实验指导书(新版)_现代通信技术

《现代通信技术》实验指导书

电子工程实验室编写

适用专业：电子信息工程

江苏科技大学电子信息学院

2006年6 月

前言

《现代通信技术》课程主要介绍通信的基本概念、数字程控交换系统、移动通信系统、数据通信系统、微波通信系统、卫星通信系统以及用户网接入等内容。学生通过本课程的学习应该掌握各种通信系统的基本理论和方法。

《现代通信技术》课程实验的开设目的：首先是加深理解在课堂上获得的理论知识，将理论知识形象化；同时观察通信系统的基本工作过程，对通信中使用的相关技术进行模拟和比较，加强动手能力，积累实践经验；另外通过一些综合性实验达到对已学过的其它课程知识融会贯通的效果。

本实验课程开设的实验如下：

实验一电话网关（验证）：主要让学生掌握从设备初始化、链路建立到最后链路释放的通信过程。

实验二通信传输的有效性与可靠性分析（验证）：主要让学生掌握通信中流量控制和差错控制的方法，对传输的有效性和可靠性的关系进行模拟实验。

实验三语音传输（验证）：主要让学生对几种常见编码方法、语言传输和数据阐述以及突发和随机错误进行模拟和对比。

本实验指导书适合电子信息工程专业使用。

目录

实验一：电话网关实验 (4)

实验二：通信传输的有效性与可靠性分析 (8)

实验三：语音传输 (12)

实验一：电话网关实验

实验学时：2学时

实验类型：验证

实验要求：必修

一、实验目的

1、理解电话网接入系统的实现模式。

2、了解PSTN电话网关和无线语音终端的工作过程。

3、加深对无线语音传输的理解。

二、实验内容

使用两台蓝牙设备分别充当网关和终端，模拟PSTN电话网接入，观测接入过程和相关波形。

三、实验原理、方法和手段

1、公用电话交换网络

自从1870年电话出现以来，电话通信以其通信迅速、使用简便、通信质量好，系统容量大的优点，占据了日常电信业务的很大一部分。目前大量使用的普通电话网(公用电话交换网络PSTN)主要采用电路交换技术，No.7信令。公用电话网由若干个交换局、局间中继、用户线和电话终端组成，采用电路交换方式，为用户提供实时的电话业务。

2、双音多频电话机

双音多频（DTMF）电话机使用音频按钮盘，按国际电报电话咨询委员会建议，键盘设16个按钮，选用了音频范围的八个频率，如下图示，697、770、852、

941 HZ四个频率为低频组；1209、1336、1477、1633 Hz四个频率为高频组。每按一个按钮，话机就同时产生并发送相对应的一个高频组频率与一个低频组频率，因此称为双音多频自动电话机。

3、基于蓝牙技术的PSTN接入系统

在蓝牙的各种应用中，“三合一电话”即是指蜂窝手机、PSTN网电话、企业内部电话三种功能集成在一部具有蓝牙功能的语音终端上，要实现“三合一”的功能，只靠自身的蓝牙功能是不可能的，它还需要蓝牙电话网关的支持。

无绳电话应用模型定义了网关和终端两个角色。网关作为内部蓝牙语音终端到外部PSTN电话网的接入点，处理内部蓝牙语音终端与外部网络的信息交流并对无线用户组成员进行管理。终端是用户终端，该终端可以是一个无绳电话、带有无绳电话模型的蜂窝电话或带有无绳电话功能的个人电脑。

PSTN接入系统的设计利用的是蓝牙规范无绳电话应用模型。无绳电话应用模型的基础是蓝牙二元电话控制协议规范(TCS二进位的：电话技术控制协议规格二进位的) 。它是一种面向比特的协议，定义了蓝牙设备间建立语音和数据呼叫的控制信令，以及处理蓝牙TCS设备群的移动管理进程。TCS信令和PSTN 信令的转换是通过拨号电路和并口检测功能实现的。呼出操作中，网关收到包含电话号码的TCS信令后拨号电路PSTN电话网拨号。在空闲状态网关在不停地检测并口，当检测到4秒高，1秒低电平信号时网关应用程序就接收到外部来电。

4、无绳电话的连接步骤

（1）物理链路连接过程

物理在物理链路连接过程中，网关的应用层首先应当在初始化时对基带进行设置，在设置时应满足通用连接应用模型中规定的安全模式，该安全模式还要求在建立过程中进行鉴权，只有拥有与网关连接权力（拥有网关的个人密码）的终端才能够与网关建立联系。在收到另一蓝牙设备提出的建链请求后，网关应用层应当根据自身的情况（当前已建立的物理链路的数目等）选择是否拒绝该请求。如果同意接受对方的建链请求，网关应用层还应当要求进行角色转换。这是因为在无绳电话应用模型中，网关应当充当主设备。而在鉴权过程中，网关应用层还应给出自身的密码，以便拒绝一部分不合法的用户建链请求。

（2）服务发现过程。

对于网关的应用层来说，只需要在进行初始化的时候，将网关提供的服务在

DBM当中注册。在整个服务发现过程之中，网关的应用层并不介入该过程。终端查询与之建立物理连接的设备是否具备无绳电话服务，如果存在才继续建立逻辑链路，否则断开物理链路。

（3）TCS逻辑链路建立过程。

服务发现过程结束后，在物理链路之上建立逻辑链路。在无绳电话应用模型中，逻辑链路就是TCS链路，它应当由终端的应用层来发起。在网关和终端建立起了逻辑链路后，应长时间地保持逻辑链路。

（4）无绳链路建立过程。

无绳电话是在逻辑链路的基础上由网关或终端的应用层发起的。其触发条件有两种：一是外部网络来电话，二是向外拨打电话。

（5）与外部网络的连接过程。

网关应用层控制拨号电路对外部PSTN拨号，从而与外部网络用户建立呼叫连接。网关通过并口检测到外部来电，也属于与外部网络的连接。这实际上是TCS信令与PSTN电话网信令的一种转化过程。

5、呼叫建立过程和呼叫清除过程

呼叫建立过程由发起呼叫一方发出呼叫请求，被叫一方发出连接请求。连接请求分为两部分，首先是语音链路连接请求，二是电话控制（TCS）链路连接请求。呼叫清除首先要断开连接（语音链路和TCS链路），然后释放信道资源，回到空闲状态。

四、实验组织运行要求：

1、学生在进行实验前必须进行充分的预习，熟悉实验内容。

2、学生严格遵守实验室的各项规章制度，注意人身和设备安全，配合和服从实验室人员管理。

3、教师在学生实验过程中予以必要的辅导，独立完成实验。

4、采用集中授课形式。

五、实验条件：

1、具有WINDOWS 98/2000/NT/XP操作系统的计算机2台

2、蓝牙模块SEMIT 6603 2台

3、话筒2只

4、耳机2只