《现代通信技术》实验报告

《现代通信技术》实验报告实验一用户接口电路及2/4线变换实验一、实验目的全面了解用户线接口电路功能的作用及其实现方法。MY88622BORST理解。熟悉用户模块电路的电路组成及工作原理。掌握用户线接口电路对用户状态改变的识别原理。二、实验设备20M通用示波器一台，万用表一块，电话一部，RC－CK－II型实验箱一台三、电路工作原理图1-1 用户线接口功能框图四、实验内容了解用户模块MY88622的主要性能与特点。熟悉用MY88622组成的用户线接口电路。连接上电话机，用示波器分别观测MY88622的20时，测试TF15（MY88622四线输入）的信号；拨号，测试TF11（MY88622四线输出）信号。五、实验步骤将一部电话机接入用户接口模块一。打开系统主电源开关，观察系统上电状态。保持电话机处于持机状态，用示波器波观察MY88622第20极管D15的状态。此时二极管不亮。20脚的了信号电平状态及发光二极管的状态。此时发光二级管亮。电话挂机，用示波器观察TF15TF11的波形。电话摘机，用示波器观察TF15TF11的波形。电话拨号，用示波器观察TF15TF11的波形。六、实验注意事项MY88622是厚膜电路，比较脆弱，不要用力搬弄。不良的现象。实验二信号音产生实验一、实验目的了解常用的几种信令信号音和铃流发生器的电路组成和工作过程。熟悉这些信号音和铃流信号的技术要求。二、实验设备20M通用示波器一台，万用表一块，电话一部，RC－CK－II型实验箱一台三、电路工作过程如交换机要向用户传送关于交换机设备状况，以及被叫用户状态的信号。线路呼叫信号拨号音信号呼叫信号拨号音信号号码信号回铃信号振铃信号拥塞音信号忙音信号语音信号应答信号摘机通信建立忙音信号挂机（先挂）挂机信号叫 被用 叫户 用户图2-1 本实验系统传送信号流程图由此可见，一个完整电话通信系统，除了交换系统和传输系统外，还应有信令系统。用户向电信局交换机发送的信号有用户状态信（一般为直流信号（地址信号交换机向用户发送的信号有各种可闻信号与振铃信号（铃流）两种。各种可闻信号：一般采用频率为450Hz950HzDialton）连续发送的450Hz正弦信号。Echoton14秒断的5秒断续的450Hz正弦信号。忙音：（busytone）0.35秒送，0.35秒断的0.7秒断续的450Hz正弦信号。空号音：为450Hz的断续信号。0.2S断续，即0.1S续、0.1S断。催挂音：950Hz，连续发送响度较大的信号与拨号音有明显区别。振铃信号（铃流：一般采用频率为25H，幅度为90V15V的交流电压，以1送，45秒断续方式发送。拨号音由DSP生成相关的数字信号，通过FPGA送给D/A芯片进行D/AMY88622MY88622450Hz1V左右。测量点为TF15。回铃音由DSP生成相关的数字信号，通过FPGA送给D/A芯片进行D/A模拟信号到MY88622MY88622145450Hz的正弦信号。测量为TF15。忙音由DSP生成相关的数字信号，通过FPGAD/A芯片进行D/AMY88622输入端，由MY886220.35秒通，0.35秒断0.7S450Hz的正弦信号，测量点为TF15。DSP生成相关的数字信号，通过FPGAD/AD/A模拟信号到MY88622输入端，由MY886220.1秒通，0.1秒断0.2S450Hz的正弦信号，测量点为TF15。催挂音由DSP生成相关的数字信号，通过FPGA送给D/A芯片进行D/AMY88622MY88622950Hz续正弦信号，连续发送响度较大，与拨号音有明显区别，测量点为TF15。25Hz方波经放大电路放大，逆变后形成。铃流信号MY88622TF21图2-2为它们各信号音工作波形图。0.5v0.5v拨号音-0.5vf=450Hzf=450Hzf=450Hz0.5v回铃音-0.5v1s4s1sf=450Hzf=450Hz0.5v忙音-0.5v0.35s0.35s0.35sf=450Hzf=450Hz0.5v空号音-0.5v0.1s0.1s0.1sf=25Hz50vf=25Hz铃流信号-50v图2-2 各信号音工作波形图上图的各种信号音是由DSP产生数字音频信号，然后通过FPGA1446D/A转144612位D/A图2-3 1446芯片结构框图四、实验内容电压。的波形。各测量点说明如下：TF15：信号音TF21五、实验步骤将一部电话机接入用户接口模块一。打开系统主电源开关，观察系统上电状态。将铃流开关关闭。