[键入文字]
《移动通信技术》实验课程设计
移动通信实验系统框架结构
学生姓名罗玄
学号2013236041
所在学院通信学院
专业名称移动通信
班级2013级1班
周春梅
指导教师
四川师范大学成都学院
二○一五年五月
移动通信实验系统框架结构
学生：罗玄指导教师：周春梅
内容摘要：本论文对即时通信的移动通信软件框架进行了开发设计，首先分析探讨了移动通信软件框架的总体结构与功能，给出了框架的结构组成和功能设计，在此基础上重点研究了通信软件框架中通信功能的实现。从通信机制设计和通信模块实现两个角度探讨了移动通信软件框架的开发实现，对于进一步提高移动即时通信软件的开发及软件框架的应用均具有一定借鉴意义。
关键词：框架实现提高开发
system Mobile communication experiment system Abstract: In this paper, on the instant communication software framework for mobile
communications development design, first of all, this paper analyzed the overall structure and functions of mobile communication software framework, gives the architecture of the framework and function design, based on this research is mainly focused on the communication software framework for the realization of the function of communication. From the communication mechanism design and the communication module to achieve two angles discussed the development of mobile communications software framework, to further enhance the development of mobile instant messaging software and application software framework are has certain reference significance.
Keywords:framework implementation improve development
.
目录
移动通信实验系统框架结构 (1)
1 框架及结构 (1)
2 试验箱电路模块组成 (4)
2.1 移动终端部分 (4)
2.2 基站部分 (5)
2.3 中央控制器 (6)
2.4 专项试验模块 (6)
2.5 GSM 无线MODEM模块 (6)
3 实验具体介绍 (7)
3.1 信源编解码实验 (7)
3.1.1 PCM与ADPCM编码 (7)
3.1.2 改进的多带激励算法（AMBE） (8)
3.2 信道编解码实验 (8)
3.2.1 分组码＋交织与解分组码＋解交织 (8)
3.2.2 循环码的编码和解码 (8)
3.3 调制解调实验 (8)
3.3.1 GMSK调制、解调实验 (8)
3.3.2 QPSK调制、解调实验 (9)
3.4 系统实验 (9)
3.4.1 GSM移动台开机入网和关机实验 (9)
3.4.2 移动性管理实验 (9)
3.4.3 移动台主叫实验 (9)
3.4.4 移动台被叫实验 (9)
3.4.5 GSM协议帧结构试验 (10)
4 扩频调制的基本原理 (10)
4.1 walsh函数 (12)
4.2 OVSF码 (13)
参考文献： (13)
[键入文字]
移动通信实验系统框架结构
前言
移动通信实验箱是结合移动通信教学课程，验证移动通信中涉及的主要技术。实验通过终端技术和网络技术介绍当前移动通信中的典型技术，并区别于以前的通信技术。移动通信终端技术实验包括以下几部分的实验：信源编解码实验部分、信道编解码部分、调制解调部分。这些实验都由实验箱上的相关模块在学生平台的配合下完成。网络技术实验包括系统实验部分、900MHzGSM手机系统实验部分。
1 框架及结构
本实验系统的框架结构是根据GSM移动通信系统的结构制订的。图1.2-1是GSM移动通信系统的框架结构图。包括移动终端MS、基站子系统BS（包括BTS和BSC）、交换中心MSC/VLR、HLR/AUC数据库等部分。作为对实际移动通信系统的模拟，本移动通信实验系统也相应的要实现以上部分的功能。
图1.1 GSM移动通信系统的框架结构
图1.2-2为本实验系统的总体结构，每一模块的功能都可以对应到实际系统中某一块的功能，下面进行具体的介绍。
图1.2 本实验系统的总体结构
实验箱：移动通信实验机箱主要模拟了通信终端的处理技术，无线基站的处理技术。并通过无线信道连接，模拟电话信号的无线接入。当移动实验箱配以PC系统和软件，通过局域网和电话交换机模拟了移动交换网，实现移动台开机登陆和关机实验、移动性管理、移动台呼叫处理的实验，较为形象的说明了移动通信的主要特征。移动实验箱还配有标准GSM/GPRS 通信模块，通过软件控制实现和实际网络中的任意用户进行话音和数据通信。实验箱上还能完成信源编解码、信道编解码交织及扰码、调制解调等实验。实验箱具体电路组成见1.3节。
