移动通信实验指导书2008
第一章移动通信实验系统概述
1.1 移动通信实验系统简介
移动通信实验箱是结合移动通信课程，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。每个实验的简单介绍参见本章1.3节。
1.2 移动通信实验系统框架结构
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1.2-1 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1.2-2 本实验系统的总体结构
以上各模块的作用：
●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1.2-3 双向语音传输过程
1.3 实验箱电路模块组成
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。
（一）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
（二）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1.3-1 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
（三）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
（四）专项实验模块
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
（五）GSM 无线MODEM
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
第二章基本实验
§2.1PCM与ADPCM语音压缩编码
一、实验目的
1、了解PCM的基本原理和方法；
2、了解ADPCM的基本原理；
3、了解语音压缩编码的基本原理和过程。
二、实验内容
1、演示正弦信号通过A律13折线PCM的编码；
2、录取语音信号，感受64KPCM、32KADPCM、16KADPCM语音质量；
三、实验步骤
1、通过串行口将实验箱和电脑连接，给实验箱上电。将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在主界面上双击“传统语音压缩信源编码”实验图标，进入此实验界面。
2、正弦信号通过A律13折线PCM编码的演示实验：
首先在信源编码试验界面的左边选中量化方法为“A率”，然后点击“正弦信号量化演示”。试验界面的右边将会出现正弦通过A律13折线PCM编码的波形示意。信号第一路是原始输入模拟正弦信号，第二路是PCM编码以后的正弦信号的量化值，第三路是量化过程中因量化而造成的量化值和真实值的误差的波形图。
界面的中间为A律13折线的正电平部分的压扩示意图。将鼠标放在右边第一路输入模拟正弦信号的曲线上，13折线图示意图上会即时给出鼠标所在位置的正弦信号的输入未量化电平值，量化电平值，量化误差值，以及去掉极性的7位量化编码；同时折线上的圆形标点会随之移动，指示当前量化电平在13折线上的位置。
试验时请注意：点击波形窗口的“all”按钮，将波形显示方式切换到用带圆圈的竖直线的显示方式，才能正确直观地观察到试验结果。同时可以点击波形图右边的“＋”，“－”扩展或压缩波形；点击“←”“→”向左或向右移动波形。
然后，改变量化方式为“均匀”，然后点击“正弦信号量化演示”。再次观察界面右边的三个波形，比较均匀量化和前面A率13折线PCM量化方式得到的量化信号以及量化误差的不同。
3．64K PCM、32K ADPCM、16K ADPCM语音主观听觉感受实验：
实验界面左半部通过移动通信实验箱上Motorola的MC145540芯片从主观听觉方面来感受的64K A律PCM编码、32K ADPCM和16K ADPCM编码的语音质量。在界面左边最上部可以选择外部输入信号的来源，包括“直流”和语音两种方式，本处请选择“语音”。然后可以分别选择三种语音编码方式中的任一种：64K A律PCM编码、32K ADPCM编码、16K ADPCM编码。最后在实验箱上相应的音频接口接上耳机和麦克风。用户此时可以讲话，麦克风录取实时语音，该语音通过不同方式的语音编码，然后环回进行语音解码，用户可以听到语音的延时几秒的回放。此处可以由两个同学一起进行，一人用麦克风在一端讲话，另一人用耳机在另一端收听语音。在此实验中注意对比三种不同速率语音质量。
4. 时序波形观察