0.5v拨号音-0.5vf=450Hz在电话摘机的同时，用示波器观察0.5v拨号音-0.5vf=450Hz秒后，TF15形及频率。f=450Hz0.5v忙音-0.5v0.35s0.35s 0.35s20f=450Hz0.5v忙音-0.5v0.35s0.35s 0.35s将电话挂机。f=450Hz0.5v空号音-0.5v0.1s0.1s0.1s333f=450Hz0.5v空号音-0.5v0.1s0.1s0.1s将电话挂机，打开铃流开关，观察铃流状态指示灯D202的状态及闪烁情况（闪用万用表交流电压档测量TF21的电压值154.4。用示波器观察TF21的波形及频率。关闭铃流开关，关闭系统电源，整理实验记录及实验设备。六、实验注意事项在测量25Hz的铃流信号发生器输出的波形时，一定要注意万用表的量程和示波器的电压量程档，以防止损坏仪器和其它电子器件。实验三GSM/GPRS短消息实验一、实验目的学会短消息发送原理，并在基于ARMWindowsCE操作系统通过GSM/GPRS完成短消息的发送。二、实验设备“现代通信技术综合实验实训系统”实验箱一台。处于有效期并开通上网业务的中国移动电话卡一张，正常工作的移动电话一部。模块与基于ARM模块。三、实验原理SMS是通过移动网络用手机收发简短文本消息的一种通信机制。SMS短消息被发送出去之后，不是直接发送给接收方，而是先存短消息中心），SMC将短消息转发给接收方。如果接收方当时关机或16070二进制非文本数据（用于铃声或logo等）。与普通的寻呼机制不同的是，SMS是一项有保证的双向服务。发送方可以在将短消息发送出去之后得到一条确认通知，返回传递成功或失败的信息以及不可到达的原因。SMSSS7信令信道传输数据分组。所以，系统可以支持短消息还可以实现全国甚至国际漫游。SMS属于GSM（Phase1）般的移动网络（GSMCDMA、TDMAPHSPDC等）SMSSMS所向披靡，成为一项非常普及的移动数据业务。GSM标准中定义的点到点短消息服务使短消息能够在移动台和短消息服务中心之间传递，下图是基于GSM网络的典型SMS体系框架。SME（短消息实体）：负责接收和发送短消息。可以位于固话系统、移动基站或其他服务中心内。MSC（移动交换中心）：负责系统交换管理，控制来自或发往其他电话或数据系统的通信。SMSC（短消息业务中心）：负责在移动基站和SME之间中继、存储或转发短消息。HLR（归属位置寄存器）：是移动网络中最重要的数据库，用于存储管理用户的永久信息和服务记录，帮助把短消息传递给正确的MSC，还能配合MSC与HLR之间的协议，在接收方因超出覆盖区而丢失报文、随后又可找到时加以提示。SMC—GWMS（短消息中心网关）：是与其他网络打交道的节点。一旦从SMSC就向目的移动台的HLR送给接收者所在基站的交换中心。VLR（访问定位寄存器）：该数据库含有一些用户临时信息，如手机鉴别、当前所处的小区（或小区组）等信息。通过VLR提供的信息，MSC能够将短消息交换到相应的BSS（基站系统，包括BSC+BTS，向移动站发送或接收信息的手机。GSM/GPRS系统提供点对点的消息传递，包括两种电信业务：一是从移动用户端到短（移动终端发送的短消息业务（移动终端终止的短消息业务（EMAIL）息。此外，系统还提供小区广播功能。系统还提供强大的外部程序接口，可以利用短消息中心开发各种增值业务，如GPS应用、语音留言通知、收发EMAIL、人工/自动发短消息、信息发布等。同时系统还提供计费接口、运营者分析包、各种统计/查询功能等。五、实验报告说明GSM/GPRS见“实验原理”记录如下:实验四误码率评估一、实验目的学习使用MATLAB比较不同的调制方式、不同差错控制编码方式和不同信道噪声模型条件下通信系统的误码率。二、实验原理在MATLAB命令窗口中输入命令：>>commgui即可打开一个图形用户界面窗口——误码率评估窗口，如图3-1所示。由图3-1和解码恢复出原始数据，进行误码率计算等过程。误码率评估窗口上半部分分为四个功能区域，即Source（信号源）Err-Ctr-Code（差错控制编码）Modulation（信号调制编码）Channel（信道）图3-1所示的窗口下半部分是评估的计算结果显示区域和控制评估按钮。显示区域共有5个小的矩形区域，其中最左边的窗口区域显示当前计算结果，其他的窗角的垃圾桶）中。在功能区域设置好参数之后，单击Run按钮即可开始评估。当评估结束后，单击Plot过该窗口比较不同通信系统模型的误码率，从而得到不同的系统性能。