学生平台：学生平台是一台微型计算机，它通过串口同实验箱相连，通过局域网同其他学生平台和教师平台相连。学生平台是学生控制实验箱进行相应实验的平台。每次实验，学生进入学生平台的相应实验界面，学生平台程序会向实验箱下发相应的控制指令，配置相应的参数，从而使实验箱做好相应实验的准备。部分实验的结果也将通过串口由实验箱传送到学生平台上，学生平台通过界面可以更清楚的看到部分实验的结果。学生平台在每个实验中的具体功能参见各实验的指导说明。在系统实验中，学生平台的作用非常多，包括以下几方面：（1）手机界面的作用：学生平台上将有一般的手机上存在的开机、拨号、挂机、关机等按钮。学生按动相应的按钮，学生平台将这些动作翻译成相应的消息发送给实验箱，实验箱的MS和BS开始相应的信令交互过程。（2）信令分析和显示的作用：为了让学生了解GSM 网络中各功能单元之间的信令过程。MS、BS和MSC之间的信令均要显示到学生平台上。因此实验箱上MS和BS每收到一个消息都要向学生平台汇报，学生平台在界面上显示。这时，学生平台就充当了实际中信令分析仪的作用。（3）部分MSC/VLR的作用：学生平台在呼叫控制
中，还将完成部分MSC/VLR的功能。与其他实验组的手机通信建立过程中，呼叫控制的信令需要由学生平台通过内部网络发送给其他的学生平台。（4）各功能单元参数的维护和显示：为了让学生了解特定的信令过程对各功能单元参数的影响，学生平台要维护四张参数列表：MS参数列表、BS参数列表、MSC/VLR参数列表、HLR参数列表。在系统实验开始前，学生平台的这些参数由教师平台下发，学生平台利用教师平台收到的列表初始化这四张表。并且要将MS参数列表、BS参数列表的部分参数通过串口下发给实验箱。实验开始后，学生平台这四张参数列表会随信令过程而改变。一些特定的信令过程之后，学生可通过学生平台的界面观察到各参数列表的变化情况。对MSC/VLR参数列表的维护，相当于学生平台实现了实际系统中VLR数据库的功能。
教师监控台：教师平台监控台通过局域网同所有学生平台相连。教师监控台的作用有：控制学生平台的工作。在系统实验部分，负责HLR、MS等参数列表的下发。教师监控台上将维护一个参数列表数据库，实验开始后，学生平台将访问此数据库获得与本学生平台相关的参数列表。对HLR参数列表的维护，相当于教师平台实现了实际系统中HLR数据库的功能。
小型交换机：交换设备的作用是完成两个MS之间的话音通信。在移动台呼叫过程的实验中，在主叫和被叫之间信令交互完成之后，交换设备完成两个学生平台之间话音的接续。在实际移动通信系统中，话音和信令除了在BS和MS之间通过无线信道传输之外，其余部分均通过有线信道进行传输。用小交换机进行话音接续模拟了实际移动通信系统中话音信号在有线部分的传输：主叫BS－主叫MSC－被叫MSC－被叫BS。
通过以上各模块的介绍，我们可以清楚看到本实验系统与实际系统的对应关系：实验箱对应MS和BS的功能；学生平台上完成MSC/VLR的功能，一方面在主叫和被叫实验中，完成用户呼叫建立的过程，另一方面维护VLR数据库；教师平台维护HLR数据库。接口的对应关系如下：实验箱上无线射频接口相当于GSM实际系统中的Um接口；实验箱与学生平台之间的串口相当于实际系统中的A接口；VLR、HLR、MSC之间的接口功能均由学生平台实现了。
下面简单介绍在本实验系统话音和信令的传输过程。话音以MS A传到MS B为例，MS A 的话音信号通过实验箱A上MS侧信源编码模块将语音变成PCM信号并进行压缩，压缩后的信号送入MS侧的信道编解码调制解调器（由DSP芯片完成），信号进行信道编码交织和调制，已调制的信号送入无线射频模块，通过天线发送出去。BS侧的无线射频模块接收到此信号，送入BS侧的信道编解码调制解调器进行解调和信道解码解交织，得到的信号再送入BS侧的信源解码模块，将信号解压缩成PCM信号，将此信号通过小交换机送到MS B所在的实验箱B。首先是实验箱B上的BS侧的信源编码模块将从交换机来的PCM进行压缩，降低速率。压缩后
的信号送入BS侧的信道编解码调制解调器，输出的已调制信号送入无线射频模块，通过天线发送出去。实验箱B上的MS侧无线射频模块接收到此信号，送入MS侧的信道编解码调制解调器，输出的信号送入MS B的信源解码模块，信源解码模块进行解压缩和PCM译码，恢复出语音。这时候实验箱B的学生就可以通过电话听筒听到声音。下面介绍信令的传输过程，空中接口Um上的信令，处理由MS侧和BS侧的两块DSP芯片完成，传输通过无线射频模块；A 接口上的信令，由实验箱和学生平台之间的串口进行有线传输；MSC/VLR与MSC/VLR之间的通信信令是由实验室局域网进行传输，这模拟了实际系统中MSC和MSC之间的七号信令传输系统。
实验箱A实验箱B
图1.3 双向语音传输过程
2 试验箱电路模块组成
实验箱的主要逻辑框图如图 1.3-1，主要包括移动终端部分、基站、中央控制器、专项实验模块和GSM无线MODEM。
2.1 移动终端部分
移动终端主要提供移动通信中的主要技术和功能模块，为了使实验者更清楚地了解移动通信中用到的很多技术，系统由多个模块组成，即可以进行系统实验，也可分开完成个别实验。
