实验一 移动通信系统组成及功能
一、实验目的
1．了解移动通信系统的组成。 2．了解移动通信系统的基本功能。 3．了解基带话音的基本特点。 二、实验内容
1．按网络结构连接各设备，构成移动通信实验系统。
2．完成有线→有线、有线→无线及无线→有线呼叫接续，观察呼叫接续过程，熟悉移动通信系统的基本功能。
3．用实验箱及示波器观测空中传输的话音波形。 三、基本原理
图1-1是与公用电话网（PSTN ）相连的蜂窝移动通信系统方框图。系统包括大量移动台MS 、许多基站BS 、若干移动交换中心MSC 及若干与MSC 相连的数椐库(HLR 、VLR 等，图中未画出)，MSC 通过中继线与公用电话网PSTN 的交换机EX 相连，接入公用电话网。系统的基本功能是：移动台能与有线电话或其它移动台通话(或传输数椐等信息)。
图1-1 移动通信系统方框图
这样庞大复杂的系统无法放在实验桌上由同学自己动手做实验。将系统合理简化得到图1-2，它将图1-1实际系统全部交换机EX 及MSC 合并成一部交换机；基站BS 及移动台MS 各选用一台；有线电话采用二部。 它与图1-1实际系统在包含的各种功能设备(交换机、基站、移动台及有线电话)、系统基本网络结构(各设备的连接关系)及系统功能等特征方面是相同的。
蜂窝移动通信系统
公用电话网（PSTN ） MS ( Mobile Station ) : 移动台
BS ( Base Station ) : 基地台
MSC ( Mobile Switch Center ) : 移动交换中心(包括交换机和数据库)
EX ( Exchanger ) : 公用电话网(PSTN)程控交换机
TEL (Telephone ) : 有线电话
ˋˋˋ
MS
MS
ˋˋˋ
EX
MSC
BS
BS ˋˋˋ
ˋˋˋ
TEL TEL
图1-2 简化的移动通信系统方框图
常用的移动通信系统主要有四类：蜂窝移动通信系统、集群移动通信系统、无绳电话系统及无线寻呼系统，它们的功能及应用场合各不相同，但它们涉及的基本工作原理及技术是相同的。
移动通信的多址方式主要有FDMA 、TDMA 、CDMA 三大类。FDMA 系统一般为模拟移动通信制式，TDMA 及CDMA 为数字移动通信制式。FDMA 发展早，已成功应用于各种移动通信系统多年，目前在一些领域仍在应用。数字移动通信是在模拟移动通信基础上发展、演进而来的，在网络组成、设备配置、系统功能和工作方式上二者都有许多相同之处。
基于以上原因，为了得到体积小巧、价格低廉、可放在实验桌上由学生动手操作的移动通信教学实验系统。在图1-2中，BS 、MS 实际选用基于FDMA 技术、采用数字信令的中国CT1无绳电话，EX 选用小型程控交换机，TEL 为有线电话。
为了测试上述小型移动通信系统无线部分的功能，采用了一台实验箱（SDT ），构成一套完整的移动通信教学实验系统，如图1-3所示。
图1-3 移动通信教学实验系统
下面对图1-3各部分实际采用的设备及本实验内容介绍如下： 1．CT1无绳电话
CT1无绳电话属于FDMA 系统，数十个双工频道被全部无绳电话共用,采用话音模拟调频及数字信令技术。系统有一个基地台，即无绳电话座机，通过用户线接入电话网交换机；可带1-4部移动台即无绳电话手机（每一时刻，只能有一部手机通话）。无绳电话是为方便有线电话用户而提出的。它将有线电话座机与通话手柄之间的电缆（绳）去掉，用无线信道代替之，通话手柄成为无绳电话手机。用户持无绳手机在以座机为中心的小范围内移动通话，
MS ( Mobile Station ) : 移动台 BS ( Base Station ) : 基地台 EX ( Exchanger ) : 程控交换机 TEL (Telephone ) : 有线电话
MS
BS
EX
TEL TEL
MS ( Mobile Station )
: 移动台（无绳电话手机） BS ( Base Station ) : 基地台（无绳电话座机） EX ( Exchanger ) : 程控交换机 TEL (Telephone ) : 有线电话
SDT
: 实验箱 (双路无线综合测试仪)
SDT
MS
BS
EX
TEL TEL
十分方便。虽然从使用功能上看，无绳电话是有线电话的无线延伸，但其工作原理及使用的技术都属于移动通信范畴。CT1无绳电话及在其后发展起来的各种数字无绳电话组成的无绳电话大家族，成为常用的四类移动通信系统之一。
我国的CT1无绳电话技术标准、工作原理及手机使用方法见附录1。
通常，同一实验室内有许多组实验系统，相距很近，为了防止互相干扰，必须降低无绳电话的发射功率及接收机灵敏度，以减小电磁波作用范围。在此条件下，为了保证同一套实验系统内部接收信号足够强，能正常完成各实验，必须加强无线设备间的无线耦合：
① 无绳座机BS 的天线垂直竖立但不要拉出。实验箱”BS 收发信机”天线放置在无绳座机天线与座机外壳之间的缝隙中，使二者无线紧耦合。
② 无绳手机MS 的天线不要拉出。将实验箱”MS 收发信机”天线的芯线与地线夹在一起后套在无绳手机天线上，使二者无线紧耦合。
2．程控交换机
本教学实验系统中程控交换机采用1拖4双绳路小型用户程控交换机，一条外线可接4部内部电话。本系统中不用其外线端口，只使用内部4条用户线端口，其技术参数与使用方法与PSTN 程控交换机相同，相当于4门PSTN 程控交换机。
图1-4为小型程控交换机的外观图。四个用户线插座可连接四部电话（包括无绳电话座机），插座下方号码为对应电话的号码。交换机由220V AC 市电供电，通电后电源指示LED 灯连续闪烁。用户电话摘机后对应的LED 指示灯亮。
图1-4 小型程控交换机外观图
3．实验箱(双路无线综合测试仪)
实验箱包含的电路模块很多，功能齐备，它既是测量仪器，又可作为被测量对象，其电路原理及使用方法详见附录2。
在实验一～实验四中实验箱作为测量仪器，在实验一中用来观测无绳电话发射在空中的话音波形，了解话音的特点。
4．移动通信教学实验系统的组成及功能
根据上面介绍的各设备原理，按照图1-3的布局顺序放置并连接设备，就构成了移动通信实验系统。本系统可实现以下呼叫通话功能：
（1）无绳手机呼叫有线电话（无线呼叫有线）； （2）有线电话呼叫无绳手机（有线呼叫无线）； （3）有线电话呼叫有线电话（有线呼叫有线）。
外线
（不接）
LINE
801 802 803 220V AC 电源指示
LED 灯
用户摘机指示LED 灯
用户号码
用户线插座
804
在同时满足以下两个条件时，主、被呼用户才可能建立话路，进入通话：
（1）被呼用户空闲；
（2）主、被呼用户之间至少有一条空闲路径。
由以上实验可了解移动通信系统的基本网络结构及功能。
另外，在手机与有线电话通话时，用示波器在实验箱上观测发射在空中的话音波形，可了解话音的基本特征。
话音是由发音器官中的声音激励源和口腔声道形状的不同而形成的。话音分为浊音和清音，浊音包括元音及浊辅音。浊音对应于声带振动，每个单词中至少包括1个浊音。
浊音，又称有声音。发浊音时声带在气流作用下准周期地闭合或开启，从而在声带中激励起准周期的声振动，形成浊音声波，如图1-5所示。图中T P 为基音周期，则基音频率f p =1/T p 。通常f p 在70~300Hz 范围内，则T p =3~13ms 。基音频率一般女声较高，男声较低。清音又称无声音。发清音时声带不振动，声道被气流冲击产生较小辐度的声波，其波形与噪声相似，清音信号没有准周期性。包括浊音及清音的话音能量主要集中在300~3400Hz 频率范围内。
t (ms)
10-10
0相对声压
图1-3 浊音波形
T p
T p
图1-5 浊音的准周期波形
四、实验步骤
1．按图1-3的布局顺序放置设备并连接成系统：两部有线电话用户线插入交换机号码801、802的用户线插孔；无绳电话座机用户线(带用户线信号测量板LINE.PCB)插入交换机号码804的用户线插孔。这些号码就是各部电话对应的号码。将交换机、无绳电话座机及手机充电器都接通220V AC 电源。无绳电话座机、手机及实验箱使用上次实验已经对好码的同一套系统或由教师实验前完成对码，使三者识别码及呼叫信道一致（对码步骤详见实验四的实验步骤1）。
2．有线电话1摘机，交换机上对应的LED 指示灯亮，用户听拨号音。用户拨号呼叫有线电话2，有线电话2振铃，有线电话1听回铃。有线电话2摘机通话，通话完毕挂机，未挂机的一方听忙音。若有线电话2忙（已摘机），则有线电话1摘机拨号后听忙音。若有线电话2用户线从交换机上拔下，有线电话1拨号后听回铃。
3．有线电话2拨号呼叫有线电话1，通话完毕挂机。
4．无绳手机按“通话”键摘机，听到拨号音后拨有线电话1或有线电话2的号码，有线电话振铃，无绳手机听回铃。有线电话摘机通话，通话完毕挂机（其中，无绳手机再按“通话”键或将手机放回充电器则挂机）。
5．有线电话摘机拨号(804)呼叫无绳手机，手机振铃，有线电话听回铃。手机按“通话”键摘机通话，通话完毕挂机。
相对声压
6．将双踪示波器两个探头分别接至实验箱”BS测量”及”MS测量”面板上接收机解调输出端AF o。接通实验箱电源（K5置ON），置系统测量自动AUTO工作方式(按”工作方式”控制面板K1键至SYST灯亮，再按K2键使K2灯亮)，实验箱守候在无绳电话控制信道。关发射机（”发射机控制”面板上的K6置OFF），关信令存储显示模块（”无线信令存储显示”面板上的K10置OFF）。
手机按“通话”键摘机，与座机一起由控制信道转移到某空闲通话信道，实验箱检测到摘机信令后自动跟踪扫描，锁定于该通话信道。若实验箱因误码未检测到手机摘机信令仍停在控制信道，则按K3键启动实验箱扫描信道（SCAN），最后锁定于该通活信道。实验箱锁定于通话信道的标志是：信道扫描仃止并且”BS测量”及”MS测量”面板同时显示各自的接收频率。
