現(xiàn)代通信網(wǎng)實驗報告.doc

實驗一用戶接口電路及2/4線變換實驗一、實驗?zāi)康?全面了解用戶線接口電路功能（BORST）的作用及其實現(xiàn)方法。2通過對用戶線接口電路芯片MY88622的學(xué)習(xí)與實驗，進(jìn)一步加深對BORST功能的理解。3熟悉用戶模塊電路的電路組成及工作原理。4掌握用戶線接口電路對用戶狀態(tài)改變的識別原理。二、實驗設(shè)備20M通用示波器一臺，萬用表一塊，電話一部，RCCKII型實驗箱一臺三、電路工作原理圖1-1 用戶線接口功能框圖用戶電路也可稱為用戶線接口電路（Subscriber Line Interface CircuitSLIC）。任何交換機(jī)都具有用戶線接口電路。根據(jù)用戶電話機(jī)的不同類型，用戶線接口電路（SLIC）分為模擬用戶接口電路和數(shù)字用戶接口電路兩種。模擬用戶線接口電路在實現(xiàn)上的最大壓力是應(yīng)能承受饋電、鈴流和外界干擾等高壓大電流的沖擊，過去都是采用晶體管、變壓器（或混合線圈）、繼電器等分立元件構(gòu)成。在實際中，基于實現(xiàn)和應(yīng)用上的考慮，通常將BORSHCT功能中過壓保護(hù)由外接元器件完成，編解碼器部分另單成一體，集成為編解碼器（CODEC），其余功能由集成模擬SLIC完成。在布控交換機(jī)中，向用戶饋電，向用戶振鈴等功能都是在繩路中實現(xiàn)的，饋電電壓一般是-60V，用戶的饋電電流一般是20mA30mA，鈴流是25Hz,90V左右，而在程控交換機(jī)中，由于交換網(wǎng)絡(luò)處理的是數(shù)字信息，無法向用戶饋電、振鈴等，所以向用戶饋電、振鈴等任務(wù)就由用戶線接口電路來承擔(dān)完成，再加上其它一些要求，程控交換機(jī)中的用戶線接口電路一般要具有B（饋電），R（振鈴）、S（監(jiān)視）、C（編譯碼）、H（混合）、T（測試）、O（過壓保護(hù)）七項功能。圖1-1為模擬用戶線接口功能框圖。模擬用戶線接口電路的功能可以歸納為BORSCHT七種功能，具體含義是： （1）饋電（BBattery feeling）向用戶話機(jī)送直流電流。通常要求饋電電壓為-48伏或-24伏，環(huán)路電流不小于18m A.（2）過壓保護(hù)（OOvervoltage protection）防止過壓過流沖擊和損壞電路、設(shè)備。（3）振鈴控制（RRinging Control）向用戶話機(jī)饋送鈴流，通常為25Hz/90Vrms正弦波。（4）監(jiān)視（SSupervision）監(jiān)視用戶線的狀態(tài)，檢測話機(jī)摘機(jī)、掛機(jī)與撥號脈沖等信號以送往控制網(wǎng)絡(luò)和交換網(wǎng)絡(luò)。（5）編解碼與濾波（CCODEC/Filter）在數(shù)字交換中,它完成模擬話音與數(shù)字碼間的轉(zhuǎn)換。通常采用PCM編碼器（Coder）與解碼器(Decoder)來完成,，統(tǒng)稱為CODEC。相應(yīng)的防混疊與平滑低通濾波器占有話路（300Hz-3400Hz）帶寬，編碼速率為64kb/s。（6）混合（HHyhird）完成二線與四線的轉(zhuǎn)換功能，即實現(xiàn)模擬二線雙向信號與PCM發(fā)送，接收數(shù)字四線單向信號之間的連接。過去這種功能由混合線圈實現(xiàn)，現(xiàn)在改為集成電路，因此稱為“混合電路”。（7）測試（TTest）對用戶電路進(jìn)行測試。在本實驗系統(tǒng)中，用戶線接口電路選用的是MY88622。MY88622是2/4線厚膜混合用戶線接口電路，它包含向用戶話機(jī)恒流饋電、用戶端口或局用端口三元件阻抗、用戶摘機(jī)后自行截除鈴流、摘掛機(jī)的檢測及音頻或脈沖信號的檢測、無變壓器語音信號的2/4線混合轉(zhuǎn)換、外接振鈴繼電器驅(qū)動輸出、環(huán)路饋電中斷。