1、现代通信技术实验指导书实验一 CDMA扩频调制、解扩实验CDMA扩频调制实验一、实验目的1. 了解扩频调制的基本概念；2. 掌握PN码的概念以及m序列的生成方法；3. 掌握扩频调制过程中信号频谱的变化规律。二、预备知识1. 不同多址接入方式（TDMA、FDMA、CDMA）的区别；2. 扩频码的种类与应用；3. 扩频码的基本性质。三、实验仪器移动通信实验箱 一台；台式计算机 一台；四、实验步骤1. 在主界面上选择实验 “扩频调制”实验；2. 选择“手动输入”或“随即生成”产生原始数据；3. 可选择“长度为15的m序列”，或者“长度为31的m序列”，或者“长度为31的gold序列”;4. 观察扩频
2、后的数据，并可用频谱分析仪器观察频谱变化；红色曲线表示原始信号，绿色曲线表示扩频信号。我们可以发现，扩频后，频谱展宽。五、实验报告1. 试说明扩频码在移动通信中的应用；2. 扩频码的种类有哪些？有何特点？如何产生3. 扩频后信号频谱发生怎样的变化？实验 CDMA解扩实验一、实验目的1. 了解CDMA解扩的基本概念；2. 掌握解扩的基本方法；3. 掌握解扩过程中信号频谱的变化规律。二、预备知识1. 扩频的基本原理；2. 扩频过程中信号频谱的变化；3. 解扩过程中信号频谱的变化。三、实验仪器1、移动通信实验箱 一台；2、台式计算机 一台；四、实验步骤1. 在主界面上选择“解扩”实验；2. 选择“手
3、动输入”或“随机生成”产生原始数据；3. 可选择“长度为15的m序列”，或者“长度为31的m序列”，或者“长度为31的gold序列”;4. 设定解扩码相位，比较相位同步、不同步时解扩的结果。5. 设定解扩码相位，观察“频谱分析仪”上信号频谱的变化。红色曲线表示原始信号的频谱，绿色曲线表示扩频信号的频谱，蓝色曲线表示解扩信号的频谱。五、实验报告1. 试说明解扩的基本原理；2. 为什么接收机中的扩频码需要进行准确同步？正确解扩和不正确解扩后，信号的频谱有何变化？请画图示意。实验二 GSM移动台开机登陆和关机实验一、 实验目的1、了解GSM移动终端开机后接入网络进入工作状态的全过程；2、掌握GSM移
4、动终端开机入网位置登记的信令过程；3、掌握GSM移动终端关机离开网络的信令过程。二、 预备知识1、GSM移动终端开机搜索网络的过程；2、GSM移动终端同基站建立RR连接的信令过程；3、GSM移动终端开机入网时IMSI附着的信令；4、GSM移动终端关机时IMSI分离涉及到的信令。三、 实验仪器1、移动通信实验箱 一台；2、台式计算机 一台；四、实验步骤1、通过串行口将实验箱和电脑连接，给实验箱上电。将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在主界面上双击“开机登陆”实验图标，进入此实验界面。2、点击界面上的“初始化”键。看到消息框中出现 “初始化”完成。3、点击界面上“查看参数列表”键，观察MS
5、参数列表，可以查看到本MS对应的IMSI。再根据此IMSI去观察MSC/VLR中同本MS的IMSI相同的那条记录，可以看到在“是否附着”一栏中，目前的状态为“未附着”。4、点击界面上的“开机”开机键，观察消息框中显示的开机的信令过程。开机信令过程若正常结束，会弹出对话框“开机过程完成，已经完成IMSI附着，手机处于空闲状态”。这时，再次观察MSC/VLR列表，可以看到同本MS的IMSI相同的那条记录中“是否附着”一栏，目前的状态变为“已附着”。5、到目前为止，正常的开机过程结束，紧接着点击界面上的“关机”键，观察消息框中显示的关机信令过程。关机信令过程若正常结束，会弹出对话框“关机结束”。这时
