移动通信实验 MSK调制解调实验 移动台主叫 移动台被叫

实验一 MSK 调制解调实验一、实验目的1. 了解MSK 调制和解调的基本原理； 2．熟悉软件完成MSK 的过程。

二、实验内容1．熟悉MSK 调制和解调过程； 2．通过示波器测试MSK 各点的波形；3*.设计通过DSP 程序完成MSK 的程序，加强对MSK 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要求。

因此，对己调信号有两点要求，一是要求包络恒定；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。

MSK （最小频移键控）是移频键控FSK 的一种改进形式。

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MSK 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。

可以看成是调制指数为0.5的一种连续相位的FSK 信号。

其主要特点是包络恒定，带外辐射小，实现较简单。

其数学表达式为：()cos()2c kn nbS t t a t T πωφ=++∑式中，T b 为码元的宽度，a n 为＋1，－1。

n φ是第n 个码元的初始相位，并且⎩⎨⎧≠±==---111n n n n n n n a a n a a πφφφ当输入＋1时，发送的角频率为：2c bT πω+。

当输入-1时，发送的角频率为：2c bT πω-。

在一个码元内相位增加π/2或者减小π/2，所以相位的变换是连续的。

图4-11-1给出一种MSK 调制信号产生的方法。

图4-11-1 MSK 的调制框图实现MSK 调制的过程为：先将输入的基带信号将其分成I 、Q 两路，并互相交错一个码元宽度，再用加权函数cos()2bt T π和sin()2bt T π分别对I 、Q 两路数据加权，最后将两路数据分别用正交载波调制。

MSK 使用相干载波最佳接收机解调，如图4-11-2所示。

图4-11-2 MSK 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，进行MSK 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。

接收方通过下变频和A/D 变化，将数据通过DSP 的MCBSP2串行交给DSP ，DSP 做相干解调，恢复出原始数据信息。

四、实验步骤1. 按下键盘上“复位”键，等待实验箱初始化。

初始化结束后显示“初始化完成，请使用”，此时可以进行下面操作；2. 通过键盘和液晶选择“菜单”中的“五. 数字调制解调”，再选择“4. MSK调制”；3. 在测试点TP206测试输入的基带数据波形。

4. 在测试点TP201测试发送的I路数据；5. 在测试点TP202测试发送的Q路数据；6. 在测试点TP308测试I路和Q路调制复合后的波形；7. 在测试点TP203测试接收的I路解调数据波形；8. 在测试点TP204测试接收的Q路解调数据波形。

五、实验结果1、TP206点的基带数据波形2、TP201点的发送的I路数据3、TP202点发送的Q路数据4、TP308点的I路和Q路调制复合后的波形5、TP203点的I路解调数据波形、6、TP204点的Q路解调数据波形六、实验结论、通过实验，了解了MSK的调制解调过程，由实验结果也可看出，I路和Q路数据波形是基带数据波形在一个码元内相位增加π/2或者减小π/2，所以相位的变换是连续的。

实验二移动台主叫实验一、实验目的1．掌握移动台主叫正常接续时的信令流程；2．了解移动台主叫时被叫号码为空号时的信令流程；3．了解移动台主叫时被叫用户关机或处于忙状态时的信令流程；4．了解移动台主叫时被叫用户振铃后长时间不接听的信令流程。

二、预备知识1．移动台同MSC之间的信令链路建立过程；2．移动台主叫的呼叫建立过程；3．与通话连接相关的七号信令消息。

三、实验仪器1．基站一台；2．交换机一台；3．移动终端实验箱两台；4．台式计算机一台。

四、实验步骤（一）实验准备1.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“GSM 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. 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；3．打开计算机上的“移动系统信令软件”。

4. 打开主叫移动实验箱电源，等待初始化完成。

初始化完成后，先按菜单键，进入实验准备状态。

5．实验箱1（主叫），按数字键“9”进入系统通信实验，液晶屏自动显示实验箱1号码；6．移动台主叫实验需要某一个被叫移动台的配合（最好同一个基站下的移动台），在教师的协调下，选择一个作为被叫的实验箱2，并了解此被叫的电话号码；7．打开作为被叫的实验箱2的电源，等待初始化完成。

初始化完成后，先按菜单键，进入实验准备状态；8．实验箱2（被叫），按数字键“9”进入系统通信实验，液晶屏自动显示实验箱2的号码。

（二）呼叫建立正常的信令流程1．将与实验箱1相连的电脑上的移动系统信令实验平台软件打开，在主界面上点击“移动台主叫信令”按钮，进入此实验界面；2．主叫在实验箱1上输入被叫移动台的电话号码，并按动对话框边的“确认”按键。

