山建大专业综合实验

1、山东建筑大学实验报告学院： 信息与电气工程学院 班级： 通信081 姓名： 黎亚洲 学号： 2008081313 课程： 专业综合实验 实验日期： 2012 年 02 月 成绩： 实验一、学习数字通信系统的SystemView仿真软件一、实验目的1了解SystemView软件，学习数字通信系统SystemView仿真软件的使用方法，为实际的仿真应用打下良好的基础。2掌握软件设计和仿真的方法。二、实验设备序号名 称型号与规格数量1计算机通用12SystemView软件三、实验内容1安装SystemView，根据SystemView安装软件说明，在电脑上安装SystemView软件。2了解Syst

2、emView设计窗口启动SystemView后就会出现如图1所示的系统设计窗口。它包括标题栏、菜单栏、工具条、滚动条、提示栏、图符库和设计窗工作区。其中设计窗口工作区是用于设置、连接各种图符以创建系统，进行系统仿真等操作；提示栏用于显示系统仿真的状态信息、功能快捷键的功能信息提示和图符的参数显示；滚动条用于移动观察当前的工作区域。当鼠标器位于功能图符上时，则该图符的具体参数就会自动弹出显示。 3了解SystemView图符库 SystemView的图标库可分为3种，即基本库、专业库以及用户扩展库。分别了解相关图库的功能，便于后续设计使用。 4.了解SystemView分析窗口分析窗口是用户观察

3、System View数据输出的基本工具。如图所示。有多种选项可以增强显示的灵活性和用途。这些功能可以通过单击分析窗口工具条上的快捷按钮或通过下拉菜单来激活。在设计窗口中单击分析窗口按钮，即可访问分析窗口。在分析窗口中单击系统按钮即可返回系统设计窗口。分析窗口包括标题栏、菜单栏、工具栏、滚动条、活动图形窗口和提示信息区。同设计窗口一样，滚动条包括用于作用滚动的水平滚动条和用于上下滚动的垂直滚动条；提示信息区显示分析窗口的状态信息、坐标信息和分析的进度显示；活动图形窗显示输出的各种图形。四、实验结果 SystemView软件在PC上成功通过电脑安装，进入到SystemView的主界面，成功观测到

4、SystemView设计窗口及分析窗口，对其有了一定的了解。同时，对于图符库有了一定的了解。五、实验体会通过本次的上机实验，我对于这个通信仿真软件SystemView有了一定的认识，对于数字通信系统SystemView仿真软件的使用方法，有了一定的熟悉程度，为今年后的实际仿真应用打下了一定的基础。实验二、AM调制系统仿真模型一、实验目的1掌握使用图形、设置图符属性的方法以及系统的时间设置等系统模型的建立过程。2掌握信号波形的显示、波形的处理和接收计算器的应用等系统波形的分析过程。二、实验设备序号名 称型号与规格数量1计算机通用12SystemView软件三、实验内容1.创建系统模型 建立系统模

5、型的具体步骤如下： （1）进行系统时间设置。正确的系统时间设置是SystemView能够正确进行仿真的必要条件，首先设置系统时间。 （2）定义载波信号。本系统载波信号采用100HZ的正弦信号，选择正确的图符并对其参数进行设置。 （3）定义调制信号。把调制信号定义成10HZ的单频余弦信号，选择正确的图符并对其参数进行设置。 （4）从图符工具栏拖一个Multiplier图符到工作区域合适位置，该图符不需要定义参数。 （5）定义接收器：分别定义调制信号接收器、载波信号及调制信号接收器。 （6）连接个图符，给出系统模型。还可在相应位置放置便签，用于输入相关文字信息。2.系统仿真和分析系统模型载波信号载