MY88622用戶電路的雙向傳輸衰耗均為-1dB，供電電源為+ 5 V和-5 V，MY88622還將輸入的鈴流信號放大以達(dá)到電話振鈴工作的要求，即達(dá)到+75V的有效值，其各項性能指標(biāo)符合郵電部制定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。四、實驗內(nèi)容 1了解用戶模塊MY88622的主要性能與特點。2熟悉用MY88622組成的用戶線接口電路。3連接上電話機(jī)，用示波器分別觀測MY88622的20腳在摘掛機(jī)時的工作電平，摘機(jī)時，測試TF15（MY88622四線輸入）的信號；撥號，測試TF11（MY88622四線輸出）信號。五、實驗步驟1將一部電話機(jī)接入用戶接口模塊一。2打開系統(tǒng)主電源開關(guān)，觀察系統(tǒng)上電狀態(tài)。 在上電后，可以明顯看到系統(tǒng)處于可以工作的狀態(tài)。3保持電話機(jī)處于持機(jī)狀態(tài)，用示波器波觀察MY88622第20腳的電平狀態(tài)及發(fā)光二極管D15的狀態(tài)。My88622第20腳電平的信號情況（該芯片為高電平有效）：發(fā)光二極管D15的電平情況：第20腳的電平狀態(tài)：發(fā)光二極管D15的狀態(tài)：5電話掛機(jī)，用示波器觀察TF15和TF11的波形。TF15的波形：TF11的波形：6電話摘機(jī)，用示波器觀察TF15和TF11的波形。TF15的波形： TF11的波形：7電話撥號，用示波器觀察TF15和TF11的波形。TF15的波形：TF11的波形：六、實驗注意事項1MY88622是厚膜電路，比較脆弱，不要用力搬弄。2系統(tǒng)上電后摘掛機(jī)，如果二極管不發(fā)光，請確認(rèn)連接正確，檢查接口是否有接觸不良的現(xiàn)象。六、實驗注意事項1MY88622是厚膜電路，比較脆弱，不要用力搬弄。2系統(tǒng)上電后摘掛機(jī)，如果二極管不發(fā)光，請確認(rèn)連接正確，檢查接口是否有接觸不良的現(xiàn)象。實驗二信號音產(chǎn)生實驗一、實驗?zāi)康?1了解常用的幾種信令信號音和鈴流發(fā)生器的電路組成和工作過程。 2熟悉這些信號音和鈴流信號的技術(shù)要求。二、實驗設(shè)備20M通用示波器一臺，萬用表一塊，電話一部，RCCKII型實驗箱一臺三、實驗內(nèi)容1 用萬用表測量各測量點撥號音、忙音、空號音、催掛音、回鈴音及鈴流控制信號的電壓。2 用示波器測量各測量點撥撥號音、忙音、空號音、催掛音、回鈴音及鈴流控制信號的波形。3 各測量點說明如下：TF15：信號音TF21：鈴流信號音信號四、實驗步驟1將一部電話機(jī)接入用戶接口模塊一。2打開系統(tǒng)主電源開關(guān)，觀察系統(tǒng)上電狀態(tài)。3將鈴流開關(guān)關(guān)閉。4在電話摘機(jī)的同時，用示波器觀察TF15點的波形，記錄下?lián)芴栆舻牟ㄐ渭邦l率?？梢婎l率為446.589Hz5、在不按鍵及不更改系統(tǒng)參數(shù)的情況下，20秒后，TF15出現(xiàn)忙音，記錄下忙音的波形及頻率。該步驟可能是實驗箱故障，為出現(xiàn)忙音和催掛音。6、 繼續(xù)20秒后，TF15出現(xiàn)催掛音，記錄下催掛音的波形及頻率。該步驟可能是實驗箱故障，為出現(xiàn)忙音和催掛音。7將電話掛機(jī)。8將電話摘機(jī)，鍵入非本系統(tǒng)電話號碼，如333等，用示波器測量TF15的波形，記錄下空號音的波形及頻率。9將電話掛機(jī)，打開鈴流開關(guān)，觀察鈴流狀態(tài)指示燈D202的狀態(tài)及閃爍情況，用萬用表交流電壓檔測量TF21的電壓值。經(jīng)用萬用表測量，實際電壓值為174.1V10用示波器觀察TF21的波形及頻率。如上，其電壓值過大，超出了示波器可觀察的范圍。