移動通信課程設(shè)計

1、<p>　　莇薈螃肁芃薇袆襖腿蚆薅聿肅節(jié)蚈袂羈節(jié)螀肇莀芁薀袀芆芀螞膆膂艿螄羈肈羋袇螁莆芇薆羇節(jié)莇蠆螀膈莆螁羅肄蒞蒁螈羀莄蚃羃荿莃螅袆芅莂袈肂膁莁薇襖肇莁蠆肀羃蒀螂袃芁葿蒁肈膇蒈薄袁肅蕆螆肆聿蒆袈罿莈蒅薈螂芄蒅蝕羈膀蒄螃螀肆薃蒂羆羂薂薅蝿芀薁蚇羄膆薀衿螇膂蕿蕿肂肈蕿蟻裊莇薈螃肁芃薇袆襖腿蚆薅聿肅節(jié)蚈袂羈節(jié)螀肇莀芁薀袀芆芀螞膆膂艿螄羈肈羋袇螁莆芇薆羇節(jié)莇蠆螀膈莆螁羅肄蒞蒁螈羀莄蚃羃荿莃螅袆芅莂袈肂膁莁薇襖肇莁蠆肀羃蒀螂袃芁葿蒁肈膇

2、蒈薄袁肅蕆螆肆聿蒆袈罿莈蒅薈螂芄蒅蝕羈膀蒄螃螀肆薃蒂羆羂薂薅蝿芀薁蚇羄膆薀衿螇膂蕿蕿肂肈蕿蟻裊莇薈螃肁芃薇袆襖腿蚆薅聿肅節(jié)蚈袂羈節(jié)螀肇莀芁薀袀芆芀螞膆膂艿螄羈肈羋袇螁莆芇薆羇節(jié)莇蠆螀膈莆螁羅肄蒞蒁螈羀莄蚃羃荿莃螅袆芅莂袈肂膁莁薇襖肇莁蠆肀羃蒀螂袃芁葿蒁肈膇蒈薄袁肅蕆螆肆聿蒆袈罿莈蒅薈螂芄蒅蝕羈膀蒄螃螀肆薃蒂羆羂薂薅蝿芀薁蚇羄膆薀衿螇膂蕿蕿肂肈蕿蟻裊莇薈螃肁芃薇袆襖腿蚆薅聿肅節(jié)蚈袂羈節(jié)螀肇莀芁薀袀芆芀螞膆膂艿螄羈肈羋袇螁莆芇薆羇節(jié)莇蠆螀膈

3、莆螁羅肄蒞蒁螈羀莄蚃羃荿莃螅袆芅莂袈肂膁莁薇襖肇莁蠆肀羃蒀螂袃芁葿蒁肈膇蒈薄袁肅蕆螆肆聿蒆袈罿莈蒅薈螂芄蒅蝕羈膀蒄螃螀肆薃蒂羆羂薂薅蝿芀薁蚇羄</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一部分 MBC-8A移動通信實驗……………………………………1</p><p>　　移動通信系統(tǒng)組成及功能………………………………

4、…………..……………….1</p><p>　　移動通信實驗系統(tǒng)….. ……………………………………………..………1</p><p>　　有線電話與有線電話呼叫接續(xù)過程……………….………………………2</p><p>　　手機與有線電話呼叫接續(xù)過程………………………….…………………3</p><p>　　話音波形……………………………

5、…………….…………………………3</p><p>　　無線數(shù)字信令………………………………………………………………………4</p><p>　　數(shù)字信令幀結(jié)構(gòu)………………………………………………….…………4</p><p>　　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)…….……………4</p><p>　　雙綜示波器存儲觀測無線數(shù)字

6、信令……………………………….………4</p><p>　　信令系統(tǒng)……………………………………………………………………………6</p><p>　　程控交換機用戶線信令…………………………………….………………6</p><p>　　觀測程控交換機用戶信令……………………………….…………………6</p><p>　　無繩電話及實驗箱識別碼

