【正文】 道連接 無線數字信令在實驗二中已詳細研究，下面首先介紹程控交換機用戶線信令，然后介紹無繩座機BS對BS—MS之間的無線數字信令及EX—BS之間的用戶線信令的轉換、轉發(fā)，最后來研究手機MS主呼有線電話TEL的完整的呼叫接續(xù)信令傳輸過程，建立信令系統(tǒng)的概念。與此對應，信令也是在信令通道中逐段傳輸、轉發(fā)及實施控制。二、實驗內容 1．用示波器觀測無繩座機用戶線信令。按手機“通話”鍵掛機，示波器存貯顯示掛機信令傳輸過程，仔細觀測并記錄。 示波器設置為上升沿外觸發(fā)，單次觸發(fā)方式，；水平分度25ms／DIV；垂直為直流、2V／DIV。 3．按綜測儀信令存儲顯示面板上運行(RUN)健，停止(STOP)指示燈滅，綜測儀處在等待觸發(fā)存貯狀態(tài)。 示披器設置為上升沿外觸發(fā)，水平分度2ms／DIV，垂直為DC、2V／DIV。 如圖24所示，手機MS用戶按“7”宇健撥號后，MS連續(xù)發(fā)二個撥號命令幀。本無繩電話采用檢錯重發(fā)即自動請求重發(fā)ARQ方式實現差錯控制。在對碼時，按手機對碼的先后順序，座機順次指定手機號碼為4。只有ID碼相同的座機和手機才能建立無線連接，有效防止不同ID碼無繩電話之間的串擾和盜打。因而，各廠家生產的無繩電話這方面技術各不相同，座機與手機一般不能交換配對使用。信令的控制、全由有效數據完成。數字信令具有速度快、容量大等一系列明顯優(yōu)點，已成為目前通信系統(tǒng)中采用的主要形式。因此，信令可以看作是整個通信網絡的神經中樞。五、實驗報告要求 畫出移動通信實驗系統(tǒng)的網絡結構方框圖，列出系統(tǒng)功能。手機按“通話”鍵摘機通話，通話完畢掛機。用戶撥號呼叫有線電話2，有線電話2振鈴，有線電話1聽回鈴。將綜測儀MS測量收發(fā)信機天線的芯線與地線夾在一起后套在無繩手機天線上，使二者無線緊耦合。清音又稱無聲音。另外，在手機與有線電話通話時，用示波器在綜測儀上觀測發(fā)射在空中的話音波形，可了解話音的基本特征。四個用戶線插座可連接四部電話(包括無繩電話座機)，插座下方號碼為對應電話的號碼。系統(tǒng)有一個基地臺，即無繩電話座機，通過用戶線接入電話網交換機；可帶1到4部移動臺，即無繩電話手機(每一時刻，只能有一部手機通話)。FDMA發(fā)展早，已成功應用于各種移動通信系統(tǒng)多年，目前在一些領域仍在廣泛應用。各段信令通道互連，逐段傳輸、轉發(fā)信令，才能完成一次呼叫接續(xù)，最后在主、被呼用戶間分配，建立一條逐段互連而成的話務信道，實現雙方通話(以傳輸話音為例，亦可傳數據等信息)。實驗一 移動通信系統(tǒng)組成及功能一、實驗目的1．了解移動通信系統(tǒng)的組成。各模塊之間的信道，包括MSBS的無線信道，到BSMSC、MSCEX、EXTEL的有線信道都包含信令通道及話音通道。FDMA系統(tǒng)一般為模擬移動通信制式，TDMA及CDMA為數字移動通信制式。下面對圖14各部分及本實驗內容介紹如下：1． . 中國最大的資料庫下載CTI無繩電話屬于FDMA系統(tǒng)，數十個雙工頻道被全部無繩電話共用，采用話音模擬調頻及數字信令技術。圖15 小型程控交換機接線圖圖15為小型程控交換機的接線圖。由以上實驗可了解移動通信系統(tǒng)的基本網絡結構及功能。通常fp在70~300Hz范圍內，則Tp=3~13ms．基音頻率一般女聲較高，男聲較低。