手机拨号呼叫有线电话进入通话后，示波器可观测到通话双方的话音波形，记录浊音波形，测出浊音的基音频率。
五、实验报告内容
1．画出移动通信实验系统的网络结构方框图，给出系统功能，并说明它是如何由常用的蜂窝移动通信系统在保持基本特证不变条件下合理简化而来。
2．总结主呼方从摘机、拨号、通话到挂机的各个阶段听到那些信号音。
3．画出自己话音浊音波形，给出所测基音频率，与同组同学比较。
实验二 GMSK/GFSK 调制解调及眼图
一、实验目的
1. 了解GMSK/GFSK 调制解调原理。
2. 了解用FM 调制器(VCO)产生GMSK/GFSK 信号的方法及用FM 鉴频器对FSK/MSK 信号非相干解调的方法
二、实验内容
1. 用示波器测量GMSK/GFSK 调制器及解调器有关点信号波形，了解GMSK/GFSK 调制解调原理及实现方法。
2. 用示波器观测GMSK/GFSK 信号眼图。
三、基本原理[1
、12、13、14、18]
尽管MSK 信号已具有较高的频谱利用率，但在移动通信实际应用中还需进一步减小其占用的频带，保证邻道辐射低于主瓣峰值60dB 以上。这就要求对MSK 的带外频谱特性加以改进，使其衰减速度加快。
在图16-3的MSK 调制器电路中，由于VCO 输入数椐NRZ 方波脉冲序列具有较宽的频谱，从而导至已调信号的带外衰减较慢。如果将输入数椐脉冲予先经过低通滤波器滤除高频分量，再送入VCO ，必然会减小已调信号的带外辐射。当低通滤波器为特性如图17-1所示高 斯低通滤波器时，已调信号称为GMSK(Goussion Filtered MSK 高斯低通滤波最小移频键
控)，其调制解调实验电路见图17-2，其中高斯LPF 带宽选择为B t T b =0.5。GMSK 与MSK 相 比为频带受限信号，存在固有的码间串扰，故收端最佳检测不能采用积分-采样-清除电路，而应采用LPF 滤波后，由本地恢复的位同步时钟在眼图中点采样，以最低的误码率恢复发
D1
D K Br BtTb=0.5
GMSK/GFSK
图17-2 GMSK/GFSK 调制解调实验电路
BS 发射机
MS 接收机
功放 幅度 u m VCO AF 0 CLK D K1 D K2 鉴频 LPF 采样/保持 位同步 提 取
RX 前端 高斯 LPF 图17-1 高斯LPF 滤波器的特性
(a ) 矩形脉冲响应 (b )频率特性
端数椐。收端LPF 的带宽Br 在(1.5～2)Bt 范围内选取，在附加的波形畸变可忽略不计的条件下，Br 愈小愈好(滤除噪声效果好)。
本实验箱数椐D1为4阶M 序列(在4阶m 序列3个连0后再插入1个0所得到)，序列长24=16，数码为1111010110010000，码速率f b =2kb/s 。发端VCO 压控灵敏度及收端鉴频灵敏度已经配合调整到鉴频器输出AFo 信号幅度每1Vp_p 对应FSK 信号频差为1KHz 。则当调整发端电位器使收端解调输出AFo 数椐波形最大幅度(连1最大幅度与连0最大幅度之差)为1Vp_p 时，频差为1KHz =f b /2，即为GMSK 信号；否则为一般相位连续GFSK 信号。 收发二端有关点信号波形见图17-3，为便于比较收发二端波形对应关系忽略了发端至收端传输时延。收端DK2理想的眼图见图17-4，实际眼图存在除发端高斯低通滤波器之外的电路引起的波形畸变及迭加有信道噪声(收发信机内部噪声及外部噪声)。
GMSK 调制解调另一种常用方法是正交调制解调，它可以保证频差为f b /2的准确性及稳定性，详见资料[1]。
四、实验步骤
1. 设置实验箱为GMSK/GFSK 调制解调工作方式(按”工作方式”控制面板上K1键 至”MODEM ”灯亮，再按K3健使K3灯亮)，打开BS 发射机(“发射机控制”面板上K6开关置ON ，K7开关置BS)，实验箱内部电路组合成图17-2所示电路。
2. 双踪示波器的触发方式设置为：外触发、DC 。外触发信号接自实验箱”BS 测量”或”MS 测量”面板触发信号输出端TRI 。双踪示波器二个通道设置为DC 、1V/DIV 。
3. 调整发端送入VCO 的数字信号幅度(调整”发射机控制”面板上”幅度”电位器)，
图17-4 眼图 CLK 最大幅度 D1
DK2 DK
图17-3 收发二端有关信号波形(BT=0.3)
使收端解调输出信号AFo幅度足够大(1～3Vp_p)，以便观测。按对应时间关系测量并记录发端D1、um及收端AFo、DK1、DK2、CLK、DK波形，测量码速率f b。
4. 调整发端”幅度”电位器，使收端解调输出信号AFo数椐波形最大幅度(连1最大幅度与连0最大幅度之差)为1Vp_p时，频差为f b/2，即为GMSK信号；否则为一般相位连续GFSK信号。
5. 观测GMSK/GFSK信号眼图。
(1).双踪示波器二个通道同时观测收端DK2及CLK，由CLK内触发同步。
(2).调整示波器时基，显示2～3个CLK波形，观测DK2波形的眼图，记录DK2及CLK 波形。
五、实验报告要求
1. 根椐实验结果，说明GMSK及GFSK调制解调原理。
2. 整理眼图波形，说明位同步时钟CLK要对准眼图中点的原因。
实验三接收机、噪声与电波传播损耗
一、实验目的
1．了解超外差接收机电路及特点。
2．了解接收机内部及外部噪声。
3．了解电波传播损耗。
4．了解接收机灵敏度。
5．了解接收机大信号信噪比。
二、实验内容
1．用示波器测量接收机输出噪声。
2．用示波器测量接收机输出S/N。
3．用示波器测量接收机灵敏度。
4．用示波器测量接收机大信号信噪比。
三、基本原理
FM、PM与AM相比具有以下二个优点：
（1）移动信道因多径效应的影响为衰落信道，移动台收到的高频信号严重起伏，衰落深度可达10~30dB。由于FM和PM信号在振幅上不载有信息，接收机中可采用限幅器来消除衰落的影响而不影响载波频率、相位调制信息的接收。
（2）FM和PM发射高频信号幅度不变，发射功率恒定，接收信号强度中值恒定，有利于信号接收。
因此，大多数模拟移动通信系统都采用FM或PM方式，其中，以FM最为普遍；而数字移动通信系统一般也采用数字FM (FSK、MSK、GMSK) 或数字PM ( BPSK、QPSK、π/4QPSK) 方式。
本实验研究接收机电路、接收机内部噪声及外部噪声。测量接收机输出噪声及其特性，了解电波传播损耗与传播距离的关系，测量接收机灵敏度及大信号信噪比二个性能指标。
3.1 超外差接收机
接收机有直接放大式及外差式两类。外差式接收机通过混频将接收频率降低为固定的中频，由中放及中频滤波器提供稳定的高增益和良好的选择性，使接收机具有优良性能，因而在各种模拟及数字移动通信系统(例如，模拟FM移动通信系统、数字GSM及N-CDMA移动通信系统等)的接收机中广泛应用。带中放的外差接收机又称为超外差接收机。
外差接收机存在一种特殊的干扰—镜频干扰。为抑制镜频干扰必须提高中频频率，通过高放级选频特性滤除镜象频率干扰信号。但在较高的中频上获得稳定的高增益、良好的选择性及进行解调是困难的。因此，提出二次混频超外差方案。第一中频采用高中频，例如10.7MHz、21.4MHz或更高，第二中频采用455KHz等，然后根椐实际采用的载波调制方式对二中频进行解调。较高的一中频可保证镜频选择性，由较低的二中频提供稳定的高增益、良好的选择性及容易解调。FM及GSM接收机一般都采用二次混频超外差电路[15]。当然，随着技术的进步，在较高的中频上实现解调也不是难事，故在CDMA接收机中一般都采用
一次混频超外差电路[16]。
图11-1是二次混频超外差FM 接收机方框图，一个具体电路见附图1(a )、(b )实验箱收发信机电路图，以附图1(a )为例详细说明。
图11-1 二次混频超外差调频接收机方框图
天线A101接收的高频信号经天线底部加感电感L101和双工器DPX101到达接收机高放级。加感电感L101的作用如下：天线等效电路为终端开路的λ/4传输线，其始端（底部）处于串联谐振。45/48MHz 信号的λ/4约为1.6米，实际天线长度远小于λ/4，处于容性失谐，故需串联加感电感使天线串联谐振，改善收发效果。
高放级由低噪声结型场效应管Q101及其谐振负载T101、C102等组成。Q101的低噪声有利于提高整机的灵敏度，其平方律特性可防止产生组合频率干扰，谐振负载的选频特性可抑制镜象频率干扰及中频干扰。高放后的信号送入Q102等组成的混频级与来自接收机一本振锁相频合VCO （Q103等构成）输出的一本振信号混频，在Q102谐振负载T102次级得到10.7MHz 的一中频信号，再经过三端陶瓷滤波器CF101（中心频率10.7MHz ，带宽约180KHz ）滤除带外干扰及噪声后送至调频中放及解调集成电路MC3361（U102）。
MC3361包括二本振、二混频、二中频限幅放大器、正交相位鉴频器及载波检测等电路。由16脚输入的一中频信号与1脚输入的10.24MHz 二本振信号在二混频器混频得到455KHz 二中频信号由3脚输出，经片外455KHz 五端陶瓷滤波器CF102滤波后由5脚送入，由二中频放大器限幅放大，然后由正交相位鉴频器解调得到音频信号由9脚输出。
接收机的选择性主要由二中频五端陶瓷滤波器CF102决定，其主要参数如下： ·中心频率：455KHz ·3dB 带宽：±7KHz
·带外（≥±12.5KHz ）衰减：大于45dB
正交相位鉴频器的核心电路是模拟乘法器构成的鉴相器。限幅放大后的二中频信号分成二路，一路直接送入鉴相器；另一路经8脚外部T103并联谐振电路实现频率/相位变换后作为鉴相器的另一路输入信号。二路信号鉴相后输出调频解调音频信号。
