北邮现代通信技术实验报告二

信息与通信工程学院现代通信技术实验报告

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一、程控交换机

1、概念

程控交换机通常专指用于电话交换网的交换设备，它以计算机程序控制电话的接续。程控交换机是利用现代计算机技术，完成控制、接续等工作的电话交换机。

2、主要功能

数字程控交换机的基本功能主要为：用户线接入，中继接续，计费，设备管理等。本地交换机自动检测用户的摘机动作，给用户的电话机回送拨号音，接收话机产生的脉冲信号或双音多频（DTMF)信号，然后完成从主叫到被叫号码的接续（被叫号码可能在同一个交换机也可能在不同的交换机）。在接续完成后，交换机将保持连接，直到检测出通信的一方挂机。其中通话接续部分是利用交换机中的数字交换网络，采用PCM方式实现数字交换的，控制部分是通过软件由计算机来实现的。

3、基本构成

电话交换机的主要任务是实现用户间通话的接续。基本划分为两大部分：话路设备和控制设备。话路设备主要包括各种接口电路（如用户线接口和中继线接口电路等)和交换(或接续）网络；控制设备在纵横制交换机中主要包括标志器与记发器，而在程控交换机中，控制设备则为电子计算机，包括中央处理器(CPU),存储器和输入/输出设备。

程控交换机实质上是采用计算机进行“存储程序控制”的交换机，它将各种控制功能，方法编成程序，存入存储器，利用对外部状态的扫描数据和存储程序来控制，管理整个交换系统的工作。

总体来说，程控交换机由以下几个部分组成：

(1)交换网络

交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求，通过控制部分的接续命令，建立主叫与被叫用户间的连接通路。在纵横制交换机中它采用各种机电式接线器（如纵横接线器，编码接线器，笛簧接线器等）,在程控交换机中主要采用由电子开关阵列构成的空分交换网络，和由存储器等电路构成的时分接续网络。

(2) 用户电路

用户电路的作用是实现各种用户线与交换之间的连接，通常又称为用户线接口电路（SLIC,Subscriber Line Interface Circuit)。根据交换机制式和应用环境的不同，用户电路也有多种类型，对于程控数字交换机来说，主要有与模拟话机连接的模拟用户线电路(ALC)及与数字话机，数据终端(或终端适配器)连接的数字用户线电路（DLC)。

模拟用户线电路是适应模拟用户环境而配置的接口，其基本功能有：

B 馈电（Battery feed):交换机通过用户线向共电式话机直流馈电；

O过压保护（Overvoltage Protection): 防止用户线上的电压冲击或过压而损坏交换机。

R 振铃（Ringing)：向被叫用户话机馈送铃流。

S监视（Supervision)：借助扫描点监视用户线通断状态，以检测话机的摘机，挂机，拨号脉冲等用户线信号，转送给控制设备，以表示用户的忙闲状态和接续要求。

C 编解码（CODEC)：利用编码器和解码器（CODEC),滤波器，完成话音信号的模数与数模交换，以与数字交换机的数字交换网络接口。

H混合（Hybrid)：进行用户线的2/4线转换，以满足编解码与数字交换对四线传输的要求。T 测试（Test)：提供测试端口，进行用户电路的测试。

这7种功能常用第一个字母组成的缩写词（BORSCHT）代表。对于模拟程控交换机，不需要编解码功能；而在数字程控交换机中，除某些特定应用的小型交换机利用增量调制方式外，其它大部分均采用PCM编解码方式。

数字用户线电路是为适应数字用户环境而设置的接口，它主要用来通过线路适配器（LAM)

或数字话机（SOPHO-SET)与各种数据终端设备(DTE)如计算机，打印机，VDU,电传相连。(3)出入中继器

出入中继器是中继线与交换网络间的接口电路，用于交换机中继线的连接。它的功能和电路与所用的交换系统的制式及局间中继线信号方式有密切的关系。模拟中继接口单元（ATU）,其作用是实现模拟中继线与交换网络的接口，基本功能一般有：发送与接收表示中继线状态（如示闲，占用，应答，释放等）的线路信号；转发与接收代表被叫号码的记发器信号；供给通话电源和信号音；向控制设备提供所接收的线路信号。而数字中继线接口单元（DTU)的作用是实现数字中继线与数字交换网络之间的接口，它通过PCM有关时隙传送中继线信令，完成类似于模拟中继器所应承担的基本功能，包括帧与复帧同步码产生，帧调整，连零抑制，码型变换，告警处理，时钟恢复，帧同步搜索及局间信令插入与提取等。（4）控制设备

控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实现交换及管理功能。

4、呼叫处理的过程

开始时用户处于空闲状态，交换机进行扫描、监视用户线状态。用户摘机后开始处理机的过程。

首先主叫用户A摘机呼叫，然后交换机送拨号音，准备收号，交换机在完成收号过程后，对号码进行分析，并接至被叫用户，测试并预占空闲路由，然后向被叫用户振铃，当被叫用户摘机应答，通话开始。当通话结束，若主叫先挂机，则停止计费，向被叫用户送忙音。一次通话过程结束。

5、心得体会

本次实验课，老师以实验室内的上海贝尔程控交换机为例，简要介绍了其基本构成和最简单的工作原理，并以一次实际的呼叫过程为例，介绍了程控交换机在这一过程中的的作用，使我受益匪浅。最为有意思的是老师在用固定电话演示呼叫建立时，可以不用键盘按键而直接用手指按电话的振铃，从而拨打出电话，这使得我对呼叫建立的过程有了更为深入的理解。

二、移动通信

1、概念

移动通信(Mobile communication)是移动体之间的通信，或移动体与固定体之间的通信。移动体可以是人，也可以是汽车、火车、轮船、收音机等在移动状态中的物体。

2、移动通信的特点

(1)移动性

就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合。

(2)电波传播条件复杂

因移动体可能在各种环境中运动，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多普勒效应等现象，产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等效应。

(3)噪声和干扰严重

在城市环境中的汽车火花噪声、各种工业噪声，移动用户之间的互调干扰、邻道干扰、同频干扰等。

(4)系统和网络结构复杂

它是一个多用户通信系统和网络，必须使用户之间互不干扰，能协调一致地工作。此外，移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的。(5)要求频带利用率高、设备性能好。

3、分类