移动通信实验报告GSM通信系统实验

移动通信实验报告GSM通信系统实验gsm通信系统实验一、实验目的通过本实验将正交调制及模拟信号的单元实验串成出来，使学生创建起至gsm通信系统的概念，介绍gsm通信系统的共同组成及特性。二、实验内容1、构建gsm数据通信系统。2、观测gsm通信系统各部分信号。三、基本原理由于gsm就是一个全系列数字系统，话音和相同速率数据的传输都必须展开数字化处置。为了将源数据切换为最终信号并通过无线电波升空过来，须要经过几个已连续的过程。恰好相反，在接收端须要经过一系列的反过程去再现原始数据。下面我们主要针对数据的传输过程展开叙述。信源端的主要工作有1、信道编码信道编码用作提升传输质量，消除各种阻碍因素对信号产生的不良影响，但它就是以减少比特减少信息量为代价的。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采用的编码方式主要有块卷积码、容错循环码、奇偶码。块卷积码主要用作容错，当解调器使用最小似然估算方法时，可以产生十分有效率的容错结果，容错循环码主要用作检测和制止成组发生的误码，通常和块卷积码混合采用，用作抓取和制止遗漏的组与误差。奇偶码点就是一种广泛采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败谷点可以影响至相继一串的比特。但是，信道编码仅在检测和校正单个差错和不太短差错串成时才有效率，为了化解这一问题，期望找出把一条消息中的相继比特分离的方法，即为一条消息的相继比特以非相继的方式被传送，并使突发性差错信道变成线性信道。这样，即使发生差错，也仅就是单个或者很短的比特发生错误，也不能引致整个突发性脉冲甚至消息块都无法被解码，这时可以再用信道编码的容错功能去制止差错，恢复正常原来的消息，这种方法就是交织技术。3、调制调制和解调是信号处理的最后一步。简单的说gsm所使用的调制是bt＝0.3的gmsk技术，其调制速率是270.833kbit/s，使用的是viterbi算法进行的解调。调制功能就是按照一定的规则把某种特性强加到电磁波上，这个特性就是我们要发射的数据。gsm系统中承载信息的是电磁场的相位，即采用调相方式。从发送角度看，首先要完成二进制数据到一个低频调制信号的变换，然后在进一步把它变到电磁波的形式。接收端则就是经过模拟信号，求解交织，信道译码等一系列的反过程去再现原始数据。四、实验原理1、实验模块概述本实验需两台实验箱共同完成，一台实验箱作发射用，另一台作接收用。升空用实验箱需以至基带成形模块、iq调制模拟信号模块、信道编码模块及信源模块。发送用实验箱需以至iq调制模拟信号模块、psk载波恢复正常模块、msk/gmsk非电磁波模拟信号模块、码元再造模块、信道译码模块及信源模块。（1）基带成形模块：本模块主要功能：产生pn31伪随机序列作为信源；将基带信号进行串并转换；按调制要求进行基带成形，形成两路正交基带信号。（2）iq调制解调模块：本模块主要功能：产生调制及求解调用的拓扑载波；顺利完成射频正交调制及小功率线性压缩；顺利完成射频信号拓扑模拟信号。（3）码元再造模块：本模块主要功能：从解调出的iq基带信号中恢复位同步，并进行抽样判决，然后并串转换后输出。（4）psk载波恢复正常模块：本模块主要功能：与iq调制解调模块上的解调电路连接起来组成一个完整的科斯塔斯环恢复psk已调信号的载波，同时可用作一个独立的载波源。（5）信道编码及交织模块：本模块主要功能：产生pn31伪随机序列做为信源，并展开（2，1，4）卷积编码，然后可选择有没有块交织，再加之帧同步信号共同组成变成帧数据后输入，输入的码可以挑选存有无差错、随机差错或突发性差错。（6）信道译码及求解交织模块：本模块主要功能：完成帧同步捕获，同步后取出信息元进行（2，1，4）维特比卷积译码及解交织。（7）msk、gmsk非电磁波数字模拟信号模块：本模块主要功能：输入非相干解调iq基带信号，a/d采样后，用数学运算方法完成msk及gmsk信号解调。（8）信源编码模块：本模块主要功能：音频信号压缩、音频信号cvsd编程码点及射频信号升空、发送。2、实验系统共同组成框图数字信源信道编码交织基带成形iq调制发射天线载波输出信道译码解交织非相干解调iq解调接收天线本地载波五、实验步骤1、在发射用实验箱上正确安装信道编码及交织模块（以下简称编码模块）、基带成形模块（以下简称基带模块）及iq调制解调模块（以下简称iq模块）。2、在发送用实验箱上恰当加装iq调制模拟信号模块、cdma发送模块（以下缩写发送模块）、psk载波恢复模块（以下简称载波模块）、msk/gmsk非相干解调模块（以下简称非相干模块）及信道译码及解交织模块（以下简称译码模块）。3、发送用实验箱连线：a、用台阶插座线完成如下连接源端口基带模块：bs编码模块：编码out基带模块：i-out基带模块：q-out目的端口编码模块：bsin基带模块：nrziniq模块：i-iniq模块：q-in连线表明提供更多pn31发生器的时钟将编码信号展开基带成形将i路信号展开调制将q路信号展开调制实验箱1：gsm通信系统信号升空相连接图nrz-inbsoutputt-clock发射输出模拟信号源+天线模块基带成形模块i-outq-outi-inq-iniq调制模块b、用同轴视频线连接iq模块（iq调制单元）上“输出”端口和信源模块上“发射”端口。4、发送用实验箱上连线：ap用台阶插座线顺利完成如下相连接载波模块输入vccoutpsk载波输入耳机inputr-clock模拟信号源+天线模块接收iq解调输入模块q-outi-out输出2cdma接收模块q-ini-in恢复模块msk/gmsk非相bs-out干数字解调模块nrz-out实验箱2：gsm通信系统语音接收连接图源端口iq模块：i-outiq模块：q-out非电磁波模块：nrz非电磁波模块：bs目的端口非电磁波模块：i-in非电磁波模块：q-in译码模块：编码in译码模块：bsin连线表明对i路信号展开a/d转换对q路信号展开a/d转换将再造的信号展开译码提供更多译码时所须要的时钟bp用同轴视频线顺利完成如下相连接源端口载波模块：vcoout信源模块：接收接收模块：输出2目的端口iq模块(载波单元)：输入接收模块：输入iq模块(解调单元)：输入连线说明提供调制所需的载波将接收信号进行小信号放大将收到的调制信号进行解调*检查连线是否正确，检查无误后打开电源。5、按前面单元实验建议调整不好各模块，主要存有传送端的信号输入幅度调整、接收端的载波频率调整、信道编程码模式挑选等。挑选msk或gmsk方式后即可展开数据通信。6、用示波器观测各信号点波形，并分析为什么？。六、实验报告内容实验目的：实验内容：思考题：思考题1：恳请图画出来这次实验系统共同组成框图，实验室中那些不部分没模块，对后面的通信存有什么影响？数字信源信道编码交织基带成形iq调制发射天线载波输出信道译