9脚输出的音频信号分成二路，一路经R125、C127低通滤波器滤除二中频及其谐波分量，得到干净的音频信号送音频放大器U103（LM324）；另一路经R126、R127及C128送至MC3361的10脚。10脚至11脚之间内部运放与外部元件R124、C125、C126等构成中心频率5~6KHz 的有源带通滤波放大器，将9脚输出音频信号带外噪声(大于3.4KHz 最高话音频率)放大，经D102、E105等整流滤波后送入12脚进行电压比较，由13脚输出比较结果高/低电平。当接收机输入C/N 高时，MC3361的9脚解调输出音频S/N 高，11脚输出带
f IF2
f IF1
锁相 频合
第二 本振
载波 检测
AF o
高频 放大
第一 混频
一中频 放 大
第二 混频
二中频 放 大
限幅 鉴频
音频 放大
一本振
f L1
f L2
外噪声小，12脚直流电平升高，则13脚输出低电平，指示有载波；反之，13脚输出高电平，指示无载波。电位器V101用来调节载波检测门限。
送至U103（LM324）的音频信号分成二路，一路经U103B 放大后送至接收机测量面板上解调音频输出端AF o ，供测量用；另一路由U103A 放大后送U103D 构成的斯密特触发器整形后送CPU 检测接收信令，同时送信令存储显示电路存储（如果该电路打开）。
3.2 接收机内部噪声
发射信号经过移动信道传输到达接收机，其质量要受到以下四种因素的影响：①传输损耗、②衰落、③噪声及④干扰的影响。噪声分为接收机内部噪声和外部噪声，在衡量接收机本身的噪声性能时，只考虑测量信号源内阻热噪声及接收机内部噪声，而不考虑其它外部噪声。用接收机灵敏度及大信号信噪比等性能指标来描述。
构成接收机的所有有源及无源元件都会产生噪声(电阻的热噪声，晶体管的散弹噪声等)，其中前端电路的噪声要经过后级电路的放大，在输出噪声中占的比重最大，因而前端电路要采用低噪元器件，例如高放及一混频器都应采用低噪声场效应管，以尽量减小接收机内部噪声。
分析接收机的噪声性能，将其划分为解调器及解调器前的接收机前级电路两段来计算。接收机前级电路是线性的，噪声性能与调制方式无关；而不同调制方式的解调器噪声性能各不相同。按以上方式，调频接收机噪声性能分为接收机(RX)前级电路及限幅鉴频器两段来计算，如图11-2所示，前者在本小节研究，后者放在3.4节研究。
图11-2中，e 为测量射频信号源电动势；R 为信号源内阻，与接收机输入阻抗相等(匹
配)，一般为50Ω，其热噪声电压均方值为
N N RB kT u 024=
式中，k 为波尔兹曼常数(1.38×10
-23
焦耳/K)；T O 为电阻工作温度，通常为室温290K(17O
C)；
B N 为接收机噪声带宽，近似等于接收机中频带宽。则接收机输入(载波)信号功率
C in 及输入
噪声功率N in 为
C in =(e/2R)2R=e 2
/4R (11-1a)
N N N in B kT R u R R u N 02
24/)2/(=== (11-1b)
输入信噪比(载噪比)为
C in /N in =(e 2/4R)/kT o B N (11-1c)
设前级电路功率放大倍数为K P ，出现在输出端的内部噪声功率为N A 。则接收机输出信号功
C in /N in
图11-2 分析调频接收机噪声性能的方框图
C o /N o =S in /N in
RX 前级电路
限幅鉴频器
R e
S o /N o
测 量 信 号 源
率C o 及输出噪声功率N o 为
C o =K P C in (11-2a)
N o = K P N in +N A (11-2b)
输出信噪比(载噪比)为
C o /N o =K P C in /( K P N in + N A )= C in /(N in + N A /K P ) (11-2c)
接收机噪声系数F 定义为
F=(C in /N in )/(C o /N o ) (11-3a)
由以上各式可得噪声系数F 的另外二种定义式
F=1+ N A /K P N in (11-3b)
N o =FK P N in (11-3c)
由式(11-3b)可见，由于接收机内部存在噪声N A ，所以F ＞1；若无内部噪声，N A =0，则F=1。由式(11-3c)可见，由于接收机内部存在噪声，所以输出噪声N o 为放大后的输入噪声K P N in 再乘上大于1的噪声系数F 。总之，噪声系数反映了内部噪声的大小。
由式(11-3b)等容易导出，接收机内部噪声N A 折算到输入端为
N A ＇
= N A /K P =(F-1) N in =(F-1) kT o B N (11-4a) 接收机噪声系数的典型值为[8]
F=3～10(dB)=2～10(倍)
代入式 (11-4a)得
N A ＇
=(1～9) kT o B N (11-4b)
即接收机折算到输入端的内部噪声N A ＇
与kT o B N 同数量级，一些资料[1]将kT o B N 作为接收机(折算到输入端的)内部噪声的典型值。
3.3 接收机外部噪声
式(11-1b)是室温下测量信号源内阻对接收机的额定输入热噪声功率，也近似等于接收机折算到输入端的内部噪声的典型值，称为基准噪声功率。接收机实际工作时存在许多外部噪声，包括人为噪声(电火花设备等产生)及自然噪声(大气噪声、太阳噪声等)两大类。外部噪声功率都以基准噪声功率为参考，以等效噪声系数F a 或噪声温度T a 表示，见式(11-5)，有实测的曲线可查[1]。
F a (dB)=10?lg(kT a B N /kT o B N )=10?lg(T a /T o ) (11-5)
3.4 接收机灵敏度与大信号信噪比
图11-2所示限幅鉴频器输入信噪比S in /N in (等于接收机前级电路输出载噪比C o /N o )与解调后的输出信噪比S o /N o 的关系为[1]
)1(2//2+==
f f in
in o
o m m N S N S G
(11-6)
式中，G 为制度增益；m f =?f m /F m 为调制指数，等于调制频偏?f m 与调制频率F m 之比。对于常用的话音FM 接收机，m f =?f m /F m =5KHz/3KHz=1.67，代入式（11-6）得
G =14.9(倍)=11.7(dB)
(11-7)
由于信号还未解调，故限幅鉴频器输入信噪比常称为载噪比C/N [8]，即 S in /N in =C/N (=前端电路的输出载噪比C o /N o ) 则由式(11-6)、(11-7)可得
S o /N o (dB)=G(dB)+C/N(dB)
=C/N(dB)+11.7(dB) (11-8)
可见限幅鉴频器的S o /N o 得到很大改善。
由式（11-6）可见，S o /N o 与S in /N in 成线性关系。然而实际鉴频器特性在下述二个区域偏离以上线性关系：①、在S in /N in 下降到某个门限值后，S o /N o 急剧恶化，这就是所谓的鉴频器门限效应。②、在S in /N in 很高时，由于鉴频器之前接收机电路的不理想，包括一、二本振信号存在寄生调频及相位噪声，使得鉴频器输入信号S in 存在寄生调频及相位噪声，故S o /N o 不再随S in /N in 的上升而改善，基本上保持常数。考虑到上述二种情况后的实际鉴频器特性如图11-3实线所示。
图11-3 鉴频器特性
将式(11-3a)代入式（11-6）得
S o /N o =G(S in /N in ) =G(C o /N o )=G(C in /N in )/F (11-9)
式(11-9)右边G 、N in 、F 都是常数，调整测量信号源电动势e 就改变接收机输入信号功率C in ， 从而改变了解调输出信噪比S o /N o 。基于这种关系及图11-3，就很容易理解接收机灵敏度及大信号信噪比两个性能指标的含义及测量方法。
3.4.1 接收机灵敏度 （1）定义
灵敏度是指接收机输入高频信号为标准调制（调制信号频率F m =1KHz ，调制频偏?f m =3KHz ）时，在接收机解调输出端得到规定的信纳比(S+N+D)/(N+D)或信噪比(S+N+D)/N (式中，S 为信号功率，D 为信号失真分量功率，N 为噪声功率)时，接收机输入射频信号电动势(以μv 或dB μV 为单位)。
(2) 物理含义
灵敏度是衡量接收机对微弱信号接收能力的指标。在接收机解调输出信号的质量达到规定值时，接收机输入射频信号电平愈小则灵敏度愈高。
（3）测量方法
信纳比要用专门的信纳计来测量。信纳计内部有1KHz 陷波器及任意波形信号有效值测量仪，在陷波器前面测得总信号功率(S+N+D)，在后面测得(N+D) 功率，两者之比为信纳比，直接刻度在信纳计表头上。学校一般没有这种仪器，故不便测信纳比灵敏度。上述定义中的信噪比(S+N+D)/N 没有专用仪器也不便测量。然而，在一般情况下，信号失真D 及噪声N 比信号S 小，则信噪比近似有
N
S
N D N S =++
上式右边的信噪比S/N 的测量就比较简单了。下面给出用普通模拟示波器测量信噪比S/N
S o /N o
大信号S o /N o
（11-6）式线性关系
S in /N in
门限
t
N P -P
的方法。
解调输出音频信号为1KHz 正弦信号，则信号有效值S e 与信号峰-峰值S p-p 的关系为
22/p p e S S -=
（11-10）
设输出噪声为正态分布的噪声，其幅度分布概率密度函数如图11-4所示。图中，a 为均值，
σ 为均方根值即有效值N e 。正态分布的噪声在a ±3σ 之间取值的概率为0.99998≈1，则可以
认为3σ 为噪声峰值，噪声峰-峰值N p-p 与有效值σ（N e ）的关系为N p-p =6σ=6N e ，故得
N e =N p-p /6
（11-11）
图11-4 正态分布概率密度函数曲线
由式（11-10）及（11-11）得
p
p p
p e e N S N S dB N S --?
