【正文】 道連接 無(wú)線(xiàn)數(shù)字信令在實(shí)驗(yàn)二中已詳細(xì)研究，下面首先介紹程控交換機(jī)用戶(hù)線(xiàn)信令，然后介紹無(wú)繩座機(jī)BS對(duì)BS—MS之間的無(wú)線(xiàn)數(shù)字信令及EX—BS之間的用戶(hù)線(xiàn)信令的轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)，最后來(lái)研究手機(jī)MS主呼有線(xiàn)電話(huà)TEL的完整的呼叫接續(xù)信令傳輸過(guò)程，建立信令系統(tǒng)的概念。與此對(duì)應(yīng)，信令也是在信令通道中逐段傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)及實(shí)施控制。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．用示波器觀(guān)測(cè)無(wú)繩座機(jī)用戶(hù)線(xiàn)信令。按手機(jī)“通話(huà)”鍵掛機(jī)，示波器存貯顯示掛機(jī)信令傳輸過(guò)程，仔細(xì)觀(guān)測(cè)并記錄。 示波器設(shè)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(cè)儀信令存儲(chǔ)顯示面板上運(yùn)行(RUN)健，停止(STOP)指示燈滅，綜測(cè)儀處在等待觸發(fā)存貯狀態(tài)。 示披器設(shè)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(jī)MS用戶(hù)按“7”宇健撥號(hào)后，MS連續(xù)發(fā)二個(gè)撥號(hào)命令幀。本無(wú)繩電話(huà)采用檢錯(cuò)重發(fā)即自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ方式實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制。在對(duì)碼時(shí)，按手機(jī)對(duì)碼的先后順序，座機(jī)順次指定手機(jī)號(hào)碼為4。只有ID碼相同的座機(jī)和手機(jī)才能建立無(wú)線(xiàn)連接，有效防止不同ID碼無(wú)繩電話(huà)之間的串?dāng)_和盜打。因而，各廠(chǎng)家生產(chǎn)的無(wú)繩電話(huà)這方面技術(shù)各不相同，座機(jī)與手機(jī)一般不能交換配對(duì)使用。信令的控制、全由有效數(shù)據(jù)完成。數(shù)字信令具有速度快、容量大等一系列明顯優(yōu)點(diǎn)，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(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)中樞。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 畫(huà)出移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方框圖，列出系統(tǒng)功能。手機(jī)按“通話(huà)”鍵摘機(jī)通話(huà)，通話(huà)完畢掛機(jī)。用戶(hù)撥號(hào)呼叫有線(xiàn)電話(huà)2，有線(xiàn)電話(huà)2振鈴，有線(xiàn)電話(huà)1聽(tīng)回鈴。將綜測(cè)儀MS測(cè)量收發(fā)信機(jī)天線(xiàn)的芯線(xiàn)與地線(xiàn)夾在一起后套在無(wú)繩手機(jī)天線(xiàn)上，使二者無(wú)線(xiàn)緊耦合。清音又稱(chēng)無(wú)聲音。另外，在手機(jī)與有線(xiàn)電話(huà)通話(huà)時(shí)，用示波器在綜測(cè)儀上觀(guān)測(cè)發(fā)射在空中的話(huà)音波形，可了解話(huà)音的基本特征。四個(gè)用戶(hù)線(xiàn)插座可連接四部電話(huà)(包括無(wú)繩電話(huà)座機(jī))，插座下方號(hào)碼為對(duì)應(yīng)電話(huà)的號(hào)碼。系統(tǒng)有一個(gè)基地臺(tái)，即無(wú)繩電話(huà)座機(jī)，通過(guò)用戶(hù)線(xiàn)接入電話(huà)網(wǎng)交換機(jī)；可帶1到4部移動(dòng)臺(tái)，即無(wú)繩電話(huà)手機(jī)(每一時(shí)刻，只能有一部手機(jī)通話(huà))。