經(jīng)過調(diào)節(jié)橫縱坐標(biāo)的位置，觀察到其波形類似正弦波形，頻率25-26Hz左右。11關(guān)閉鈴流開關(guān)，關(guān)閉系統(tǒng)電源，整理實驗記錄及實驗設(shè)備。五、實驗注意事項 在測量25Hz的鈴流信號發(fā)生器輸出的波形時，一定要注意萬用表的量程和示波器的電壓量程檔，以防止損壞儀器和其它電子器件。實驗三 GSM/GPRS短消息實驗一、實驗?zāi)康?學(xué)會短消息發(fā)送原理，并在基于ARM的Windows CE操作系統(tǒng)通過GSM/GPRS模塊完成短消息的發(fā)送。二、實驗設(shè)備1“現(xiàn)代通信技術(shù)綜合實驗實訓(xùn)系統(tǒng)”實驗箱一臺。2處于有效期并開通上網(wǎng)業(yè)務(wù)的中國移動電話卡一張，正常工作的移動電話一部。3實驗?zāi)K：ARM模塊與基于ARM的液晶顯示模塊，GPRS模塊。三、實驗步驟1在GPRS模塊上插入移動通信卡（3.3V sim卡），并用專用交叉串口電纜線連接ARM模塊與GPRS模塊，最后在GPRS模塊上架好天線。打開GPRS模塊的開關(guān)，GPRS模塊上POWER指示燈亮，GPRS指示燈閃爍，GRI指示燈常亮，表示模塊工作正常。（注意：一般都要先打開ARM模塊，進(jìn)入Windows操作系統(tǒng)界面下以后再和GPRS模塊用串口線連接，以免Windows CE系統(tǒng)無法正常啟動）。2打開Windows文件夾，雙擊R8C TEST文件，則可進(jìn)入百科融創(chuàng)串口助手AT指令實驗界面。3在AT指令實驗界面把串口速率設(shè)置成115200，打開發(fā)送和接收顯示窗口。4打開鍵盤，可在發(fā)送窗口一欄中輸入GPRS短消息發(fā)送指令，再單擊發(fā)送則可發(fā)送短信（注意：本系統(tǒng)除漢字以外，其他諸如英文字母，阿拉伯?dāng)?shù)字全部支持）。也可以用手機(jī)向該模塊的用戶發(fā)送短消息，即直接向該模塊內(nèi)用戶的手機(jī)號碼發(fā)送短消息即可。5實驗完畢，關(guān)掉實驗箱電源，取下sim卡，串口線和耳機(jī)耳麥，整理實驗箱。五、實驗報告1說明GSM/GPRS系統(tǒng)短消息發(fā)送的原理與過程，并畫出相應(yīng)框圖。GSM/GPRS過程與原理如下：SMS采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式短消息被發(fā)送出去之后，不是直接發(fā)送給接收方，而是先存儲在SMC（短消息中心），然后再由SMC將短消息轉(zhuǎn)發(fā)給接收方。如果接收方當(dāng)時關(guān)機(jī)或不在服務(wù)區(qū)內(nèi)，SMC就會自動保存該短消息，等到接收方在服務(wù)區(qū)出現(xiàn)的時候再發(fā)送給他。根據(jù)其原理，結(jié)合實驗指導(dǎo)書，該系統(tǒng)簡單框圖如下：HLRVLR第七信令系統(tǒng)短消息中心網(wǎng)關(guān)短消息業(yè)務(wù)中心移動終端移動交換中心基站子系統(tǒng)2記錄所要發(fā)送的短消息以及接收的短消息。該發(fā)送實驗也是沒能成功。在打開GPRS模塊和基于ARM的windows ce系統(tǒng)后，始終沒能看到“AT-Command Interpreter ready”字樣。分析原因可能有如下幾點：1、 Sim卡槽損壞。GPRS模塊的SIM卡槽非常松，很可能會接觸不好，經(jīng)過手按壓，同樣可能接觸不正確。2、 GPRS串口、串口線或ARM模塊串口借口有問題。實驗四 誤碼率評估一、實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)使用MATLAB提供的析誤碼率的有效工具誤碼率評估界面，并用其來計算和比較不同的調(diào)制方式、不同差錯控制編碼方式和不同信道噪聲模型條件下通信系統(tǒng)的誤碼率。