②無繩手機MS的天線不要拉出。2．有線電話1摘機，交換機上對應的LED指示燈亮，用戶聽撥號音。5．有線電話摘機撥號呼叫無繩手機，手機振鈴，有線電話聽回鈴。手機撥號呼叫有線電話進入通話后，示波器可觀測到通話雙方的話音波形，記錄濁音波形，測出濁音的基音頻率。信令完成呼叫接續(xù)的建立、拆除、監(jiān)控等一系列的操作與控制，保證用戶信息有效且可靠的傳輸。模擬信令包括音頻信令及其它形式的模擬信號，它應用早，現在仍應用在許多通信系統(tǒng)中，例如PSTN模擬用戶線信令全為模擬信令。(3)有效數據：包括地址、命令、撥號等效據，統(tǒng)稱為消息。作為構成圖14移動通信教學實驗系統(tǒng)無線部分的我國的CTI無繩電話，相關技術標準只規(guī)定了其工作頻率、調制方式等射頻技術要求(見附錄l表1)，但對其信令結構、傳輸協(xié)議及多信道共用方式未作規(guī)定，由各生產廠家自行定義、開發(fā)。在初裝無繩電話時，座機與手機要統(tǒng)一ID碼，稱為對碼。(2)手機號代碼本無繩電話一臺座機最多可帶4部手機(任一時間只能有一部手機占用座機通話)。 為保證信令數據傳輸可靠性，必須采用差錯控制。 座機及手機依據以上信令數據的可靠檢錯功能，以自動請求重發(fā)ARQ方式保證信令數據傳輸的可靠性。四、實驗步驟 (一)用普通雙蹤示波器觀測無線數字信令 1．將普通雙蹤示波器的兩個測量探頭分別接在綜測BS及MS測量面板上存貯信令的輸出端SIG；示波器外觸發(fā)輸入端接至綜測儀BS測量面板的觸發(fā)信號輸出端TRIs。 綜側儀鎖定于通話信道的標志是：信道掃描停止并且BS及MS測量面板同時顯示接收頻率。 (二)用TDS210雙蹤數字存貯示波器觀測無線數字信令 1．將TDS210雙蹤數字存貯示波器的兩個測量探頭分別接至綜測儀BS及MS測量面板上AFo端；示波器外觸發(fā)輸入端接至綜測儀MS測量面板上觸發(fā)輸出端。 5．通話完畢，按運行(RUN)鍵使示波器處于等待觸發(fā)掃描狀態(tài)，示波器顯示屏上方狀態(tài)欄中停止(STOP)字符變?yōu)檫\行(RUN)字符。實驗三 信令系統(tǒng)一、實驗目的 通過對移動通信教學實驗系統(tǒng)的測量，了解一般移動通信系統(tǒng)的信令系統(tǒng)的基本結構。 對于電路交換通信系統(tǒng)，用戶信息是在呼叫接續(xù)完成后建立的逐段連接的信息通道中傳輸。無線通話信道及有線用戶線信道上，信令與用戶信息以時分方式在同一信道上傳輸，都屬于隨路信令。25Hz連續(xù)信號，電平為10177。 (2)地址信令(撥號信令) ①．直流脈沖信號(己不常用，略)。由于用戶線不長，電話能正常振鈴。完成一次呼叫接續(xù)。用座機B5所帶的有線電話手柄及撥號盤等進行呼叫接續(xù)操作，用示波器在用戶線引出端a、b上測量用戶線信令并記錄。8．有線電話掛機，用戶線a、b端觀測到交換機發(fā)出的忙音。2．無繩手機MS反復摘掛機，示波器通道CH2可觀測到MS發(fā)射的FSK數字信令(不必觀察細節(jié))，示波器通道CHI可觀測到BS用戶線a、b端電壓反復在低電壓(約610)及高電壓(交換機饋電電壓，約24)之間跳變，并且時間關系是無線數字信令在先，用戶線電壓跳變滯后。手機撥有線電話號碼，示波器CH2觀察到MS發(fā)送給BS的FSK數字信令，示波器CHl觀測到稍有滯后的BS發(fā)送給EX的DTMF信號。五、實驗報告要求1．