6、波信号的频谱调制信号调制信号频谱已调信号已调信号频谱在误差允许的范围内实验结果与理论相一致四、实验心得与体会通过本次实验，对于高频电子电路中AM调制解调的这部分内容有了新的理解，学会了用SystemView下仿真AM调制解调的方法，掌握了使用图形、设置图符属性的方法以及系统的时间设置等系统模型的建立过程；掌握了信号波形的显示、波形的处理和接收计算器的应用等系统波形的分析过程。同时学会了解决仿真过程中问题的解决方法。实验三、双路FM语音通信系统的仿真一、实验目的1掌握系统的SystemView开发仿真过程2实现功能模块和通信综合系统仿真模型，分析数据及各点波形。3实现语音信号的传输仿真。二、实验

7、设备序号名 称型号与规格数量1计算机通用12SystemView软件三、实验内容1.准备工作 准备工作的目的是获得所需要的音频文件，SystemView所使用的音频文件必须是WAV格式的文件，这种文件可以用Windows系统所带的录音机程序来录制。要保存音频文件，首先改变保存文件的格式，改为“8000HZ，8位，单声8KB/s”，输入一个名字将音频文件保存下来。准备好两个不同的声音文件待用。2.建立SystemView模型 （1）要在仿真中使用音频文件，首先拖动一个信号源图符到工作区域，双击该图符，在窗口中对外部输入的音频文件进行设置。用同样方法再放置一个WAV 1ch图符，打开准备的另外一个

8、音频文件作为另一路信号的信号源。 （2）由于音频信号的频谱比较丰富，为了避免各路已调信号相互干扰，调制前必须对音频信号进行滤波。滤波器使用5kHZ的3阶巴沃斯滤波器。 （3）音频信号经过滤波后就可以调制了。可使用SystemView提供的FM调制器图符来实现调制功能。 （4）调制好的信号可以送入信道中进行传输，有扰信道用一个加法器图符和一个高斯噪声发生器图符来模拟。 （5）由于信道中传输两路信号，所以接收端必须进行接收滤波滤除要接收信号频谱以外的信号，同时滤波器有滤除带外噪声的功能。滤波后的信号就可以送解调器解调，解调器由延迟-相乘解调来完成。 （6）解调出的信号经必要的放大后就可以输出，用接

9、收器图符接收解调信号。 （7）用同样的方法建立好另一路信号的调制和解调输出系统，这样就完成了整个双路FM语音通信系统模型。 （8）设置系统时间。3.系统仿真和分析参数设置：0、1巴特沃斯 3pole 5000Hz2Amp 1 Mod 10 Freq 50003Amp 1 Mod 10 Freq 100008250.e-6s9、12巴特沃斯 3pole 5000Hz10、13Linear gain 20014125.e-6s17L 4e+3 H 6e+318L 8e+3 H 11.9e+3一路解调波形一路源波形二路解调波形二路源波形四、实验心得 通过实验复习了FM调制解调的方法和原理，学会了用S

10、YSTEM VIEW下仿真FM调制解调的方法，并对双路FM调制解调有了深刻的认识，形象地学习了双路FM地调制解调。掌握了使用图形、设置图符属性的方法以及系统的时间设置等系统模型的建立过程；掌握了信号波形的显示、波形的处理和接收计算器的应用等系统波形的分析过程。同时学会了解决仿真过程中问题的解决方法。为以后工作奠定了基础实验四 GSM设备短信收发实验一、实验目的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。二、实验原理短信业务（Short Messaging Service，SMS）当前最流

11、行的一种消息技术，是GSM中唯一不要求建立端-端业务路径的业务，是非对称的。移动电话之间通过它可以相互收发短消息，短消息的内容可以是文本、数字或二进制非文本数据简单方便易用，这种短信的长度被限定在140字节之内。消息的传输总是由处于GSM外部的短消息服务中心（SMSC）进行中继，消息有目的地或起源地，但只与用户和SMSC有关，而与其他GSM基础设施无关。短消息业务包括点对点短消息业务和小区广播短消息业务。点对点短消息业务是指将一条消息从一个实体发送到指定的目的地址的业务。小区广播业务是指通过基站向指定区域内的所有用户发送短消息的业务。SMS使用7号信令（SS7）信道来传输数据分组，允许一个用户