在A率64K PCM、32K ADPCM、16K ADPCM三种工作方式下，用示波器观察MC145540上的帧同步信号(MPCMFSX)，时钟信号((MPCMCLK)，接收和发送数据信号((MPCMTX, MPCMRX)的时序波形。
5 语音波形观察
通过观察点“音频入”、“音频出”，用数字存储示波器可以观察到不同工作方式下、在说话过程中的语音波形。
四、实验报告
1．在实验步骤2中，记录10组数据（正弦信号采样的原始电平，量化电平，去极性7位PCM编码，量化误差）。
2．任意选择上面的一组数据，写出用逐次比较型编码器从原始电平到PCM8位编码的详细过程。
3．比较正弦信号量化演示实验中A率13折线和均匀量化两种量化方式下的误差信号峰值有何不同，并说明原因。
5．说说你在实验步骤3中，对三种不同速率的语音压缩编码质量的主观感受，并说明原因。6．在实验步骤4中第二组和第三组信号时序图对应的是何种语音压缩编码方式，并说明原因。
§2.2分组码＋交织与解分组码＋解交织
一、实验目的
1、了解分组码的编码原理和利用伴随式译码的基本方法；
2、掌握简单的交织和解交织的基本原理和方法；
3、了解利用交织和编码结合的方法纠突发差错的原理。
二、实验内容
1、分组码的编码原理和译码的基本方法；
2、交织和解交织的基本原理和方法，并进行实验；
3、验证分组码，统计误码
三、实验步骤
1、将实验箱和计算机通过串行口连接好，为实验箱上电。
2、将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在“实验选择”栏中选择“分组码＋交
织”实验，点击确认键。从而进入此实验界面。
3、在实验界面点右下方“操作”一栏中的“生成数据”，让系统自动生成待编码的随机比
特。也可在界面上直接双击所显示的bit，修改其值。（信息的显示为图形显示＋比特显示）。
4、在界面上点击下发“原始数据”，该数据将被送入单片机（或CPLD）进行分组码编码
和7×8交织，然后经过编码和交织后的数据被送回学生平台并显示在“编码数据”栏。
5、学生可以在噪声图样一栏加入一个突发差错，然后点击“加噪声”，再点击下发“加噪
数据”，将加入噪声的信息比特送到单片机（或CPLD）进行分组码解码和解交织。6、解码和解交织以后的数据被回显在解码数据一栏，同时，不能纠正的误码比特在“错误
统计”显示。
7、（可选）利用CPLD实现分组码＋交织时，学生自己编写（7，4）分组码的编码和解码
模块程序，综合适配后，下载到CPLD中，然后重复2～6步骤，进行验证。
四、实验报告
1、记录加入一个突发差错的长度分别为8个以上和8个以下的实验数据。
2、比较上述两组数据的纠错性能，说明原因。
3、（可选）提交用Verilog编写的（7，4）分组码的编码和解码模块程序。
§2.3循环码的编码和解码
一、实验目的
1、了解循环码的基本原理；
2、掌握循环码编码的电路设计；
3、掌握循环码解码的基本原理和电路设计方法。
二、实验内容
1、熟悉循环码的编码原理并进行验证；
2、熟悉循环码的解码原理并进行验证
三、实验步骤
1、将实验箱和计算机通过串行口连接好，为实验箱上电。
2、将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在“实验选择”栏中选择“循环码”实
验，点击确认键。从而进入此实验界面。
3、在实验界面右下操作栏点“生成数据”，让系统生成待编码的随机比特。也可在界面上
直接双击所显示的bit，修改其值。
4、在界面上点击下发“原始数据”，该数据将被送入单片机（或CPLD）进行循环码编码
然后经过编码的数据被送回学生平台并显示在“编码数据”栏。
5、学生可以在“噪声图样”一栏加入差错bit，然后点击“加噪声”，再点击“加噪数据”，
将加入噪声的信息比特下发到单片机（或CPLD）进行循环解码。
6、解码以后的数据被回显在解码数据一栏，同时，误码比特也被统计并显示。
7、（可选）利用CPLD实现分组码＋交织时，学生自己编写8种差错图样的检测程序，综
合适配后，下载到CPLD中，然后重复1～6步骤，进行验证。
四、实验报告
1记录加入一个分组内加入错误比特小于2个的实验数据。
2记录加入一个分组内加入错误比特大于2个的实验数据。
3比较上述两组数据的纠错性能，说明原因。
4 写出该（15,7）循环码译码电路中的8个错误检测图样。
5（可选）提交用Verilog编写的（15，7）循环码的错误图样检测程序。
§2.4卷积码的编码及解码（Viterbi 解码）
一、实验目的
1、了解卷积码的基本原理；
2、掌握卷积码编码的电路设计方法；
2、掌握卷积码Viterbi译码的基本方法和电路设计方法。
二、实验内容
