移动通信系统组成和功能.doc

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．用双路无线综合测试仪(以下简称综测仪)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)相连的移动电话网方框图。各模块之间的信道，包括MS--BS的无线信道，到BS--MSC、MSC--EX、EX--TEL的有线信道都包含信令通道及话音通道。各段信令通道互连，逐段传输、转发信令，才能完成一次呼叫接续，最后在主、被呼用户间分配，建立一条逐段互连而成的话务信道，实现双方通话(以传输话音为例，亦可传数据等信息)。TACS模拟蜂窝移动通信系统移动台主呼接续过程如图1-2所示。GSM数字蜂窝移动通信系统的呼叫接续虽然复杂一些，但总体上是类似的。 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1-3，它与图1-1实际系统在上述系统网络结构及功能等基本特征方面是完全一样的。 常用的移动通信系统主要有四类：蜂窝移动通信系统、集群移动通信系统、无绳电话系统及无线寻呼系统，它们的功能及应用场合各不相同，但它们的基本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广泛应用。数字移动通信是在模拟移动通信基础上发展、演化而来的，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。 图1-2 TACS蜂窝移动通信系统移动台主呼接续过程 图1-3 简化的移动通信系统方框图 基于上述原因，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1-3中，BS、MS实际选用基于FDMA技术、采用数字信令的CTI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，采用了一台双路无线综合测试仪(SDT)，构成一套完整的移动通信教学实验系统，如图1-4所示。 这个系统具有二方面意义： (1)实际使用的CTI无绳电话，其座机通过用户线接入公用电话网(PSTN)的交换机，则本系统是缩小的实际无绳电话系统。 图1-4 移动通信系统教学实验系统 (2)在网络基本结构、信令组成及多信道共用方式等主要技术上也是蜂窝移动通信系统及集群移动通信系统缩小的相似系统。 下面对图1-4各部分及本实验内容介绍如下： 1．CTl无绳电话 CTI无绳电话属于FDMA系统，数十个双工频道被全部无绳电话共用，采用话音模拟调频及数字信令技术。系统有一个基地台，即无绳电话座机，通过用户线接入电话网交换机；可带1到4部移动台，即无绳电话手机(每一时刻，只能有一部手机通话)。无绳电话是为方便有线电话用户而提出的，它将有线电话座机与通话手柄之间的电缆(绳)去掉，用无线信道代替之，通话手柄成为无绳电话手机。用户持无绳手机在以座机为中心的小范围内移动通话，十分方便。虽然从使用功能上看，无绳电话是有线电话的无线延伸，但其工作原理及使用的技术都属于移动通信范畴，CTI无绳电话及在其后发展起来的各种数字无绳电话组成无绳电话大家族，成为常用的四类移动通信系统之一。我国的CTI无绳电话技术标准、工作原理及手机使用方法见附录1。 2．程控交换机 本系统中程控交换机采用1拖4双绳路小型用户程控交换机，一条外线可接4部内部电话，任何1部电话都可呼叫外线电话或内部其它电话。本系统中不使用其外线端口， 只使用内部4条用户线端口，其技术参数与使用方法与PSTN程控交换机相同，相当于4门PSTN程控交换机。 图1-5 小型程控交换机接线图 图1-5为小型程控交换机的接线图。四个用户线插座可连接四部电话(包括无绳电话座机)，插座下方号码为对应电话的号码。交换机由220V市电供电，通电后电源指示LED灯连续闪烁，用户电话摘机后对应的LED指示灯亮。 3．双路无线综合测试仪 双路无线综合测试仪(以下简称综测仪)包含的电路模块很多，功能齐备，它既是测量仪器，又可作为被测量对象，其电路原理及使用方法详见附录2。 本实验用综测仪观测无绳电话发射在空中的话音波形，了解话音的特点。 4．移动通信教学实验系统的组成及功能 根据上面介绍的各设备原理，按照图1-4的布局放置设备，并连接系统，就构成了移动通信实验系统。本系统可实现以下呼叫