12、在话音或数据呼叫的同时接收一个文本消息。图5-16-1为SMS网络的组成结构框图。为了实现短消息业务，移动通信实体和短消息服务中心(SMSC)之间需要交换必要的信令，包括移动台发出消息的传送过程和移动台接收消息的过程。图5-16-1 SMS网络结构移动台发出消息的传送过程：该过程是把从一个用户发送到短消息服务中心（SMSC）。当移动用户发送已调短消息时，处理该用户请求的服务MSC则从访问位置寄存器(VLR)中申请有关用户的相关信息。当VLR返回相关信息后，服务MSC向关口MSC转发短消息。通过关口MSC把短消息发送给SMSC。SMSC收到短信后，向关口MSC确认，关口MSC再向服务MSC发送转

13、发完成的确认消息。最后服务中心告知移动用户短消息已转发完成。具体过程如图5-16-2所示。图5-16-2 由移动台发出短消息的传送过程移动台接收消息的传送过程：该过程是从SMSC转发一条或多条短消息至一个移动用户。SMSC将需要转发的短消息先发送给关口MSC。关口MSC根据所收到的短消息内容，向HLR查询，以获得将短消息传送到相应服务MSC的路由信息。根据所获得的路由信息，关口MSC将短消息转发到相应的MSC。然后服务MSC向VLR申请所要接收短消息用户的信息。VLR收到此消息后，则开始寻找移动用户的过程。一旦找到用户， VLR回送给服务MSC申请用户信息的确认。服务MSC则开始向用户转发短消

14、息。转发结束后，用户发一确认的消息至服务MSC。最后由关口局MSC向SMSC送确认信息，表明短消息已成功的转发。具体过程如图5-16-3所示。图5-16-3 由移动台接收短消息的传送过程本实验采用了GSM模块来完成和移动网络的接入。利用对GSM模块的接口进行改造后，和单片机在物理层上互联。由单片机通过AT指令控制GSM模块的工作，并通过键盘选择相应的操作，通过液晶来显示短信的收发内容。点对点收发短消息分为三种模式：Block模式、Text模式和PDU模式。Block模式应用很少，逐渐被PDU模式代替。Text模式发送短信开发起来相对容易，是一种不错的选择，使用Text模式开发只能发送ASCII

15、码，对于中文的Unicode码不能发送。PDU模式开发起来比较复杂，并且需要编写专门的函数来本转换为PDU格式， PDU模式收发短信可以使用三种编码: 7-bit、8-bit和UCS2编码。 7-bit编码用于发送普通的ASCII字符，8-bit编码通常用于发送数据消息，UCS2编码用于发送Unicode字符。我们要实现中文短信的发送,所以选择UCS2,即中文Unicode码。接收到的PDU串不仅仅包含了消息，而且还有很多发送者的信息， SMS服务中心，时间标志等等。这些都是以8位字节的16进制数，或者半8位字节的十进制数。发送的PDU的编码格式大致包含以下字段:“ 短消息中心长度”+“短消息

16、中心国家编码”+“短消息中心”+“状态报告”+“分割符”+“目标号码的长度（14位）”+“国家编码”+“目标号码”+ “TP-PID.协议标识”“短信内容编码格式”“有效期标志”“短消息内容长度”“消息内容”。PDU编码格式中也可以使用默认的短信中心，则不需要字段23。但是PDU格式的第一个字段则为“00”，表示默认短消息中心。例如一个PDU编码串为：0891683110301405F031000D91683136326449F00008A7044F60597D（1）08 SMSC地址信息的长度(91683110301405F0共八位字节)（2）91 SMSC地址格式，短消息中心有国家编码，没

17、有为81 （3）683110301405F0 SMSC地址(8613010341500南京联通的短信服务中心号码)（4）31 基本参数(TP-MTI/VFP)，需要状态报告为31，不需为11（5）00分割符（6）0D 目标SIM卡号码长度(683159717456F4按阿拉伯数字个数计13位，F为填充)（7）91 SMSC地址格式，目标SIM卡编码有国家编码，没有为81（8）683136326449F0 对方手机SIM卡号(+8613632346940)（9）00 TP-PID.协议标识,一般为00（10）08 短信内容的编码格式，bit7编码是00,UCS2编码是08（11）A7 有效期TP