7、…………………………………………………………8</p><p>　　設(shè)置無繩電話及實驗箱識別碼（ID碼）…………………………………8</p><p>　　無繩電話各個頻道的頻率……………………………………….…………8</p><p>　　TDMA（時分多址）移動通信……………………………………………………9</p><p>　　TDMA移動

8、通信實驗系統(tǒng)……………………………………………………9</p><p>　　各點信號的測量………………………………………….…………………9</p><p>　　第二部分 MBC-CDMA移動通信實驗………………………………………11</p><p>　　m序列相關(guān)特性……………………………………………………………………11</p><p&g

9、t;　　基本原理……………………………………………………………..………11</p><p>　　m序列自相關(guān)特性…………………………………….……………………12</p><p>　　M序列相關(guān)特性……………………………………………………………………13</p><p>　　5階M序列…………………………………………………………………13</p>&

10、lt;p>　　5階M序列自相關(guān)…………………………………………………………13</p><p>　　信道編碼：交織編碼………………………………………………………………15</p><p>　　基本原理………………………………………………….…………………15</p><p>　　各點信號……………………………………………………………….……16</p&g

11、t;<p>　　復(fù)合地址碼擴頻調(diào)制………………………………………………………………20</p><p>　　基本原理………………………………………………………….…………20</p><p>　　測量各點信號的波形………………………………………………….……20</p><p>　　第三部分 課程設(shè)計總結(jié)………………………………………….…………

12、21</p><p>　　第一部分 MBC-8A移動通信實驗</p><p>　　1.1 移動通信系統(tǒng)組成及功能</p><p>　　1.1.1、移動通信實驗系統(tǒng)</p><p>　　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(H

13、LR、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)。</p><p>　　這樣龐大復(fù)雜的系統(tǒng)無法放在實驗桌上由同學(xué)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)

14、系)及系統(tǒng)功能等特征方面是相同的。</p><p>　　為了得到體積小巧、價格低廉、可放在實驗桌上由學(xué)生動手操作的移動通信教學(xué)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。</p><p>　　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(xué)實驗系統(tǒng)，如下

15、圖所示。</p><p>　　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：</p><p><b>　　1．CT1無繩電話</b></p><p>　　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

16、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。</p&g

17、t;<p>　　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：</p><p>　?、?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。<

18、;/p><p>　?、?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。</p><p><b>　　2、程控交換機</b></p><p>　　本教學(xué)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

19、，其技術(shù)參數(shù)與使用方法與PSTN程控交換機相同，相當(dāng)于4門PSTN程控交換機。</p><p>　　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。</p><p>　　1.1.2、有線電話與有線電話呼叫接續(xù)</p>

20、<p>　　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：</p><p>　　1.1.3、手機與有線電話呼叫接續(xù)過程</p><p>　　無繩手機按“通話”鍵摘機，聽到撥號

21、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：</p><p>　　1.1.4、話音波形</p><p>　　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(jìn)入通話后，示波器可觀測到通話雙方的話音波形。如下圖：</p><p>　　

22、（每格為2ms，所以Tp=7ms）</p><p>　　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(zhǔn)周期地閉合或開啟，從而在聲帶中激勵起準(zhǔn)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70~300Hz范圍內(nèi)，則Tp=

23、3~13ms?；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(zhǔn)周期性。包括濁音及清音的話音能量主要集中在300~3400Hz頻率范圍內(nèi)。</p><p>　　1.2 無線數(shù)字信令</p><p>　　1.2.1、數(shù)字信令幀結(jié)構(gòu)</p><p>　　按信令形式不同，信令分為模擬信令

24、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。</p><p>　　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

25、。</p><p>　　圖2-1 典型的數(shù)字信令幀結(jié)構(gòu)</p><p>　　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)</p><p>　　信令數(shù)據(jù)先對副載頻進(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

26、變化。</p><p>　　表2-1 信令數(shù)據(jù)的FSK調(diào)制方式</p><p>　　1.2.3、用TDS210雙蹤數(shù)字存儲示波器觀測無線數(shù)字信令</p><p>　　數(shù)據(jù)幀的典型結(jié)構(gòu)以手機撥號碼7為例，見下圖。</p><p>　　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：</p&

