( 物理层) ， 物理层定义了信令数据链路的物理、电气和功能特性以及链路接入方法信令数据链路是由两个数据信道组成的信令传输双向通路 在无线接口上采用数据信道结构第2层( 数据链路层) , 链路层负责把约定的消息变成码流， 并提供一定的纠错能力和流量控制 它定义信令消息沿信令数据链路传送的功能和过程 它和物理层一起为两信令点之间的消息传送提供了一条可靠的链路在无线接口上采用LAPDm,它 是L A P D协议的修订版本， 应 用 于I SDN。 通过 A 接口， 可以使用S S 7中的信息传输部分(Mess a geT r ansf er P a rt)第 2 层(MTP2)第三层是G S M信令协议，它具有三个子层: 无线资源管理(R R ),重要负责控制无线和固定信道的装备、维护以及终止过程，涉及移交; 移动性管理(M M ),重要负责管理定位更新和注册，以及安全和认证过程；呼喊连接管理(C M ),重要负责解决总呼喊控制，并管理辅助业务和短信息业务在G S M各接口的分层协议结构可由图5-1-2来表达:Um接口Abis接口A接口ccCM SSSM SM ML3RRL2LAP.DmLITDMAkBSSMAPBTSMLAP_DSCCPMTPPCMccD> -TAPCM SSSM SM MBSSMAPSCCPMTPM SBTSBSCM SC 图5 —1 -2各接口协议分层表达U m接口是空中无线电接口，是移动台与基站收发信台(B T S )之间的通信接口，信令传输协议是G S M特有的LAPDm„Abi s接口为基站子系统的两个功能实体， 即基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)之间的通信接口，信令传输协议是LAPD„ BSS与移动业务互换中心M S C之间的接口为A接口,A接口基于2 M b it/s数字接口， 采 用1 4位编码的No.7信令方式。 重要传递涉及呼喊解决、移动性管理、基站管理、移动台管理等信息 二) 七号信令系统1 . 七号信令七号信令系统是现代通信网的关键技术之一, 是通信网的神经中枢， 在网、 移动网、智能网等通信网中已成为不可缺少的一部分七号信令网作为现代网络通信的神经中枢,在移动通信中发挥的作用也越来越大2 . 信令链路(Link)：即指用来传送信令的物理通道, 一般为E l 线的一个时隙既然是通 过 2 M接口来传递的，信令链路也具有2 M接口的特性， 它是双向的， 具有两个独立的收、发信道， 互换机同时在一个信令链路上进行收、发操作，由严格的时钟同步来拟定它们的时序关系3 . 信令点编码(SPC): 通信网络中的每个通信实体，特别是互换局的信令编码，该编码相称于该信令实体的地址, 在具体的寻址过程中会被使用到在我国，信令点编码一般采用24位信令点编码4 . 七号信令传输方式七号信令采用的共路信令传输方式 共路信令： 两端互换机的信令设备之间有一条直接相连的信令通道，信令的传送是与话路分开的、无关的当有呼喊到来时， 先在专门的信令链路中传信令， 接续建立后， 再在选好的空闲话路中传话音 共路信令，也称公共信道信令,指以时分方式在一条高速数据链路上传送一群话路的信令。 石 物 和A 万 坳 和R珏 幽和抿情盛 限I m i t感信今索玲示者像I共路信令是以时分方式在一条高速数据链路上传送一群话路的信令的信令方式 通常用于局间目前我国采用的公共信道信令就是中国7号信令特点是：信令速度快，具有提供大量信令的潜力， 具有改变和增长信令的灵活性，便于开放新业务， 在通话时可以随意解决信令， 成本低目前已经得到广泛应用5. 七号信令消息的格式信令链路上的所有消息都被封装到2 M电路的一个时隙上进行传递 这些消息被提成一个个的信令单元（ SU）在链路上传递S U有三种，分别是M S U（ 消息信号单元） 、LS S U（ 链路状态信号单元）和FISU（ 填充信号单元） 这三种信令单元结构相似， 只是长度不同M S U的结构：81 6 8*N 8 2 6 1 7 1 7FCKSIFSIO—LIFIBFSNB1BBSNF8LSSU的结构: 8 1 6 8 或 16 2 6 1 7 1 7 8FCKSF-L IF1BFSNB1BBSNFF I S U的结构：8 16 2 6 1 7 1 7 8FCK-LIFIBFSNB1BBSNFF:标志码，用以标志信令单元的开始和结束, 码型为011 1 1110。 