移动终端部分主要有：
1、音频输入/输出接口（听筒和麦克风）
2、直流电平控制器
3、PCM/ADPCM编解码器
4、LPC语音压扩编解码器
5、信道编/解码、成帧、调制/解调DSP
6、信道形成器
7、无线收发射频模块
2.2 基站部分
基站部分的电路与移动部分大致相同，主要差别在音频接口，基站音频接口连接移动交换机，本实验箱的音频通道通过电话用户接口与有线交换机实现多台实验箱构成移动交换网，信令通过个实验箱中央控制器间的网络传输。
图2.1 实验箱的逻辑框图
基站部分主要有：
1、交换机接口
2、免提音频功放
3、PCM/ADPCM编解码器
4、LPC语音压扩编解码器
5、信道编/解码、成帧、调制/解调DSP
6、信道形成器
7、无线收发射频模块
2.3 中央控制器
中央控制器以MCU为核心，具有4X5键盘和320X240的LCD显示屏，RS232C三线通信接口与PC相连构成本地基站控制器。中央控制器主要完成对个模块的初始化，各种实验的设定，系统参数的配置和信令传输。MCU还可以通过控制GSM MODEM的工作，与标准GSM网络中的任意用户通话实验。
中央控制器主要有：
1、AT89C55WD MCU控制核心
2、RS232C通信口
3、16C550 GSM MODEM 通信接口
4、SPI 总线ADPCM通信接口
5、DSP 数据交换和程序加载通信接口
6、LC4384 ISP数据接口（CPLD）
7、LCD显示接口
8、键盘接口
9、DSP HPI接口
10、其他IO输入输出接口
2.4 专项试验模块
专项实验模块用大规模可编程逻辑器件（LVC384）和存储器（RAM）构成，可以完成扰码、交织和纠错编码等实验，实现硬件逻辑的高速处理方法。从另一角度展示通信技术的实现方法。
主要器件包括：
1、LC4384 ISP可编程逻辑器件
2、数据处理存储器（62256）
3、ISP编程接口
4、MCU通信接口
5、一般用处的IO
2.5 GSM 无线MODEM模块
标准的GSM无线MODEM是为了实现无线移动实验接入公网的实验而设，当插入有效的SIM 卡，在MCU的控制下可以与公网中的任意有线和无线用户通话、收发短信。
主要部件有：
1、GSM MODEM 模块
2、SIM卡
3、复位、上电和音频处理/转换电路
该实验箱的实物图如下图示。
图2.2 试验箱实物图
3 实验具体介绍
3.1 信源编解码实验
信源编码实验的目的是让学生了解当前语音压缩编码算法的分类和各类算法的基本原理。实验箱的信源编解码部分实现了多种信源编解码器，主要分为两大类，一类是基于波形编码的PCM编码（速率为64Kbit/s）和自适应预测编码器ADPCM(速率为32kbit/s，16kbit/s)，另一类是基于参数编码的AMBE编码。
3.1.1 PCM与ADPCM编码
主要是关于波形编码的实验。一方面可以让学生通过调整电位器，改变输入PCM编码器的直流电平，然后通过示波器观看直流信号通过PCM编码后的波形，从而深入了解A率13折线PCM编码的原理；另一方面，还可以让学生选择编码方式（64kb/s PCM，32kb/s ADPCM, 16kb/s ADPCM），通过语音录制和延时回放，从主观听觉上对比不同速率下的波形编码的语音质量。
3.1.2 改进的多带激励算法（AMBE）
AMBE算法是一种混合编码的语音压缩编码算法。在本实验中，学生可以通过试验平台配置不同的语音压缩速率（2．0kb／s～9．6kb／s），通过语音录制、延时回放和时钟波形关系，从主观听觉上观察不同速率下，语音质量的变化和速率的关系。
3.2 信道编解码实验
信道编码实验的主要目的是让学生了解差错控制与信道编码的基本原理。通过实验可以深入了解几种常用的差错编码原理及其纠错性能。信道编码与解码实验（对应于实验内容中3、4、5、6实验）主要包括：线性分组码+交织、循环码、卷积码和扰码的编解码器。
3.2.1 分组码＋交织与解分组码＋解交织
本实验以（7，4）汉明码结合（8×7）交织器为例，一方面，用软件演示交织在纠信道突发差错中的作用。另一方面，本实验箱还配置了一块以Lattice MACH 4384的CPLD为核心芯片的子板。通过该子板，可以用Verilog HDL语言编写程序，适配成功后，将程序下载到CPLD，用硬件的方法实现上诉分组码＋交织与解分组码＋解交织功能。更深入地了解交织和分组编码实现的方法。
3.2.2 循环码的编码和解码
本实验以（15，7）系统循环码为例，一方面，用软件演示该循环码的纠错性能。另一方面，本实验箱还配置了一块以Lattice MACH 4384的CPLD为核心芯片的子板。通过该子板，可以用Verilog HDL语言编写程序，适配成功后，将程序下载到CPLD，用硬件的方法实现上诉（15，7）系统循环码功能。更深入地了循环码编码和解码的实现方法。
3.3 调制解调实验
该部分包括GMSK调制解调、QPSK调制解调和扩频调制/解扩频三个实验。这是目前移动通信系统中所用到的主流调制方式。
3.3.1 GMSK调制、解调实验
介绍了GMSK+FM调制/解调和GMSK正交调制/解调2种方式，实现了GMSK正交调制/解调。采用了差分解调方式，实现了符号同步、差分解调、符号判决等过程，并通过虚拟示波器和实验箱上的DAC，生动再现了调制解调各环节的信号波形变化情况。