27、gt;<p>　　0 0 S, 0 0 1 1, 0 0, 1 1 1 0, 0 0</p><p><b>　?。?）IDH</b></p><p>　　IDH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

28、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(jìn)行了對碼，ID碼為03210300（四進(jìn)制），所以IDH為0011（二進(jìn)制）。</p><p><b>　　（2）手機號代碼</b></p><p>　　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

29、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(jìn)制碼，與手機號碼直接對應(yīng)。</p><p>　　表2-2 手機號碼</p><p>　　由于本次實驗只使用一個手機，所以手機號代碼為00B</p><p><b>　　（3）消息</b></p><p

30、>　　常用消息見表2-3。</p><p>　　表2-3 無繩電話常用消息</p><p>　　同時測得其他數(shù)字信令如下圖所示：</p><p>　?。?）手機撥號碼6（00S001100011000）； （2）手機撥號碼7（00S001100111000）；</p><p>　?。?） “閃斷”操作（00S00110000

31、0010）； （4）手機掛機（00S001100010010）</p><p><b>　　1.3 信令系統(tǒng)</b></p><p>　　1.3.1、程控交換機用戶線信令</p><p>　　國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的PSTN程控交換機用戶線信令如下所示。</p><p><b>　?。?）監(jiān)視信令</b&

32、gt;</p><p>　?。侂婋妷簽?48VDC，用戶環(huán)路電阻（包括話機摘機電阻）小于2000，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）。</p><p>　?。徚鳎?53Hz正弦波，有效值9015VAC。</p><p>　　．撥號音：45025Hz連續(xù)信號，電平為-103dBm。</p><p

33、>　　．忙音：45025Hz、0.7秒斷續(xù)（0.35秒送、0.35秒斷）信號，電平為-103dBm。</p><p>　　．回鈴音：450Hz25Hz、5秒斷續(xù)（1秒送、4秒斷）信號，電平為-103dBm。</p><p>　?。?）地址信令（撥號信令）</p><p>　?。绷髅}沖信號（已不常用，略）</p><p>　　．雙音多頻

34、（DTMF：Dual Tone Multi-Frequency）信號，如表3-1所示。</p><p>　　由以上用戶線信令技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，只在以下細(xì)節(jié)上有差別，但是它的使用完全正常。</p><p>　?。侂婋妷杭s為24VDC，比PSTN交換機的48V

35、DC低。這是因為其用戶線短，線路壓降小，24VDC電壓已足夠使用。</p><p>　　．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。</p><p>　?。徚鳛?0Hz，有效值70VAC。由于用戶線不長，電話能正常振鈴。</p><p>　　1.3.2、觀測程控交換

36、機用戶線信令</p><p>　　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。</p><p>　　2．一些模擬信令如下圖：</p><p>　?。〒芴栆簦?（DTMF號碼）</p><p>　?。ɑ剽徯盘枺?

37、 （忙音）</p><p><b>　?。ɑ剽徱簦?lt;/b></p><p>　　1.4 無繩電話及實驗箱識別碼</p><p>　　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</p><p>　?。?）仍按圖1-3的布局放置設(shè)備并連接成系統(tǒng)。

38、設(shè)置實驗箱為系統(tǒng)測量方式（按K1鍵至SYST燈亮）。</p><p>　?。?）連續(xù)按住實驗箱”對碼”鍵超過4秒，實驗箱進(jìn)入對碼及搜索專用呼叫信道狀態(tài)，守候在CH7準(zhǔn)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。</p><p>　?。?）在掛機狀態(tài)下，按住無繩座機“對碼”鍵，座機進(jìn)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

39、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(jìn)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。</p><p>　　（

40、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。</p><p>　?。?）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。</p><p>　　1.4.2．無繩電話各個頻道的頻率</p><p>　　觀察各

41、個頻道的頻率，可以得到二十個信道的頻率如下：</p><p>　　1.5 TDMA（時分多址）移動通信</p><p>　　1.5.1、TDMA移動通信實驗系統(tǒng)</p><p>　　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