通过比特填充在SU的其它字段都不会出现这样连续六个1的情况， 因此互换机可以方便地检出标志码B S N：后向序号；BIB：后向表达语比特；FSN：前向序号;F I B :前向表达语比特这四个字段和校验位用于差错控制U:长度表达语 用来指示位于长度表达语之后和校验位之间八位位组的数目 互换机就是通过这个字段来区分M S U、LSSU和FISU的LI大于2的是M S U；等 于1或2的是LS s U;等于0的是FISU注意七号信令允许M S U的SIF和SIO字段的长度最长达成2 7 4个八位位组，而L I字段只有6位， 最大只能表达成6 3国标规定当长度大于6 2时,L I的值为63 oCK:校验码SIO:业务信息八位位组S IF：信号信息字段SIF和SIO将在介绍M S U时再讲解SF:状态字段这三种信令单元的作用和用法都是不同的M SU用于正常情况下各种消息的传递， 每个发出的M SU都有其单独的用途L S S U表达的是链路的状态，假如是正在使用的链路上出现了 LSSU那就说明这个链路有问题了F I SU不包含任何信息， 在链路上没有东西可发（MS U或L S SU）的时候就不断地发FISU« 6 . 七号信令消息的类型下面来分析MSU中的S I 。 （ 业务信息八位位组）和 S I F （ 信号信息字段）字段D C BD C BAA子业务字段业务表达语S I O 的后四位是子业务字段，标明信令是用于国内网还是国际网其前四位是业务表达语， 这里我们将看到熟悉的东西7 . 七号信令协议结构业务表达语DC BA000 0信令网管理消息00 01信令网测试和维护消息001 0备用00 11信号连接控制部分（ S C C P ）01 00用户部分（ T U P ）010 1I SDN用户部分（I S U P ）011 0数据用户部分（ 与呼喊和电路有关） （ D U P ）011 1数据用户部分（ 性能登记与撤消）（ DUP）1 0 0 0至 11 1 1备用七号信令协议解决的一个重要特点是封装 每一个层次都要完毕自己那部分功能， 它就把完毕自己的功能需要传递的信息和要传递的数据组合到一起 事实上它是组织一个数据结构， 把要传递的数据变成其中的一个字段，其它的字段中则是自己要传递的信息这就是封装，就仿佛用自己的信息把数据包装起来七号信令模型是一个标准的O SI 七层参考模型， 每一层都有各自的完整的协议规定。 1 ） M TP1 - 信令数据链路层：定义信令数据链路的物理、电气和功能特性在数字信令数据链路中规定采用6 4 K b/ s 的速率 MT P 1层简朴的说它仅向MT P 2提供了一个物理 的通道， 不对信令消息做任何解决 2 ) MTP2-信令链路层：信令链路功能重要是规定了为在两个直接连接的信令点之间传送信令消息提供可靠的信令链路所需要的功能M TP2层简朴的说它为上层用户提供了一个可靠的逻辑通道, 它对信令消息的内容不作任何解决， 只是在消息码流中插入定位定界符和差错校验位而这些插入的定位定界符和差错校验位对上层用户来说是透明的3)MTP3—网络层: 该层和SCCP层一同相应于O S I的网络层M T P 2层保证了两个直接连接的信令点之间传送信令消息的可靠性，但它对信令消息不作任何解决，MTP3则是解决信令消息的最低一层M T P 3层 在M T P 2层的基础上实现了信令网络级别的功能，即具有路由寻址的功能4)SCCP -信令连接控制层: 和MTP3层一起相应于OSI模型中的网络层信令连接控制部分的目的是加强消息传递部分(MTP)的功能， 它和M TP3 一起构成N 07信令的网络层， 为信令在网络中的传输提供网络寻址转发的能力。 5)TCAP 一事务解决能力子层:T C是由事务解决能力应用部分(TCAP)及中间服务部分 (I SP)两部分组成其中，TCA P的功能相应于OS I的第7层，ISP相应于OSI的第4-6层6)1 S UP(ISDN用户部分) ：ISU P在互换局提供基于电路的连接， 它直接和MTP 3层通信ISUP提供基础电信业务， 涉及连接建立，监示和释放7)TUP ( 用户部分) ： 解决与呼喊有关的信令， 如呼喊的建立、 监视、 释放等TUP消息分为前后向建立、呼喊监视、电路和电路群监视、网管等若干个消息组，每个消息组中包含若干个消息、 每一个消息发送时被放在一个信令单元中T U P和ISUP功能相似，提供相似的业务( 如: 呼喊建立和拆除) TUP提供的业务比I S UP少，不支持I S U P中某些业务类别，比如: 非话音业务和补充业务, 尚有,T U P不传递与电路无关的消息包移动应用部分M AP(M obil e Applicat i on Part)是公用陆地移动网(P LMN)在网内和网间进行互连而特有的一个重要的功能单元M A P规范给出了移动网在使用七号信令系统时所规定的必需的信令功能，以便提供移动网必需的业务如话音和非话音业务。 