18、-VP（TP-Valid-Period） VP value(&h) 相应的有效期 00 to 8F (VP+1)*5 分钟 90 to A7 12小时+(VP-143)*30分钟 A8 to C4 (VP-166)*1天 C5 to FF (VP-192)*1 周（12）04 正文4字节（13）4F 60 59 7D 你好 短消息内容的Unicode编码使用默认的短信中心时，上述PDU编码串变为0031000D91683136326449F00008A7044F60597D即上述第（1）段变为00，没有（2）（3）两段，其它各段完全一样。上述的（3）和（8）字段的号码经过了位移处理，并

19、填充F以确保该字段号码位数为偶数。其中（1）（3）段又简称SMSC地址，（4）（13）简称为TPDU。AT命令说明AT+CSCA=nnnn设置短消息中心，nnnn为消息中心号码AT+CPMS=“nn“,“nn“,“nn“设置存储区：nn=SM时选择SIM卡，nn=ME选择机身AT+CMGS= “nnnn”TEXT模式发送短信，nnnn为电话号码AT+CNMI=a,b,c,d,e新消息提示,实验中设置为: 1,1,0,0,1AT+CPMF=n设置短信收发方式：n=1为TEXT模式，n=0为PDU模式AT+CMGR=n读取当前存储区的第n条短信AT+CMGD=n删除当前存储区的第n条短信AT+CS

20、DH=n设置短信返回方式：n=0为简单模式，n=1为详细模式下面是本实验收发短信用到的AT命令。三、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”，将麦克风和耳机与“GSM开发模块”进行连接。用配套的RS232连接线连接“GSM开发模块”和计算机。并将跳帽调到UART上进行驱动安装。然后安装移动短信软件。2. 正确插入SIM卡，打开移动实验箱电源，等待初始化完成；3. “GSM开发模块”右上角的“MCU-GSM”指示灯先亮几秒后熄灭，然后“PC-GSM”对应的指示灯亮；GSM通信速率设置”将其速率设置为9600 bps。4. 若“GSM开发模块”运行正常，右下角的“

21、RUN”指示灯将在一阵常亮和一阵快闪烁后变为慢闪烁，此时表示SIM卡用户已正常注册网络可以使用了。否则请管实验箱电源，检测天线连接是否正常，检测SIM安装是否正常，更换SIM卡。四、实验内容 在PC机上收发短信在PC机上发送AT命令控制GSM模块进行短信收发实验时，可以使用各种串口调试软件。下面以本实验箱配套的“移动GSM短信软件”来说明用AT命令控制GSM模块收发短信的过程。如图5-16-4所示。图4-16-4 移动GSM短信软件（AT命令输入）1收发短信的准备（1）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-GSM”对应的指示灯亮，此时计算机和“GSM开发模块”上

22、的GSM模块连接；（2）运行计算机上的移动GSM短信软件，得到如图5-16-4界面，否则在该软件的“仪器”菜单中点击“PC<>GSM”， 或者点击“切换到PC<>GSM”按钮。选择正确的COM口和波特率（默认为COM1，波特率为9600）；如图5-16-5 移动GSM短信软件（波特率设置）。图5-16-5 移动GSM短信软件（波特率设置）（3）设置GSM模块命令返回结果码为字符模式；（下面的红色斜体表示输入的命令字符）A 在命令输入框中输入:ATV1B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回结果码为：OK（4）设置短消息中心（现在的

23、SIM卡都已设置该号码，可以省略本步骤）A 在命令输入框中输入：AT+CSCA=”nnnnn” (nnnn为短信中心号码，引号为英文字符）；B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OK（5）设置短信存储区域短信可存储在SIM卡上，也可存储在GSM模块上，可通过命令进行设置。A 在命令输入框中输入：AT+CPMS=”ME”,”ME”,”ME” （SM表示存储区域为SIM卡，ME表示存储区域为GSM模块本身）B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OK（6）设置短消息到达时GSM发送提示信息设置短消息到