==23log 20log 20)( （11-12）
式（11-12）右边信号峰-峰值S p-p 及噪声峰-峰值N p-p 都可用示波器测量得到，故S/N 可求出。
由式（11-12）算出的两者数值关系见表11-1。
表11-1 S/N 与S p-p /N p-p 的关系
S/N(dB) 12.5 16.1 18.6 20.5 22.1 23.4 24.6 26.5 30.1 36.1 S p-p /N p-p
2/1
3/1
4/1
5/1
6/1
7/1
8/1
10/1
15/1
30/1
减小接收机输入高频信号电平，直至
S/N=12dB ，即N p-p =S p-p /2 (见表11-1)
或
S/N=20dB, 即N p-p =S p-p /5 (见表11-1)
此时的高频信号发生器输出射频信号电平（以μV 或dB μV 为单位）即为被测接收机12dB SNR 灵敏度或20dB SNR 灵敏度(注：SNR 信噪比)。
示波器测量S/N 的精度取决于N p-p 的测量。正态分布噪声在均值附近取值概率高，在 峰值附近取值概率很低，且正负峰值的不会同时出现。将示波器水平扫描速度调整到相当慢，使扫描线成为1个缓慢移动的光点，光点形状如图11-5所示，就可较准确读出N p-p 。
图11-5 采用阴极射线管（CRT ）的模拟示波器慢扫描时噪声的光点形状
另外,由图11-5可见噪声光点形状近似为竖立的纺锤形，这是因为电子束打击多（即信号取值概率大）的地方光点大而明亮；电子束打击少（即信号取值概率小）的地方光点小而
f(x)
a -3σ
x
a
a +3σ
暗淡。将光点从垂直对称轴线切下一半再旋转90?，就是图11-4所示正态分布概率密度函数曲线。
3.4.2 接收机大信号信噪比 （1）定义
接收机大信号信噪比是接收机高频输入信号足够强时，在输出端测得的信噪比。 （2）测量方法
在射频输入信号足够大，例如，大于接收机12dB S/N 灵敏度100倍时，用示波器测量接收机输出信噪比，为接收机大信号信噪比。
3.5 电波传播损耗
电波传播损耗与传播距离有关，也与电波频率及地形地物等因素有关。
电波传播损耗与传播距离的关系是：(1) 若按自由空间传播考虑，电波传播损耗与传播距离的二次方成正比；(2) 陆地移动通信电波传播损耗近似与传播距离的四次方成正比。 总之，随着传播距离的增大，电波传播损耗增大，从而接收端接收功率减小，接收载噪比C/N 减小，因此接收机解调输出信噪此S/N 减小。
在实验箱上，改变接收端天线与发射端天线之间的距离，从而改变接收机输入载噪比C/N ，用示波器测量到接收机解调输出信噪此S/N 发生相应改变。
四、测量步骤
视实验室设备条件选用以下二种方法之一进行测量
（一）用高频信号发生器作射频信号源测量接收机灵敏度及大信号信噪比
图11-6 测量接收机灵敏度及大信号信噪比（方法1）
1．按图11-6连接测量系统。其中，被测接收机是实验箱的”MS 收发信机”的接收机RX-MS 。高频信号发生器输出电缆的地线与芯线直接与RX-MS 的天线A201电缆的地线与芯线短接。示波器测量探头接至”MS 测量”面板上的接收机解调输出AF o 端。
2．实验箱置系统测量方式（按K1至SYST 灯亮）；关发射机（K6置OFF ），关信令存储显示模块（K10置OFF ）；按K4键设置RX-MS 工作在某个信道，例如CH10。高频信号源设置为标准调制(F m =1KHz, ?f m =3KHz)，调节输出射频信号电平为0.2~1mv ，调节输出频率为RX-MS 工作频率，使接收机解调输出端1KHz 正弦信号幅度最大、失真最小。记录信号峰-峰值S p-p 。
3．关掉高频信号发生器内部调制信号，示波器上仅显示噪声，测量噪声峰-峰值N p-p 。 4．减小高频信号发生器输出射频信号电平，直至
A201
AF o
被 测 接收机 高频信号 发 生 器
示 波 器
RX-MS
或
N p-p =S p-p /5，(20dB SNR ，见表11-1)
此时的高频信号发生器输出射频信号电平（以μV 或dB μV 为单位）为被测接收机12dB SNR 灵敏度或20dB SNR 灵敏度。
5．减小高频信号发生器输出射频信号电平至0，测量到接收机输出为大幅度的噪声。 6．增大高频信号发生器输出射频信号电平，使之比接收机12dBSNR 灵敏度电平高100倍以上。按2、3步相同方法，用示波器分别测出S p-p 及N p-p 。将它们代入式（11-12）式或查表11-1求出S/N ，即为接收机大信号信噪比。
（二）用实验箱发射机作高频信号源测量接收机灵敏度及大信号信噪比
图11-7 测量接收机灵敏度及大信号信噪比（方法2）
1．按图11-7连接测量系统。实验箱设置为系统测量工作方式（按K1至SYST 灯亮）；置内部1KHz 音频调制（K9置”内调制”，K8置1KHz ）；开TX-BS 发射机（K6置ON ，K7置BS ）；关信令存储显示电路（K10置OFF ）；收发信机天线末端开路。被测接收机仍是实验箱的RX-MS ，示波器接在其解调输出AFo 端。高频信号源是实验箱上工作于同一频道的TX-BS ，其发射频率刚好是RX-MS 的接收频率，不需要调整；而发送到RX-MS 输入端的射频信号电平通过调整两者天线的距离来改变：增大距离，则增大传播损耗，减小输入射频信号电平。
2．按步进（STEP ）键K4设置TX-BS 及RX-MS 工作于CH10。
3．移动TX-BS 天线靠近RX-MS 的天线，甚至将二者天线短接，使RX-MS 解调输出1KHz 音频信号S/N 最高。旋转”发射机控制”面板上”幅度”电位器，调整内部调制音频信号幅度，使S P-P =3V P-P ，则调制频偏为3KHz(实验箱设计制造时己校准)。
4．去掉TX-BS 调制音频（K9置”外调制”，但外部不输入音频信号），示波器上仅显示噪声，测量噪声峰-峰值N p-p 。
按式（11-12）或查表11-1求出S/N ，即为大信号信噪比。
5．移动TX-BS 的天线离开RX-MS 的天线，减小RX-MS 输入射频信号电平，使示波器测得
N p-p =S p-p /2，(12dB SNR ，见表11-1)
或
AF o
d
内调制
K9
外调制
示 波 器
RX-MS
TX-BS
1KHz AF 发 生 器
则此时被测接收机RX-MS输入射频信号电平（具体数值未知）即为该接收机的12dBSNR 灵敏度或20dBSNR灵敏度。
虽然此法测量的灵敏度具体数值未知，但通过测量，对灵敏度的物理概念也有了清楚的了解。
6．关TX-BS发射机（K6置OFF），被测接收机无有用射频信号输入，测量到接收机输出为大幅度的噪声。
7．再去掉接收机天线，亦测量到接收机输出为大幅度的噪声。
五、实验报告内容
1．总结用示波器测量接收机解调输出S/N的方法和步骤。
2．给出图11-7方法2测量得到的接收机大信号信噪比。
3．根据图11-7方法2测量接收机灵敏度的过程，说明接收机灵敏度的物理含义。
4．给出图11-6方法1所测得的接收机12dB SNR及20dB SNR灵敏度。
5.画出模拟示波器慢扫描测量到的未限幅噪声光点形状，讨论它反映的噪声概率密度分布曲线与正态分布的接近程度。
6．试回答，电波传播损耗与传播距离的定性关系。
7．试回答，当接收机无有用射频信号输入但仍外接天线时，解调输出为什么是一片噪声？在本接收机工作的48MHz频率上，这主要是外部噪声还是内部噪声经放大、混频、解调后得到的？
8．试回答，当接收机无有用射频信号输入并且去掉外接天线时，解调输出为什么是一片噪声？这主要是外部噪声还是内部噪声经放大、混频、解调后得到的？
实验四DS-CDMA（直扩码分多址）移动通信
一、实验目的
了解DS-CDMA （直扩码分多址）移动通信原理。 二、实验内容
1．测量单信道DS-CDMA 通信系统发端及收端波形，了解发端扩频调制及收端相关检测原理，初步了解直扩码分多址逻辑信道形成原理。
2．测量2信道DS-CDMA 通信系统发端及收端波形，进一步了解发端扩频调制、收端相关检测及码分多址逻辑信道形成原理。 三、基本原理
图6-1为直扩码分多址DS-CDMA （Direct Sequence Spread Spectrum-Code Division Multiple Access ）通信系统原理框图。DS-CDMA 利用高速率的正交码序列c i （互相关函数值为0或很小的码序列）作为地址码，与用户信息数据d i 相乘（或模2加）得到信息数据的直接序列扩频信号，经过相应的信道传输后，在接收端与本地产生的地址码进行相关检测，从中将地址码与本地地址码一致的用户数据选出，把不一致的用户数据除掉。码分多址通信系统可完成时域、频域及空间上混叠的多个用户数据的同时传输，或者说，利用正交地址码序列在同一载频上形成了多路逻辑信道，可动态地分配给用户使用。
其工作原理如下[9,10,11]
：
1．正交码序列 （1）定义
设c i (t),i =1,2,…, N 是序列周期为T （一序列周期内子码元数为p ，子码周期为T P =T/p ）的一组码序列。若它们的互相关函数为0，即 ?
≠=-?=
T
j i j i j i dt t c t c R 0
,,
0)()()(ττ
（6-1）
则称为正交码序列组，可作为DS-CDMA 系统的地址码。
信码d 1
(R b
)
f c
C 1
CLK
d 1
s EX (t) 调制
解调 ∫0Tb
( ) dt
采样
解扩
d 1
时钟 同步
地址码 同步 载波
同步
S(t) s 1(t) s (t) 载波f c
地址码c 1 (R p =pR b )
┇
调制
载波f c
地址码c N
相关检测
扩频
信码d N
图6-1 DS-CDMA 移动通信系统原理框图
S N (t)
┇
为便于收端实现地址码的同步，它们应具有尖锐的自相关峰，即满足 ?
??≥<<==-?=
?
p T
i i i T p p dt t c t c R ττττ,0,
)()()(0
（6-2）
实际地址码互相关函数及自相关函数不一定严格满足以上关系。迄今为止，实际用于DS-CDMA 的地址码，按互相关性能可分成二类：
① 互相关函数值在任意τ值下，与自相关函数峰值相比都很小，但不一定为0，称为准正交。
② 互相关函数值在指定的时刻（例如τ=0）才为0，才是正交的；而在其它时刻互相关函数值可能很大。
地址码按自相关性能可分为以下二类：
① 自相关峰很尖锐且在一序列周期内只有一个自相关峰，与白噪声的自相关函数相近，称为PN 序列( PseudoNoise sequence 伪噪声序列)。
② 自相关峰不尖锐或在一序列周期内有多个自相关峰，自相关特性不好，不属于PN 序列。
（2）常用正交码序列
常用正交码序列有以下三种：
① Walsh （沃尔什）序列：在指定时刻（τ=0）正交，自相关特性不好(不属于PN 序列)。 ② m 序列：准正交，自相关特性很好(属于PN 序列)。 ③ Gold 序列：准正交，自相关特性很好(属于PN 序列)。
表6-1给出8阶Walsh 序列[1]。80W 表示0号8阶Walsh 序列，其它依此类推。 在研究8阶Walsh 序列的正交性前，先研究一下如何计算及用什么电路实现式（6-1）、（6-2）所示的相关运算。
表6-1 8阶沃尔什(Walsh )序列
（0，1）域
（-1，+1）域
80W 0 0 0 0，0 0 0 0 -1-1-1-1，-1-1-1-1 81W 0 1 0 1，0 1 0 1 -1 1-1 1，-1 1-1 1 82W 0 0 1 1，0 0 1 1 -1-1 1 1，-1-1 1 1 83W 0 1 1 0，0 1 1 0 -1 1 1-1，-1 1 1-1 84W 0 0 0 0，1 1 1 1 -1-1-1-1， 1 1 1 1 85W 0 1 0 1，1 0 1 0 -1 1-1 1， 1-1 1-1 86W 0 0 1 1，1 1 0 0 -1-1 1 1， 1 1-1-1 87W
0 1 1 0，1 0 0 1 -1 1 1-1， 1-1-1 1
二进制数用0，1表示，在常用的正逻辑数字电路里面的形式是低电平（L ）、高电平（H ）。两个二进制序列A 、B 由异或门及模拟乘法器进行处理的电路及输出波形如图6-2所示。
图中，假定A=010011…，B 是长串的连0及连1。模拟乘法器输入、输出端有自己的正常静态偏置电平，故与前后电路必须通过隔直流电容相联。输入二进制序列0、1…经过隔直后，以模拟乘法器输入偏置电平为参考，成为负电平、正电平…，归一化后为-1、+1…，即0变成-1，1变成+1。由图6-2可见，除了倒相之外，两电路的输出波形完全相同。而倒相的差别，很容易通过加一级倒相器来消除，可以不予考虑。将A 、B 互换或改为其它数椐重画波形，可得到相同结果。
由以上分析可得到以下结论：
（1）（0，1）域上的二进制序列作乘法运算，必须首先转换到（-1，+1）域上（0→-1，1→+1）然后再相乘。
（2）二进制序列在（0，1）域上模二加（异或）运算与其在（-1，+1）域上的乘法运算等效。
进一步分析容易得出，对于两路输入信号为多个数字序列波形线性叠加的情况，只要输入幅度没超过模拟乘法器线性工作范围，上述结论（1）仍适用；而异或门是非线性器件，上述结论（2）就不能推广了。
下面就可按式（6-1）以表6-1中的81W 、87W 为例来研究沃尔什序列的正交性。 图6-3是用模拟乘法器求81W 、87W 互相关函数值R 1,7的有关波形。由图可见，在求互相关值积分过程中，积分值在t=0时刻为0，然后围绕0起伏变化，在t=T 的最后时刻得互相关函数值R 1,7=0。直接计算的结果与图6-3中一致：
?