M A P的功能重要是为GSM各网络实体之间为完毕移动台的自动漫游功能而提供的一 种信息互换方式目前M A P信令的传输是以CCITT的N0.7信令系列技术规范为基础的， 事实上M A P信令的互换也可基于其它符合O SI网络层标准的网络M A P只是TCAP的一个用户， 是TCAP在移动中的应用，为了了解MAP,下面介绍一下SCCP 和 TC A P 二 )SCCP 介绍由七号信令模型可见,S C C P是我们要讨论的TCAP, MAP, B SSA P的承载， 因此他的重要性是显而易见的1 . S C C P的应用特点：a能传送各种与电路无关的信令消息b具有增强的寻路选址c除了无连接的服务功能之外，还能提供面向连接的服务功能SCCP的 用 户 之 一TCAP就是运用它提供的完善的网络层功能实现各种现有的和未来的电路无关消息的远程传送，支持移动通信，智能网， 电信管理网络等各项新业务， 新功能2.网络服务功能相应于SCCP的网络服务，具体有四类协议：0类(class 0):基本无连接服务：1类 (class 1 ) : 有序无连接服务；2类( c la s s 2)：基本面向连接服务;。 3类(class 3)：流量控制面向连接服务； 按是否连接可以归为以下两大类：(1 )无连接服务回类似于分组互换中的数据报传送，它不需要预先建立连接以这种方式传送的消息称为单元 数 据(U D T )， 之所以称为U D T是由于在无连接方式中， 消息只能整体传送，不能拆卸分段传送其中0类协议不能保证消息收发顺序一致,1类可以2 )面向连接服务 类似于分组互换中的虚电路传送， 它在发送消息前先通过应答的方式在始节点和终节点之间建立一条消息传输途径， 这种方式合用于传送大量的成批数据这样可以避免大批数据盲目的送入信令网却达不到终节点的无效传输情况3. SCCP消息为了便于对S C C P 消息的理解，下面我们将从消息类型与消息结构两方面予以介绍：（ 1） SC C P消息类型 在理解了原语与消息的关系后，让我们来看一下S C C P 究竟有那儿种消息类型:消息名缩写消息编码单元数据U D T0 0 0 0 1 0 0 1单元数据服务U D T S0 0 0 0 1 0 1 0连接请求C R0 0 0 0 0 0 0 1连接证实C C0 0 0 0 0 0 1 0连接拒绝C R E F0 0 0 0 0 0 1 1连接释放R L S D0 0 0 0 0 1 0 0连接完毕R L C0 0 0 0 0 1 0 11 型数据D T 10 0 0 0 0 1 1 02 型数据D T 20 0 0 0 0 1 1 1数据证实A K0 0 0 0 1 0 0 0加速数据E D0 0 0 0 1 0 1 1加速数据证实E A0 0 0 0 1 1 0 0复位请求R S R0 0 0 0 1 1 0 1复位确认R SC0 0 0 0 1 1 1 0协议数据单元犯错ERR0 0 0 0 1 1 1 1不活动性测试IT0 0 0 1 0 0 0 0。 上面1 6 种消息按应用关系将其分为如下四类:i ）无连接服务消息 涉及U D T 和UDTS ,完毕无连接方式下的数据传送i i ） 连接建立和释放消息 涉及C R , C C , C R E F , R L SD , R L C , 完毕逻辑信令的连接建立和释放i i i ）面向连接数据传送消息 涉及D T I, D T 2 , A K , E D , E A , R SR , R SC ； 其中DT 1和DT2完毕面向连接方式下的数据传送,DT1消息用于2类协议;DT2消息用于3类协议» A K ,E D , E A , RSR,R SC消息完毕3类协议中的数据接受证实及流量控制功能i v )异常解决消息涉及 ERR,IT；ERR -用于报告检测到的协议协议错误IT -在长时间无消息传送时，发出测试信号以恢复或者确认异常，从而做出相应的解决2)SCCP消息结构SCCP在MSU( 消息信令单元) 中的位置在介绍S C C P的消息结构和其中的参数前，让我们先来看一下SCCP在MSU中的位置，如下图所示：MSU:FCKSIFS I 0L IFIBFSNB I BBSNF第三级：信令网管信息H1H 0SLS0 PCDPCSCCP：EOP用户数据S C C P消息头消息类型SLSOPCDPC若某消息信令单元(M S U )的业务指示语S I =0 0 1 1 ,则表白此消息为S CCP消息。 