三、实验内容利用MATLABASK噪声信道条件下对线性分组码和循环码的性能进行评估和分析。线性分组码循环码评估和分析：ASK调制方式、加性白高斯噪声信道利用噪声信道条件下对线性分组码和循环码的性能进行评估和分析。线性分组码卷积码评估和分析：PSK调制方式、加性白高斯噪声信道（AGWN）.利用MATLAB条件，对分别采用ASK和PSK调制方式时的线性分组码的性能进行评估和分析。Record2:PSK Record3:ASK评估和分析：线性分组码在随机信源、加性白高斯噪声信道ASK与PSK调制方式两者误码率相近。但是PSK误码率略高于ASK.利用MATLAB条件，对分别采用ASK和PSK调制方式时的循环码的性能进行评估和分析。Record2:PSK Record3:ASK评估和分析：循环码在随机信源、加性白高斯噪声信道（AGWN）条件下，采用ASK调制方式与PSK调制方式两者误码率相近，但是采用ASK调制的波动小于PSK调制。实验五编码实验一、实验目的学习使用MATLAB实现线性分组码的编码。二、实验原理为了求得全部码字，必须要用到全部信息序列，并找出对应的编码序列。信息矩阵M是一个2kk的矩阵，该矩阵的行是长为k的全部可能的二进制序列，由全部为0的序列开始，并以全部为1G是生成矩阵，则码字矩阵CMG。三、实验内容有一（10，4）线性分组码，其生成矩阵为1010011101111100011101101101011011110000G 111求全部码字和该码的最小距离。四、实验步骤信息码为4位，列出信息矩阵M，用MATLAB矩阵进行模2计算C=MG，M=[0000;0001;0010;0011;0100;0101;0110;0111;1000;1001;1010;1011;1100;1101;1110;1111];G=[1001110111;1110001110;0110110101;1101111001];C=mod(M*G,2):mCmCmC00000001001000110100010101100111000000001101111001101101101100111110001100111101110001110010100000001010010111101000100110101011110011011110111110011101101000011111100000010111001111110101000000001001111001101110101101000001最小码距为2实验六通信系统设计一、实验目的学习使用MATLAB的Simulink仿真工具进行通信系统设计。二、实验原理MATLABSimulink采用模块组合的Simulink与非线性系统、连续与非连续系统，或它们的混合系统。除此之外Simulink画处理方法，以方便用户观察系统仿真的整个过程。通常启动Simulink的方法有两种：命令窗口总直接输入Simulink命令工具栏上单击Simulink按钮这样就可以打开Simulink的SimulinkLibraryBrowe（库模块浏览器，在菜单栏中执行File|New|Model|命令就建立了一个名为untitled的模型窗口。在建立了空的模块窗口后，用户可以在此窗口中创建自己所需的Simulink模型。三、实验内容根据所学的相关通信知识，利用的Simulink进行评估。四、实验步骤实验名称：（1）PCM串行传输模型仿真模型如图Subsystem：PCM编码子系统13PCM编码器模型，它能够对取舍在[-1,1]一化信号样值进行编码。SaturationPCMLook-UpTable(查表)130~1271QuantizerIntegertoBitConverter8Display模块显示编码结果。参数修改:量化间距为1 转换成长度为8个比特的二进制数Subsystem1：PCM解码子系统测试模型和仿真结果如图所示，PCM解码器中首先分离并行数据中的最位(极性码)77双极性的极性码相乘得出解码值。13折线A律解码器64bps1/64000s0.01PCM200Hz的PCM误码引起的误码最轻微。BinarySymmetricChannelErrorProbability号和解码后的输出。一种仿真情况下的仿真结果波形如图所示。（2）超外差收接收机系统系统模型如图：其中发送方的基带信号分别为1000Hz的正弦波和500Hz的方波，两路信号分别采用1000kHz和1200kHz的载波进行幅度调制，并在同一信道中进行传输。要求采用超外差