无线数字信令实验报告

2、 实验基本原理
典型的移动通信系统无线数字信令帧结构包括位同步码（又称为前置 码）、帧同步、有效数据（包括地址、命令和其它数据）及纠错码四部分，分 别介绍如下。
位同步
帧同步
有效数据
纠错码
（1）位同步：数字通信收端必须从接收的数据流中提取位同步，才能对数 据准确进行积分、采样和判决，正确恢复发端数据。位同步建立需要时间，而 数字信令是突发的数据串，收端必须在帧同步及有效数据收到之前建立位同 步，因此在信令的帧同步前集中加入一段位同步码。
0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 S 0 0 手机号代码 命令
IDH 同步码
波形： 数据：
2．手机按“通话”键摘机，与座机一起由控制信道转移到 某空闲通话信道，综测仪检测到摘机信令后自动跟踪扫 描，锁定于该通话信道，并发出一声蜂鸣声指示。信令存 贮显示控制面板停止（STOP）灯亮，表示手机摘机信令过 程已存贮完毕。 若综测仪因误码未检测到手机摘机信令仍 停在控制信道，则按控制面板扫描（SCAN）键K3启动综测 仪扫描信道，最后锁定于该通活信道，综测仪锁定于通话 信道的标志是：信道扫描仃止并且BS及MS测量面板同时显 示接收频率。
图2-3 信令数据帧各部分的含义
三、实验仪器设备
1．双路无线综合测试仪； 2．无绳电话（座机和手机）；有线电话若干； 3. 小型程控交换机； 4．数字示波器。
一、实验操作步骤
（一）用普通双踪示波器观测无线数字信令 1．将普通双踪示波器的两个测量探头分别接在综测BS及MS测 量面板上存贮信令的输出端SIG；示波器外触发输入端接至综 测仪BS测量面板的触发信号输出端TRIS。
示波器设置为上升沿外触发，水平分度2ms/DIV，垂直为DC、 2V/DIV。 设置综测仪为自动跟踪测量方式（按K1至SYST灯 亮，再按K2，SYST灯常亮），守候于无绳电话系统的控制信 道，将综测仪信令存贮显示（SAVE）控制面板上工作开关K10 置在ON位置，接通数字信令存贮显示模块，面板顶部LED指示 灯亮；按运行（RUN）键使模块处于等待触发存贮状态，停止 存贮（STOP）指示灯灭。将发射机（TX）控制面板上开关K6 拨至OFF位置，关断发射机电源，电源指示灯灭。 为了避免交换机信号音及2/4转换反射信号干扰信令波形观 测，本实验中将无绳座机用户线从交换机上拔下。
．前向纠错FEC(Forward Error Correction)：发端对数据进行纠错编码， 收端进行纠错解码，对未超过纠错范围的误码予以纠正，超出纠错范围的无法 纠正。
．检错重发，常称为自动请求重发ARQ：发端对数据进行纠、检错编码，收
端发现有纠正不了的误码时，自动请求发端重发，直到收到正确数据为止。 1．无绳电话无线数字信令副载频调制方式及帧结构
信令数据先对副载频进行FSK调制，即一次调制，如表2-1所示。然后再对 45/48MHz的主载频调频（FM）。由于每个码元只调制为1个周期的副载频，故与 经典的FSK调制相比，码元宽度随0/1数据而变化。
表2-1 信令数据的FSK调制方式
数据
FSK调制参数
0
周期2.0ms的一周方波
1
周期2.8ms的一周方波
教
师
评
语
指导老师
年
月
日
江西师范大学物理与通信电子学院
教学实验报告
通信工程 专业 实 无线数字信令 验 名 称
2014年 3月 31日
指导老
老
师师
姓
年级 11级 学号
名
成绩
1、 预习部分 1、实验目的 2、实验基本原理 3、主要仪器设备（含必要的元器件、工具）
1、 实验目的
通过对无绳电话的测量，了解一般移动通信系统无线数字信令的基本概 念，包括数字信令调制方式，帧结构以及传输协议等概念。