1、了解卷积码的基本原理及Viterbi译码的方法；
2、验证卷积码编码和Viterbi译码。
三、实验步骤
1、将实验箱和计算机通过串行口连接好，为实验箱上电。
2、将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在“实验选择”栏中选择“卷积码”实
验，点击确认键。从而进入此实验界面。
3、在实验界面上点“生成数据”，让系统生成待编码的随机比特。也可在界面上直接双击
所显示的bit，修改其值。
4、在界面上点击下发“原始数据”，该数据将被送入单片机（或CPLD）进行卷积编码然
后经过编码的数据被送回学生平台并显示在“编码数据”栏。
5、学生可以在噪声一栏加入差错bit，然后点击“加噪声”，再点击“加噪数据”，将加入
噪声的信息比特下发到单片机（或CPLD）进行Viterbi译码。
6、译码以后的数据被回显在解码数据一栏，同时，误码比特也被统计并显示。
7、（可选）利用CPLD实现Viterbi译码时，学生自己编写ACS功能部分的程序，综合适配
后，下载到CPLD中，然后重复1～6步骤，进行验证。
四、实验报告
1记录加入分散的随机差错的一次实验数据。
2记录加入一个突发差错但差错比特总数和1相同的实验数据。
3比较上述两组数据的纠错性能，说明原因。
4（可选）提交用Verilog编写的ACS功能部分的程序。
§2.5扰码与解扰实验
一、实验目的
1．了解扰码的目的和基本原理；
2．掌握伪随机序列m序列的实现方法；
二、实验内容
1、验证扰码的基本原理和用途；
2、利用CPLD实现m序列。
三、实验步骤
1、将实验箱和计算机通过串行口连接好，为实验箱上电。
2、将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在“实验选择”栏中选择“扰码”实验，
点击确认键。从而进入此实验界面。
3、在实验界面上点“生成数据”，让系统生成待编码的随机比特。也可在界面上直接双击
所显示的bit，修改其值。
4、在界面上点击下发“原始数据”，该数据将被送入单片机（或CPLD）进行扰码然后经
过扰码的数据被送回学生平台并显示在“编码数据”栏。
5、点击“编码数据”，将经过扰码的信息比特送到单片机（或CPLD）进行解扰码。
6、解扰后的数据送回后，显示在解码数据一栏。
7、利用CPLD实现m序列码时，学生自己编写m序列功能部分的程序，综合适配后，下
载到CPLD中，然后重复1～6步骤，进行验证。
四、实验报告
1记录一次原始数据有长连零的实验数据。
2记录一次原始数据有长连1的实验数据。
3观察上述两组数据，说明扰码在此刻的作用。
5提交用Verilog编写的m序列功能部分的程序。
§2.6 GMSK调制解调实验
一、实验目的
1.了解GMSK技术在移动通信系统中的应用
2.掌握GMSK调制解调数据传输过程；
3.掌握GMSK解调数据传输过程；
4. 掌握高斯成形滤波器的实现原理
二、实验内容
1. 了解GMSK调制的基本工作原理
2. 观察GMSK调制解调器各点的波形
三、实验步骤
1. 启动实验箱，在主界面上选择实验“GMSK调制”，进入“GMSK调制”界
面。
2. 点击“系统模型”按钮，弹出“GMSK调制原理框图”窗口，熟悉GMSK调
制原理；关闭该窗口。
3. 输入原始数据。原始数据产生方式有两种：自动和手动。选中“自动”方式时，
原始数据由系统自动生成；未选中“自动”方式时，将会出现数据输入窗口，
根据窗口提示输入16进制原始数据，点击“返回”按钮完成输入。
4. 点击“初始化”按钮，调制过程开始；
5. 根据系统模型，在画面右上方选择需要观察的信号点对应的字母（如要观察发
送数据的波形，点击字母“A”），观察调制过程中信号点的波形；可通过页
面下方按钮选择“放大”、“缩小”或“移动”观察波形。
6. 也可以选择通过示波器观察各信号点。先将示波器的输入端与实验板上“观察
端M”（在实验箱最右边偏上的位置，为D/A转换器的输出口）连接，根据系
统模型，在画面右上方选择需要观察的信号点对应的字母（如要观察发送数据
的波形，点击字母“A”），在示波器上观察调制过程中信号点的波形。
四、实验报告
1. 试说明MSK调制信号的基本特点；
2. 试说明高斯低通滤波器的作用和实现方法；
3.理解附加相位的基本含义，及其在解调中的作用；
4.理解各个观察点数据的意义。
§2.7 QPSK调制解调实验
一、实验目的
3.了解QPSK技术在移动通信系统中的应用
4.掌握QPSK调制解调数据传输过程；
5.了解QPSK的载波恢复和位定时恢复的基本方法
6.掌握QPSK解调数据传输过程；
5. 掌握升余弦成形滤波原理
