實驗一用戶接口電路及2/4線變換實驗一、實驗目的1全面了解用戶線接口電路功能（BORST）的作用及其實現方法。2通過對用戶線接口電路芯片MY88622的學習與實驗，進一步加深對BORST功能的理解。3熟悉用戶模塊電路的電路組成及工作原理。4掌握用戶線接口電路對用戶狀態改變的識別原理。二、實驗設備20M通用示波器一臺，萬用表一塊，電話一部，RCCKII型實驗箱一臺三、電路工作原理圖1-1 用戶線接口功能框圖用戶電路也可稱為用戶線接口電路（Subscriber Line Interface CircuitSLIC）。任何交換機都具有用戶線接口電路。根據用戶電話機的不同類型，用戶線接口電路（SLIC）分為模擬用戶接口電路和數字用戶接口電路兩種。模擬用戶線接口電路在實現上的最大壓力是應能承受饋電、鈴流和外界干擾等高壓大電流的沖擊，過去都是采用晶體管、變壓器（或混合線圈）、繼電器等分立元件構成。在實際中，基于實現和應用上的考慮，通常將BORSHCT功能中過壓保護由外接元器件完成，編解碼器部分另單成一體，集成為編解碼器（CODEC），其余功能由集成模擬SLIC完成。在布控交換機中，向用戶饋電，向用戶振鈴等功能都是在繩路中實現的，饋電電壓一般是-60V，用戶的饋電電流一般是20mA30mA，鈴流是25Hz,90V左右，而在程控交換機中，由于交換網絡處理的是數字信息，無法向用戶饋電、振鈴等，所以向用戶饋電、振鈴等任務就由用戶線接口電路來承擔完成，再加上其它一些要求，程控交換機中的用戶線接口電路一般要具有B（饋電），R（振鈴）、S（監視）、C（編譯碼）、H（混合）、T（測試）、O（過壓保護）七項功能。圖1-1為模擬用戶線接口功能框圖。模擬用戶線接口電路的功能可以歸納為BORSCHT七種功能，具體含義是： （1）饋電（BBattery feeling）向用戶話機送直流電流。通常要求饋電電壓為-48伏或-24伏，環路電流不小于18m A.（2）過壓保護（OOvervoltage protection）防止過壓過流沖擊和損壞電路、設備。（3）振鈴控制（RRinging Control）向用戶話機饋送鈴流，通常為25Hz/90Vrms正弦波。（4）監視（SSupervision）監視用戶線的狀態，檢測話機摘機、掛機與撥號脈沖等信號以送往控制網絡和交換網絡。（5）編解碼與濾波（CCODEC/Filter）在數字交換中,它完成模擬話音與數字碼間的轉換。通常采用PCM編碼器（Coder）與解碼器(Decoder)來完成,，統稱為CODEC。相應的防混疊與平滑低通濾波器占有話路（300Hz-3400Hz）帶寬，編碼速率為64kb/s。（6）混合（HHyhird）完成二線與四線的轉換功能，即實現模擬二線雙向信號與PCM發送，接收數字四線單向信號之間的連接。過去這種功能由混合線圈實現，現在改為集成電路，因此稱為“混合電路”。（7）測試（TTest）對用戶電路進行測試。在本實驗系統中，用戶線接口電路選用的是MY88622。MY88622是2/4線厚膜混合用戶線接口電路，它包含向用戶話機恒流饋電、用戶端口或局用端口三元件阻抗、用戶摘機后自行截除鈴流、摘掛機的檢測及音頻或脈沖信號的檢測、無變壓器語音信號的2/4線混合轉換、外接振鈴繼電器驅動輸出、環路饋電中斷。MY88622用戶電路的雙向傳輸衰耗均為-1dB，供電電源為+ 5 V和-5 V，MY88622還將輸入的鈴流信號放大以達到電話振鈴工作的要求，即達到+75V的有效值，其各項性能指標符合郵電部制定的有關標準。四、實驗內容 1了解用戶模塊MY88622的主要性能與特點。2熟悉用MY88622組成的用戶線接口電路。3連接上電話機，用示波器分別觀測MY88622的20腳在摘掛機時的工作電平，摘機時，測試TF15（MY88622四線輸入）的信號；撥號，測試TF11（MY88622四線輸出）信號。五、實驗步驟1將一部電話機接入用戶接口模塊一。2打開系統主電源開關，觀察系統上電狀態。 