∑==++-+-+-+-++==?=T
i p p i i T T a a dt
W W R 0
8
1
71878
17,10]11)1()1()1()1(11[).(.
由上式也可见，求数字序列相关函数，只需将其(-1,+1)域对应位相乘再求和即可得到。
同法可求出其它任意二个序列之间的互相关函数值都为0。
1 1
0 0
0 1 1 1
0 0 B A 1 1
1 1
-1 -1 -1
-1 -1 -1 -A ，B = -1(B=0)：
A
A A ·
B = A ·B
＝
1
A
A B
( a )
A
B =
A ， B=0： A ， B=1：
1
1 A
-A B
( b )
A ，
B = +1(B=1)：
图6－2 两个二进制序列通过(a)异或门及(b)模拟乘法器
移动通信实验指导书 王明志主编 信息学院
前言 移动通信是上一世纪末三大新兴通信技术（移动通信、光纤通信、卫星通信）之一。它使人类实现了随时随地快速可靠地进行各种信息的交换。移动通信集各种通信最新技术之大成，是一种较为理想的通信方式。 针对不断发展的新技术，高等院校通信专业的课程设置也在不断更新，实验手段也在不断发展。我们针对移动通信实验课与移动通信技术、设备现状，设计了相关实验，编写了这套教材。本教材是根据多年从事移动通信教学和工程实验，并在考了国内外有关文献和资料的基础上编写而成。 移动通信网络是一个非常庞大、复杂的网络，涉及当今通信领域的方方面面。为了让高等院校通信专业的学生对移动通信技术有一个全面的了解，“移动通信课程”的开设适应了这一形势的要求。另一方面，在让学生对移动通信系统有一个较全面了解的同时，对其中关键技术的学习或深入地掌握是必要的。对于这一部分知识点的学习，一方面可以通过理论课堂的学习获得，另一方面可以通信实验的环境进行加强。ZH7005B多体制移动通信实验平台为学生们了解当今移动通信技术的发展提供了一个良好的实验平台。 在多体制移动通信实验平台中，设计了一个通用的信道硬件平台，它能支持多种模式的移动通信网络。对目前常见的移动通信技术的关键部分“空中接口技术”，学生能有一个全面的了解： 1.最小频移键控（MSK） 2.高斯最小频移键控（GMSK） 3.π/4差分四相相移键控（π/4DQPSK） 4.CDMA/DS码分多址通信技术 5.CDMA/DS-IS95码分多址通信技术 6.跳频通信技术
目录实验一QPSK传输系统实验 实验二OQPSK传输系统实验 实验三/4DQPSK传输系统实验实验四MSK传输系统实验 实验五GMSK传输系统实验 实验六16QAM传输系统实验 实验七64QAM传输系统实验 实验八CDMA传输系统实验 附录HDB3测试码序列的改进
电子科技大学 通信抗干扰技术国家级重点实验室 实验报告 课程名称移动通信原理 实验内容无线信道特性分析； BPSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析； SIMO系统性能仿真分析 课程教师胡苏 成员姓名成员学号成员分工 独立完成必做题第二题，参与选做题SIMO仿 真中的最大比值合并模型设计 参与选做题SIMO仿真中的 等增益合并模型设计 独立完成必做题第一题 参与选做题SIMO仿真中的 选择合并模型设计
1，必做题目 1.1无线信道特性分析 1.1.1实验目的 1)了解无线信道各种衰落特性； 2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义； 3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。 1.1.2实验内容 1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了瑞利衰 落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿真参数：信源比特速率为500kbps，多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒，相对平均功率为[0 -3 -6 -9]dB，最大多普勒频移为200Hz。例如信道设置如下图所示：
1.1.3实验仿真 (1)实验框图 （2）图表及说明 图一：Before Rayleigh Fading1 #上图为QPSK相位图，由图可以看出2比特码元有四种。
图二：After Rayleigh Fading #从上图可以看出，信号通过瑞利信道后，满足瑞利分布，相位和幅度发生随机变化，所以图三中的相位不是集中在四点，而是在四个点附近随机分布。 图三：Impulse Response #从冲激响应的图可以看出相位在时间上发生了偏移。
邮电大学 移动通信实验报告 班级： 专业： ： 学号：
班序号： 一、实验目的 (2) 1、移动通信设备观察实验 (2) 2、网管操作实验 (3) 二、实验设备 (3) 三、实验容 (3) 1、TD_SCDMA系统认识 (3) 2、硬件认知 (3) 2.1移动通信设备 (3) 2.2 RNC设备认知 (4) 2.3 Node B设备（基站设备） (6) 2.4 LMT-B软件 (7) 2.5通过OMT创建基站 (8) 四、实验总结 (20) 一、实验目的 1、移动通信设备观察实验 1.1 RNC设备观察实验 a) 了解机柜结构 b) 了解RNC机框结构及单板布局 c) 了解RNC各种类型以及连接方式 1.2 基站设备硬件观察实验 a) 初步了解嵌入式通信设备组成 b) 认知大唐移动基站设备EMB5116的基本结构 c) 初步分析硬件功能设计
2、网管操作实验 a) 了解OMC系统的基本功能和操作 b) 掌握OMT如何创建基站 二、实验设备 TD‐SCDMA 移动通信设备一套（EMB5116基站+TDR3000+展示用板卡）电脑 三、实验容 1、TD_SCDMA系统认识 全称是时分同步的码分多址技术（英文对应Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access）。 TD_SCDMA系统是时分双工的同步CDMA系统，它的设计参照了TDD（时分双工）在不成对的频带上的时域模式。运用TDSCDMA这一技术，通过灵活地改变上/下行链路的转换点就可以实现所有3G对称和非对称业务。合适的TDSCDMA时域操作模式可自行解决所有对称和非对称业务以及任何混合业务的上/下行链路资源分配的问题。 TD_SCDMA系统网络结构中的三个重要接口（Iu接口、Iub接口、Uu接口），认识了TD_SCDMA系统的物理层结构，熟悉了TD_SCDMA系统的六大关键技术以及其后续演进LTE。
SG-SX22移动通信原理实验箱 移动通信系列实验箱是本公司新近推出的新型移动通信实验系统，它有移动终端、移动基站、移动交换机组成。移动终端既可完成基本的移动原理实验且能自成系统完成相当于GSM和CDMA手机的通话与测试实验；也可和移动基站、移动交换机配合构成一个完整的移动通信系统。（网络组成见产品特点图） 一、技术指标 （一）移动通信原理实验箱（移动终端） 移动终端实验箱既能完成移动通信原理实验又能作为一个移动终端进行手机的
系统实验和手机的测试实验 移动通信原理实验 信源编码实验； 声码器实验； 信道编码实验； 扩频解扩、CDMA编码实验、地址码的相关性与信号分解； 时分复用与解复用； 各种调制解调实验； 各单元级联起来组成一个CDMA手机系统实验（可以拨号通话）； 手机模拟系统各模块信号测试实验； GSM/GPRS模块配置与AT命令编程实验； 2、移动通信系统实验（完成任意移动终端间实时双工通信） 发送： (1)拨号呼叫实现移动终端信令交换。 (2)完成语音的模数转换，实验箱采用AD73311线性16位A/D变换，采样率32K/S。 (3)AMBE2000对前级的语音数据进行压缩编码，语音速率为2350bps，FEC 速率为50bps。 (4)对语音数据进行线路编码：卷积编码。
(5)对语音数据插导频后进行CDMA编码。 (6)QPSK调制。 (7)射频调制、发射。 (8)基于GSM/GPRS模块的虚拟手机开发实验、分布式数据采集实验；接收：为上述过程的逆过程。 （二）移动基站 移动基站作用： A）管理业务信道和控制信道； B）动态查询各移动终端的工作状态； C）给移动终端分配业务信道资源； D）向移动终端发送各种信令信号； E）将各终端所处状态及交换信息打包用光纤发给移动交换机； F）切换并管理小区间的移动终端； （三）移动交换机 移动交换机作用： A）接收基站发来的交换信息； B）转接小区间接续信令； C）协调分配信道资源； D）将整个通信网中终端状态送给PC机，并在PC机上显示。
目录 移动通信系统实验指导 (1) 实验一：AWGN信道中BPSK调制系统的 BER仿真计算 (2) 实验二：移动信道建模的仿真分析 (4) 实验三： CDMA通信系统仿真 (5)
移动通信系统实验指导 上机实验是移动通信课程的重要环节，它贯穿于整个“移动通信”课程教学过程中。本课程的实验分为3个阶段进行，它要求学生根据教科书的内容，在MATLAB仿真平台上并完成相应系统及信道建模仿真，帮助学生直观的了解移动通信系统的相关工作原理。最后要求学生根据实验内容完成实验报告。 试验的软件环境为Microsoft Windows XP + MATLAB。
实验一：AWGN信道中BPSK调制系统的 BER仿真计算 一、实验目的 1．掌握二相BPSK调制的工作原理 2．掌握利用MATLAB进行误比特率测试BER的方法 3．掌握AWGN信道中BPSK调制系统的BER仿真计算方法 二、实验原理 1．仿真概述及原理 在数字领域进行的最多的仿真任务是进行调制解调器的误比特率测试，在相同的条件下 进行比较的话，接收器的误比特率性能是一个十分重要的指标。误比特率的测试需要一个发送器、一个接收器和一条信道。首先需要产生一个长的随机比特序列作为发送器的输入，发送器将这些比特调制成某种形式的信号以便传送到仿真信道，我们在传输信道上加上一定的可调制噪声，这些噪声信号会变成接收器的输入，接收器解调信号然后恢复比特序列，最后比较接收到的比特和传送的比特并计算错误。 误比特率性能常能描述成二维图像。纵坐标是归一化的信噪比，即每个比特的能量除以噪声的单边功率谱密度，单位为分贝。横坐标为误比特率，没有量纲。
《移动通信技术》实验教学大纲(18.6)