SCCP的消息内容位于消息信令单元M S U的信令信息字段(S I F )中，格式如图所示路由标记涉及目的地信令点编码DPC、起源点信令点编码O P C、信令链路选择码S LS3)SCCP消息中的参数:参数字段UDTUDTSCRCCCREFRLSDRLCDT1DT2AKEDEARSRRSCERR1T参数名编码消息类型MMMMMMMMMMMMMMMM目的地局部引用号MMMMMMMMMMMMM00 0 0 0001源端局部MMMMMMM0000 0010 引用号被叫地址MMM000 000 001 1主叫地址MM0000 0 0 100协议类别MMMM0 000 0101分段/ 重装M0000 0 1 1 0接受消息序号M0000 0 111顺序/ 分段MM0 00 0 1000信用量00MM000 0 10 0 1释放因素M0 0 0 0 10 10诊断M000000 0 1011复位因素M0 0 00 1 1 00错误因素M000 0 1101用户数据MM0000MMM0 0 0 0 1111拒绝因素M0000 1110任选参数结束00000000 0 00000 以下将对常用的几个参数（ 即UDT/UDTS/CR/CC/D T I五种消息类型所带的必选参数）的意义予以说明：。 目的地局部引用号和源端局部引用号 是用来标记某一个连接段的内部号码, 只用于面向连接服务， 其值在连接建立的时候由两端的SC C P 独立分派, 以后的数据传送时就以此引用号指示传送途径参数长度为3 个八位位组，全1 码保存o i l ）被叫地址和主叫地址标记目的地和始发端的SC C P 地址， 是可变长参数i i i ） 协议类型 其1 - - 4 比特指示协议类型：4 3 2 1» 0 0 0 0 0 类0001 类 0010 2类» 00 1 1 当为2, 3类时,5 -8比特为备用当为0, 1类时，5-8比特指示传送失败时是否需要回送：8 7 65o 0 0 0 0 消息不回送1000 消息回送其余 备用iv）分段/ 重装参数 只用于DT 1消息由发送端的S CCP设定，告知目的地的SCC P本消息是否尚有更多的数据放在后续消息中传送，即目的地SCC P是否需要对消息进行重装长度为一个八位位组，2 - - 8比特备用,1比特 置1表达有更多的数据， 置 表达没有更多的数据v）用户数据该字段的内容就是发送消息的SCCP用户在原语中送来的用户数据, 它将被透明地送往目的地的SCCP用户。 4） SCCP的寻址与选路 前面所讨论的都是SCCP的内容，重要偏重于原理性的介绍下面讨论SCCP的实际应用方面的知识，它非常重要, 由于它涉及到数据的配置一、SCCP地址和编码SCCP地址有三种类型：1. 信令点编码（SPC）2. 子系统号（SSN） --S u b—System N u mber用于辨认一个节点中的各个SCCP用户，它扩充了Sl（ 4比特） 的本地寻址范围3. 全局名（ GT） --G lobel Title 对于GT我们需要明确- - 下几点：i ） 它重要在始发节点不知道目的地节点网络地址的情况下使用 ii)它- - 般为某种编号计划中的号码， 由于电信业务的编码计划已考虑到国际统一 ， 因此GT能标记全球任何一个信令点和子系统号iii)由于MTP无法根据GT选路， 因此S CCP必需一方面把被叫的G T 翻译成DPC或DPC+SS N , 才干转交MTP发送， 同时还需向下一节点标明GT基于的是什么编号计划i v )由于节点资源有限，不能盼望一个节点的SCCP能翻译所有的GT,因此有也许始发端先将GT翻译成某个中间点的DPC,该中间点的SCCP再将GT翻译成最终目的地的DPC。 三 ) 移 动 A 接口信令移动互换网中有许多通信实体， 的任何一个动作， 都有也许引起这些通信实体之间一连串的通信联络过程 这些通信联络过程都是以七号信令的方式来支撑的 要进一步而全面地掌握移动通信系统，就必须了解各个通信实体之间的信令过程本公司集数年的教学实验设备和七号信令产品的开发经验, 现在成功地开发出了移动通信实验系统实验系统涉及多个移动终端(MS ) 、多个移动基站系统(B SS)和一个移动互换中心(MSC),不仅能模拟一个移动互换端局中基本话音和数据业务， 还能对各种业务的七号信令过程进行跟踪显示分析，可以帮助老师和学生了解移动网络各种业务的开展过程， 增强对移动网络的感性结识, 提高教学水平和教学效果系统除了常规的二十多项移动通信实验外，还可以跟踪分析以下的业务信令过程：1 . 移动台呼入过程；2 .移动台呼出过程；3 . 移动台关机过程；4 . 移动台开机过程；5 . 移动台收发短信过程；6 . 移动台在局内基站间漫游过程；下面介绍一下移动台呼入的过程：BSSMSC <-SCCP:U D T【 单位信号】 寻呼- > S C C P rC R【 连接请求】 寻呼响应< -S C C P :C C【 连接确认】 连接确认< -SCCP： D T 1【 数据形式1】呼喊建立- >S C C P :D T 1【 数据形式1】 呼喊确认< -S C C P :D T 1【 数据形式1】 指配请求- > S C C P :D T 1【 数据形式1】 指配完毕- > SCCP： D T 1【 数据形式1】 振铃- > SCCP： DT 1【 数据形式11 连接< -S CCP:DT1【 数据形式1】连接确认- > S C C P :D T 1【 数据形式1】 断连< -SCCP: D T 1【 数据形式1】 释放< - S C C P： R L S D【 释放连接】 释放连接-> S C C P :R L C【 释放完毕】 释放完毕说明： 被叫M S在收到移动网络发送的寻呼信令后，回发寻呼响应消息， 双方一方面建立S C C P层的连接。 