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(全)
目录前言 (1)实验一移动通信系统组成及功能 (2)实验二无线数字信令 (10)实验三信令系统 (21)实验四多信道共用、空闲信道选取方式 (30)实验五FH-CDMA（跳频码分多址）移动通信 (35)实验六DS-CDMA（直扩码分多址）移动通信 (43)实验七TDMA（时分多址）移动通信 (54)实验八DS/FH（直扩加跳频）混合多址移动通信 (57)实验九TD/FH（时分加跳频）混合多址移动通信 (60)实验十TD / DS（时分加直扩）混合多址移动通信 (62)实验十一接收机与噪声 (65)实验十二发射机 (77)实验十三双工器 (83)实验十四锁相频率合成器 (88)实验十五组网干扰 (106)附录L 表1 中国CTL 无绳电话技术标准 (117)附录2 双路无线综合测试仪原理及使用方法 (122)前言《移动通信》是通信电子专业的一门专业课程,是一门综合性较强的专业基础课。
是低频电路、高频电路、信号系统、工程数学等在通信中的综合运用，是学习通信电子专业必不可少的一门重要专业课。
实验环节的好坏是学生能否学好《移动通信》的关键。
为了更好地配合学生实验,特编写试验指导书。
本实验的基本要求：一、实验目的更好的理解通信原理的基本思想和方法,加深对所学知识的理解。
二、实验要求每次实验前学生必须根据试验内容认真预习实验内容及准备实验时所要用到的知识。
在指导教师的帮助下能够完成实验内容,得出正确的实验结果。
实验结束后总结实验内容,书写实验报告。
遵守实验室规章制度,不缺席,按时到达实验室。
实验学时内必须做通信原理的有关内容。
三、说明1、本指导书的所有实验可以根据实际需要选择。
2、移动通信是一门非常重要的基础课，要求实验前预习。
四、实验报告的书写要求1. 明确实验的目的及要求；2. 记录实验的基本要求和观察的结果；3. 说明实验中出现的问题和解决过程；4. 写出实验的体会和实验过程中没能解决的问题；五、参考书目⑴《移动通信原理与应用》，啜钢，北京邮电出版社，2002年10月第1版(2)《移动通信原理》,吴伟陵，电子工业出版社，2005年11月第1 版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。
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。
移动通信实验指导书分解
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测试码序列的改进在ZH5001通信原理实验系统中，设计了一个通用的信道硬件平台，在该实验平台上除了完成以前几章的实验外，还能完成以下实验：1.振幅调制传输系统实验AM2.单边带调制SSB3.抑制载波的双边带调制DSB4.频率调制FM5.四相相移键控QPSK6.四相交错相移键控OQPSK7.最小频移键控MSK8.高斯最小频移键控GMSK9.π/4差分四相相移键控π/4DQPSK10.16QAM传输系统16QAM11.64QAM传输系统64QAM以上实验采用数字信号处理DSP技术+PFGA技术实现，其具有较完善的测试接口：通过这些测试接口，可以对每一种调制解调方式有一个全面的了解。
移动通信实验指导书
合作编辑：什么眼霜好：/最有效的增高药：/移动通信系统实验指导书目录实验一Jake信道实验 (1)实验二Rice衰落信道实验 (3)实验三Rummler衰落信道实验 (5)实验四自定义多径信道实验 (7)实验五窄带干扰信道（NBI）实验 (8)实验六最小移频键控（MSK）调制解调实验 (10)实验七比特误码率（BER）测试实验 (12)实验八不同信道下的比特误码率（BER）测试实验 (15)实验一Jake 信道实验一、实验目的学习用SystemView 软件建立Jake 信道模型，进一步理解Jake 信道。
二、实验说明Jack 移动信道模型事一个标准的频率单调衰落基带等效模型。
该模型假设从发射机到接收机之间存在无数条传播路径，并且这些反射到达移动目标接收机的路径是离散均匀分布的。
对于时域输入波形)(t x ，其输出波形)(t y 可以表示为：)(ˆ)()(ˆ)()(t x t r t xt r t y q i −=这里)(ˆt x 是)(t x 的希伯特变换。
I、Q 两路的基带等价(复数形式)描述为：∑=++=N k m k k k i t f t f r 1)2cos()cos(2)2cos()cos(2παθπβ∑=++=N k m k k k q t f t f r 1)2cos()sin(2)2cos()sin(2παθπβ其中，m f 是最大多普勒频移，)/2cos(L k f f m k π=，L ＝2(2N+1)，4/πα=，N k k /πβ=，N 为模型中的路径数，ππθ2~0)),1,0((2random k =间的随机数。
上述描述中，设最大多普勒频移为m f ，则多普勒频移范围为(-m f ，m f )，同时也假设延时扩展远远小于信号带宽频率的倒数。