《移动通信技术》实验教学大纲 1．实验课程号： B453L07500 2．课程属性：（限选） 3．实验属性：非独立设课 4．学时学分：总学时36，实验学时10 5．实验应开学期：秋季 6．先修课程：数据通信与计算机网络，信号与系统，通信原理等。 一、课程的性质与任务 本实课程是移动通信技术的配套实验课，要求通过实验课的练习与实践使 学生加深对现代移动通信技术的基本概念和基本原理的理解，并掌握典型通信 系统的基本组成和基本技术，以适应信息社会对移动通信高级工程技术人才的 需求。 二、实验的目的与基本要求 通过实验使学生对比较抽象的移动通信理论内容产生一个具体的感性认 识，通过具体的实验操作使学生达到“知其然，且知其所以然”，从而提高分析 问题、解决问题的能力。 三、实验考核方式及办法 实验成绩评分办法：实验成绩占课程成绩的15％。 四、实验项目一览表 移动通信技术实验项目一览表 序实验项目实验实验适用学 号名称类型要求专业时 1 数字调制与解调技术验证性必做信息工程/电子信息工程 2 2 扩频技术验证性必做信息工程/电子信息工程 2 3 抗衰落技术验证性必做信息工程/电子信息工程 2 4 GSM通信系统实验综合性必做信息工程/电子信息工程 2 5 CDMA通信系统实验综合性必做信息工程/电子信息工程 2
五、实验项目的具体内容：
实验一数字调制与解调技术 1．本次实验的目的和要求 通过本实验了解QPSK, OQPSK,MSK,GMSK调制原理及特性、解调原理及载波在相干及非相干时的解调特性。将它们的原理及特性进行对比，掌握它们的差别。掌握星座图的概念、星座图的产生原理及方法。 2．实验内容 1)观察I、Q两路基带信号的特征及与输入NRZ码的关系。 2)观察IQ调制解调过程中各信号变化。 3)观察解调载波相干时和非相干时各信号的区别。 4)观察各调制信号的区别。 5)观察QPSK、OQPSK、MSK、GMSK基带信号的星座图，并比较各星 座图的不同及他们的意义。 3．需用的仪器 移动通信原理实验箱（主控&信号源模块、软件无线电调制模块10号模块、软件无线电解调模块11号模块），示波器。 4．实验步骤 1)准备：阅读实验教程，了解QPSK, OQPSK,MSK,GMSK的调制解调原 理； 2)QPSK调制及解调实验 （1）按实验要求完成所有连线，形成调制解调电路。 （2）QPSK调制。设置主控菜单，选择QPSK调制及解调；用示波器观测10号模块的TP8(NRZ-I)和TP9(NRZ-Q)测试点，观测基带信号经过串并变换后输出的两路波形，与输入信号对比；示波器探头接10号模块TH7(I-Out)和 TH9(Q-Out)，调节示波器为XY模式，观察QPSK星座图；示波器探头接10号模块TH7(I-Out)和TP3(I)，对比观测I路成形波形的载波调制前后的波形；示波器探头接10号模块TH9(Q-Out)和TP4(Q)，对比观测Q路成形波形的载波调制前后的波形；示波器探头接10模块的TP1，观测I路和Q路加载频后的叠加信号，即QPSK调制信号。
实验一 移动通信系统组成及功能 一、实验目的 1．了解移动通信系统的组成。 2．了解移动通信系统的基本功能。 3．了解基带话音的基本特点。 二、实验内容 1．按网络结构连接各设备，构成移动通信实验系统。 2．完成有线→有线、有线→无线及无线→有线呼叫接续，观察呼叫接续过程，熟悉移 动通信系统的基本功能。 3．用实验箱及示波器观测空中传输的话音波形。 三、基本原理 图1-1是与公用电话网（PSTN ）相连的蜂窝移动通信系统方框图。系统包括大量移动 台MS 、许多基站BS 、若干移动交换中心MSC 及若干与MSC 相连的数椐库(HLR 、VLR 等，图中未画出)，MSC 通过中继线与公用电话网PSTN 的交换机EX 相连，接入公用电话网。系统的基本功能是：移动台能与有线电话或其它移动台通话(或传输数椐等信息)。 图1-1 移动通信系统方框图 这样庞大复杂的系统无法放在实验桌上由同学自己动手做实验。将系统合理简化得到图 1-2，它将图1-1实际系统全部交换机EX 及MSC 合并成一部交换机；基站BS 及移动台MS 各选用一台；有线电话采用二部。 它与图1-1实际系统在包含的各种功能设备(交换机、基站、移动台及有线电话)、系统基本网络结构(各设备的连接关系)及系统功能等特征方面是
相同的。 图1-2 简化的移动通信系统方框图 常用的移动通信系统主要有三类：蜂窝移动通信系统、集群移动通信系统及无绳电话系 统，它们的功能及应用场合各不相同，但它们涉及的基本工作原理及技术是相同的。 移动通信的多址方式主要有FDMA 、TDMA 、CDMA 三大类。FDMA 系统一般为模拟 移动通信制式，TDMA 及CDMA （实际上，通常为TDMA/FDMA 及CDMA/FDMA 混合多址方式）为数字移动通信制式。FDMA 发展早，已成功应用于各种移动通信系统多年，目前在一些领域仍在应用。数字移动通信是在模拟移动通信基础上发展、演进而来的，在网络组成、设备配置、系统功能和工作方式上二者都有许多相同之处。 基于以上原因，为了得到体积小巧、价格低廉、可放在实验桌上由学生动手操作的移动 通信教学实验系统。在图1-2中，BS 、MS 实际选用基于FDMA 技术、采用数字信令的中国CT1无绳电话，EX 选用小型程控交换机，TEL 为有线电话。 为了测试上述小型移动通信系统无线部分的功能，采用了一台实验箱（SDT ），构成一 套完整的移动通信教学实验系统，如图1-3 所示。 图1-3 移动通信教学实验系统 下面对图1-3各部分实际采用的设备及本实验内容介绍如下： MS ( Mobile Station ) : 移动台（无绳电话手机） BS ( Base Station ) : 基地台（无绳电话座机） EX ( Exchanger ) : 程控交换机 TEL (Telephone ) : 有线电话 SDT : 实验箱 SDT MS BS EX TEL TEL
通信工程专业教学 移动通信实验室建设方案 2012 年5 月
一、建设移动通信实验室的必要性 随着通信技术与经济全球化的发展，人类已进入信息化社会。在信息化社会中，人们对通信的需求与依赖日益增强。移动通信是通信发展的一座里程碑，在我国具用广阔的运用领域与市场。当前，我国移动用户总数已超过固话用户总数。移动通信在我国既是通信发展的热点，又是通信发展的重点，发展规模与速度十分迅速，前景看好。 通信实验室是高校培养通信专业人才的实验基地。为了培养适应信息化社会需求的高素质通信专业技术人才，建设移动通信实验室对于高校通信专业特别是通信类高校是完全必要的，也是非常及时的。 二、移动通信实验室的地位与作用 移动通信实验室是一种扩延型专业实验室。它对于学习现代数字传输技术、培养学生综合运用知识解决实际问题的能力、扩大学生视野与知识面、提高学生的专业素质具用重要意义。移动通信实验室在通信实验室体系结构中的地位与作用，如下图所示： 由上图可看出，移动通信实验室是通信实验室体系结构中十分重要的组成部分。 三、通信实验室建设步骤 为了使通信实验室的建设配置合理、能适应通信技术发展的需要，必须按照严格的步骤进行。否则会因为仓促建设，造成建非所用、实验设备技术落后、教学资源严重浪
费等状况。通信实验室建设可参照以下几步进行： （1）根据学校学科建设的要求及在本专业上的建设力度，规划本专业的建设重点，其中包括实验室的建设方向。 （2）在确定今后实验室的建设要求后，再根据目前已有实验室的配置及今后的招生规模制定相应实验室的建设方案，并将方案提交专家组审议（专家组一般需请 外单位的一些专家组成）及学校领导审批。 （3）根据审批结果进行经费的申请与落实情况。 （4）实验室的场地准备：根据实验开设的规模确定场地大小。 （5）对实验室建设需配置的仪表进行订购：学生用仪表一般以中档为主，可配置一定量的高档仪表如存贮示波器、误码仪、话路特性测量仪、频谱分析仪等。 （6）对老实验的改造，如果是将设备少量的增加，则设备的型号与原有的实验设备应尽可能在在型号上保持一致。如果筹建新实验室或老实验室作大规模的改造 建设，需进行大量的调查、研究。 （7）在进行调查时，通过向相关教学设备供货商发技术咨询函或通过向兄弟院校进行调究的方式进行设备咨询，这时间一般需持续半年到一年。在可能情况下， 向相关设备供应商索取实验设备与实验指导书，进行实际考查，以核实实验设 备的技术先进性、设备的可使用性、实验的可实施性等进行详细调查。 （8）委托招标单位进行招标：在招标时应将学校对设备的要求描述清楚，防止买非所需。在招标过程中一般需与欲购的设备供应商保持密切联系，这样可以做到 以较低的价格获取性能优异的设备。同时还应强调“眼见为实”，不要随意相 信设备供应商许诺的“升级条款”，很多技术不是一跃而就的，有些技术必须 依靠长期的技术积累才能掌握。最后不能以价低中标的原则进行采购。对招标 后的单位需对其技术培训和售后服务提出一定要求，这样才能保证实验课程的 顺利开设。 （9）设备验货：对购买的设备要进行严格的检验，保证购进设备的质量。 四、实验内容 实验一、GMSK调制实验； 实验二、GMSK解调实验； 实验三、GMSK在非线性信道下的性能； 实验四、π/4DQPSK调制实验； 实验五、π/4DQPSK解调实验； 实验六、m序列的产生与相关性测量实验； 实验七、Gold序列的产生和相关性测量实验； 实验八、Walsh码正交性测量实验； 实验九、卷积编码器、译码器实验； 实验十、传统交织编码抗突发错误性能测量实验；
ADS系统级仿真 ——发射机、零中频接收机与外差式接收机 课程名称：移动通信系统 院系：通信工程学院 专业：通信01班 年级： 2013级 姓名：叶汉霆 学号： 指导教师：李明玉 实验时间： 重庆大学
一、实验目的： 1. 熟悉ADS软件的使用、能用该软件进行原理图设计和原理图仿真。 2. 了解发射机、接收机的结构及工作原理； 3. 掌握利用ADS中行为级模块进行系统级仿真的方法，使用如滤波器、放大器、混频器等行为级的功能模块搭建收发信机系统。 4.运用S参数仿真、交流仿真、谐波平衡仿真、瞬态响应仿真等仿真器对收发信机系统的各种性能参数进行模拟检测。 二、实验原理： 1.接收机 接收机将通过信道传播的信号进行接收，提取出有用信号。接收机一般具有接收灵敏度、选择性、交调抑制、噪声系数等性能参数。 接收机的实现架构可分为：超外差、零中频和数字中频等。 接收机各部分的作用和要求如下： ①射频滤波器1（FP Filter1） 选择信号频段、限制输入信号带宽、减小互调失真。 抑制杂散信号，避免杂散响应。 减少本振泄漏，在频分系统中作为频域相关器。 ②低噪声放大器（LNA） 在不使接收机线性度恶化的前提下提供一定的增益。 抑制后续电路的噪声，降低系统的噪声系数。 ③射频滤波器2（FP Filter2） 抑制由低噪声放大器放大或产生的镜频干扰。 进一步抑制其他杂散信号。 减少本振泄漏。 ④混频器（Mixer） 将射频信号下变频为中频信号。 是接收机中输入射频信号最强的模块，其线性度极为重要，同时要求较低 的噪声系数。 ⑤本振滤波器（Injection Filter） 滤除来自本振的杂散信号。