二、实验内容
1. 了解QPSK的基本工作原理
2. 观察QPSK调制的系统框图
3. 观察QPSK调制解调器各点波形
三、实验步骤
1. 启动实验箱，在主界面上选择实验“QPSK调制”，进入“QPSK调制”界
面。
2. 点击“系统模型”按钮，弹出“QPSK调制原理框图”窗口，熟悉QPSK调制
原理；关闭该窗口。
3. 输入原始数据。原始数据产生方式有两种：自动和手动。选中“自动”方式时，
原始数据由系统自动生成；未选中“自动”方式时，将会出现数据输入窗口，
根据窗口提示输入16进制原始数据，点击“返回”按钮完成输入。
4. 点击“初始化”按钮，调制过程开始；
5. 根据系统模型，在画面右上方选择需要观察的信号点对应的字母（如要观察发
送数据的波形，点击字母“A”），观察调制过程中信号点的波形；可通过页
面下方按钮选择“放大”、“缩小”或“移动”观察波形。
6. 也可以选择通过示波器观察各信号点。先将示波器的输入端与实验板上“观察
端M”（在实验箱最右边偏上的位置，为D/A转换器的输出口）连接，根据系
统模型，在画面右上方选择需要观察的信号点对应的字母（如要观察发送数据
的波形，点击字母“A”），在示波器上观察调制过程中信号点的波形。
四、实验报告
7. 试说明升余弦成形滤波的基本原理和作用。
QPSK之间的区别。
8. 试说明BPSK、QPSK和4/
9. 简要说明载波同步和位同步的作用和基本实现方法有哪些。
§2.8 CDMA扩频与解扩实验
一、实验目的
1.了解扩频调制与解扩的基本概念；
2. 掌握PN码的概念以及m序列的生成方法；
3. 掌握解扩的基本方法
4. 掌握扩频调制及解扩过程中信号频谱的变化规律。
二、实验内容
1.观察不同多址接入方式（TDMA、FDMA、CDMA）的区别；
2. 观察CDMA扩频与解扩过程中信号频谱的变化；
三、实验步骤
1. 在主界面上选择实验“扩频调制”实验；
2. 选择“手动输入”或“随即生成”产生原始数据；
3. 可选择“长度为15的m序列”，或者“长度为31的m序列”，或者“长度为31
的gold序列”;
4. 观察扩频后的数据，并可用频谱分析仪器观察频谱变化；红色曲线表示原始信号，
绿色曲线表示扩频信号。我们可以发现，扩频后，频谱展宽。
5. 在主界面上选择“解扩”实验；
6. 选择“手动输入”或“随机生成”产生原始数据；
7. 可选择“长度为15的m序列”，或者“长度为31的m序列”，或者“长度为31
的gold序列；
8. 设定解扩码相位，比较相位同步、不同步时解扩的结果。
9. 设定解扩码相位，观察“频谱分析仪”上信号频谱的变化。红色曲线表示原始信号
的频谱，绿色曲线表示扩频信号的频谱，蓝色曲线表示解扩信号的频谱。
四、实验报告
1. 试说明扩频码在移动通信中的应用；
2. 扩频码的种类有哪些？有何特点？如何产生
3. 扩频后信号频谱发生怎样的变化？
4. 试说明解扩的基本原理
5. 为什么接收机中的扩频码需要进行准确同步？
6. 正确解扩和不正确解扩后，信号的频谱有何变化？请画图示意。
§2.9信道复用实验
一、实验目的
1、了解通信系统信道复用的基本概念。
2、掌握三种基本信道复用的基本方法。
3、了解三种基本信道复用在不同通信系统中的应用。
二、实验内容
1、演示时分复用，对比复用前和复用后信号在时域中的变化；
2、演示频分复用；
3、演示码分复用，观察码分复用过程中信号的变化。
三、实验步骤
1、通过串行口将实验箱和电脑连接，给实验箱上电。将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在主界面上双击“信道复用”实验图标，进入此实验界面。
2、选择界面上的时分复用子实验：
时分复用中的两路信号来源于两个频率关系2倍的正弦信号。界面下面的“录制语音”，“读取语音”按钮在此处没有用到。
本实验中TMD信道分为8个时隙。界面显示其中的两路，对这两路信号可分别选择每路在总的8个时隙中所占时隙数。点击“复用“键，可以观察时分复用后的信号。对比复用前和复用后信号在时域中的变化情况。
试验时请注意：点击波形窗口的“all”按钮，将波形显示方式切换到用带圆圈的竖直线的显示方式，才能正确直观地观察到试验结果。同时可以点击波形图右边的“＋”，“－”扩展或压缩波形；点击“←”“→”向左或向右移动波形。
3、选择界面上的频分复用子实验：
首先通过实验箱上的麦克风分别录制语音，点击实验界面下方的“录取语音”键，然后点击“读取语音键”。然后点击“FDM信号”键，实验将按照实验原理将第一路语音保留在基带，将第二路语音调制到10kHz的中心频率上，第一路和第二路信号相加成为FDM频分复用信号。此时，可以观察界面上方的各路时域波形，可以发现两路信号经过频分复用合并以后，FDM信号波形在时域已经不能区分开来。但是经过解复用后，两路信号又可以恢复原来FDM合路前的波形。