)(t r i 和)(t r q 是信道传输函数的基带等效部分。
在多数条件下，信道仿真都利用了基带等效原理，而不必在进行载波级仿真。
移动通信技术实验(DOC)
目录目录 (1)概述 (2)实验一信源与信宿基本通信实验 (4)实验二 QPSK与DQPSK调制实验 (8)实验三 QPSK与DQPSK解调实验 (35)实验四 QPSK与DQPSK系统实验 (45)实验五直接序列扩频调制实验 (48)实验六 GSM/GPRS移动通信网络 (54)概述目前移动通信的发展日新月异，在不到二十年的时间里，第二代移动通信系统得到普及，第三代移动通信系统开始建设，已经开始研究第四代移动通信系统，相关教材越来越丰富。
在这种情况下，电子、通信以及相关专业的学生、教师和科技人员迫切需要与技术发展和配套教材相适应的移动通信实验设备。
本公司根据全国统编《移动通信》教材的基本要求，参考各种教材参考书和参考资料，经过反复考虑，以全面、关键技术和系统实验为基础，在RC-YDZH-II的基础上，研究开发出RC-YDZH-III型移动通信系统实验设备，让学生真正能够接受现代通信技术综合系统的实际训练。
RC-YDZH-III型实验系统不仅用于“移动通信”课程以及现代通信技术中关键技术原理性实验教学，更能用于现代通信前沿技术系统化、整体化的学习与训练。
完整的实验系统由以下各模块组成：信源模块，信宿模块，GMSK调制发射模块，GMSK解调接收模块，DSSS调制发射模块，DSSS解调接收模块，QPSK/ DQPSK调制发射模块，QPSK/ DQPSK解调接收模块，GPRS模块，嵌入式手机模块，MSP430+对讲机模块，3G手机通信模块，无线数据传输模块（zigbee）。
各部分采用模块化独立分离设计结构，可独立进行移动通信原理的一般性实验，也可以将它们组合实现若干系统实验。
RC-YDZH-III型移动通信原理实验仪结构见图1，整体采用模块化、系统性、开放接口设计，便于教学、扩充和升级。
任意一个实验模块可以安到实验仪上的任何位置，即各个模块之间相互独立。
这种设计使得用户可以购买其中若干模块，也可购买全部模块，这为设备的研发、生产、维修提供了极大的便利。
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。
移动通信实验指导书
移动通信实验指导书实验名称：移动通信实验实验目的：1. 了解移动通信的基本原理。
2. 熟悉GSM数字通信系统中的各种信令及其格式。
3. 利用实验平台，验证GSM数字通信系统中的一些基本功能，包括呼叫建立、清除和短信发送等。
实验原理：移动通信是指在无线电通信网络中，基站与终端设备之间通过无线电信道进行通信的一种方式。
移动通信系统的基本原理是将要发送的信息通过数字信号转换器转换成二进制数字序列，将之编码压缩后以射频信号的形式通过无线电信道传输给接收端，接收端进行解码反演后还原信息。
GSM数字通信系统为TDMA(Time Division Multiple Access，时分多址)技术，即将时间分成一段段时隙，不同用户在不同的时隙内完成其数据传输，这样就能使多个用户通过同一信道进行通信。
实验器材：1. 移动通信实验平台（包括手机终端、基站、通信网络等）。
2. 示波器、信号源、信号分析仪等通信测试仪器。
实验步骤：实验一：呼叫建立1. 打开手机终端，输入要拨打的电话号码，按下打电话键。
2. 接通后，在手机终端上观察呼叫建立过程中各个信令的显示及时序。
3. 在基站端，用信号源产生合适的射频信号，与手机终端建立呼叫通道，并用信号分析仪进行信号测试。
实验二：呼叫清除1. 在呼叫建立状态下，按下挂机键，结束通话。
2. 在手机终端上观察呼叫清除过程中各个信令的显示及时序。
3. 在基站端，观察呼叫清除过程中各个信令的显示及时序。
实验三：短信发送1. 打开手机终端，输入要发送的短信内容，按下发送键。
2. 在手机终端上观察短信发送过程中各个信令的显示及时序。
3. 在基站端，观察短信发送过程中各个信令的显示及时序。
实验四：TDMA时隙1. 在呼叫建立状态下，观察手机终端在时隙中的数据传输情况。
2. 使用示波器观察基站端产生的TDMA时隙信号，并进行相关分析。
注意事项：1. 操作时应仔细查看手机终端自带的操作手册，确保正确使用。
通信行业-移动通信实验指导书 精品
GPRS模块又称GPRS MODEM，是一种可以进行语音、短消息、数据及传真传送功能的GSM/GPRS无线通信模块，同GSM/GPRS手机相比，它除了没有人机界面LCD显示、键盘外，其它的无线通信功能都是一样的。GPRS无线通信模块提供一个RS232接口，可直接由计算机的串口发送AT指令来控制该模块，此时计算机作为DTE（数字终端设备），GPRS模块作为DCE（数字电路设备）。在DTE和DCE之间用一套AT命令实现各种功能。GPRS的各种功能都有赖于DTE向DCE发送AT指令来实现，所以AT指令可视为DTE和DCE间的软件接口。
2回显设置
模块有回显功能，即在AT指令应答区会显示刚才输入的AT指令。
打开回显功功能
发送：ATE0
返回：OK
在本次的实验中主要是实验GPRS模块的语音功能。
6、AT指令