3．按综测仪信令存贮显示面板上运行（RUN）键，停止 （STOP）指示灯灭，综测仪处等待触发存贮状态。
4．手机用户按键进行“拨号”、“闪断”等操作，综测 仪以单次触发方式存贮记录下这一次信令传输过程，存贮 显示控制面板停止（STOP）指示灯亮，示波器可观察到存 贮的数字信令。调节示波器触发电平旋钮使波形稳定，旋 转综测仪信令存贮显示控制面板上波形位置（POSITION） 旋钮左右移动显示波形，或按复位（RST）键使显示波形回 到信令传输过程的起点。反复按同步（SYNC）键分五步循 环步进调节波形的闪烁及亮度，在波形由严重闪烁刚好调 节到不闪烁时，亮度最高，波形最清晰，在以后的测量中 再不必调整。如此仔细观测并记录信令帧结构及信令传输 过程。 5．重复3、4，观测并记录另1次信令传输过程。 6．通话完毕，重复3，使综测仪准备存贮信令，按手 机“通话”键挂机，用示波器观察并记录手机挂机信令传 输过程。 7. 拉开手机与座机之间的距离应拉开综测仪BS测量收发信 机天线与座机天线距离及MS测量收发信机天线与手机天线 距离)，降低座机的接收机输入C/N，增大接收信令误码 率。手机重复按某数字键拨号，观测信令传输过程中命令 帧重发2次以上的现象。 （二）用TDS210双踪数字存贮示波器观测无线数字信令 1．将TDS210双踪数字存贮示波器的两个测量探头分别接至 综测仪BS及MS测量面板上AFo端；示波器外触发输入端接至 综测仪MS测量面板上TRIA触发输出端。 示波器设置为上升沿外触发，单次触发方式，触发电平 1~1.6V；水平分度25ms/DIV；垂直为直流、2V/DIV。 关断综测仪发射机及信令存贮显示电路（TX控制面板上K6 置OFF，SAVE控制面板上K10置OFF），电源指示灯灭；置综 测仪为自动测量方式（按控制面板K1至SYST灯亮，再按 K2，SYST灯常亮），综测仪守候于控制信道。
答：通过接收误码导至命wenku.baidu.com帧重发2次以上的现象，得 出数字信令传输采用检错重发，常称为自动请求重发ARQ来实 现差错控制。但又与一般ARQ方式不同，数据中的检错功能不 是由纠检错编码实现，而是由以下手段实现，每位数据都是 特定周期的一周方波，收端微处理器采用脉宽检测方式检测 其半周期及周期，超过表中数值（有一定允许误差）就判定 为误码。只要有1位误码就确定数据帧出错。另外，噪声及干 扰引起前一码元脉宽变化会传递到下一码元，若前一码元刚 好错成另一码元，则下一码元脉冲半周期或周期一般都会出 错。
（2）帧同步：帧同步位于一个信令帧有效数据的起点，相当于时分多路通 信中的帧同步，作为帧同步的特殊码组必须具有尖锐峰值的自相关函数，便于 与随机的数字信息相区别。常用的有巴克码和m序列。
（3）有效数据：包括地址、命令、拨号等数据，统称为消息。信令的控 制、操作功能全由有效数据完成。
（4）纠错码：对有效数据进行纠（检）错编码后产生的监督位。以下两种 纠错码：
三、实验效果分析（包括仪器设备等使用效果）
一、实验效果分析： 1、 试验时要将两个信号发射端套在无绳电话的接收 天线上，并且要让两个无绳电话靠近，以便信号的接 受！ 2、 在记录波形时要将通话键的波形先删去再保存输 入数字的波形。 2、 思考题
1、根椐信令传输过程中，因接收误码导至命令帧重发 2次以上的现象次，回答数字信令传输采用何种差错控制方 式。
帧同步S
周期4.0ms的一周方波
2、 实验操作部分 1、实验数据、表格及数据处理 2、实验操作过程（可用图表示） 3、结论
实
数据帧的典型结构以手机拨号（号码7）为例，见图2-2。
验 这个数据帧各部分的含义见图2-3，其中有效数据有12位，分
操 为三个部分：
作
过
程
0 0 S, 1 0 1 0, 0 0, 1 1 1 0, 0 0