除了在时域对整个过程进行观察外，还可以观察实验界面下方的“频谱分析仪”，观察
各路信号频谱变化。可以通过点击频谱分析仪上方的信号名称，显示或去掉某路信号的频谱。该频谱分析仪可以同时观看对比多路信号的频谱。
4、选择界面上的码分复用子实验：
参照前面实验原理的系统框图，观察各个信号的变化。然后修改界面上的两路信号衰减dB数，再观察各个信号的值，理解PN序列的自相关性和互相关性在CDMA系统中的作用。
四、实验报告
1．模拟移动通信系统、GSM移动通信系统、CDMA IS-95移动通信系统中所用的信道复用方式分别是何种复用方式？
2．假设输入信号反别是f1(t)和f2(t)，写出本实验中FDM框图中A、B、C点信号的表达式，同时说明为什么第二路信号能正确恢复过来。
3．写出本实验CDM信道复用方式下所用的m序列发生器的所有可能的值，并计算该m序列的自相关和互相关值分别为多少。
4．在码分复用实验中，扩频以后的信号1经过信道的传输后，即使衰减10dB以上，仍然能在接收端正确解调，试说明原因。
5．请问CDMA2000和WCDMA移动通信系统中所采用的扩频序列分别是何种伪随机序列？
移动通信实验指导书解剖
移动通信实验指导书 王明志主编 信息学院
前言 移动通信是上一世纪末三大新兴通信技术（移动通信、光纤通信、卫星通信）之一。它使人类实现了随时随地快速可靠地进行各种信息的交换。移动通信集各种通信最新技术之大成，是一种较为理想的通信方式。 针对不断发展的新技术，高等院校通信专业的课程设置也在不断更新，实验手段也在不断发展。我们针对移动通信实验课与移动通信技术、设备现状，设计了相关实验，编写了这套教材。本教材是根据多年从事移动通信教学和工程实验，并在考了国内外有关文献和资料的基础上编写而成。 移动通信网络是一个非常庞大、复杂的网络，涉及当今通信领域的方方面面。为了让高等院校通信专业的学生对移动通信技术有一个全面的了解，“移动通信课程”的开设适应了这一形势的要求。另一方面，在让学生对移动通信系统有一个较全面了解的同时，对其中关键技术的学习或深入地掌握是必要的。对于这一部分知识点的学习，一方面可以通过理论课堂的学习获得，另一方面可以通信实验的环境进行加强。ZH7005B多体制移动通信实验平台为学生们了解当今移动通信技术的发展提供了一个良好的实验平台。 在多体制移动通信实验平台中，设计了一个通用的信道硬件平台，它能支持多种模式的移动通信网络。对目前常见的移动通信技术的关键部分“空中接口技术”，学生能有一个全面的了解： 1.最小频移键控（MSK） 2.高斯最小频移键控（GMSK） 3.π/4差分四相相移键控（π/4DQPSK） 4.CDMA/DS码分多址通信技术 5.CDMA/DS-IS95码分多址通信技术 6.跳频通信技术
目录实验一QPSK传输系统实验 实验二OQPSK传输系统实验 实验三/4DQPSK传输系统实验实验四MSK传输系统实验 实验五GMSK传输系统实验 实验六16QAM传输系统实验 实验七64QAM传输系统实验 实验八CDMA传输系统实验 附录HDB3测试码序列的改进
移动通信原理课程设计-实验报告-
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。
移动通信实验报告
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
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。
移动通信实验指导书
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。
《移动通信技术》实验教学大纲(18.6)教学文案
《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
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
移动通信实验室建设
通信工程专业教学 移动通信实验室建设方案 2012 年5 月