在计算机上利用GPRS MODEM调试工具V1.0来输入AT指令对GPRS模块进行控制，开机后首先要对模块进行一些测试/查询或设置。
1修改模块波特率指令
PC机和模块进行串行通讯的前提是二者串口的波特率必须一致。在不知道模块波特率的情况下，逐次修改调试工具中的波特率来修改PC机串口波特率，在AT指令发送区输入AT并发送，直到AT指令应答区有OK应答为止。如果想修改模块的波特率，在AT指令发送区输入AT+IPR=****（此处****表示要修改成的波特率的值），点击”手动发送AT指令”按钮发送修改波特率的AT指令。返回OK应答表示模块的波特率已经修改。修改完成后要更改调试工具的波特率（即PC机的波特率）与模块的波特率一致才能够继续通讯。
4、掌握GSM/GPRS无线通信模块的使用。
二、实验条件
1、GSM/GPRS通信模块
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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。
TDMA通信系统对应表7-1各种子工作方式下各点测量波形如图7-1，7-2所示。
实验八
DS/FH混合多址通信系统测量波形可对照实验五，六的波形自行画出。
实验九
TD/FH混合多址通信系统测量波形可对照实验五、七的波形自行画出。
实验十
TD/DS混合多址通信系统测量波形可对照实验六、七的波形自行画出。
6. 随着传播距离的增大，电波传播损耗增大。
7. 在本接收机工作的48MHz 频率上，外部噪声大于内部噪声。
接收机天线收到的外部噪声经放大、混频、解调后输出为一片噪声。
8. 接收机去掉天线时，收不到外部噪声，内部噪声经放大、混频、解调后输出为一片噪声。
实验十二
2．由式（12-2）得公式
)(2250V p S p p ⨯⨯=-
将p 代入上式得
⎪⎩
⎪
⎨⎧====-mW
p V mW p V
mW p V S p p 20,
82.210,99.11,63.0
实验十四
2．锁相环误差频率特性H e (j ω)的截止频率ωC 与环路自然谐振频率ωn 近似相等，即ωC ≈ωn （ζ=0.5~1.0时）。
理论计算值与实测结果在工程意义上相当吻合。
3．ζ≈1.0 。
4. 锁相环捕捉时间T P 的理论计算值与实测结果在工程意义上相当吻合。
ωn 增大，则ωC 增大，T p 减小。
即环路带宽ωC 愈大，捕捉速度愈快。
5．实际设计中，附加低通滤波器截止频率ωa < 环路自然谐振频率ωn 。
当 ωa 、ωn < ωr (鉴相纹波频率)，
环路闭环低通频率特性及附加低通滤波器可滤除鉴相纹波。
TX-BS 及TX-MS 锁相环参数设计值满足下式
[ωa 、ωn ] TX-BS <[ωa 、ωn ] TX-MS < ωr
因此TX-BS 锁相环对鉴相纹波的滤除效果优于TX-BS 锁相环，鉴相纹波的寄生调制较小。
实验十五
1． 接收机输出S/N ≈20dB （S p-p /N p-p ≈5/1），话音质量达到3级。
2. 调频移动通信系统减小邻道干扰的主要措施是防止调制频偏过大，使得落在邻道上的功率增大。
为此在基带话音信号至调频振荡器(VCO)之间加入自动频偏控制电路。
3．设二个干扰信号为
（1）u A =U A ·sin ωA t ，TX-BS1发，无调制。
（2）u B =U B ·sin(ωB t+m f ·sin2πF m t)，TX-BS2发，有调频。
式中，调制指数m f =∆f m /F m ,
∆f m 为调制频偏，F m 为调制频率。
将它们代入非线性电路的三阶非线性项a 3(u A +u B )3中得到二个落在同一频段内的三阶互调项为
]
2sin 2)2sin[(43)(]2sin )2sin[(4
3)(2
32231t F m t U U a t u t F m t U U a t u m f A B B A m f B A B A πωωπωω⋅+-⋅⋅⋅=⋅--⋅⋅⋅=
显然，u 2(t)的调制频偏是u 1(t)的二倍。
4．将式（15—10）,（15—11）代入式（15—14）得
5
1255100100⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛++==R R U U
k II I 二、实验说明
1．学生实验前，教师按照图1-4连接系统，并且按照实验四的实验步骤1设置好无绳电话及综合測试仪的ID 码和专用呼叫信道。
2．交换机正常工作时，电源指示灯闪亮。
若实验中交换机的单片机程序指针弹飞，则工作不正常，电源指示灯常亮。
关断电源再重新上电，单片机复位，工作即正常。
3．无绳电话处在通话状态下，手机在远离座机（信号很弱）时挂机，座机未收到手机挂机信令，则仍处理通话状态，“使用”绿色指示灯仍然亮着，手机再摘机就无法进入系统。
关断座机电源，再重新打开，座机单片机上电复位，座机工作正常，手机可进入系统。
4．锁相频率合成器测量中，TX-MS 发射已调信号被RX-BS 解调后的音频信号（在AF o 处观测）上叠加有5KHz 的信号，是发射机锁相频合鉴相纹寄生调频产物，不影响锁相环各项性能及参数的测量。