FDMA發(fā)展早，已成功應(yīng)用于各種移動(dòng)通信系統(tǒng)多年，目前在一些領(lǐng)域仍在廣泛應(yīng)用。各段信令通道互連，逐段傳輸、轉(zhuǎn)發(fā)信令，才能完成一次呼叫接續(xù)，最后在主、被呼用戶(hù)間分配，建立一條逐段互連而成的話(huà)務(wù)信道，實(shí)現(xiàn)雙方通話(huà)(以傳輸話(huà)音為例，亦可傳數(shù)據(jù)等信息)。實(shí)驗(yàn)一 移動(dòng)通信系統(tǒng)組成及功能一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成。各模塊之間的信道，包括MSBS的無(wú)線(xiàn)信道，到BSMSC、MSCEX、EXTEL的有線(xiàn)信道都包含信令通道及話(huà)音通道。FDMA系統(tǒng)一般為模擬移動(dòng)通信制式，TDMA及CDMA為數(shù)字移動(dòng)通信制式。下面對(duì)圖14各部分及本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹如下：1． . 中國(guó)最大的資料庫(kù)下載CTI無(wú)繩電話(huà)屬于FDMA系統(tǒng)，數(shù)十個(gè)雙工頻道被全部無(wú)繩電話(huà)共用，采用話(huà)音模擬調(diào)頻及數(shù)字信令技術(shù)。圖15 小型程控交換機(jī)接線(xiàn)圖圖15為小型程控交換機(jī)的接線(xiàn)圖。由以上實(shí)驗(yàn)可了解移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及功能。通常fp在70~300Hz范圍內(nèi)，則Tp=3~13ms．基音頻率一般女聲較高，男聲較低。②無(wú)繩手機(jī)MS的天線(xiàn)不要拉出。2．有線(xiàn)電話(huà)1摘機(jī)，交換機(jī)上對(duì)應(yīng)的LED指示燈亮，用戶(hù)聽(tīng)撥號(hào)音。5．有線(xiàn)電話(huà)摘機(jī)撥號(hào)呼叫無(wú)繩手機(jī)，手機(jī)振鈴，有線(xiàn)電話(huà)聽(tīng)回鈴。手機(jī)撥號(hào)呼叫有線(xiàn)電話(huà)進(jìn)入通話(huà)后，示波器可觀(guān)測(cè)到通話(huà)雙方的話(huà)音波形，記錄濁音波形，測(cè)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(hù)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(hào)，它應(yīng)用早，現(xiàn)在仍應(yīng)用在許多通信系統(tǒng)中，例如PSTN模擬用戶(hù)線(xiàn)信令全為模擬信令。(3)有效數(shù)據(jù)：包括地址、命令、撥號(hào)等效據(jù)，統(tǒng)稱(chēng)為消息。作為構(gòu)成圖14移動(dòng)通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)部分的我國(guó)的CTI無(wú)繩電話(huà)，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了其工作頻率、調(diào)制方式等射頻技術(shù)要求(見(jiàn)附錄l表1)，但對(duì)其信令結(jié)構(gòu)、傳輸協(xié)議及多信道共用方式未作規(guī)定，由各生產(chǎn)廠(chǎng)家自行定義、開(kāi)發(fā)。在初裝無(wú)繩電話(huà)時(shí)，座機(jī)與手機(jī)要統(tǒng)一ID碼，稱(chēng)為對(duì)碼。(2)手機(jī)號(hào)代碼本無(wú)繩電話(huà)一臺(tái)座機(jī)最多可帶4部手機(jī)(任一時(shí)間只能有一部手機(jī)占用座機(jī)通話(huà))。 為保證信令數(shù)據(jù)傳輸可靠性，必須采用差錯(cuò)控制。 座機(jī)及手機(jī)依據(jù)以上信令數(shù)據(jù)的可靠檢錯(cuò)功能，以自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ方式保證信令數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。四、?shí)驗(yàn)步驟 (一)用普通雙蹤示波器觀(guān)測(cè)無(wú)線(xiàn)數(shù)字信令 1．