然后先由网络发下行的SETUP消息，M S回送CALLCONF（ 呼喊证实）消息，网络与M S之间又建立了 C C层的连接接着申请并分派话音通道资源， 后续的C C层消息ALERT （ 振铃） 、C O N N EC T （ 连接） 及其应答确认消息， 分别相应M S振铃和用户摘机动作完毕对C O N N EC T消息的应答后， 主被叫双方进入正常通话状态, 直到有一方关机后，双方先释放CC层的连接并清除占用的资源， 最后再释放SCCP层的连接和相关资源， 完毕一次通话过程该系统能对上述的接续流程进行跟踪显示外, 还可以对这个流程中的每一个信令单元进行具体的解码通过这种解码，可以了解接续过程中的每一个细节， 如：主被叫号码、社区编号、基站和移动互换机的信令点编码等 < - Link3(16)_Rx1 5:06:12.996.SCCP:CR【 连接请求】DPC:1 0 2OPC:1 0 ISLS:2起 源 ID: 0x 0 10112BS S MAP_ 5 7 完全L3信息 打开互换机电源，在互换机面板上连续按2 次〃确认〃键，互换机进入状态显示工作状态；3 . 打开计算机上的〃移动互换机〃软件， 如图5-1—4 关准毒痂关空通正一二二截色套色夏.黑黄£绿莫回包包匈匈回回回回退出X文件F R3232参数设置 数据信息&帮助已详细信息历史记录移动系统各移动台工作状态示意图匈匈匈匈匈匈匈初MSC/VLR 2法站3,基站1 ---------7MSC/VLR 12 0 I一2d 2 2 I一2 3 I一2 4 I一2 5 I一2 6 I一2 7 I一2 8 I一2 9 I一HLRo1 _2 _3 _4 _5 _6 _7 _8 _9 _1X1±11 -*1 - 1±-X11AIX -A1 --图5— 1-4移动台的工作状态显示界面（二）实验环节下面给出的实验中，分析了 1号互换机的1号基站的号码12的向1号互换机的2号基站的号码23的发起呼喊、连接、释放的信令数据，并对针对具体互换机、基站和移动台，对相关数据进行了解释说明1.打开编号为12和23的移动实验箱电源，等待初始化完毕初始化完毕后，先按"菜单”犍，再按下数字键"9"选择"九系统综合通信"实验，显示屏上将显示本机号码涕1位表达所属基站编号，第2位表达移动终端实验箱编号。 假如在本机号码后显示"*"，表达移动实验箱开机入网正常，否则反复该环节；2 .在12移动实验箱上输入23号码，按"个/确认"键，呼喊2 3移动实验箱；3 . 23移动实验箱上听到振铃和显示来电号码12,之和按"个/确认”键,双机进入通信状态4 .通信一段时间后12移动实验箱上按"J/取消"键，双机结束通信互换机在上述过程,自动生成7号信令数据，并保存在指定的文献中；5 .打开"dn7.exe" 7号信令分析软件如图5-1-5所示 一七号信令监测分析系统-|1~| x|链路测试 实时数据测试数据管理分析退出系统 设鲁 川 主 ^帮助但)DN- 7E型7号信令测试仪1 .中国国内网NO. 7信令技术规沌(HTP,TUP部分) .2 . 国内NO. 7信令技术规范综合业务数字网部分(ISUP).3 . 国内NO. 7信令技术规范事务处理能力技术规范(TCAP).4 .国内NO. 7信令技术规范信令连接控制部分(SCCP).5 . 900/1800MHZ TDN磁字蜂窝移动通信网移动应用部分(NAP phase2+).6 . 90071800MHz TDN檄字蜂窝移动通信网移动交换中心和基站子系统间接口第二阶段技术规范(BSSAP phase2).7 .数字蜂窝通信系统( 第二阶段) 无线接口第3层技术规范(ETS300 557).8 . 移动智能网应用部分(CAMEL phase2).南京润众有限公司图 5 —1-5 7 号信令数据分析软件6. 点击" 实时数据分析" 按钮， 打开互换机软件生成的7号信令数据文献( 默认为"a .dat")。 7 号信令分析软件将实时显示通信过程中各信令数据的简要信息如图5-1-6所示□七W信 令 塞 溯 分 析 系 控 ［ 帔浪分析］ 图5 - 1 - 6 7号信令协议分析界面7 .