3.3.2 QPSK调制、解调实验
介绍了QPSK调制和解调原理、载波同步机制、符号同步机制和差分编解码原理。通过虚拟示波器和实验箱上的DAC，生动再现了调制解调各环节的信号波形变化情况。
3.4 系统实验
系统实验的目的是让学生掌握话音和信令的帧结构及其形成过程；掌握GSM基本的呼叫和管理信令流程，包括开机IMSI附着过程；MS（移动台）主叫、被叫信令过程；移动性管理中的位置更新过程。为了让学生更清楚得掌握信令流程，信令的交互过程有两种模式，正常工作模式和单步模式。在正常工作模式下，当MS和BS收到某个事件，信令交互过程以正常工作速度进行，速度较快；在单步模式下，信令的交互过程速度较慢，由学生按动“下一步”键控制信令的交互，从而使学生可以一边对照实验指导书学习信令内容，一边观察信令交互过程。另外，通过实验学生还可以掌握移动台进行开机、关机、位置更新（漫游）等动作时，系统相应数据库内容的改变情况。各参数的内容将在学生平台界面上显示。本部分有五个实验。
3.4.1 GSM移动台开机入网和关机实验
学生在移动台入网和关机实验中，A、可以清楚得看到移动台在开机后，MS同网络之间的信令交互过程；B、开机后，MSC/VLR的数据列表中对于本MS参数的改变。C、按动关机键后，MS和网络之间信令的交互过程以及MSC/VLR参数列表的改变情况。
3.4.2 移动性管理实验
GSM移动性管理实验主要是模拟MS进行两种位置更新过程：MSC/VLR内位置更新、跨MSC/VLR位置更新。通过此实验，学生一方面可以从界面上观察到MS进行位置更新时，MS、BS、MSC/VLR、HLR这些实体之间的信令交互过程。另一方面，学生平台上还模拟了MS、MSC/VLR、HLR内部的数据库信息，可以让学生看到，位置更新后，各个实体中对此MS记录的改变，从而实现对MS的位置跟踪。
3.4.3 移动台主叫实验
本实验中，学生将在学生平台上输入被叫号码并按动发送键，开始移动台主叫实验。同被叫学生平台合作，学生平台界面中将看到移动台主叫时，MS和BS、MSC之间的信令交互过程。交互过程结束后，主叫学生平台和被叫学生平台就可以进行通话。通话结束后，在界面上还将显示话音释放过程中的信令交互过程。（实验方式有单步操作和正常执行两种形式）。
3.4.4 移动台被叫实验
本实验中，学生平台上的MS作为被叫MS，实验的前提是其他的学生平台上的MS主呼此
学生平台。学生平台界面上将显示移动台被叫时，MS和BS、MSC之间的信令交互过程。交互过程结束后，主叫学生平台和被叫学生平台就可以进行通话。通话结束后，在界面上还将显示话音释放过程中的信令交互过程。
3.4.5 GSM协议帧结构试验
GSM协议帧结构实验，分为两类：数据帧结构实验和信令帧结构的实验。在数据帧结构的实验中，将向学生展示语音数据如何进行编码、分块、交织、最终形成物理层突发的过程，每一步过程完成后数据的状态如何。在信令帧结构的实验中，我们以呼叫控制层（CC层）产生的Set up消息为例，说明了信令如何经过信令L3、L2（数据链路层）、L1（物理层）的处理由信令消息变为数据链路层帧、再通过信道编码、交织、最终成为物理层突发的过程。
4 扩频调制的基本原理
所谓扩频技术，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。我们知道，对于移动通信系统而言，带宽是有限的资源。扩频技术允许多个用户无相互干扰地同时使用相同的带宽，从而有效的提高了带宽的利用率。它具有以下特点：
抗干扰能力强，特别是抗窄带干扰能力强
可检性低，不容易被侦破
具有多址能力，易于实现码分多址技术
可抗多径干扰
可抗频率选择性衰落
频谱利用率高，容量大
采用扩频技术，发射的调制信号在发射到信道之前，通过与扩频码相乘，频带被扩大若干倍；而在接收端，接收信号与发送端相同的码字进行互相关，频带则被缩小相同倍数。并且如果通信信道不存在窄带干扰，并且扩频和解扩的带宽相同，那么解扩之后，接收信号将完全等同于扩频之前的被发射信号。然而，当存在某种窄带干扰时，扩频的必要性便突现出来：由于干扰是在发射信号被扩频之后才加入的，所以接收端的解扩操作在将期望信号缩回到原带宽的同时，还会将非期望信号（即干扰）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收性能的影响，实现抑制窄带干扰的目的，并且扩频越宽，窄带干扰的抑制能力就越强。这种优势使得扩频技术非常适用于移动无线环境。
考虑以下情况：一通信台希望以信息速率
s
bit
R
b
/和发射功率S发送信息。通过扩频调制，
发射信号的带宽从b R 扩大为c W ，其中b c R W >>表示扩频带宽。假设除了一般的热噪声（单边功率谱为0N ）外，还有加性干扰。解扩后，期望信号的带宽再次等于b R ，而干扰的功率谱密度由于带宽扩展而成为c J W J N /=（其中J 为原始功率）。假定热噪声是白噪声，即它在所有频率范围内都是均匀分布的，则噪声功率谱将不受解扩运算的影响，仍然保持为0N 。比率S J /为干扰－信号比；比率为了达到将数据比特扩频的目的，通常的做法是用扩频序列与待发射的信息信号（即数据比特）相乘，并且扩频序列具有比数据比特窄得多的时宽，从而使扩频序列具有比数据序列高得多的频带。扩频序列由子脉冲组成，这些子脉冲称为码片（chip ）。理论上，扩频序列必须具备两个关键性质：