根據觀測記錄，畫出手機呼叫有線電話的呼叫接續(xù)過程圖，說明BS對無線/有線信令的轉換，轉發(fā)作用，及EX對二端用戶線信令的轉換、轉發(fā)作用，了解實驗通信系統(tǒng)的信令系統(tǒng)構成及呼叫接續(xù)信令過程。若采用循環(huán)定位方式及循環(huán)分散定位方式，已掛機的無繩電話也要占用一個信道發(fā)示閑音，一個小區(qū)最多只能容納20部無繩電話，容量太小，故不能采用。另外，其它無繩電話通話時占用本臺無繩電話呼叫信道的概率及占用時間都是有限的。若用戶感覺當前通話信道上有干擾，可按手機“頻道”鍵啟動切換信道的信令傳輸過程，座機給手機重新指定一個空閑信道，雙方一起轉移到新的空閑信道繼續(xù)通話。綜測儀正確收到ID碼后發(fā)出一長聲蜂鳴聲指示。 (5)按綜測儀控制面板K4鍵，綜測儀存貯新1D碼及新呼叫信道號于 后返回系統(tǒng)測量工作方式，SYST燈常亮。綜測儀檢測到手機掛機信令，亦返回呼叫信道守候。 3．觀測無繩電話在通話狀態(tài)下切換通話信道 (1)、重復2(1)(3)，無繩電話占用一空閑信道通話，綜測儀鎖定于該信道，顯示該信道的信道號及無繩電話BS和MS發(fā)射頻率，示波器觀測到通話雙方的話音波形。五、實驗報告要求 1．根據實驗結果，總結本實驗系統(tǒng)的無繩電話空閑信道選取方式。收端的本振亦來自受跳頻序列控制的頻率合成器，接收頻率隨機跳變。設m序列為n階，則對應的RS編碼序列長L=–1，編碼序列數目N=。4階RS序列組共有16個序列，增加其階次可用序列數會迅速增加。 圖52為FDCDMA移動通信實驗系統(tǒng)框圖，其中綜測儀TXBS為發(fā)端，作為系統(tǒng)基站BS的發(fā)射機；RXMS為收端，作為系統(tǒng)移動臺MS的接收機。2．反復按K4鍵，系統(tǒng)循環(huán)步進處于表54所示二種子工作方式之一。2．試列出3階m序列形成的RS編碼序列，研究其作為跳頻序列的正交性。附錄1圖1為多信道共用無繩電話系統(tǒng)原理方框圖，其詳細電路及原理見以后各實驗。專用控制信道方式無繩電話系統(tǒng)在掛機狀態(tài)下座機及手機都守候在自己的專用控制信道上，座機還時分掃描其它19個信道，檢測并記錄其中的空閑信道。(4) 閃斷打完一次電話后想繼續(xù)打第二個電話，不必按“通話”鍵掛機，再按“通話”摘機。附錄2 雙路無線綜合測試儀原理及使用方法圖A1為雙路無線綜合測試儀(以下簡稱綜測儀)電路方框圖，它包括以下幾大部分：(1) BS(無繩電話座機)測量收發(fā)信機TRXBS。1．綜測儀工作原理 BS測量收發(fā)信機TRXBS對無繩電話座機BS的收發(fā)信機進行測量，兩者的收、發(fā)頻率互補，即BS測量收發(fā)信機工作在無繩電話手機MS的收發(fā)頻率上(見附錄1表2)。 測量發(fā)射機的音頻調制信號可來自外部音頻信號發(fā)生器，也可來自內部音頻信號發(fā)生器。