双击每条信令数据相应的简要信息， 可以显示具体的信息, 涉及每个比特的具体含义,如图5 —1 - 7所示对 信 令 消 息 迸 行 解 码V信令数据P MTP消息传递部分r TUP用户部分r isu p练和业务数字网用户部分r SHM信令网首理部分r SNT值令网测试和维护部分厂 配 / 信 令 链 接 控 制 部 分 ；r TCAP*募显理能方函分V MAP移动通信应用部分F7 CAP CAMEL®用部分R BSSAP基站子系统部分Link3(16)_R xc5 98 2b c3 6601 03 23 08 01.100010115： 0 6 ：40 1905 f412 0200001100000101011....0 0 1 11 1 0 0 ....************************00000001********00000010000000100000010000000010后后前前K J坐..0 0 0 0 .目翟熨12$45数孽善国_码s rC H点码a指指部lsslssJ}={运CJSWIKS一一一令翁同黜别尸分尸同I6语(_O2一一号示号示示一季F=信点择网ID类用部用富号1示用号_0110TP序表序表表表务CC地令选洎源议叫选训长点寓表备统一1o=M向向向向w^=s的信路CP起协被任诲琴膏由内春0204 0 2Li00 17 57 05 05 01 34 12 2c 81 17 Od 06 27串语HimH )第mLIIOBS 这 是1号互换机的1号基站的号码1 2的向1号互换机的2号基站的号码2 3的发起连接请求V- Link 3(16 )_R x 15： 0 6： 12. 99 6 — ———— ——-———— —........c5 9 8 2b c 3 66 40 19 20 01 01 01 12 02 02 04 02 4 2 fe Of 19 0 0 1 7 57 0 5 05 01 3 4 12 2c 81 17 Od 0 6 2701 0 2 2 3 08 0 1 05 f 4 00 1 0 10 2 1 0 0===MT P == =.10 0 0101 后向序号(BSN) 69后向表达语(BIB)1 .0011 0 00前向序号(FSN)241 .........前向表达语(FIB)100101 0 1 1长度表达语(LI)43....0 0 11业务表达语(SIO)SCCP信令连接控制部分1 100....子业务字段国内备用= ==SCCP===* * * *****目的地信令点编码(DP C)102 ( 这是1 号互换机的2 号基站)* * * * * * * *源信令点编码(0 PC)101 ( 这是1 号互换机的1 号基站)* * *** * **链路选择码( S Is)2()0 0 00(H) 1S C C P 消息类型(H1H0)C R 【 连接请求】********1. 起源ID0x01 0 112 ( 这是1 号互换机的1 号基站的1 2 )000000102. 协议类别基本面向连接类00 0 0 001 03 . 被叫用户指针200()0 0 1 0 04. 任选部分指针45. 被叫用户部分0 0() 0 00 10数据长度2........... 0信令点编码(PC)表达语不涉及DPC.........1 .子系统号(S S N )表达语涉 及 SSN. . 00 0 0..全局码(G T )表达语不涉及全局码GT. 1...........路由表达语国内备用根据MTP和被叫S S N 选取路由1 1111 1 1 0子系统号(SSN)BSSAP000011116. 数据变量名15 000110 0 17. 数据长度 25********数据内容：()0 17 5 7 05 05 01 3 4 12 2c 8117 0 d 0 6 27 01 0 2 23 08 0 1 0 5 f410 10 11===A 口技术规范= = =00 0 0 0(M )01. 功能分派鉴别参数 = = B S SMAP消息= = =********信息长度 230101011 1B S S B A P 消息类型 BSSM AP_57完全L3信息000 0 0 1012 . 社区辨认****** **单元长度 5....0()01社区辨认鉴别器 位置区辨认( L A C )和社区辨认( CI)00 0 0. ...未用********2 .1 . 移动区码LAC 13 3 30***** * * *2.2. 社区辨认CI 1139 30 0 0101113. L 3信息内容*** *****单元长度 13* *******数 据 内 容(H ) 06 2701 03 23 08 0 1 05 f 4 00 10. . . . 