实验十二解扩实验 一．实验目的： 1、通过本实验掌握载波已调信号m序列解扩原理及方法，掌握解扩前后信号在时 域及频域上的变化。 2、通过本实验掌握载波已调信号GOLD序列解扩原理及方法，掌握解扩前后信号在 时域及频域上的变化。 二．实验内容： 1、观察解扩时本地扩频码与扩频时扩频码的同步情况。 2、观察已调信号在解扩前后的频域变化。 三．基本原理： m序列解扩的是在接收到的RF信号上进行的，其实解扩的原理很简单，即用一个与发送端完全相同的m序列与接收到的信号直接相乘就可以完成信号的解扩，两个m序列的相位必须一致，即接收端产生的m序列必须进行捕获和跟踪，以使其速率和相位与发送端m序列保持一致。 四．实验原理： 1、实验模块简介 （1）CDMA发送模块： 本模块的主要功能：产生PN31伪随机序列，将伪随机序列或外部输入的其它数字序列扩频，扩频增益为32，扩频后输出码速率为512kbps，可输出两条不同扩 频码信号。 （2）CDMA接收模块： 本模块的主要功能：完成10.7MHz射频信号的选频放大，当本地扩频码设置为与发送端扩频码相同时，可完成扩频码的捕获及跟踪，进而完成射频信号的解扩。 （3）IQ调制解调模块： 本模块的主要功能：产生调制及解调用的正交载波；完成射频正交调制及小功率线性放大；完成射频信号正交解调。 2、扩频后的PSK已调信号分为三路送入CDMA接收模块中，分别与结婚搜模块中产 生的m序列的超前、同相、滞后序列相乘。在扩频码没有捕获到时，同相支路的捕获输出为低电平，扣码电路工作，每周期扣掉1/4个码元，使发送端和接收端的两个PN序列产生相对滑动，当滑动到两个序列的相位差小于一个码元时，电平，扣码电路停止工作，系统进入跟踪状态。此时超前-滞后支路产生的复合相关特性出现，经低通滤波后控制VCO，使收发端PN序列完全同步，此后跟踪过程一直存在，维持PN序列的同步。 PN码同相支路的相乘信号经带通滤波后即为解扩后的信号。该信号时一个基带信元的PSK调制信号，扩频码调制部分已经被去除。 五．实验步骤： （一）m序列扩频实验 1、在实验箱上正确安装CDMA发送模块、CDMA接收模块及IQ调制解 调模块 2、正确连线，检查无误后打开电源 3、将发送模块上“GOLD1 SET”拨码开关拨为全“0”，将接收模块上“GOLD SET” 拨码开关拨为全“0”，按复位键以完成设置。 4、示波器探头接接收模块“输出2”测试点，调整“幅度”电位器使该点信号电压
信息与通信工程学院移动通信课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 日期：
一、课程设计目的 1、熟悉信道传播模型的matlab 仿真分析。 2、了解大尺度衰落和信干比与移动台和基站距离的关系。 3、研究扇区化、用户、天线、切换等对路径损耗及载干比的影响。 4、分析多普勒频移对信号衰落的影响，并对沿该路径的多普勒频移进行仿真。 二、课程设计原理、建模设计思路及仿真结果分析 经过分析之后，认为a 、b 两点和5号1号2号在一条直线上，且小区簇中心与ab 连线中心重合。在此设计a 、b 之间距离为8km ，在不考虑站间距的影响是默认设计基站间距d 为2km ，进而可求得a 点到5号基站距离为2km ，b 点到2号基站距离为2km ，则小区半径为3/32km,大于1km ，因而选择传播模型为Okumura-Hata 模型，用来计算路径损耗；同时考虑阴影衰落，本实验仿真选择阴影衰落是服从0平均和标准偏差8dB 的对数正态分布。实验仿真环境选择matlab 环境。 关于路径损耗——Okumura-Hata 模型是根据测试数据统计分析得出的经验公式，应用频率在150MHz 到1 500MHz 之间，并可扩展3000MHz;适用于小区半径大于1km 的宏蜂窝系统，作用距离从1km 到20km 经扩展可至100km;基站有效天线高度在30m 到200m 之间，移动台有效天线高度在1m 到10m 之间。其中Okumura-Hata 模型路径损耗计算的经验公式为： terrain cell te te te c p C C d h h h f L ++-+--+=lg )lg 55.69.44()(lg 82.13lg 16.2655.69α 式中，f c （MHz ）为工作频率；h te （m ）为基站天线有效高度，定义为基站天线实际海拔高度与天线传播范围内的平均地面海拔高度之差；h re （m ）为终端有效天线高度，定义为终端天线高出地表的高度；d （km ）：基站天线和终端天线之间的水平距离；α(h re ) 为有效天线修正因子，是覆盖区大小的函数，其数字与所处的无线环境相关，参见以下公式： 22(1.1lg 0.7)(1.56lg 0.8)(), 8.29(lg1.54) 1.1(), 300MHz,3.2(lg1.75) 4.97(), 300MHz,m m m m f h f dB h h dB f h dB f α---??-≤??->?中、小城市（）=大城市大城市 C cell ：小区类型校正因子，即为：
城南学院通信工程移动通信实习报告 姓名 学号 实习指导老师 实习指导老师 实习地点长沙理工大学现代通信实验室 实习时间2013年12月2日至2013 年12月20日
序言 2013年12月2日至2013年12 月20 日，我们在长沙理工大学现代通信实验室进行了为期三周的移动通信课程实习。本实习主要分为两部分，即移动通信核心网部分与移动通信无线接入网部分。两部分分别由不同老师知道。学习的内容包括认识移动通信各个设备、设备运行方式与原理、不同设备之间的联系以及简单的设备配置命令，以此来加强课程学习中对移动通信理论内容的理解，为今后的学习和工作打下基础。 第一部分移动通信核心侧 一、移动通信核心侧实习目的和要求 （1）了解什么是移动通信核心网与WCDMA核心网的发展演进过程。 （2）熟悉WCDMA核心网各设备，并掌握设备的功能与设备间的相互关系。 （3）学会WCDMA核心侧各设备的简单配置。 （4）掌握移动通信核心网的通信原理。 （5）按照分组要求，每天按时到达实习地点，参加实习，并做到不迟到、不早退、不缺席。 2、移动通信核心侧主要设备硬件结构介绍 在WCDMA核心网中，又可以分为两个部分，即CS域子系统和PS域子系统。CS域负责 话音信号的处理，而PS域负责数据的处理。CS域子系统包括的设备主要有 MsoftX3000、UMG8900两套设备。PS 域子系统包括的设备主要有GGSN和SGSN两套设备。 除这两个子系统之外，还有HLR9820设备。WCDMA全网拓扑结构如图1.1所示。
图1.1 WCDMA全网拓扑结构 下面，分别对移动通信核心侧相关设备做详细介绍。 1、MsoftX3000 MSOFTX3000主要完成位置管理、呼叫控制、媒体网关控制等功能，可以同时作为MSC Server、TMSC Server 、GMSC Server、VLR、SSP等功能实体进行组网。MSOFTX3000设备机框的实拍如图1.2所示。 MSOFTX3000整机采用N68-22机柜，宽600mm，深800mm，高2200mm，机柜有效空间为46u（1u=44.45mm），每个机柜可以配置4个插框，机柜分为两种： 综合配置机柜和业务处理机柜。其中，综合配置机柜必须配置，业务处 理机柜为选配。系统最多可以配置5个机柜，包括1 个综合配置机柜 （编号为0）和4个业务处理机柜（编号为1、2、3、4）。 MSOFTX3000机柜与插框示意图如图所示。 图1.3MSOFTX3000机柜与插框示意图图1.2MSOFTX3000机框
目录 目录 0 第一部分基础实验 (1) 第1章伪随机序列产生实验 (2) 实验一 m序列产生及特性分析实验 (3) 实验二 GOLD序列产生及特性分析实验 (7) 实验三 WALSH序列产生及特性分析实验 (11) 第2章信源编码和信道编码实验 (15) 实验一语音模数转换和压缩编码实验 (24) 实验二线性分组码实验 (26) 实验三 GSM卷积码实验 (32) 实验四 GSM交织技术实验 (38) 第3章扩频通信基础实验 (41) 实验一直接序列扩频（DS）编解码实验 (42) 实验二跳频（FH）通信实验 (45) 实验三 DS/CDMA码分多址实验 (48) 第4章数字调制和解调实验 (52) 实验一 BPSK调制解调实验 (53) 实验二 QPSK调制解调实验 (56) 实验三 OQPSK调制解调实验 (59) 实验四 MSK调制解调实验 (62) 实验五 GMSK调制解调实验 (65) 实验六 OFDM调制解调实验 (68) 第二部分系统实验 (73) （一）单机系统 (74) 第1章单机自环系统 (74) 实验一短信收发实验 (74) 实验二数据接入CDMA信道的收发实验 (76) 实验三移动终端原理实验 (78) （二）GSM系统 ........................................ 错误！未定义书签。
第2章交换机原理.................................... 错误！未定义书签。实验一系统通信实验.................................. 错误！未定义书签。实验二移动小区切换漫游与HLR管理.................... 错误！未定义书签。实验三 VLR管理 ...................................... 错误！未定义书签。实验四移动交换机软件——移动台的历史记录.......... 错误！未定义书签。第3章基站原理...................................... 错误！未定义书签。实验一基站信道分配实验（选配模块）.................. 错误！未定义书签。实验二网络优化与基站RACH接入控制实验............... 错误！未定义书签。第4章 GSM信令 ...................................... 错误！未定义书签。实验一移动台开机、关机实验........................... 错误！未定义书签。实验二移动台漫游实验................................ 错误！未定义书签。实验三移动台主叫实验................................ 错误！未定义书签。实验四移动台被叫实验................................ 错误！未定义书签。第5章移动系统七号信令.............................. 错误！未定义书签。实验一移动通信7号信令实验........................... 错误！未定义书签。第6章无线信道实验.................................. 错误！未定义书签。实验一加性高斯白噪声信道的统计特性实验.............. 错误！未定义书签。实验二信道编码实验................................... 错误！未定义书签。第7章 GSM/CDMA/TD-CDMA通信模块（选配）.............. 错误！未定义书签。实验一 GSM模块配置实验（选配） ....................... 错误！未定义书签。实验二 GSM设备短信收发实验（选配）.................... 错误！未定义书签。实验三 GSM设备呼叫实验（选配） ....................... 错误！未定义书签。实验四 GPRS数据通信（无线上网）实验（选配）.......... 错误！未定义书签。3G TD-CDMA开发模块使用说明（LC6311+）................. 错误！未定义书签。第8章复用系统实验.................................. 错误！未定义书签。实验一码分复用及相关性仿真软件实验.................. 错误！未定义书签。实验二数字时分复接系统实验.......................... 错误！未定义书签。实验三基于GSM模块的分布式数据采集................... 错误！未定义书签。第三部分二次开发说明................................. 错误！未定义书签。第1章 DSP二次开发说明 ............................... 错误！未定义书签。第2章 GSM模块二次开发说明 .......................... 错误！未定义书签。附录一 CH341驱动安装 ................................. 错误！未定义书签。附录二TD-SCDMA视频使用说明........................... 错误！未定义书签。