一、建设移动通信实验室的必要性 随着通信技术与经济全球化的发展，人类已进入信息化社会。在信息化社会中，人们对通信的需求与依赖日益增强。移动通信是通信发展的一座里程碑，在我国具用广阔的运用领域与市场。当前，我国移动用户总数已超过固话用户总数。移动通信在我国既是通信发展的热点，又是通信发展的重点，发展规模与速度十分迅速，前景看好。 通信实验室是高校培养通信专业人才的实验基地。为了培养适应信息化社会需求的高素质通信专业技术人才，建设移动通信实验室对于高校通信专业特别是通信类高校是完全必要的，也是非常及时的。 二、移动通信实验室的地位与作用 移动通信实验室是一种扩延型专业实验室。它对于学习现代数字传输技术、培养学生综合运用知识解决实际问题的能力、扩大学生视野与知识面、提高学生的专业素质具用重要意义。移动通信实验室在通信实验室体系结构中的地位与作用，如下图所示： 由上图可看出，移动通信实验室是通信实验室体系结构中十分重要的组成部分。 三、通信实验室建设步骤 为了使通信实验室的建设配置合理、能适应通信技术发展的需要，必须按照严格的步骤进行。否则会因为仓促建设，造成建非所用、实验设备技术落后、教学资源严重浪
费等状况。通信实验室建设可参照以下几步进行： （1）根据学校学科建设的要求及在本专业上的建设力度，规划本专业的建设重点，其中包括实验室的建设方向。 （2）在确定今后实验室的建设要求后，再根据目前已有实验室的配置及今后的招生规模制定相应实验室的建设方案，并将方案提交专家组审议（专家组一般需请 外单位的一些专家组成）及学校领导审批。 （3）根据审批结果进行经费的申请与落实情况。 （4）实验室的场地准备：根据实验开设的规模确定场地大小。 （5）对实验室建设需配置的仪表进行订购：学生用仪表一般以中档为主，可配置一定量的高档仪表如存贮示波器、误码仪、话路特性测量仪、频谱分析仪等。 （6）对老实验的改造，如果是将设备少量的增加，则设备的型号与原有的实验设备应尽可能在在型号上保持一致。如果筹建新实验室或老实验室作大规模的改造 建设，需进行大量的调查、研究。 （7）在进行调查时，通过向相关教学设备供货商发技术咨询函或通过向兄弟院校进行调究的方式进行设备咨询，这时间一般需持续半年到一年。在可能情况下， 向相关设备供应商索取实验设备与实验指导书，进行实际考查，以核实实验设 备的技术先进性、设备的可使用性、实验的可实施性等进行详细调查。 （8）委托招标单位进行招标：在招标时应将学校对设备的要求描述清楚，防止买非所需。在招标过程中一般需与欲购的设备供应商保持密切联系，这样可以做到 以较低的价格获取性能优异的设备。同时还应强调“眼见为实”，不要随意相 信设备供应商许诺的“升级条款”，很多技术不是一跃而就的，有些技术必须 依靠长期的技术积累才能掌握。最后不能以价低中标的原则进行采购。对招标 后的单位需对其技术培训和售后服务提出一定要求，这样才能保证实验课程的 顺利开设。 （9）设备验货：对购买的设备要进行严格的检验，保证购进设备的质量。 四、实验内容 实验一、GMSK调制实验； 实验二、GMSK解调实验； 实验三、GMSK在非线性信道下的性能； 实验四、π/4DQPSK调制实验； 实验五、π/4DQPSK解调实验； 实验六、m序列的产生与相关性测量实验； 实验七、Gold序列的产生和相关性测量实验； 实验八、Walsh码正交性测量实验； 实验九、卷积编码器、译码器实验； 实验十、传统交织编码抗突发错误性能测量实验；
重庆大学移动通信系统实验报告
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。
移动通信 实验 解扩实验
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
北邮移动通信课程设计综述
信息与通信工程学院移动通信课程设计 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 日期：
一、课程设计目的 1、熟悉信道传播模型的matlab 仿真分析。 2、了解大尺度衰落和信干比与移动台和基站距离的关系。 3、研究扇区化、用户、天线、切换等对路径损耗及载干比的影响。 4、分析多普勒频移对信号衰落的影响，并对沿该路径的多普勒频移进行仿真。 二、课程设计原理、建模设计思路及仿真结果分析 经过分析之后，认为a 、b 两点和5号1号2号在一条直线上，且小区簇中心与ab 连线中心重合。在此设计a 、b 之间距离为8km ，在不考虑站间距的影响是默认设计基站间距d 为2km ，进而可求得a 点到5号基站距离为2km ，b 点到2号基站距离为2km ，则小区半径为3/32km,大于1km ，因而选择传播模型为Okumura-Hata 模型，用来计算路径损耗；同时考虑阴影衰落，本实验仿真选择阴影衰落是服从0平均和标准偏差8dB 的对数正态分布。实验仿真环境选择matlab 环境。 