扩频序列应该具有近似为零的均值；
扩频序列的时间自相关函数应该为周期函数（称之为离散时间周期自相关函数）
我们以CDMA 中使用的伪随机码技术为例来看。
在扩频系统中，常用伪随机码来扩展频谱。伪随机码具有类似于随机噪声的一些统计特性，同时又便于重复产生和处理。伪随机码的特性，如编码类型长度和速度等在很大程度上决定了扩频系统的性能，包括抗干扰能力多址能力和码捕获能力。通常产生伪随机序列的电路为一反馈移位器。它又可分为线性反馈移存器和非线性反馈移存器两类。由线性反馈移存器产生出的周期最长的二进制数字序列称为最大长度线性反馈移存器序列，通常称为m 序列。由于m 序列理论较为成熟，实现较为简单，实际应用广泛，故实验以此为基础展开。反馈移存器的输出由移位寄存器的长度、内容和反馈函数构成。移位寄存器的长度决定了所产生的
m 序列的长度。n 级寄存器产生的m 序列长度为12-=n N 。记住，在m 序列中，1的个数比0
的个数多1。
扩频码所必须具有重要的性质是，有优良的自相关特性，而互相关性较弱，这样才能保证在接收端正确地恢复信号。
自相关函数定义为
?∞
∞--=dt t f t f R AA )()()(ττ 式中，)(t f 为捕获序列；互相关函数定义为
?∞∞--=dt t g t f R AC )()()(ττ
式中，)(),(t g t f 为2个不同的码序列。对二进制时间离散码序列，自相关函数和互相关函数的计算可采用如下所述的方式简化。把2个码序列进行逐对和逐比特比较（模2加），
则自相关（或互相关）值等于一致比特数减去不一致比特数。如把相关值除以
)12( n ，则称 归一化相关函数。显然，自相关函数的最大值为1。对于两个不同相位的m 序列a(n)和a(n-t)，当周期P 很大并且t 模P ≠0时，这两个序列几乎是正交的。这也是m 序列在CDMA 中被广泛应用的关键原因。在目前的CDMA 系统中，一般是采用Galois 发生器来产生m 序列。
在所有伪随机序列中，m 序列是最重要、最基本的一种伪随机序列，在定时严格的系统中，我们可以采用m 序列作为地址码，利用它的不同相位来区分不同用户，目前的CDMA 蜂窝系统中就是采用这种方法。另外还有一种伪随机序列——Gold 码，是由m 序列引出的，在其他系统中得到应用。在CDMA 中，用到两个m 序列，一个长度是152-1(r=15)，一个长度是422-1(r=42)，各自的用途不同。在前向信道中，长度为422-1的m 序列被用作对业务信道进行扰码(注意：不是被用作扩频，在前向信道中是使用正交的Walsh 函数进行扩频)。长度为152-1的m 序列被用于对前向信道进行正交调制，不同的基站使用不同相位的m 序列进行调制，其相位差至少为64个比特，这样，最多可有512个不同的相位可用。
在反向信道中，长度为42
2-1的m 序列被用作直接进行扩频，每个用户被分配一个m 序列的相位，这个相位是由用户的ESN 计算出来，这些m 序列的相位是随机分布且不会重复的。由于m 序列的双值自相关性，这些用户的反向信道之间基本是正交的。长度为152-1的PN 码也被用于对反向业务信道进行正交调制，但因为在反向信道上不需要标识属于哪个基站，所以对于所有移动台而言使用同一相位的m 序列，其相位偏置为0。
4.1 walsh 函数
Walsh 函数是1923年由数学家Walsh 证明其为正交函数而得名。它用Wal(n,t)表示，其中n 为序号。IS-95的CDMA 系统的前向信道就采用Walsh 函数来区分。
在CDMA 系统中，每个前向码分信道用1.2288Mbit/s 比特率的64阶Walsh 函数进行扩频，以使各前向码分信道间相互正交。用64阶Walsh 函数n(n=0~63)进行扩频的码分信道定为第n 个码分信道，其中，Walsh 函数n 是指Walsh 函数矩阵的第n+1行。
Walsh 码和M 序列没有关系，在数学原理上也完全不同。Walsh 码是完全正交的码集合，在同步情况下，任何两个不同序列号的WALSH 码的相关性为零；而M 序列则是具有伪随机特性的非正交码，M 序列的自相关特性和互相关特性都不为零。基站能够实现不同用户信号的同步传递，所以采用了具有正交特性的WALSH 码来在前向信道上区分用户，而为了增加系统的容量、提高保密性，在反向信道上用户使用具有不同相位偏移的M 序列来对自己的数据进行扰码,而基站则使用该M 序列（PN 码）来识别用户。
4.2 OVSF码
正交可变扩谱因子(OVSF)编码是短扩谱码,用于确保具有不同扩谱因子和扩谱率的信道之间的正交性。
在前向链路中,正交短扩谱码用于区分给定单元内各种业务和控制信道的信息传输。在反向链路中,短扩谱码的使用并非由系统协调的。仅在正交信道或编号一致的条件下才能建立基站和移动台之间通信联系，移动台所使用的扩谱码是不确定的。因此,在一个给定的单元中两个移动台在反向链路中可能使用相同的扩谱码，在这种情形下，干扰必须由与给定单元中与每个移动台特定的反向链路置乱码来抑制的。
参考文献：
[1]Ajay R.Mishra 著，中京邮电通信设计院，无线通信研究所译.蜂窝网络规划与优化基础.北京:机械工业出版社， 2004.