在上電后，可以明顯看到系統處于可以工作的狀態。3保持電話機處于持機狀態，用示波器波觀察MY88622第20腳的電平狀態及發光二極管D15的狀態。My88622第20腳電平的信號情況（該芯片為高電平有效）：發光二極管D15的電平情況：第20腳的電平狀態：發光二極管D15的狀態：5電話掛機，用示波器觀察TF15和TF11的波形。TF15的波形：TF11的波形：6電話摘機，用示波器觀察TF15和TF11的波形。TF15的波形： TF11的波形：7電話撥號，用示波器觀察TF15和TF11的波形。TF15的波形：TF11的波形：六、實驗注意事項1MY88622是厚膜電路，比較脆弱，不要用力搬弄。2系統上電后摘掛機，如果二極管不發光，請確認連接正確，檢查接口是否有接觸不良的現象。六、實驗注意事項1MY88622是厚膜電路，比較脆弱，不要用力搬弄。2系統上電后摘掛機，如果二極管不發光，請確認連接正確，檢查接口是否有接觸不良的現象。實驗二信號音產生實驗一、實驗目的 1了解常用的幾種信令信號音和鈴流發生器的電路組成和工作過程。 2熟悉這些信號音和鈴流信號的技術要求。二、實驗設備20M通用示波器一臺，萬用表一塊，電話一部，RCCKII型實驗箱一臺三、實驗內容1 用萬用表測量各測量點撥號音、忙音、空號音、催掛音、回鈴音及鈴流控制信號的電壓。2 用示波器測量各測量點撥撥號音、忙音、空號音、催掛音、回鈴音及鈴流控制信號的波形。3 各測量點說明如下：TF15：信號音TF21：鈴流信號音信號四、實驗步驟1將一部電話機接入用戶接口模塊一。2打開系統主電源開關，觀察系統上電狀態。3將鈴流開關關閉。4在電話摘機的同時，用示波器觀察TF15點的波形，記錄下撥號音的波形及頻率。可見頻率為446.589Hz5、在不按鍵及不更改系統參數的情況下，20秒后，TF15出現忙音，記錄下忙音的波形及頻率。該步驟可能是實驗箱故障，為出現忙音和催掛音。6、 繼續20秒后，TF15出現催掛音，記錄下催掛音的波形及頻率。該步驟可能是實驗箱故障，為出現忙音和催掛音。7將電話掛機。8將電話摘機，鍵入非本系統電話號碼，如333等，用示波器測量TF15的波形，記錄下空號音的波形及頻率。9將電話掛機，打開鈴流開關，觀察鈴流狀態指示燈D202的狀態及閃爍情況，用萬用表交流電壓檔測量TF21的電壓值。經用萬用表測量，實際電壓值為174.1V10用示波器觀察TF21的波形及頻率。如上，其電壓值過大，超出了示波器可觀察的范圍。經過調節橫縱坐標的位置，觀察到其波形類似正弦波形，頻率25-26Hz左右。11關閉鈴流開關，關閉系統電源，整理實驗記錄及實驗設備。五、實驗注意事項 在測量25Hz的鈴流信號發生器輸出的波形時，一定要注意萬用表的量程和示波器的電壓量程檔，以防止損壞儀器和其它電子器件。實驗三 GSM/GPRS短消息實驗一、實驗目的 學會短消息發送原理，并在基于ARM的Windows CE操作系統通過GSM/GPRS模塊完成短消息的發送。二、實驗設備1“現代通信技術綜合實驗實訓系統”實驗箱一臺。2處于有效期并開通上網業務的中國移動電話卡一張，正常工作的移動電話一部。3實驗模塊：ARM模塊與基于ARM的液晶顯示模塊，GPRS模塊。三、實驗步驟1在GPRS模塊上插入移動通信卡（3.3V sim卡），并用專用交叉串口電纜線連接ARM模塊與GPRS模塊，最后在GPRS模塊上架好天線。打開GPRS模塊的開關，GPRS模塊上POWER指示燈亮，GPRS指示燈閃爍，GRI指示燈常亮，表示模塊工作正常。（注意：一般都要先打開ARM模塊，進入Windows操作系統界面下以后再和GPRS模塊用串口線連接，以免Windows CE系統無法正常啟動）。2打開Windows文件夾，雙擊R8C TEST文件，則可進入百科融創串口助手AT指令實驗界面。3在AT指令實驗界面把串口速率設置成115200，打開發送和接收顯示窗口。