01 1 0121 .DTAP消息内容协议辨别语( P D) 无线资源管理消息解决辨认码(T I).00 0 . . . .T 1 值 00 .T I 标记从发起TI侧发送消息 001 0 01112.RR消息类型L 3 _ R R _ 2 7 寻呼响应3 . 密钥序号..… 0 0 1序号值1000 0 0 ...IE14. 级别信息类型2********单元长度3........ 011R F 功率等级等级4 手持台. . . 0 0 ...加密算法算法A 500 1 ..........版本级0.......0 00频段类型0....1 .. •SM （ 短消息）功能存在0 000....未用5. 移动辨认** * * * ***单元长度5..…1 00移动辨认类型TMSI. . . . 0 ...奇偶指示位偶数辨认位数********移动辨认000 1011 2 （ 1 号互换机的1 号基站的12）六、实验任务完毕两台移动台之间的呼喊连接的信令分析。 / UlJ.Ts 2! 23 30 Tt: SCO KIN C M 9C M « <□JOCJH M- bak3Ui)>i 21 8 31 M 4 SECT ITIvc IOI orc u» as «)□_a_a 啦 00£B0001022>- Uak3a6),b 21 □ 31 47T SCO III (Sfftitl)VC IM OK ia AS 5BSSW_01 崎n < H ，空命> U*UU().Ts 21 Z3 31 M ? SOCT IT1M 101 OK Itt MSKS1AF_02 B C U C> LiaklUll.Ti 2! S 31 M O SCO KIBK M OK Utt SLS TimeSourceDestinationPDMTIM日119:10:32.7968750PhoneBTS5^36移动性管理消息MM（CM北务请求）：北务类型seryiceType=移动呼叫建立，或分组模式连接建立移动识别rnobileldentitxTMSI=0x5747479c351668058774580*****219:10:33.2656250BTSPhone533移动性管理消息MM（CM业务接受）351668058774580", •••319:10:33.968乃00PhoneBTS35电路连接呼叫控制消息（建立）:TI=（0,0）被叫方BDC号码融g蛔逊曲城或type=unknownplan=E.164/ISDNdigits=690007351668058774580*L?E419:10:33.9687500cgnnelDescripti91y=（BTSPhone6，typeAndOffcet=TCH/F无线奥源管理消息RR（指派命令）:351668058774580*L?21419:10:57.7187500BTSPhone646无线奏源管理消息RR（指派命令）:力亘®卓旦姿融期=（typeAndOffce^TCH/F、TN=2TSC=OARFCN=48艰C期爆吐0model =speechl351668058774580s'',1519:10:58,6250000BTSTl=（lfl）351668058774580*****19:10:58.6406250BTS进展指示grog_indlocation=lprogress=OxOPhonePhone电路连接呼叫控制消息（呼叫送程）:电路连接呼叫控制消息9x3）： 71=（四）TN=5TSC=0ARFCN=48）model =speechi519510:34.9062500BTSPhoneTI=（l,0）351668058774580*****619:10:34.9062500BTSPhone进展指示grog_indlocation=1progress=OxO351668058774580,, ••2351668058774580*****7191035.6562500BTSPhone351668058774580'',"819:10:43.6562500BTSPhone351668058774580*****919:10:47.5625000BTSPhone351668058774580*****1019:10:47.7187500BTSPhonecause=Oxfl351668058774580*1119:1056.5468750PhoneBTS5电路连接呼叫控制消息（呼叫进程）:电路连接呼叫控制消息（0x3）: TI=（l,0）351668058774580,.