[2]何琳琳，杨大成.4G移动通信系统的主要特点和关键技术.移动通信， 2004.
[3]刘伟，丁志杰.4G移动通信系统研究进展与关键技术.中国数据通信， 2004.
[4]袁晓超.4G通信系统关键技术浅析.中国无线电， 2005.
[5]陈忠民，田增山.浅谈软件无线电技术及其在 4G中的应用.电信快报， 2006
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。
摘要 LTE(Long Term Evolution)是3GPP长期演进项目，兼容目前的3G通信系统并对3G演进。它具有高传输速率、高传输质量和高移动性的特性。3GPP在工作计划中写入了长期演进(LongTerm．Evolution)的研究框架，并提出了未来在20MHz带宽上达到瞬时峰值下行100Mbps以及上行50Mbps的目标。通过LTE 网络规划实训实训项目、基站概预算设计实训、LTE基站单站硬件配置与组网实训、LTE全网规划与组网实训、LTE单站配置实训、LTE规划模式多基站组网实训掌握LTE基站的规划。 关键词：长期演进，OFDM，基站
目录 1 LTE简介 (1) 1.1LTE无线络系统结构 (1) 1.2LTE主要技术特点 (2) 1.3LTE中的无线接入技术 (3) 2 LTE 网络规划实训 (7) 2.1实验目的 (7) 2.2实验内容 (7) 2.3实验过程 (7) 2.4数据配置 (7) 3 LTE 基站概预算设计实训 (9) 3.1实验目的 (9) 3.2实验内容 (9) 3.3实验过程 (9) 3.4数据配置 (9) 4 LTE 基站单站硬件配置与组网 (10) 4.1实验目的 (10) 4.2实验内容 (10) 4.3实验过程 (10) 4.4数据配置 (11) 5 LTE全网规划与组网实训 (12) 5.1实验目的 (12) 5.2实验内容 (12) 5.3实验过程 (12) 5.4数据配置 (13) 6 LTE 单站配置实训 (15) 6.1实验目的 (15) 6.2实验内容 (15) 6.3实验过程 (15) 6.4数据配置 (16) 结语 (18) 参考文献 (19)
《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
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。
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
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
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。
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。
南昌工程学院 移动通信实验报告 信息工程学院系（院）通信工程专业 学生姓名凌丹霞 班级09通信工程 学号2009100249 指导教师樊飞燕 完成日期2012 年 6 月 5 日
实验一、认知实验 一、实验目的： 了解RNC的基础配置内容 了解B8300的基础配置内容 二、实验设备和仪器 pc机一台 中兴TD-SCDMA移动设备无线部份 三、实验原理 四、实验记录 单板介绍 1、操作维护处理板ROMB ROMB单板提供以下功能： 负责RNC系统的全局过程处理； 负责整个RNC的操作维护代理； 各单板状态的管理和信息的搜集，维护整个RNC的全局性的静态数据； ROMB上还可能运行负责路由协议处理的RPU模块 2、控制面处理板RCB 实现Iu/Iur/Iub/Uu接口对应的RNC侧RANAP/RNSAP/NBAP/RRC协议； NO.7信令处理。 3、CLKG单板 时钟产生板CLKG为RNC提供系统所需要的同步时钟。CLKG单板采用热主备设计，主备用CLKG锁定于同一基准，以实现平滑倒换。 通过485接口接收UIM的控制指令以及向UIM发送单板状态信息。 CLKG板本身具有时钟接收电路，可接收2路通过接口单板传送过来的8K基准时钟，可以接收BITS提供的2路2MHz、2Mbits基准，也可以接收GPS提供的1路主备高阻复用的PP2S、16CHIP、8K时钟基准 4、APBE板 ATM处理板APBE用于Iu/Iur/Iub接口的ATM接入处理。负责完成RNC系统STM-1物理接口的AAL2和AAL5的终结，同时提供宽带信令SSCOP、SSCF子层的处理，但不处理用户面协议。而是在将ATM信元完成AAL5的SAR，区分控制面和用户面数据后，控制面数据转发到本板CPU处理，用户面数据根据IP地址转发到RUB 板进行处理。