將普通雙蹤示波器的兩個(gè)測(cè)量探頭分別接在綜測(cè)BS及MS測(cè)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(cè)儀BS測(cè)量面板的觸發(fā)信號(hào)輸出端TRIs。 綜側(cè)儀鎖定于通話(huà)信道的標(biāo)志是：信道掃描停止并且BS及MS測(cè)量面板同時(shí)顯示接收頻率。 (二)用TDS210雙蹤數(shù)字存貯示波器觀(guān)測(cè)無(wú)線(xiàn)數(shù)字信令 1．將TDS210雙蹤數(shù)字存貯示波器的兩個(gè)測(cè)量探頭分別接至綜測(cè)儀BS及MS測(cè)量面板上AFo端；示波器外觸發(fā)輸入端接至綜測(cè)儀MS測(cè)量面板上觸發(fā)輸出端。 5．通話(huà)完畢，按運(yùn)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\(yùn)行(RUN)字符。實(shí)驗(yàn)三 信令系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過(guò)對(duì)移動(dòng)通信教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測(cè)量，了解一般移動(dòng)通信系統(tǒng)的信令系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。 對(duì)于電路交換通信系統(tǒng)，用戶(hù)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(wú)線(xiàn)通話(huà)信道及有線(xiàn)用戶(hù)線(xiàn)信道上，信令與用戶(hù)信息以時(shí)分方式在同一信道上傳輸，都屬于隨路信令。25Hz連續(xù)信號(hào)，電平為10177。 (2)地址信令(撥號(hào)信令) ①．直流脈沖信號(hào)(己不常用，略)。由于用戶(hù)線(xiàn)不長(zhǎng)，電話(huà)能正常振鈴。完成一次呼叫接續(xù)。用座機(jī)B5所帶的有線(xiàn)電話(huà)手柄及撥號(hào)盤(pán)等進(jìn)行呼叫接續(xù)操作，用示波器在用戶(hù)線(xiàn)引出端a、b上測(cè)量用戶(hù)線(xiàn)信令并記錄。8．有線(xiàn)電話(huà)掛機(jī)，用戶(hù)線(xiàn)a、b端觀(guān)測(cè)到交換機(jī)發(fā)出的忙音。2．無(wú)繩手機(jī)MS反復(fù)摘掛機(jī)，示波器通道CH2可觀(guān)測(cè)到MS發(fā)射的FSK數(shù)字信令(不必觀(guān)察細(xì)節(jié))，示波器通道CHI可觀(guān)測(cè)到BS用戶(hù)線(xiàn)a、b端電壓反復(fù)在低電壓(約610)及高電壓(交換機(jī)饋電電壓，約24)之間跳變，并且時(shí)間關(guān)系是無(wú)線(xiàn)數(shù)字信令在先，用戶(hù)線(xiàn)電壓跳變滯后。手機(jī)撥有線(xiàn)電話(huà)號(hào)碼，示波器CH2觀(guān)察到MS發(fā)送給BS的FSK數(shù)字信令，示波器CHl觀(guān)測(cè)到稍有滯后的BS發(fā)送給EX的DTMF信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．根據(jù)觀(guān)測(cè)記錄，畫(huà)出手機(jī)呼叫有線(xiàn)電話(huà)的呼叫接續(xù)過(guò)程圖，說(shuō)明BS對(duì)無(wú)線(xiàn)/有線(xiàn)信令的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)發(fā)作用，及EX對(duì)二端用戶(hù)線(xiàn)信令的轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)發(fā)作用，了解實(shí)驗(yàn)通信系統(tǒng)的信令系統(tǒng)構(gòu)成及呼叫接續(xù)信令過(guò)程。若采用循環(huán)定位方式及循環(huán)分散定位方式，已掛機(jī)的無(wú)繩電話(huà)也要占用一個(gè)信道發(fā)示閑音，一個(gè)小區(qū)最多只能容納20部無(wú)繩電話(huà)，容量太小，故不能采用。另外，其它無(wú)繩電話(huà)通話(huà)時(shí)占用本臺(tái)無(wú)繩電話(huà)呼叫信道的概率及占用時(shí)間都是有限的。