42、。在頻分雙工（FDD）方式中，上行鏈路（MS→BS）和下行鏈路（BS→MS）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。</p><p>　　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(fù)接成幀數(shù)據(jù)D1，</p><

43、p>　　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(fù)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

44、，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。</p><p>　　1.5.2、各點信號的測量</p><p>　　1．按K2鍵，選擇工作方式之一。</p><p>　　2.方式一中AFO、DK1、DK2、CLK(上升沿有效)、DK波形</p><p>　?。ˋFO）

45、 （DK1）</p><p>　?。―K2） （CLK）</p><p><b>　?。―K波形）</b></p><p>　　3.方式二中AFO、DK1、DK2、CLK(上升沿有效)、DK波形</p><p>　?。ˋFO）

46、 （DK1）</p><p>　　（DK2） （CLK）</p><p><b>　?。―K波形）</b></p><p>　　第二部分 MBC-CDMA移動通信實驗</p><p>　　2.

47、1、m序列相關(guān)特性</p><p>　　2.1.1、基本原理</p><p>　　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</p><p><b>　?。?-1-1）</b></p><p>　　式中，為的循環(huán)移位序列。自相關(guān)函數(shù)為<

48、;/p><p><b>　?。?-1-2）</b></p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　圖3-1-1 序列相關(guān)特性測量電路</p><p>　　

49、下面是本實驗待測量的m序列。</p><p>　　（1）5階m序列（序列長25-1=31位）</p><p>　?。?）TRI：正交碼同步信號。</p><p>　?。?）PNi(t)：求相關(guān)函數(shù)的碼序列之一。</p><p>　?。?）PNj(t-τ)：求相關(guān)函數(shù)的碼序列之二。其中τ是延時。</p><p>　?。?

50、）PNi×PNj：PNi(t)×PNj(t-)</p><p>　?。?）Rij：Rij()=，為相關(guān)函數(shù)，</p><p><b>　　Rij()=</b></p><p>　?。?）SYR：Rij()的重復(fù)周期同步信號。</p><p>　　2.1.2、m序列自相關(guān)特性</p>&l

51、t;p>　?。?）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。</p><p>　?。ㄉ厦嫘盘枮镻Ni，下面信號為PNj）</p><p>　　從上圖可以看出PNi和PNj是一樣的。</p><p>　　（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

52、”。示波器二個通道同時測量PNi及PNj，觀測PNj對PNi的時延。</p><p>　?。ㄑ訒r0.2） （延時0.4）</p><p>　?。?）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(fù)按K4鍵，觀察PNj時延變化及PNi(t)×PNj(t-)和Ri，j

53、()的相應(yīng)變化。</p><p>　　（延時1.0 PNi(t)×PNj(t-) ） （延時1.0Rij）</p><p>　?。?）按著K4不放至K4的LED燈常亮，進(jìn)入“自動延時”方式，PNj(t-)自動步進(jìn)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

54、個通道測量Ri，j()重復(fù)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(zhǔn)確測量記錄Ri，j()正負(fù)峰值。Ri，j()波形中的小毛刺、小起伏不要理睬，這是步進(jìn)延時跳變瞬間PNi及PNj碼型的短暫混亂所造成。</p><p>　　2.2、M序列自相關(guān)特性</p><p>　　2.2.1、5階M序列</p><p>　　在實驗一表3-1-1及表3

55、-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。</p><p>　　2.2.2、5階M序列自相關(guān)</p><p>　　（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。</p><p>　?。?）示波器設(shè)置：外觸發(fā)

56、，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。</p><p>　?。ㄑ訒r0.2） （延時1.0） </p><p>　　（3）示波器一個通道測量PNj，另一個通道順

57、次測量PNi(t)×PNj(t-)及Ri，j()。反復(fù)按K4鍵，觀察PNj時延變化及PNi(t)×PNj(t-)和Ri，j()的相應(yīng)變化。</p><p>　?。ㄑ訒r0，PNij） （延時0，Rij）</p><p>　?。ㄑ訒r1.0，PNij） （延時1.0，Rij）</