6、，点击界面上“查看参数列表”键，再次观察MSC/VLR列表，可以看到同本MS的IMSI相同的那条记录中“是否附着”一栏，目前的状态变为“未附着”。6、由于从MS到达MSC/VLR的信令通过了MS和BS之间的无线信道、BS和MSC/VLR之间的有线信道，因此LOCATION UPDATING REQUEST消息出错的情况会偶尔出现，若出现这种情况，IMSI附着会失败，信令会显示“LOCATION UPDATING REJECT”；IMSI附着失败的信令结束后，会弹出对话框：IMSI附着失败，可按“开机”键重新开始。这时，可按动“开机”键重新进行IMSI附着过程。7、以上所有的信令过程我们都是在正
7、常模式下进行的，这时信令交互的速度比较快。为了更清晰的掌握信令的交互过程，我们可以选择界面上的“单步”键。然后按动“初始化”键。这样实验就进入单步执行状态。这时候，需要按动“下一步”按键，相应的信令交互才会出现。这时信令交互的进行由此键控制。从而使学生有充分的时间一边学习实验报告中关于信令交互过程的介绍，一边进行实验。以上正常IMSI附着、关机和的信令过程都可以在单步的情况下再次进行。五、实验报告1、 记录开机后正常IMSI附着的信令过程，并阐述MSC/VLR参数列表中的变化情况。2、 记录关机的信令过程，并阐述MSC/VLR参数列表中的变化情况。实验三 移动性管理实验一、实验目的1、了解移动
8、通信网络中移动性管理的作用及其实现。2、掌握VLR内部位置更新的信令过程及其对MSC/VLR参数列表的影响。3、掌握跨VLR位置更新的信令过程及其对MSC/VLR参数列表、HLR参数列表的影响。二、预备知识1、移动通信网络如何进行移动性管理。2、VLR内部的位置更新的原理及其信令流程。3、跨VLR位置更新的原理及其信令流程。三、实验仪器1、移动通信实验箱 一台；2、台式计算机 一台；四、实验步骤1、通过串行口将实验箱和电脑连接，给实验箱上电。将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在主界面上双击“移动性管理”实验图标，进入此实验界面。2、选择界面上“位置更新模式”为“内部”，进行VLR内位置
9、更新实验。点击界面上的“初始化”键。看到消息框中出现 “初始化”完成。3、点击界面上“查看参数列表”键，观察MS参数状态表、MSC/VLR参数状态表、HLR参数状态表。记录MS参数状态表的内容，并根据此MS的IMSI作为索引，在VLR参数状态表、HLR参数状态表中寻找与本IMSI对应的一行记录，并记录下来。4、点击界面上的“位置更新”键，观察消息框中显示的VLR内位置更新信令过程。位置更新过程若正常结束，会弹出对话框“位置更新过程结束”。5、点击界面上“查看参数列表”键，再次观察MS参数状态表、MSC/VLR参数状态表、HLR参数状态表。对比之前记录的参数状态表，可以发现MS的TMSI和LAI
10、都改变了，即MS所在的位置区改变了，但由于这两个位置区同处于一个MSC/VLR的控制，因此HLR参数状态表中MSC/VLR识别码没有发生改变。VLR内位置更新实验结束，若想重复以上过程，可以选择“VLR内”、“单步”标识，再按动“初始化”键，进入单步VLR内位置更新过程。点击“位置更新”键，并按动“下一步”键，信令过程可单步执行。6、VLR内位置更新过程结束后，可进行跨VLR位置更新过程。选择界面上的“跨区”，点击“初始化”键。看到消息框中出现“初始化”完成。这样就可进行跨VLR的实验。7、点击界面上“查看参数列表”键，观察MS参数状态表、MSC/VLR参数状态表、漫游MSC/VLR（即MS漫
11、游到的新MSC/VLR）参数状态表、HLR参数状态表。记录MS参数状态表的内容，并根据此MS的IMSI作为索引，在原MSC/VLR参数状态表、HLR参数状态表中寻找与本IMSI对应的一行记录，并记录下来。同时观察漫游MSC/VLR参数状态列表可以看到找不到与此IMSI对应的记录。8、点击“位置更新”键，开始位置更新，信令流程会依次显示在消息框中，当所有信令流程结束时，点击界面上“查看参数列表”键，观察参数状态表的变化。可以看到漫游MSC/VLR参数状态表中出现了此MS的记录。HLR中对应于此MS的记录中MSC/VLR的识别码改变了， MSC/VLR参数状态表中，关于此MS的记录项已被删除。同时