关于路径损耗——Okumura-Hata 模型是根据测试数据统计分析得出的经验公式，应用频率在150MHz 到1 500MHz 之间，并可扩展3000MHz;适用于小区半径大于1km 的宏蜂窝系统，作用距离从1km 到20km 经扩展可至100km;基站有效天线高度在30m 到200m 之间，移动台有效天线高度在1m 到10m 之间。其中Okumura-Hata 模型路径损耗计算的经验公式为： terrain cell te te te c p C C d h h h f L ++-+--+=lg )lg 55.69.44()(lg 82.13lg 16.2655.69α 式中，f c （MHz ）为工作频率；h te （m ）为基站天线有效高度，定义为基站天线实际海拔高度与天线传播范围内的平均地面海拔高度之差；h re （m ）为终端有效天线高度，定义为终端天线高出地表的高度；d （km ）：基站天线和终端天线之间的水平距离；α(h re ) 为有效天线修正因子，是覆盖区大小的函数，其数字与所处的无线环境相关，参见以下公式： 22(1.1lg 0.7)(1.56lg 0.8)(), 8.29(lg1.54) 1.1(), 300MHz,3.2(lg1.75) 4.97(), 300MHz,m m m m f h f dB h h dB f h dB f α---??-≤??->?中、小城市（）=大城市大城市 C cell ：小区类型校正因子，即为：
移动通信实习报告
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
移动通信实验系统说明书
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。
MBC-5W移动通信实验指导书(教师)第七版
移动通信实验指导书(教师补充内容) 一、“实验报告要求”中部分问题的答案 实验一 2．听见的信号音如下： 摘机：拨号音。 拨号：电话机及交换机2/4变换电路反射回的DTMF信号音。 通话：对方先挂机听忙音。 3．有线电话挂机时用户线是处于开路状态。 实验二 1．各组无绳电话ID码不同，则信令中ID H、ID L及 ID不同。但信令中同步码、手 L 机号代码及命令相同。 2．检错重发即自动请求重发ARQ方式。 实验三 3. 在无线专用呼叫信道上传输的信令是共路信令，在无线通话信道上传输的信令是随路信令。在程控交换机用户线上传输的信令是随路信令。 实验四 1．专用呼叫信道方式。 2．按信道号每次加3递增的规律，占用第1个碰到空闲信道。例如，当前信道号为2，则切换频道后，在信道5、8、11、14、17、20、3……序列中选第1个碰到的空闲信道。实验五 1. 同地址/同步FH-CDMA通信系统测量波形如图5-1，5-2所示。
不同地址FH-CDMA收端收不到发端信号，输出总是一片噪声。 实验六 1.DS-CDMA通信系统对应表6-2、表6-3各种子工作方式下，各点测量波形如图6-1~6-5所示(见P8～P10 )。 由测量结果知，各路用户数椐的地址码相互正交即互相关函数为0，而某路用户收端地址码同步时自相关函数为最大值，则收端通过相关检测从时域频域混叠在一起的多路直扩数椐中检测出自已的那一路数椐。因而在同一载频上可同时传输多路用户数椐，即形成多个逻辑信道。 2.单信道DS-CDMA通信系统收端相关检测输出为单个用户数椐地址码的自相关检测输出波形，为单调上升(数椐为+1)或单调下降(数椐为-1)的锯齿波形，在最后采样时刻达到最大值，为τ=0时的自相关函数值；或者为两个用户数椐地址码的互相关检测输出波形，在最后采样时刻为互相关函数值，为0。而2信道DS-CDMA通信系统收端相关检测输出为本地用户数椐地址码的自相关检测输出波形及两个用户数椐地址码的互相关检测输出波形的线性叠加，在最后时刻的采样值等于本地用户数椐地址码的自相关函数值，此时两个用户数椐地址码的互相关检测输出值即互相关函数值为0，对采样值无影响。 要保证2信道DS-CDMA通信系统收端相关检测输出为本地用户数椐地址码的自相关检测输出波形及两个用户数椐地址码的互相关检测输出波形的线性叠加，相关检测器中只能用线性关系的模拟乘法器，而不能用非线性的异或门代替模拟乘法器。
移动通信 第一次 实验
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
移动通信 GSM实验报告
深圳大学实验报告 课程名称：移动通信 实验项目名称GSM模块配置/设备呼叫/设备短信收发学院：信息工程 专业：通信工程 指导教师： 报告人：学号：班级： 1 实验时间： 实验报告提交时间： 教务处制