4打開鍵盤，可在發送窗口一欄中輸入GPRS短消息發送指令，再單擊發送則可發送短信（注意：本系統除漢字以外，其他諸如英文字母，阿拉伯數字全部支持）。也可以用手機向該模塊的用戶發送短消息，即直接向該模塊內用戶的手機號碼發送短消息即可。5實驗完畢，關掉實驗箱電源，取下sim卡，串口線和耳機耳麥，整理實驗箱。五、實驗報告1說明GSM/GPRS系統短消息發送的原理與過程，并畫出相應框圖。GSM/GPRS過程與原理如下：SMS采用存儲轉發模式短消息被發送出去之后，不是直接發送給接收方，而是先存儲在SMC（短消息中心），然后再由SMC將短消息轉發給接收方。如果接收方當時關機或不在服務區內，SMC就會自動保存該短消息，等到接收方在服務區出現的時候再發送給他。根據其原理，結合實驗指導書，該系統簡單框圖如下：HLRVLR第七信令系統短消息中心網關短消息業務中心移動終端移動交換中心基站子系統2記錄所要發送的短消息以及接收的短消息。該發送實驗也是沒能成功。在打開GPRS模塊和基于ARM的windows ce系統后，始終沒能看到“AT-Command Interpreter ready”字樣。分析原因可能有如下幾點：1、 Sim卡槽損壞。GPRS模塊的SIM卡槽非常松，很可能會接觸不好，經過手按壓，同樣可能接觸不正確。2、 GPRS串口、串口線或ARM模塊串口借口有問題。實驗四 誤碼率評估一、實驗目的學習使用MATLAB提供的析誤碼率的有效工具誤碼率評估界面，并用其來計算和比較不同的調制方式、不同差錯控制編碼方式和不同信道噪聲模型條件下通信系統的誤碼率。二、實驗原理在MATLAB命令窗口中輸入命令：commgui即可打開一個圖形用戶界面窗口誤碼率評估窗口，如圖3-1所示。由圖3-1可以看出，誤碼率評估窗口包含了通信系統中信號處理的全部過程：信號源信號的產生；信號經過差錯控制編碼和調制后發送；疊加信道噪聲后送到接收設備；經過解調和解碼恢復出原始數據，進行誤碼率計算等過程。誤碼率評估窗口上半部分分為四個功能區域，即l Source（信號源）l Err-Ctr-Code（差錯控制編碼）l Modulation（信號調制編碼）l Channel（信道）在每個部分均有一個下拉菜單，并有多種可供用戶選擇的方式。下拉菜單的下方有一個文本編輯框，用戶一旦選定某種方式，即可在編輯框中輸入該方式要求的參數。全部參數設置好以后，信號的整個處理過程中也就隨之確定，此時用戶就可以開始對誤碼率進行評估了。圖3-1所示的窗口下半部分是評估的計算結果顯示區域和控制評估按鈕。顯示區域共有5個小的矩形區域，其中最左邊的窗口區域顯示當前計算結果，其他的窗口用來保存以前的計算結果，以便進行比較。用于可以把不需要的計算結果拖入到窗口右下角的Trash（垃圾桶）中。在功能區域設置好參數之后，單擊Run按鈕即可開始評估。當評估結束后，單擊Plot按鈕就可輸出計算結果，該結果顯示的是極坐標系中信噪比和誤碼率的曲線圖。用戶可以通過該窗口比較不同通信系統模型的誤碼率，從而得到不同的系統性能。三、實驗內容1利用MATLAB提供的誤碼率評估工具，在隨機信源、ASK調制方式、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件下對線性分組碼和循環碼的性能進行評估和分析。第一組 （15，11）碼：線性分組碼：隨機信源、ASK調制方式、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件循環碼：隨機信源、ASK調制方式、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件第二組 頻率：1600Hz、800 Hz、400 Hz（red、blue、pink）（31，26）碼：線性分組碼： 循環碼：評估和分析：在隨機信源、ASK調制方式、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件下，線性分組碼的誤碼率明顯高于循環碼，由于相同條件下線性分組碼所需碼字多于循環碼，所以導致線性分組碼誤碼率高于循環碼。