二、實驗原理在MATLAB命令窗口中輸入命令：commgui即可打開一個圖形用戶界面窗口誤碼率評估窗口，如圖3-1所示。由圖3-1可以看出，誤碼率評估窗口包含了通信系統(tǒng)中信號處理的全部過程：信號源信號的產(chǎn)生；信號經(jīng)過差錯控制編碼和調(diào)制后發(fā)送；疊加信道噪聲后送到接收設(shè)備；經(jīng)過解調(diào)和解碼恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行誤碼率計算等過程。誤碼率評估窗口上半部分分為四個功能區(qū)域，即l Source（信號源）l Err-Ctr-Code（差錯控制編碼）l Modulation（信號調(diào)制編碼）l Channel（信道）在每個部分均有一個下拉菜單，并有多種可供用戶選擇的方式。下拉菜單的下方有一個文本編輯框，用戶一旦選定某種方式，即可在編輯框中輸入該方式要求的參數(shù)。全部參數(shù)設(shè)置好以后，信號的整個處理過程中也就隨之確定，此時用戶就可以開始對誤碼率進(jìn)行評估了。圖3-1所示的窗口下半部分是評估的計算結(jié)果顯示區(qū)域和控制評估按鈕。顯示區(qū)域共有5個小的矩形區(qū)域，其中最左邊的窗口區(qū)域顯示當(dāng)前計算結(jié)果，其他的窗口用來保存以前的計算結(jié)果，以便進(jìn)行比較。用于可以把不需要的計算結(jié)果拖入到窗口右下角的Trash（垃圾桶）中。在功能區(qū)域設(shè)置好參數(shù)之后，單擊Run按鈕即可開始評估。當(dāng)評估結(jié)束后，單擊Plot按鈕就可輸出計算結(jié)果，該結(jié)果顯示的是極坐標(biāo)系中信噪比和誤碼率的曲線圖。用戶可以通過該窗口比較不同通信系統(tǒng)模型的誤碼率，從而得到不同的系統(tǒng)性能。三、實驗內(nèi)容1利用MATLAB提供的誤碼率評估工具，在隨機(jī)信源、ASK調(diào)制方式、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件下對線性分組碼和循環(huán)碼的性能進(jìn)行評估和分析。第一組 （15，11）碼：線性分組碼：隨機(jī)信源、ASK調(diào)制方式、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件循環(huán)碼：隨機(jī)信源、ASK調(diào)制方式、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件第二組 頻率：1600Hz、800 Hz、400 Hz（red、blue、pink）（31，26）碼：線性分組碼： 循環(huán)碼：評估和分析：在隨機(jī)信源、ASK調(diào)制方式、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件下，線性分組碼的誤碼率明顯高于循環(huán)碼，由于相同條件下線性分組碼所需碼字多于循環(huán)碼，所以導(dǎo)致線性分組碼誤碼率高于循環(huán)碼。2利用MATLAB提供的誤碼率評估工具，在隨機(jī)信源，PSK調(diào)制方式，加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件下對線性分組碼和循環(huán)碼的性能進(jìn)行評估和分析。頻率：1600Hz、800 Hz、400 Hz（red、blue、pink）（31，26）碼：線性分組碼： 循環(huán)碼：評估和分析：在隨機(jī)信源、PSK調(diào)制方式、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件下，線性分組碼的誤碼率明顯高于循環(huán)碼，由于相同條件下線性分組碼所需碼字多于循環(huán)碼，所以導(dǎo)致線性分組碼誤碼率高于循環(huán)碼。