由于它自帶如下多種設備：(1)穩(wěn)壓電源；(2)音頻信號源；電路縮寫： 其它縮寫：TRXBS ：BS測量收發(fā)信機 AFo ： 輸出音頻RXBS ：BS測量接收機 Afi n ： 輸入音頻TXBS ：BS測量發(fā)射機 SIG ： 接收信令DPX ：雙工器 VTX ： 發(fā)射機電源ANT ：天線 CRDT ： 接收載波檢測TRXMS ：MS測量收發(fā)信機 TRIA ：AFo中信令及其它數字信號顯示觸發(fā)信號RXMS ：MS測量接收機 TRIs ： 存儲信令顯示觸發(fā)信號TXMS ：MS測量發(fā)射機PLL頻合：鎖相頻率合成器圖AI 雙路無線綜合測試儀電路框圖圖A2 綜測儀電路板布局圖圖A3 BS測量板圖A4 MS測量板圖A5 工作方式控制面板圖A6 信令存儲顯示控制面板 圖A7 發(fā)射機控制面板 圖A8 雙工器控制面板(3) 高頻信號源；(4) 數字頻率計；(5) 數字存貯示波器功能模塊，使完成實驗所需測量儀器減少到最低限度。為測量接收機本振鎖相頻合VCO控制電壓。撥到通電(ON)位置，發(fā)射機通電，控制面板上方電源指示燈(LED，紅)亮；撥到斷電(OFF)位置，發(fā)射機斷電，指示燈滅。[2]：FHCDMA,DSCDMA，TDMA及它們的混合多址方式中，傳輸的是信息數據，發(fā)端為TXBS，收端為RXMS。左右旋轉位置(POSITION)調節(jié)旋鈕，波形以0．6ms的步距左右移動。只要綜測儀不斷電，以后不必再調整。存貯信令波形顯示的觸發(fā)同步分二步實現： ①．BS測量面板上示波器外觸發(fā)信號TRIs接至示波器外觸發(fā)輸入端，示波器置上升沿外觸發(fā)，水平分度置2ms／DIV。單次觸發(fā)存貯完一次信令傳輸過程(最長1．5秒)后，STOP燈亮，表示停止存貯。K9置內部(1NT)位置，選擇內部的音頻信號；撥到外部(EX)位置，選擇外部音頻信號發(fā)生器由AFin端送入的音頻信號。 (8)DDCCDEX、Ci、CLK等為數字移動通信實驗信號測量端。若測量接收機在當前工作頻道上收到射頻信號，則顯示其額定頻率(以MHz為單位)；否則無顯示。 綜測儀除作為測量儀器外，又可作為被測試對象，可設置成FHCDMA、DSCDMA、TDMA及各種混合多址移動通信系統(tǒng)，測量和了解這些多址方式工作原理。 數字信令是單次的突發(fā)數據串，為非周期信號。(5) 1KHz／600Hz音頻信號發(fā)生器。4．無繩電話手機使用注意事項無繩電話手機使用鎘鎳可充電電池供電，鎘鎳電池的使用壽命與其工作方式關系極大，使用中要注意以下幾點：(1) 鎘鎳電池的一次過放電就會造成永久損壞，不能再使用。若是主呼摘機，則可聽見撥號音；若是被呼摘機，則可與對方通話。無繩電話的多信道是一個小區(qū)(所研究的無繩電話發(fā)射信號覆蓋范圍所自然形成的小區(qū)域)內所有無繩電話共用。早期的單信道系統(tǒng)固定工作于某一頻道，沒采用微處理器及鎖相頻率合成技術，很容易發(fā)生相鄰無繩電話之間串擾或盜打。同步隨機跳變，即按同一RS編碼序列同步跳頻；，可觀測二套收發(fā)信機以不同方式隨機跳變，即按二組不同的RS編碼序列跳頻。收端解調輸出信號Afo整形得，經積分/采樣以最低誤碼率恢復發(fā)端數據。 (2)收端跳頻序列同步 跳頻序列同步的方法與DSCDMA(直擴碼分多址)的相似，分為捕捉與跟蹤二個階段。由表552可知，RS編碼序列長L=15，編碼序列數目N=16。 FHCDMA系統(tǒng)中，載波調制通常使用與相位無關的調頻方式。二、實驗內容 1．測量FHCDMA移動通信實驗系統(tǒng)發(fā)射端及接收端鎖相頻率合成器控制電壓，了解收發(fā)兩端頻率是否按同一跳頻序列同步跳變(同地址FHCDMA)或按不同跳頻序列跳變(不同地址FHCDMA)。 (4)、按(3)中總結的信道切換改變規(guī)律，估計下一次切換信道將占用的新空閑信道。