实训总结 这个学期我们开设了移动通信这门课程，为了加深对课程的认识和了解，为此在陈培英老师和袁晶晶老师的带领下，同步开设了，移动通信实训课。经过四周的实训课学习，加深了我们对于移动通信技术的进一步了解和研究。移动通信网络是我们在现在社会中关注的焦点。在以后社会工作中都是有一定的前沿和指导作用，这些结合实际的课程使我们大开眼界，但也感到了一些对未来的紧张，一是对这些实际结合知识的不理解，二是对先进机器设备的不熟悉，我们被种种的新奇所打动着。这些问题也反映出我对这移动通信方面知识的实质研究的匮乏。这次为期四周的实训课，是我的知识更加丰富，眼界更加宽广，同时也提升了我对这门课程的兴趣。在陈培英老师和袁晶晶老师的带领下，我们的课程按照原定计划一步步进行着，随着课程的进行，对实际应用知识的认识逐步加深，所面临的问题也越来越多，同时里面的实际原理和技巧也让我为之着迷。 通过实训课的学习我们对移动通信这门课有了更深的研究。对一些高新设备软件在基于华为公司的设备下有了一些简单的接触。以下为此次实训课程简单总结： 我们学习了SDH光接口参数测试方法，对SDH光传输设备的光口、电口各种最常见的参数，从而对SDH的性能指标有个大体的了解。重点学习了光接口功率测量。测试前一定要保证光纤连接头清洁，连接良好，包括光板拉手条上法兰盘的连接、清洁；事先测试尾纤的衰耗；单模和多模光接口应使用不同的尾纤。首先，光功率计设置在被测波长上。选择连接本站光接口输出端的尾纤。将此尾纤的另一端连接光功率计的测试输入口，待接收光功率稳定后，读出光功率值，即为该光接口板的发送光功率。测试时用跳纤从设备到DDF架上的的发光口（最上面一排奇数口）跳至连接学生终端的光口，学生可以直接在教学电脑桌前直接测试光功率。量光功率时应该将光功率计连接到光输出端口的光纤上。测量光功率时波长应该选择“1310nm”。通过光功率计测量光接口功率结果为-30.75db。 Soft Co9500局内POTS用户配置，让我们实现了语音电话机之间的相互通话。这让我们大家都很感兴趣，因为平时我们很频繁的用电话，但对其原理却不了解。配置步骤是、1、进入配置模式2、增加主机下的POTS用户Soft Co9500介绍，通过老师对Soft Co9500讲解，我们了解Scoft Co的基本知识，了解概
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
实验一GSM通信系统实验(全球数字移动通信系统) 一、实验目的 通过本实验将正交调制及解调的单元实验串起来，让学生建立起GSM通信系统的概念，了解GSM通信系统的组成及特性。 二、实验内容 1、搭建GSM数据通信系统。 2、观察GSM通信系统各部分信号。 三、基本原理 由于GSM是一个全数字系统，话音和不同速率数据的传输都要进行数字化处理。为了将源数据转换为最终信号并通过无线电波发射出去，需要经过几个连续的过程。相反，在接收端需要经过一系列的反过程来重现原始数据。下面我们主要针对数据的传输过程进行描述。 信源端的主要工作有 1、信道编码 信道编码用于改善传输质量，克服各种干扰因素对信号产生的不良影响，但它是以增加比特降低信息量为代价的。 信道编码的基本原理是在原始数据上附加一些冗余比特信息，增加的这些比特是通过某种约定从圆熟数据中经计算产生的，接收端的解码过程利用这些冗余的比特来检测误码并尽可能的纠正误码。如果收到的数据经过同样的计算所得的冗余比特同收到的不一样时，我们就可以确定传输有误。根据传输模式不同，在无线传输中使用了不同的码型。 GSM使用的编码方式主要有块卷积码、纠错循环码、奇偶码。块卷积码主要用于纠错，当解调器采用最大似然估计方法时，可以产生十分有效的纠错结果，纠错循环码主要用于检测和纠正成组出现的误码，通常和块卷积码混合使用，用于捕捉和纠正遗漏的组误差。奇偶码是一种普遍使用的最简单的检测误码的方法。 2、交织 在移动通信中这种变参的信道上，比特差错通常是成串发生的。这是由于持续较长的深衰落谷点会影响到相继一串的比特。但是，信道编码仅在检测和校正单个差错和不太长差错
《移动通讯》实训大纲 一、实训的性质、目的与任务 本次实训移动通信业务的实现，它是高等职业技术学院通信工程设计与监理专业的一门实践教学课程，它的目的是通过实践操作，让学生可以把理论应用到实践中去，从而更好地在实践的层面掌握移动通信业务的相关知识。它的任务是让学生通过完成GSM移动台开机入网和关机实验，移动台主叫和被叫实验，掌握移动系统通信实验，从而掌握移动通信业务的应用。 二、教学基本内容 1.GSM 移动终端开机搜索网络的过程； 2.GSM 移动终端同基站建立RR连接的信令过程； 3.GSM 移动终端开机入网时IMSI附着的信令； 4.GSM 移动终端关机时IMSI分离涉及到的信令； 5.移动台同MSC之间的信令链路建立过程； 6.移动台主叫的呼叫建立过程； 7.与通话连接相关的七号信令消息； 8.移动台被叫的信令流程； 9.呼叫释放时的信令流程； 10.移动通信系统的结构框图； 11.移动通信系统中主被叫通信过程。 项目一 GSM 移动台开机入网和关机实验(12学时) 1．目的要求 (1)了解GSM移动终端开机后接入网络进入工作状态的全过程； (2)掌握GSM移动终端开机入网位置登记的信令过程； (3)掌握GSM移动终端关机离开网络的信令过程。 2．方法原理 (1)移动台开机搜索网络的过程:移动终端MS开机或者从盲区进入覆盖区时，手机将寻找PLMN（公共陆地移动网络）允许的所有频点，搜寻最强的BCCH载频，接收到FCCH