24、达时，GSM将发送提示信息，提示信息指明存储区域和序号，这样便于读取接收到的短信内容。A 在命令输入框中输入：AT+CNMI=1,1,0,0,1B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OK（7）设置短消息模式 短消息模式可设置为Text模式和PDU模式。AT命令AT+CMGF=n，n为0表示PDU模式，n为1表示TEXT模式。发送英文短消息选择Text模式。A 在命令输入框中输入：AT+CMGF=1B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OK2用AT命令控制GSM接收短信过程如下（1）GSM模块接收

25、短消息 通过上述第（6）步的设置，当GSM模块收到短信时，将会送出提示信息，这时在“移动GSM短信软件”的接收信息框中会显示收到的提示信息，如：+CMTI: "ME",2其中“ME”表示短消息存储在GSM本身的存储区中，“2”表示这是GSM存储区中接收到第2条短消息。（2）用TEXT模式读取短消息A、在命令输入框中输入：AT+CMGF=1 （设置读取模式为TEXT模式）B、按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C、接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OKD、在命令输入框中输入：AT+CMGR=2 （读取第2条短信）E、按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮F、接收

26、信息框中显示GSM模块返回消息为：+CMGR: "REC UNREAD","+8613570844317","07/11/07,10:25:43+32"Good morning."REC UNREAD"表示这是第1次读取收到的短消息。如果不是第1次读取则变为"REC READ""+8613570844317"为发送短消息方的电话号码"07/11/07,10:25:43"为短消息发出时间年月日时分秒，+32表示东8区（区数乘4）Good morning. 为

27、短消息内容G、如果接收到中文短信，则接收信息框中显示GSM模块返回消息为：+CMGR: "REC UNREAD","+8613570844317","07/11/07,10:27:58+32"4F60597D其它字段含义和F相同，4F60597D “你好”2个汉字的Unicode编码（3）用PDU模式读取短消息A 在命令输入框中输入：AT+CMGF=0 （设置读取模式为PDU模式）B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OKD 在命令输入框中输入：AT+CMGR=1 （读取第1条短信）E

28、 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮F 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：+CMGR: 1,240891683108200505F0040D91683118055781F9000870117001728523044F60597D第一行表明这是第一条短信，第二行是接收到的PDU字符串，说明如下：（1）08 SMSC地址信息的长度(91683108200505F0共八位字节)（2）91 SMSC地址格式，短消息中心有国家编码 （3）683108200505F0 SMSC地址京移动的短信服务中心号码)（4）04 表明接收到的是一条完整短信（5）0D 目标SIM卡

29、号码长度(683118055781F9按阿拉伯数字个数计13位，F为填充)（6）91 SMSC地址格式，目标SIM卡编码有国家编码（7）683118055781F9 对方手机SIM卡号(+6813815075189)（8）00 TP-PID.协议标识,一般为00（9）08 短信内容为UCS2编码（10）70117001728523 为短消息发出的时间和短消息中心的时区数乘4这里表示年月日时分秒分别为：07/11/07,10:27:58 东8区标志32。当然，这些信息经过了位移。（11）04 正文4字节（12）4F60597D 你好 短消息内容的Unicode编码（4）删除短消息 A 在命令输入

30、框中输入：AT+CMGD=2 B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C GSM模块存储区中第2条短消息将被删除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A 在命令输入框中输入：AT+CMGF=1 （设置发送模式为TEXT模式）B 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮C 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：OKD 在命令输入框中输入：AT+CMGS=”nnnnnnnn” (nnnnnnnn为电话号码, 引号为英文字符）E 按下“Enter”键或点击“发送命令”按钮F 接收信息框中显示GSM模块返回消息为：>G GSM信息内容框中输入短消息：How are you?H 点击“发送GSM消息内容”按钮（注意，如果用WINDOWS自带的“超级终端”软件，则应在G的短消息之后再输入Ctrl+Z）I GSM模块将输入短消息内容发送出去（几秒钟），并返回发送短信的存储位置和命令执行结果标志。如：+CMGS: 22OK（2）用PDU模式发送中文短