若用戶(hù)感覺(jué)當(dāng)前通話(huà)信道上有干擾，可按手機(jī)“頻道”鍵啟動(dòng)切換信道的信令傳輸過(guò)程，座機(jī)給手機(jī)重新指定一個(gè)空閑信道，雙方一起轉(zhuǎn)移到新的空閑信道繼續(xù)通話(huà)。綜測(cè)儀正確收到ID碼后發(fā)出一長(zhǎng)聲蜂鳴聲指示。 (5)按綜測(cè)儀控制面板K4鍵，綜測(cè)儀存貯新1D碼及新呼叫信道號(hào)于 后返回系統(tǒng)測(cè)量工作方式，SYST燈常亮。綜測(cè)儀檢測(cè)到手機(jī)掛機(jī)信令，亦返回呼叫信道守候。 3．觀(guān)測(cè)無(wú)繩電話(huà)在通話(huà)狀態(tài)下切換通話(huà)信道 (1)、重復(fù)2(1)(3)，無(wú)繩電話(huà)占用一空閑信道通話(huà)，綜測(cè)儀鎖定于該信道，顯示該信道的信道號(hào)及無(wú)繩電話(huà)BS和MS發(fā)射頻率，示波器觀(guān)測(cè)到通話(huà)雙方的話(huà)音波形。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 1．根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的無(wú)繩電話(huà)空閑信道選取方式。收端的本振亦來(lái)自受跳頻序列控制的頻率合成器，接收頻率隨機(jī)跳變。設(shè)m序列為n階，則對(duì)應(yīng)的RS編碼序列長(zhǎng)L=–1，編碼序列數(shù)目N=。4階RS序列組共有16個(gè)序列，增加其階次可用序列數(shù)會(huì)迅速增加。 圖52為FDCDMA移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)框圖，其中綜測(cè)儀TXBS為發(fā)端，作為系統(tǒng)基站BS的發(fā)射機(jī)；RXMS為收端，作為系統(tǒng)移動(dòng)臺(tái)MS的接收機(jī)。2．反復(fù)按K4鍵，系統(tǒng)循環(huán)步進(jìn)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(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)原理方框圖，其詳細(xì)電路及原理見(jiàn)以后各實(shí)驗(yàn)。專(zhuān)用控制信道方式無(wú)繩電話(huà)系統(tǒng)在掛機(jī)狀態(tài)下座機(jī)及手機(jī)都守候在自己的專(zhuān)用控制信道上，座機(jī)還時(shí)分掃描其它19個(gè)信道，檢測(cè)并記錄其中的空閑信道。(4) 閃斷打完一次電話(huà)后想繼續(xù)打第二個(gè)電話(huà)，不必按“通話(huà)”鍵掛機(jī)，再按“通話(huà)”摘機(jī)。附錄2 雙路無(wú)線(xiàn)綜合測(cè)試儀原理及使用方法圖A1為雙路無(wú)線(xiàn)綜合測(cè)試儀(以下簡(jiǎn)稱(chēng)綜測(cè)儀)電路方框圖，它包括以下幾大部分：(1) BS(無(wú)繩電話(huà)座機(jī))測(cè)量收發(fā)信機(jī)TRXBS。1．綜測(cè)儀工作原理 BS測(cè)量收發(fā)信機(jī)TRXBS對(duì)無(wú)繩電話(huà)座機(jī)BS的收發(fā)信機(jī)進(jìn)行測(cè)量，兩者的收、發(fā)頻率互補(bǔ)，即BS測(cè)量收發(fā)信機(jī)工作在無(wú)繩電話(huà)手機(jī)MS的收發(fā)頻率上(見(jiàn)附錄1表2)。 測(cè)量發(fā)射機(jī)的音頻調(diào)制信號(hào)可來(lái)自外部音頻信號(hào)發(fā)生器，也可來(lái)自?xún)?nèi)部音頻信號(hào)發(fā)生器。由于它自帶如下多種設(shè)備：(1)穩(wěn)壓電源；(2)音頻信號(hào)源；電路縮寫(xiě)： 其它縮寫(xiě)：TRXBS ：BS測(cè)量收發(fā)信機(jī) AFo ： 輸出音頻RXBS ：BS測(cè)量接收機(jī) Afi n ： 輸入音頻TXBS ：BS測(cè)量發(fā)射機(jī) SIG ： 接收信令DPX ：雙工器 VTX ： 發(fā)射機(jī)電源ANT ：天線(xiàn) CRDT ： 接收載波檢測(cè)TRXMS ：MS測(cè)量收發(fā)信機(jī) TRIA ：AFo中信令及其它數(shù)字信號(hào)顯示觸發(fā)信號(hào)RXMS ：MS測(cè)量接收機(jī) TRIs ： 存儲(chǔ)信令顯示觸發(fā)信號(hào)TXMS ：MS測(cè)量發(fā)射機(jī)PLL頻合：鎖相頻率合成器圖AI 雙路無(wú)線(xiàn)綜合測(cè)試儀電路框圖圖A2 綜測(cè)儀電路板布局圖圖A3 BS測(cè)量板圖A4 MS測(cè)量板圖A5 工作方式控制面板圖A6 信令存儲(chǔ)顯示控制面板 圖A7 發(fā)射機(jī)控制面板 圖A8 雙工器控制面板(3) 高頻信號(hào)源；(4) 數(shù)字頻率計(jì)；(5) 數(shù)字存貯示波器功能模塊，使完成實(shí)驗(yàn)所需測(cè)量?jī)x器減少到最低限度。