2利用MATLAB提供的誤碼率評估工具，在隨機信源，PSK調制方式，加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件下對線性分組碼和循環碼的性能進行評估和分析。頻率：1600Hz、800 Hz、400 Hz（red、blue、pink）（31，26）碼：線性分組碼： 循環碼：評估和分析：在隨機信源、PSK調制方式、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件下，線性分組碼的誤碼率明顯高于循環碼，由于相同條件下線性分組碼所需碼字多于循環碼，所以導致線性分組碼誤碼率高于循環碼。3利用MATLAB提供的誤碼率評估工具，在隨機信源、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件，對分別采用ASK和PSK調制方式時的線性分組碼的性能進行評估和分析。1600、800、400（red、blue、pink）31，26ASK ： PSK：評估和分析：線性分組碼在隨機信源、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件下，采用ASK調制方式與PSK調制方式兩者誤碼率相近。4利用MATLAB提供的誤碼率評估工具，在隨機信源、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件，對分別采用ASK和PSK調制方式時的循環碼的性能進行評估和分析。ASK：PSK：評估和分析：循環碼在隨機信源、加性白高斯噪聲信道（AGWN）條件下，采用ASK調制方式與PSK調制方式兩者誤碼率相近，但是采用ASK調制的波動小于PSK調制。實驗五 編碼實驗一、實驗目的學習使用MATLAB實現線性分組碼的編碼。二、實驗原理為了求得全部碼字，必須要用到全部信息序列，并找出對應的編碼序列。信息矩陣是一個的矩陣，該矩陣的行是長為k的全部可能的二進制序列，由全部為0的序列開始，并以全部為1的序列結束。各行按下述方法排列：按序列的十進制大小、從上至下由小到大排列。G是生成矩陣，則碼字矩陣。三、實驗內容有一（10，4）線性分組碼，其生成矩陣為求全部碼字和該碼的最小距離。其計算的Matlab代碼如下：clcm=0 0 0 0; 0 0 0 1; 0 0 1 0; 0 0 1 1; 0 1 0 0; 0 1 0 1; 0 1 1 0; 0 1 1 1; 1 0 0 0; 1 0 0 1; 1 0 1 0; 1 0 1 1; 1 1 0 0; 1 1 0 1; 1 1 1 0; 1 1 1 1;g=1 0 0 1 1 1 0 1 1 1;1 1 1 0 0 0 1 1 1 0; 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1; 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1;c=mod(m*g,2);result=cat(2,m,c);M_distance=pdist(c).2;Min_distance=min(M_distance)生成結果中，前四列為信息，其后為編碼：最小碼間距離為：實驗六 通信系統設計一、實驗目的學習使用MATLAB的Simulink仿真工具進行通信系統設計。二、實驗原理MATLAB為用戶提供了一個建模與仿真的平臺Simulink。Simulink采用模塊組合的方法來創建動態系統的計算機模型，其主要特點是快速、準確。Simulink可以用于模擬線性與非線性系統、連續與非連續系統，或它們的混合系統。除此之外，Simulink還提供圖形動畫處理方法，以方便用戶觀察系統仿真的整個過程。通常啟動Simulink的方法有兩種：l 在MAT