12、也可以看到原MS参数状态表中的数据也发生了改变。请对这些参数状态表的改变做相应的记录。9、由于底层通信的误码，可能位置更新过程失败，这时请记录位置更新过程失败的信令流程，并重新按动“初始化”、“位置更新”键进行实验。六、实验报告1、记录GSM网络VLR内位置更新的信令流程，并说明VLR内位置更新对MS、MSC/VLR、HLR参数状态表的改变情况。2、记录GSM网络跨VLR位置更新的信令流程，并说明跨VLR位置更新对MS、MSC/VLR、HLR参数状态表的改变情况。3、比较VLR内位置更新和跨VLR位置更新的异同。实验四 移动台主叫实验一、实验目的1、掌握移动台主叫正常接续时的信令流程。2、了解
13、移动台主叫时被叫号码为空号时的信令流程。3、了解移动台主叫时被叫用户关机或处于忙状态时的信令流程。4、了解移动台主叫时被叫用户振铃后长时间不接听的信令流程。二、预备知识1、移动台同MSC之间的信令链路建立过程。2、移动台主叫的呼叫建立过程。3、与通话连接相关的七号信令消息。三、实验仪器1、移动通信实验箱 一台；2、台式计算机 一台；3、小交换机 一台；四、实验步骤1、通过串行口将实验箱和电脑连接，给实验箱上电。将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在主界面上双击“主叫实验”图标，进入此实验界面。2、点击“初始化”键，看到消息框中出现“初始化”完成。再点击“开机”键，从而使移动台处于开机状态
14、。3、移动台主叫实验需要某一个被叫移动台的配合，在教师的协调下，选择一个作为被叫的实验箱，并了解此被叫的电话号码。4、下面进行呼叫建立正常的实验。（1）提示被叫通过点击学生平台上的“初始化”、“开机”键，使被叫处于开机空闲状态。（2）主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的电话号码，并按动对话框边的“OK”按钮。点击界面上的“呼叫”按钮，主叫学生戴上实验箱上配备的耳机，充当话机。主叫移动台开机拨叫被叫号码。主叫学生平台上将显示移动台主叫的信令过程。（3）由于被叫处于开机空闲状态，很快被叫学生平台的电话将振铃，主叫学生平台上将会显示从被叫学生平台发送来的ISUP ADRRESS COMPLETE(
15、ACM)消息。主叫MSC将想MS发送ALERTING信令。（4）被叫振铃后，控制被叫学生平台的学生按动被叫实验界面上的“摘机”键，被叫学生戴上实验箱上配备的耳机。被叫学生平台上将显示被叫MS将向被叫MSC发送CONNECT消息。这时，被叫MSC向主叫MSC发送ISUP ANSWER消息，主叫MSC收到此消息后，将向主叫MS发送CONNECT消息，MS回送CONNECT ACKNOWLEDGE消息。此后，主被叫之间的通话链路完全建立，能够进行通话。主叫学生平台上会提示“进入通话中”。（5）通话结束，主叫主动挂断电话。主叫学生按动学生平台界面上的“挂机”，并放下实验箱上的电话。主叫学生平台会显示通
16、话链路释放。5、被叫无应答的情况下的信令流程（1）提示被叫通过点击学生平台上的“初始化”、“开机”键，使被叫处于开机空闲状态。（2）主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的电话号码，并按动对话框边的“OK”按钮。点击界面上的“呼叫”按钮，主叫移动台开机拨叫被叫号码。主叫学生平台上将显示移动台主叫的信令过程。（3）由于被叫处于开机空闲状态，很快被叫学生平台的电话将振铃，主叫学生平台上将会显示从被叫学生平台发送来的ISUP ADRRESS COMPLETE(ACM)消息。主叫MSC将想MS发送ALERTING信令。（4）被叫振铃后，让被叫学生不按动“摘机”键。等待1分钟后，被叫MSC释放链路的信令显