实验目的与要求： GSM模块配置1. 了解GSM模块的特点； 2. 了解配置GSM模块的AT命令。GSM 设备短信收发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。 GSM 设备呼叫1．了解GSM网络中话音呼叫的过程； 2. 熟悉用本移动实验箱作为主叫和被叫用户进行语音呼叫；3．熟悉GSM模块进行语音呼叫的AT命令 实验原理：
实验过程及内容： GSM模块配置：1、GSM模块测试（无需插入SIM卡）2、GSM通信速率设置（例：修改GSM模块速率为9600bps）3、GSM模块命令返回结果码数字或字符模式4、GSM模块命令结果码控制5、GSM模块命令回显模式6、保存设置7、版本信息GSM设备短信收发：1．收发短信的准备（1）在PC机上收发短信（2）设置GSM 模块命令返回结果码为字符模式；（3）设置短消息中心（4）设置短信存储区域2．用AT命令控制GSM接收短信过程如下（1）GSM模块接收短消息（2）用TEXT模式读取短消息（3）用PDU模式读取短消息（4）删除短消息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（2）用PDU模式发送中文短消息4．用配套软件发送短信（中文，英文，中英文混合） GSM设备呼叫：（一）在移动实验箱上进行呼叫（二）在PC机上进行呼叫（1）主叫呼叫和挂机实验：（2）被叫接续实验：（3）GSM模块作为被叫，可以进行摘机和挂机
移动通信实验指导书3-6,
实验三、复合地址码扩频调制及PN码解扩 一、实验目的 1、掌握发端复合地址码扩频调制及收端PN码解扩的基本原理。 2、掌握扩频调制及解扩的实现过程。 二、实验条件 1、示波器 2、移动通信实验箱 三、实验原理 发端BS1导频信道扩频基带信号 PIL=PN1(t) （5-1）同步信道扩频基带信号 SYss=SYfr⊕W8⊕PN1 （5-2）用户1由信道地址码W i单独扩频的扩频基带信号 D1w=D l xs⊕W i （5-3）用户1由信道地址码W i及基站地址码PN1复合扩频的扩频基带信号 D l ss=D l w⊕PN1=D l xs⊕W i⊕PN1 （5-4）则BS1总的扩频基带信号 Dss=PIL+SYss+D l ss+… 经BPSK调制后输出 BPSK1=Dss·cosωIF t =PIL·cosωIF t+SYss·cosωIF t+D1ss·cosωIF t+… （5-5）接收端收到的中频信号f IF-RX也可用式（3-11-5）表示，则由模拟乘法器M5构成的PN码解扩器输出 f IF-des=f IF-RX·PN1(t) =(PIL·cosωIF t+SYss·cosωIF t+D l ss·cosωIF t+…)·PN1(t) 将式（5-1）、式（5-2）及式（5-4）代入上式，并用到⊕与乘法器等效的关系，得
f IF-des=PN1(t)·PN1(t)·cosωIF t ；导频信道 +SYfr·W8·PN1(t)·PN1(t)·cosωIF t ；同步信道 +D l xs·Wi·PN1(t)·PN1(t)·cosωIF t；用户1业务信道 +… 将PN1(t)·PN1(t)=+1·+1/-1·-1=1代入上式得 f IF-des=cosωIF t ；导频信道 +SYfr·W8·cosωIF t ；同步信道 +D l xs·W i·cosωIF t；用户1业务信道（5-6）四、实验内容与要求 （一）扩频调制测量步骤 1、实验箱设置：插上BS1、BS2及MS天线。D l设置为全1。 2、示波器设置：外触发，下降沿触发，外触发信号接自BS1的帧同步FS；二个测量通道都为直流耦合，2V/DIV。 3、示波器一个通道测量发端BS1用户1基带信号D l xs，另一个通道顺次测量 W i、D l w、PN1及D l ss，将时序对齐记录在表5-1，验证是否满足式（5-3）及式（5-4）复合地址码扩频调制的关系式。 4、示波器二个通道同时测量PN1及PIL，观测二者是否相同 （二）PN码解扩（去扰）测量步骤 1、发端BS1关断同步信道SYch，以免同步信道信号形响下一步的信号观测。 2、示波器二个通道同时测量发端BS1的Dlw（发端用户1基带信码Dlxs仅被Wi扩频的扩频基带信号）及收端MS的Drw（收端仅剩下Walsh码扩频的扩频基带信号），比较二者是否相同（不考虑Drw中的毛刺及导频信道输出的直流分量，参见式(3-11-8)）， 接收的D1复合地址码扩频信号是否已经PN码解扩（去扰）。 3、在MS的“PN码捕获及解扩”模块中按下“开环”键，断开PN码捕获环路，使PN码失步，PN码同步指示灯灭，接收信号未能正常地PN码解扩及载波解调，再观测比较Drw是否与Dlw相同。