主叫移动台开机拨叫被叫号码；3．由于被叫处于开机空闲状态，很快被叫试验箱电话将振铃，同时显示主叫号码。

被叫振铃后，控制被叫的学生按动被叫实验箱上的“确认”键进行摘机。

此后，主被叫之间的通话链路完全建立，能够进行通话。

主叫学生电脑上的移动系统信令实验平台软件将显示移动台主叫的信令过程；4．通话结束，主叫主动挂断电话。

主叫学生按动试验箱上的“取消”键，网络将自动进行挂机；5．点击“退出键”退出主叫信令实验。

（三）被叫关机的信令流程1．实验箱2（被叫），按“菜单”键退出系统通信实验，相当于被叫关机；2．将与主叫实验箱1相连的电脑上的移动系统信令实验平台软件打开，在主界面上点击“移动台主叫信令”按钮，进入此实验界面；3．主叫在实验箱1上输入被叫号码，并按动对话框边的“确认”按键。

主叫试验箱1拨叫被叫号码；4．之后，主叫学生电脑上的移动系统信令实验平台软件将显示移动台被叫关机的信令过程。

（四）被叫号码无效的信令流程1．将与主叫实验箱1相连的电脑上的移动系统信令实验平台软件打开，在主界面上点击“移动台主叫信令”按钮，进入此实验界面；2．主叫在实验箱1上输入被叫号码80（此号码不对应任何实验箱，因此可认为是个不合法的号码），并按动对话框边的“确认”按键。

主叫试验箱1拨叫被叫号码，主叫实验箱1将显示“空号”；3．之后，主叫学生电脑上的移动系统信令实验平台软件将显示移动台被叫号码无效的信令过程；五、实验结果记录1．记录正常呼叫的过程中，移动台主叫部分的信令流程2．记录被叫关机时，移动台主叫部分的信令流程；3．记录被叫号码无效时，移动台主叫的信令流程。

六、实验结论通过本实验，我了解了移动台主叫时被叫号码为空号时的信令流程和移动台主叫时被叫用户关机或处于忙状态时的信令流程以及了解移动台主叫时被叫用户振铃后长时间不接听的信令流程。

实验三移动台被叫实验一、实验目的1．掌握移动台被叫正常接续时的信令流程；2．掌握通话结束呼叫释放时的信令流程；3．了解被叫用户振铃后长时间不接听时移动台被叫的信令流程。

二、预备知识1．移动台被叫的信令流程；2．呼叫释放时的信令流程。

三、实验仪器1．基站一台；2．交换机一台；3．移动终端实验箱两台；4．台式计算机一台。

四、实验步骤（一）实验准备1. 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“GSM 开发模块”和计算机。

再打开移动实验箱电源，等待初始化完成。

初始化完成后，先按菜单键，进入实验准备状态。

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. 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；3．实验箱1（被叫），按数字键“9”进入系统通信实验，液晶屏自动显示实验箱1的号码；4．移动台被叫实验需要某一个主叫移动台的配合（最好同一个基站下的移动台），在教师的协调下，选择一个作为主叫的实验箱2，并了解此被叫的电话号码；5．打开作为主叫的实验箱2的电源，等待初始化完成。

初始化完成后，先按菜单键，进入实验准备状态；6．实验箱1（被叫），按数字键“9”进入系统通信实验，液晶屏自动显示实验箱2号码。

（二）呼叫建立正常的被叫信令流程。

1．将与实验箱1相连的电脑上的移动系统信令实验平台软件打开，在主界面上点击“移动台被叫信令”按钮，进入此实验界面；2．主叫在实验箱2上输入被叫移动台的电话号码，并按动对话框边的“确认”按键。

主叫移动台开机拨叫被叫号码；3．由于被叫处于开机空闲状态，很快被叫试验箱电话将振铃，同时显示主叫号码。

被叫振铃后，被叫的学生按动被叫实验箱上的“确认”键进行摘机。

此后，主被叫之间的通话链路完全建立，能够进行通话。

被叫学生电脑上的移动系统信令实验平台软件将显示移动台被叫的信令过程。

4．此时不要按下“取消”键，准备进入下面呼叫释放信令流程。

（三）通话结束呼叫释放的被叫信令流程。

1．在主界面上点击“呼叫释放”按钮，进入呼叫释放的被叫信令流程实验界面；2．通话结束，主叫主动挂断电话。

主叫学生按动试验箱上的“取消”键，网络将自动进行挂机；3．主被叫学生电脑上的移动系统信令实验平台软件将显示呼叫释放的信令流程。

（四）呼叫建立时被叫振铃不应答的被叫信令流程。

1．等待主叫移动台拨叫本实验箱上的移动台。

由于被叫开机处于空闲状态，学生平台上会显示主叫电话号码，同时被叫实验箱振铃；2．被叫学生不按被叫实验箱上的“确认”键，等待片刻，由于被叫无应答，会导致被叫端定时器超时，被叫会释放呼叫链路；3．被叫学生电脑上的移动系统信令实验平台软件将显示被叫振铃不应答被叫信令流程。

进行以上实验时，每一实验结束后，结合实验原理中的信令流程图认真分析信令流程并做相应的记录。

五、实验结果记录1．正常呼叫的过程中，移动台被叫部分的信令流程的记录；2．通话结束后，呼叫链路释放的信令流程的记录；3．被叫振铃后无应答时的，移动台被叫部分的记录六、实验结论通过本实验，掌握了移动台被叫正常接续时的信令流程和通话结束呼叫释放时的信令流程，了解了被叫用户振铃后长时间不接听时移动台被叫的信令流程。