一.1719:10:59.1718750BTSPhone351668058774580-', *,1819:11:10.1718750BTSPhone351668058774580a••••1919:11:24.6718750BTSPhone351668058774580»,***2019:11:24.8125000BTSPhonecause=0x0351668058774580*****2119:11:41.5000000PhoneBTS业务类型,seryicelype=移动呼叫建立，或分组模式连接建立移动识另I]mgbileldentityTMSI=0x5747479d351668058774580*L?S1电路连接呼叫控制消息（提篮）：TI=（1J）7电路连接呼叫控制消息（连接）：TI=（1R45电路连接呼叫控制消息（释放13无线资源管理消息RR（信道释液）36移动性管理消息MM（CM业务请求）：北务类型级煤然=移动呼叫建立，或分组模式连接建立移动识别rnobileldenmy,TMSI=0x5747479c1电路连接呼叫[”J消息（提0S）：TI=（1,O）7电路连接呼叫控制消息（连接）:TI=（1Q）45电路连接呼叫控制消息（释放）:TI=（l,0）13无线资源管理消息RR（信道释放）：36移动性管理消息MM（CM业务请求）：351668058774580*****121910:57.0156250BTSPhone533移动性管理消息MM（CM业务报受）351668058774580,, •••1319:1037.7187500PhoneBTS35电路连接呼叫控制消患（建立）：TI=（0,l）被叫方BDC号码碰蛔螃地吟type=unknownplan=E.164/ISDNdieits=690007 五、被叫N o T i m e S o u r c e D e s ti n ati o n P D M T M ：1 1 9 : 1 2 : 1 1 , 2 3 4 3 7 5 0 B T S P h o n e 3 5立) ：T I =( 0 , 0 )主叫方B C D号码 C al l i n g P ar ty B C D N u m be rty p e =n ati o n alp l an =E . 1 6 4 /1 S D Nd i g i ts =9 6 9 0 0 0 73 5 1 6 6 8 0 5 8 7 7 4 5 8 02 1 9 : 1 2 : 1 1 , 3 7 5 0 0 0 0 B T S P h o n e 6 1 6式修改) ：信 道 描 述d e s c r i p ti o nty p e A n d O f f s e t=T C H /FT N =3T S C =0A R F C N =4 8信道模式m o d e =3 5 1 6 6 8 0 5 8 7 7 4 5 8 0s p e e c h l3 1 9 : 1 2 : 1 1 . 5 3 1 2 5 0 0 P h o n e B T S求修改证实) ：信 道 描 述d e s c r i p ti o nty p e A n d O f f s e t=T C H /FT N =3T S C =0A R F C N =4 8信道模式m o d e = s p e e c h l3 5 1 6 6 8 0 5 8 7 7 4 5 8 0 L ?□口62 34证实）1 9 : 1 2 : 2 4 . 5 3 1 2 5 0 0:T I =( 0 , 0 )3 5 1 6 6 8 0 5 8 7 7 4 5 8 0B T SP h o n e 31 55放） ：1 9 : 1 2 : 4 4 , 6 7 1 8 7 5 0T I =( 0 , 0 )3 5 1 6 6 8 0 5 8 7 7 4 5 8 0B T SP h o n e 34 56 1 9 : 1 2 : 4 4 . 8 2 8 1 2 5 0 B T S放) ：c au s e =0 x 0 3 5 1 6 6 8 0 5 8 7 7 4 5 8 0P h o n e 61 3I M E I电路连接呼叫控制消息（ 建无线资源管理消息R R （ 信道模无线资源管理消息R R （ 信道请电路连接呼叫控制消息（ 连接电路连接呼叫控制消息（ 释无线资源管理消息R R （ 信道释 。
中级消防设施操作员监控26道线下抽考题.pdf人教精通版（2024）新教材四年级英语上册Unit 4 Lesson 1 教学课件.pptx区域研究与区域规划课件-ppt101页.ppt2024-2025学年初中七年级上学期数学第一次月考卷及答案（北师大版）.pdf指伸屈肌腱断裂.ppt幼儿园月后勤工作总结ppt.pptx共享单车动态定价机制-深度研究.pptx(完整word)混凝土结构设计原理期末试题库及其参考答案.doc中考英语二轮复习专题讲与练： 宾语从句（含详解）.doc主动脉夹层的围手术期护理课件.ppt2020年高考语文学科北京卷《阅卷纵横》.doc国有土地使用权挂牌出让须知.doc