移动通信实验指导书(教师补充内容) 一、“实验报告要求”中部分问题的答案 实验一 2．听见的信号音如下： 摘机：拨号音。 拨号：电话机及交换机2/4变换电路反射回的DTMF信号音。 通话：对方先挂机听忙音。 3．有线电话挂机时用户线是处于开路状态。 实验二 1．各组无绳电话ID码不同，则信令中ID H、ID L及 ID不同。但信令中同步码、手 L 机号代码及命令相同。 2．检错重发即自动请求重发ARQ方式。 实验三 3. 在无线专用呼叫信道上传输的信令是共路信令，在无线通话信道上传输的信令是随路信令。在程控交换机用户线上传输的信令是随路信令。 实验四 1．专用呼叫信道方式。 2．按信道号每次加3递增的规律，占用第1个碰到空闲信道。例如，当前信道号为2，则切换频道后，在信道5、8、11、14、17、20、3……序列中选第1个碰到的空闲信道。实验五 1. 同地址/同步FH-CDMA通信系统测量波形如图5-1，5-2所示。
不同地址FH-CDMA收端收不到发端信号，输出总是一片噪声。 实验六 1.DS-CDMA通信系统对应表6-2、表6-3各种子工作方式下，各点测量波形如图6-1~6-5所示(见P8～P10 )。 由测量结果知，各路用户数椐的地址码相互正交即互相关函数为0，而某路用户收端地址码同步时自相关函数为最大值，则收端通过相关检测从时域频域混叠在一起的多路直扩数椐中检测出自已的那一路数椐。因而在同一载频上可同时传输多路用户数椐，即形成多个逻辑信道。 2.单信道DS-CDMA通信系统收端相关检测输出为单个用户数椐地址码的自相关检测输出波形，为单调上升(数椐为+1)或单调下降(数椐为-1)的锯齿波形，在最后采样时刻达到最大值，为τ=0时的自相关函数值；或者为两个用户数椐地址码的互相关检测输出波形，在最后采样时刻为互相关函数值，为0。而2信道DS-CDMA通信系统收端相关检测输出为本地用户数椐地址码的自相关检测输出波形及两个用户数椐地址码的互相关检测输出波形的线性叠加，在最后时刻的采样值等于本地用户数椐地址码的自相关函数值，此时两个用户数椐地址码的互相关检测输出值即互相关函数值为0，对采样值无影响。 要保证2信道DS-CDMA通信系统收端相关检测输出为本地用户数椐地址码的自相关检测输出波形及两个用户数椐地址码的互相关检测输出波形的线性叠加，相关检测器中只能用线性关系的模拟乘法器，而不能用非线性的异或门代替模拟乘法器。
无绳电话系统 实验一信道分配实验 一、实验内容 1、观察无绳电话在通话时信道切换的规律，以及对话音的影响。 2、通过实验箱测量无绳电话通话状态下切换信道操作后通话信道的改变，了解其切换信道的功能。 3、通过实验箱观测无绳电话多信道共用、空闲信道选取的方式。 二、实验目的 1、了解无线信道的概念。 2、了解一般移动通信系统的无线多信道共用、空闲信道选取方式。 1、了解移动通信原理实验箱无绳电话部分的基本工作原理。 2、掌握实验箱的基本操作方法。 三、实验原理 1、无绳电话的空闲信道选取方式 多信道共用的移动通信系统，在基站控制的小区内有多个无线信道提供给移动用户共用。那么，在某一用户主呼或被呼时，如何从几个信道中选择一个空闲信道分配给该用户使用呢？ 空闲信道选取方式以有下四种： （1）专用呼叫信道（专用控制信道）方式； （2）循环定位方式； （3）循环不定位方式； （4）循环分散定位方式。 无绳电话的多信道共用是一个小区（所研究的无绳电话电磁波覆盖范围所自然形成的小区域）内所有无绳电话共用20个信道。然而，与蜂窝移动通信系统及集群移动通信系统不同，无绳电话小区内的全体无绳电话无统一的基站控制器，而是由每台无绳电话各自独立地选用空闲信道。若采用循环定位方式及循环分散定位方式，已挂机的无绳电话也要占用一个信道发示闲音，一个小区最多只能容纳20部无绳电话，容量太小，故不能采用。实际能采用的只有专用呼叫信道方式及循环不定位方式或两种方式的变形及组合方式。 专用呼叫信道方式呼叫速度快，但在呼叫信道上受干扰的概率较大；循环不定位方式基本不存在互相干扰，但呼叫速度慢。当前国内生产的CT1无绳电话大多采用专用呼叫信道方式。 一台无绳电话的手机与座机重新对识别码（ID码）后，由识别码按一定算法确定新的呼叫信道。所有的呼叫都在呼叫信道上进行。因此，同一台无绳电话的“专用”呼叫信道也是可变的。小区内不同无绳电话识别码一般不相同，呼叫信道一般也各不相同。另外，其它无绳电话通话时占用本台无绳电话呼叫信道的概率及占用时间都是有限的。第三，本台无绳电话手机距离座机一般是最近的，收到的信号最强。总之，采用专用呼叫信道方式的无绳电
深圳大学实验报告 课程名称：移动通信 实验项目名称GSM模块配置/设备呼叫/设备短信收发学院：信息工程 专业：通信工程 指导教师： 报告人：学号：班级： 1 实验时间： 实验报告提交时间： 教务处制
实验目的与要求： GSM模块配置1. 了解GSM模块的特点； 2. 了解配置GSM模块的AT命令。GSM 设备短信收发1.了解GSM网络中短消息业务的组成结构；2. 了解GSM网络中短消息收发的过程； 3. 熟悉短消息的数据格式； 4. 熟悉GSM模块进行短信收发的AT命令。 GSM 设备呼叫1．了解GSM网络中话音呼叫的过程； 2. 熟悉用本移动实验箱作为主叫和被叫用户进行语音呼叫；3．熟悉GSM模块进行语音呼叫的AT命令 实验原理：
实验过程及内容： GSM模块配置：1、GSM模块测试（无需插入SIM卡）2、GSM通信速率设置（例：修改GSM模块速率为9600bps）3、GSM模块命令返回结果码数字或字符模式4、GSM模块命令结果码控制5、GSM模块命令回显模式6、保存设置7、版本信息GSM设备短信收发：1．收发短信的准备（1）在PC机上收发短信（2）设置GSM 模块命令返回结果码为字符模式；（3）设置短消息中心（4）设置短信存储区域2．用AT命令控制GSM接收短信过程如下（1）GSM模块接收短消息（2）用TEXT模式读取短消息（3）用PDU模式读取短消息（4）删除短消息3．用AT命令控制GSM 发送短信过程如下（1）用TEXT模式发送英文短消息（2）用PDU模式发送中文短消息4．用配套软件发送短信（中文，英文，中英文混合） GSM设备呼叫：（一）在移动实验箱上进行呼叫（二）在PC机上进行呼叫（1）主叫呼叫和挂机实验：（2）被叫接续实验：（3）GSM模块作为被叫，可以进行摘机和挂机
实验三、复合地址码扩频调制及PN码解扩 一、实验目的 1、掌握发端复合地址码扩频调制及收端PN码解扩的基本原理。 2、掌握扩频调制及解扩的实现过程。 二、实验条件 1、示波器 2、移动通信实验箱 三、实验原理 发端BS1导频信道扩频基带信号 PIL=PN1(t) （5-1）同步信道扩频基带信号 SYss=SYfr⊕W8⊕PN1 （5-2）用户1由信道地址码W i单独扩频的扩频基带信号 D1w=D l xs⊕W i （5-3）用户1由信道地址码W i及基站地址码PN1复合扩频的扩频基带信号 D l ss=D l w⊕PN1=D l xs⊕W i⊕PN1 （5-4）则BS1总的扩频基带信号 Dss=PIL+SYss+D l ss+… 经BPSK调制后输出 BPSK1=Dss·cosωIF t =PIL·cosωIF t+SYss·cosωIF t+D1ss·cosωIF t+… （5-5）接收端收到的中频信号f IF-RX也可用式（3-11-5）表示，则由模拟乘法器M5构成的PN码解扩器输出 f IF-des=f IF-RX·PN1(t) =(PIL·cosωIF t+SYss·cosωIF t+D l ss·cosωIF t+…)·PN1(t) 将式（5-1）、式（5-2）及式（5-4）代入上式，并用到⊕与乘法器等效的关系，得
f IF-des=PN1(t)·PN1(t)·cosωIF t ；导频信道 +SYfr·W8·PN1(t)·PN1(t)·cosωIF t ；同步信道 +D l xs·Wi·PN1(t)·PN1(t)·cosωIF t；用户1业务信道 +… 将PN1(t)·PN1(t)=+1·+1/-1·-1=1代入上式得 f IF-des=cosωIF t ；导频信道 +SYfr·W8·cosωIF t ；同步信道 +D l xs·W i·cosωIF t；用户1业务信道（5-6）四、实验内容与要求 （一）扩频调制测量步骤 1、实验箱设置：插上BS1、BS2及MS天线。D l设置为全1。 2、示波器设置：外触发，下降沿触发，外触发信号接自BS1的帧同步FS；二个测量通道都为直流耦合，2V/DIV。 3、示波器一个通道测量发端BS1用户1基带信号D l xs，另一个通道顺次测量 W i、D l w、PN1及D l ss，将时序对齐记录在表5-1，验证是否满足式（5-3）及式（5-4）复合地址码扩频调制的关系式。 4、示波器二个通道同时测量PN1及PIL，观测二者是否相同 （二）PN码解扩（去扰）测量步骤 1、发端BS1关断同步信道SYch，以免同步信道信号形响下一步的信号观测。 2、示波器二个通道同时测量发端BS1的Dlw（发端用户1基带信码Dlxs仅被Wi扩频的扩频基带信号）及收端MS的Drw（收端仅剩下Walsh码扩频的扩频基带信号），比较二者是否相同（不考虑Drw中的毛刺及导频信道输出的直流分量，参见式(3-11-8)）， 接收的D1复合地址码扩频信号是否已经PN码解扩（去扰）。 3、在MS的“PN码捕获及解扩”模块中按下“开环”键，断开PN码捕获环路，使PN码失步，PN码同步指示灯灭，接收信号未能正常地PN码解扩及载波解调，再观测比较Drw是否与Dlw相同。