58、p><p>　?。?）按著K4不放至K4的LED燈常亮，進(jìn)入“自動延時”方式，PNj(t-)自動步進(jìn)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(fù)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(zhǔn)確測量記錄Ri，j()正負(fù)峰值。Ri，j()波形中的小毛刺、小起伏不要理睬，這是步進(jìn)延時

59、跳變瞬間PNi及PNj碼型的短暫混亂所造成。</p><p>　　2.3、信道編碼：交織編碼</p><p>　　2.3.1、基本原理</p><p>　　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

60、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。</p><p>　　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。</p><p>　　本CDMA實驗系統(tǒng)中，將一幀已卷積編碼的16位信碼x1x2x3…x16作為一組進(jìn)行分組交織編碼。發(fā)端交織編碼器是一個4×4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

61、圖（a）所示。收端的去交織器是與發(fā)端交織器相同的4×4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。</p><p>　?。?）D1：并/串變換及加尾比特后用戶1信碼D10、D11、D12…D16、0（最后1位0為尾比特），每幀共8位，碼速率=

62、fb/2=1.425kb/s，已放在一幀的規(guī)定時段。</p><p>　?。?）Dler：已卷積編碼后的D1，每幀共16位，碼速率=fb=2.85kb/s。</p><p>　　（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。</p><p>　　（4）D1x：交織后的Dlfr。若未

63、加入交織，則D1x =Dlfr。</p><p>　　（5）D1xs：已加入人為誤碼的D1x。若未加入人為誤碼，則D1xs=D1x。</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?） Drfr：已去交織（如果有）的信碼。對于無交織的D1及D2、D3、D4，Dr

64、fr=Drxs。碼速率=fb=2.85kb/s。</p><p>　?。?）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。</p><p>　　2.3.2、各點信號</p><p>　　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。</p><p>　　2．

65、信碼D1設(shè)置為7位全0。</p><p>　　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。</p><p>　　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

66、01110010 00000000 00000000，由于設(shè)置無交織，所以D1x=D1fr，也為01110010 00000000 00000000。</p><p>　　4．用示波器二個通道同時觀測發(fā)端BS1的Dlfr及D1xs，反復(fù)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)。</p><p>　　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D

67、1xs=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。</p><p>　　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?lt;/p><

68、p>　　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?lt;/p><p>　　6．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。</p><p>　　分析：在接受端，經(jīng)過卷積糾錯解碼后的數(shù)據(jù)Dr變?yōu)?/p>

69、0000001，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。</p><p>　　7. 設(shè)置“D1有交織/去交織”。</p><p>　　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）。</p&g

70、t;<p>　　分析：從上圖中看不出信碼位置已經(jīng)被置亂，即已經(jīng)進(jìn)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(jìn)行交織處理了，這從后面有人為誤碼可以看出。</p><p>　　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)。</p><p>　　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

71、。</p><p>　　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(fù)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。</p><p>　　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?lt;/p>&l

72、t;p>　　11．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(fù)切換“D1人為誤碼”無/有，觀測Drfr的誤碼是否已分散。</p><p>　　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

73、，可以看出Drfr的誤碼已經(jīng)分散了。</p><p>　　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(fù)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。</p><p>　　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

74、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。</p><p>　　2.4、復(fù)合地址碼擴頻調(diào)制</p><p>　　2.4.1、基本原理</p><p>　　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。</

75、p><p>　　圖3-8-1 復(fù)合地址碼擴頻調(diào)制及PN碼解擴（去擾）原理框圖</p><p>　　由圖可見，發(fā)端BS1導(dǎo)頻信道擴頻基帶信號</p><p>　　PIL=PN1(t) （2-4-1）</p><p>　　同步信道擴頻基帶信號</p><p>

76、　　SYss=SYfrW8PN1 （2-4-2）</p><p>　　用戶1由信道地址碼Wi單獨擴頻的擴頻基帶信號</p><p>　　D1w=DlxsWi （2-4-3）</p><p>　　用戶1由信道地址碼Wi及基站地址碼PN1復(fù)合擴頻的擴頻基帶信號</