3利用MATLAB提供的誤碼率評估工具，在隨機(jī)信源、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件，對分別采用ASK和PSK調(diào)制方式時的線性分組碼的性能進(jìn)行評估和分析。1600、800、400（red、blue、pink）31，26ASK ： PSK：評估和分析：線性分組碼在隨機(jī)信源、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件下，采用ASK調(diào)制方式與PSK調(diào)制方式兩者誤碼率相近。4利用MATLAB提供的誤碼率評估工具，在隨機(jī)信源、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件，對分別采用ASK和PSK調(diào)制方式時的循環(huán)碼的性能進(jìn)行評估和分析。ASK：PSK：評估和分析：循環(huán)碼在隨機(jī)信源、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件下，采用ASK調(diào)制方式與PSK調(diào)制方式兩者誤碼率相近，但是采用ASK調(diào)制的波動小于PSK調(diào)制。實驗五 編碼實驗一、實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)使用MATLAB實現(xiàn)線性分組碼的編碼。二、實驗原理為了求得全部碼字，必須要用到全部信息序列，并找出對應(yīng)的編碼序列。信息矩陣是一個的矩陣，該矩陣的行是長為k的全部可能的二進(jìn)制序列，由全部為0的序列開始，并以全部為1的序列結(jié)束。各行按下述方法排列：按序列的十進(jìn)制大小、從上至下由小到大排列。G是生成矩陣，則碼字矩陣。三、實驗內(nèi)容有一（10，4）線性分組碼，其生成矩陣為求全部碼字和該碼的最小距離。其計算的Matlab代碼如下：clcm=0 0 0 0; 0 0 0 1; 0 0 1 0; 0 0 1 1; 0 1 0 0; 0 1 0 1; 0 1 1 0; 0 1 1 1; 1 0 0 0; 1 0 0 1; 1 0 1 0; 1 0 1 1; 1 1 0 0; 1 1 0 1; 1 1 1 0; 1 1 1 1;g=1 0 0 1 1 1 0 1 1 1;1 1 1 0 0 0 1 1 1 0; 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1; 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1;c=mod(m*g,2);result=cat(2,m,c);M_distance=pdist(c).2;Min_distance=min(M_distance)生成結(jié)果中，前四列為信息，其后為編碼：最小碼間距離為：實驗六 通信系統(tǒng)設(shè)計一、實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)使用MATLAB的Simulink仿真工具進(jìn)行通信系統(tǒng)設(shè)計。二、實驗原理MATLAB為用戶提供了一個建模與仿真的平臺Simulink。Simulink采用模塊組合的方法來創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)的計算機(jī)模型，其主要特點是快速、準(zhǔn)確。Simulink可以用于模擬線性與非線性系統(tǒng)、連續(xù)與非連續(xù)系統(tǒng)，或它們的混合系統(tǒng)。除此之外，Simulink還提供圖形動畫處理方法，以方便用戶觀察系統(tǒng)仿真的整個過程。通常啟動Simulink的方法有兩種：l 在MAT