信道信息，锁定到一个正确载频频率上。紧接着，MS开始解码SCH信道上与同步有关的信息。这时，MS也可以接收BCCH信道上有关小区信息的系统消息了。MS比较系统消息中所携带的本小区的LAI和手机中所存储的LAI。如果两者相同，则触发IMSI附着过程。否则，则触发正常位置更新。 （2）IMSI附着的信令过程介绍:MM层消息交互的建立是以RR层连接建立为前提的。信令过程中，首先是MS收到来自基站（BS）的系统消息，其中包含了基站广播的本小区的LAI号，由于这个LAI号同MS中先前存储的LAI号相同。即表示MS上次关机时所处的位置区同现在开机时所处的位置区相同。从而MS开始IMSI附着的信令过程。 （3）MS关机的信令过程介绍：关机的过程同其他的过程相同，开始是MS和BS之间进行RR连接的建立过程。之后在MS发向MSC/VLR的SABM帧中就包含消息IMSI DETACH INDICATION。收到这条消息以后，MSC/VLR就将与此MS对应的记录改为“未附着”状态。MSC/VLR维护IMSI的附着与否，作用在于当别的MS呼叫此MS时，MSC/VLR对MS寻呼之前，先查看是否附着这一位，若已附着则进行正常的寻呼，否则就不进行寻呼，直接告诉对方的MSC/VLR此MS未开机或者不在服务区。 3．主要实验仪器及材料 （1）基站一台； （2）移动终端实验箱一台； （3）台式计算机一台； 4．掌握要点 (1)GSM 移动终端开机搜索网络的过程； (2)GSM 移动终端同基站建立RR连接的信令过程； (3)GSM 移动终端开机入网时IMSI附着的信令； (4)GSM 移动终端关机时IMSI分离涉及到的信令。 5．实训内容 （1）老师将实验箱关机，在实验箱右下的A扩展接口安插上“GSM开发模块”，用配套的RS232连接线连接“GS M开发模块”和计算机。打开对应基站电源。打开交换机的电源，交换机上按下两次“确认”键进入工作状态，显示屏上显示所属实验箱的状态； （2）打开计算机上的“移动系统信令软件”。 （3）打开主叫移动实验箱电源，等待初始化完成。 （4）按“GSM开发模块”左下角的“工作方式选择”按钮，使模块右上角“PC-SYS”对应的指示灯亮，此时计算机和实验箱上的主单片机连接； （5）在“移动系统信令软件”主界面上点击“开机信令”按钮，进入此实验界面；（6）实验箱上，先按“菜单”键，再按数字键“9”进入系统通信实验，相当于MS 开机，液晶屏自动显示本实验箱的号码； （7）当实验箱液晶屏本机号码后显示“*”时，表示移动实验箱开机入网正常，否则重复该步骤（2）或者移动实验箱关机后再开机，重复步骤（2）。观察消息框中显示的开机的信令过程。开机信令过程若正常结束，会弹出对话框“开机过程完成，终端处于空闲状态”； （8）点击“退出”按钮退出开机信令实验。下面进入关机信令实验。 （9）在“移动系统信令软件”主界面上点击“关机信令”按钮，进入此实验界面；（10）实验箱上，按“菜单”键从系统通信实验中退出，相当于MS关机；
《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：秋李 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，且知英所以然”，从而提髙分析问题、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扩頻技术验证性必做信息工程/电子信息工程 2 3抗衰落技术脸证性必做信息工程/电子信息工程2 4GSM通信系统实验综合性必做信息工程/电子信息工程2 5CDMA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。掌握星座图的槪念、星座图的产生原理及方法。 2.实验容 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),调廿示波器为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。 (3)QPSK相干解调实验。用示波器观测10号模块的TH3(DIN1), 11号模块的TH4(Dout),适当调右11号模块压控偏宜电位器W1来改变载波相位，对比观测原始基带信号和解调输出信号的波形;用示波器观测10号模块的TH1(BSIN),11号模块的TH5(BS-out), 对比观测原始时钟信号和解调恢复时钟信号的波形：用示波器对比观测原始I路信号与解调后I路信号的波形，以及原始Q路信号与解调后Q路信号的波形。 3)OQPSK调制及解调实验。选择OQPSK调制模式，实验步骤同2) 4)MSK调制及相干解调实验。