為測(cè)量接收機(jī)本振鎖相頻合VCO控制電壓。撥到通電(ON)位置，發(fā)射機(jī)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(jī)斷電，指示燈滅。[2]：FHCDMA,DSCDMA，TDMA及它們的混合多址方式中，傳輸?shù)氖切畔?shù)據(jù)，發(fā)端為T(mén)XBS，收端為RXMS。左右旋轉(zhuǎn)位置(POSITION)調(diào)節(jié)旋鈕，波形以0．6ms的步距左右移動(dòng)。只要綜測(cè)儀不斷電，以后不必再調(diào)整。存貯信令波形顯示的觸發(fā)同步分二步實(shí)現(xiàn)： ①．BS測(cè)量面板上示波器外觸發(fā)信號(hào)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(guò)程(最長(zhǎng)1．5秒)后，STOP燈亮，表示停止存貯。K9置內(nèi)部(1NT)位置，選擇內(nèi)部的音頻信號(hào)；撥到外部(EX)位置，選擇外部音頻信號(hào)發(fā)生器由AFin端送入的音頻信號(hào)。 (8)DDCCDEX、Ci、CLK等為數(shù)字移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)信號(hào)測(cè)量端。若測(cè)量接收機(jī)在當(dāng)前工作頻道上收到射頻信號(hào)，則顯示其額定頻率(以MHz為單位)；否則無(wú)顯示。 綜測(cè)儀除作為測(cè)量?jī)x器外，又可作為被測(cè)試對(duì)象，可設(shè)置成FHCDMA、DSCDMA、TDMA及各種混合多址移動(dòng)通信系統(tǒng)，測(cè)量和了解這些多址方式工作原理。 數(shù)字信令是單次的突發(fā)數(shù)據(jù)串，為非周期信號(hào)。(5) 1KHz／600Hz音頻信號(hào)發(fā)生器。4．無(wú)繩電話(huà)手機(jī)使用注意事項(xiàng)無(wú)繩電話(huà)手機(jī)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(guān)系極大，使用中要注意以下幾點(diǎn)：(1) 鎘鎳電池的一次過(guò)放電就會(huì)造成永久損壞，不能再使用。若是主呼摘機(jī)，則可聽(tīng)見(jiàn)撥號(hào)音；若是被呼摘機(jī)，則可與對(duì)方通話(huà)。無(wú)繩電話(huà)的多信道是一個(gè)小區(qū)(所研究的無(wú)繩電話(huà)發(fā)射信號(hào)覆蓋范圍所自然形成的小區(qū)域)內(nèi)所有無(wú)繩電話(huà)共用。早期的單信道系統(tǒng)固定工作于某一頻道，沒(méi)采用微處理器及鎖相頻率合成技術(shù)，很容易發(fā)生相鄰無(wú)繩電話(huà)之間串?dāng)_或盜打。同步隨機(jī)跳變，即按同一RS編碼序列同步跳頻；，可觀(guān)測(cè)二套收發(fā)信機(jī)以不同方式隨機(jī)跳變，即按二組不同的RS編碼序列跳頻。收端解調(diào)輸出信號(hào)Afo整形得，經(jīng)積分/采樣以最低誤碼率恢復(fù)發(fā)端數(shù)據(jù)。 (2)收端跳頻序列同步 跳頻序列同步的方法與DSCDMA(直擴(kuò)碼分多址)的相似，分為捕捉與跟蹤二個(gè)階段。由表552可知，RS編碼序列長(zhǎng)L=15，編碼序列數(shù)目N=16。 FHCDMA系統(tǒng)中，載波調(diào)制通常使用與相位無(wú)關(guān)的調(diào)頻方式。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．測(cè)量FHCDMA移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)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(jié)的信道切換改變規(guī)律，估計(jì)下一次切換信道將占用的新空閑信道。