77、p><p>　　Dlss=DlwPN1=DlxsWiPN1 （2-4-4）</p><p>　　則BS1總的擴頻基帶信號</p><p>　　Dss=PIL+SYss+Dlss+…</p><p>　　經(jīng)BPSK調(diào)制后輸出</p><p>　　BPSK1=Dss·cosIFt</p

78、><p>　　=PIL·cosIFt+SYss·cosIFt+D1ss·cosIFt+… （2-4-5）</p><p>　　2.4.2、測量各點信號的波形</p><p>　　依次測量Wi，D1w，PN1，D1ss信號如下圖所示：</p><p>　?。╓i）

79、 （D1w）</p><p>　?。≒N1） （D1ss）</p><p><b>　　D1擴頻調(diào)制過程</b></p><p>　　從上面表格得到的數(shù)據(jù)驗證了Dlss=DlwPN1=DlxsWiPN1</p><p&g

80、t;　　D1w=DlxsWi</p><p>　　第三部分 課程設(shè)計總結(jié)</p><p>　　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：</p><p>　　實驗一 移動通信系統(tǒng)組成及功能</p><p>　　實驗二 無線數(shù)字信令</p><p>　　實驗三 信令系統(tǒng)

81、</p><p>　　實驗四 多信道共用、空閑信道選取方式</p><p>　　實驗七 TDMA（時分多址）移動通信</p><p>　　CDMA方面完成的實驗有：</p><p>　　實驗一、m序列相關(guān)特性</p><p>　　實驗二、M序列相關(guān)特性及5階M序列</p><p>　　實驗七

82、、信道編碼(2)：交織編碼</p><p>　　實驗八、復(fù)合地址碼擴頻調(diào)制</p><p>　　一、在做實驗過程中碰到比較多的問題，比如：</p><p>　　由于在做實驗之前預(yù)習(xí)的不是很充分，沒有很認(rèn)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(dǎo)致有些重要數(shù)據(jù)忘記記錄，因此在

83、課程設(shè)計報告上有些實驗結(jié)果就不能體現(xiàn)出來。</p><p>　　沒有很好的去選擇需要完成哪些實驗，導(dǎo)致有些類似的實驗重復(fù)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。</p><p>　　有些實驗的數(shù)據(jù)測量的不是很好，

84、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(fù)多次測量才能測出信號。</p><p>　　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。</p><p>　　二、通過本次實驗也學(xué)到很多內(nèi)容，通過

85、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(fù)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。 蕆螄羇莁蝕薇羃莀荿袃衿羆蒂蚆螅羅薄袁肅羅芃蚄罿羄莆衿裊肅蒈螞螁肂薀蒅肀肁芀蝕肆肀蒂薃羂聿薅蝿袈聿芄薂螄肈莇螇肅肇葿薀罿膆薁螅裊膅芁薈螀膄莃螄螆膃薆蚆肅膃芅袂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂艿

86、節(jié)蒆羈羋莄蟻襖芇薆蒄袀芇芆螀螆芆莈薂肄芅蒁螈羀芄薃薁袆芃芃螆螂莂蒞蕿肁莁蕆螄羇莁蝕薇羃莀荿袃衿羆蒂蚆螅羅薄袁肅羅芃蚄罿羄莆衿裊肅蒈螞螁肂薀蒅肀肁芀蝕肆肀蒂薃羂聿薅蝿袈聿芄薂螄肈莇螇肅肇葿薀罿膆薁螅裊膅芁薈螀膄莃螄螆膃薆蚆肅膃芅袂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂艿節(jié)蒆羈羋莄蟻襖芇薆蒄袀芇芆螀螆芆莈薂肄芅蒁螈羀芄薃薁袆芃芃螆螂莂蒞蕿肁莁蕆螄羇莁蝕薇羃莀荿袃衿羆蒂蚆螅羅薄袁肅羅芃蚄罿羄莆衿裊肅蒈螞螁肂薀蒅肀肁芀蝕肆肀蒂薃羂聿薅蝿袈聿芄薂螄肈莇螇肅肇