17、示在被叫学生平台上。并且被叫MSC向主叫MSC发送ISUP RELEASE消息，主叫MSC收到此消息后，将进行主叫链路的释放，所有的释放链路的信令将依次显示在主叫学生平台的界面上。6、进行被叫未开机时的信令流程实验。（1）让被叫学生按动被叫学生平台上的“关机”键，使被叫移动台处于关机状态。（2）主叫在学生平台上选择或输入被叫移动台的电话号码，并按动对话框边的“OK”按钮。点击界面上的“呼叫”按钮，主叫学生拿起实验箱上的话筒。主叫移动台开机拨叫被叫号码。主叫学生平台上将显示移动台主叫的信令过程。（3）由于被叫移动台处于关机状态，主叫MSC将从被叫MSC收到ISUP RELEASE消息。主叫学生平
18、台上会显示从被叫MSC收到此消息，紧接着是主叫MSC释放链路的信令过程。7、被叫号码无效时的信令流程。（1）主叫在学生平台上输入教师规定的一个号码（此号码不对应任何实验箱，因此可认为是个不合法的号码），并按动对话框边的“OK”按钮。点击界面上的“呼叫”按钮。（2）学生平台上会显示紧接着的所有的信令过程。最后会弹出对话框提示“本号码是空号，请挂机”。学生放下电话。8、进行以上4种情况的实验时，每一实验结束后，结合实验原理中的信令流程图认真分析信令流程并做相应的记录。9、以上实验时主被叫学生平台均不需要选择“单步”按钮。如果需要选择“单步”按钮，主叫学生平台和被叫学生平台要密切配合，否则会由于一方
19、不按动“下一步”键，整个实验无法继续，导致移动台或者基站的定时器超时，导致异常。六、实验报告1、 记录正常呼叫的过程中，移动台主叫部分的信令流程。2、 记录被叫关机时，移动台主叫部分的信令流程。3、 记录被叫振铃后无应答时的，移动台主叫部分的信令流程。4、 记录被叫号码无效时，移动台主叫的信令流程。实验五 移动台被叫实验一、实验目的1、掌握移动台被叫正常接续时的信令流程。2、掌握通话结束呼叫释放时的信令流程。3、了解被叫用户振铃后长时间不接听时移动台被叫的信令流程。二、预备知识1、移动台被叫的信令流程。2、呼叫释放时的信令流程。三、实验仪器1、移动通信实验箱 一台；2、台式计算机 一台；3、小
20、交换机 一台；四、实验步骤1、通过串行口将实验箱和电脑连接，给实验箱上电。将与实验箱相连的电脑上的学生平台程序打开。在主界面上双击“GSM移动台被叫”实验图标，进入此实验界面。2、点击“初始化”键，看到消息框中出现“初始化”完成。再点击“开机”键，从而使移动台处于开机状态。3、移动台被叫实验是同一个主叫移动台配合进行的，在教师的协调下，确定作为主叫的实验箱。4、下面进行呼叫建立正常的实验，主要观察移动台被叫的信令过程。（1）等待主叫移动台拨叫本实验箱上的移动台。由于被叫开机，学生平台上会显示被叫MSC寻呼被叫移动台的信令过程。（2）被叫MSC寻呼被叫移动台结束后，被叫MSC与被叫移动台之间的信
21、令连接建立。过片刻，被叫实验箱振铃。观察学生平台信令的显示，会出现MS向MSC发送ALERTING消息。（3）按动学生平台上的“摘机”键并且佩戴实验箱上的耳机作为电话听筒。观察学生平台的信令显示，会出现MS向MSC发送CONNECT消息，紧接着MSC向MS发送CONNECT ACKNOWLEDGE消息。至此整个通话建立。可以进行通话。5、下面进行通话结束呼叫释放的实验。（1）通话结束，被叫主动挂断电话，观察学生平台上呼叫释放的信令流程。6、下面进行呼叫建立时被叫振铃不应答的实验，观察移动台被叫的信令过程。（1）等待主叫移动台拨叫本实验箱上的移动台。由于被叫开机，学生平台上会显示被叫MSC寻呼被
22、叫移动台的信令过程。（2）被叫MSC寻呼被叫移动台结束后，被叫MSC与被叫移动台之间的信令连接建立。过片刻，被叫实验箱振铃。观察学生平台信令的显示，会出现MS向MSC发送ALERTING消息。（1） 被叫学生不按动学生平台上的“摘机”键，等待片刻，由于被叫无应答，会导致被叫端定时器超时，被叫会释放呼叫链路。7、进行以上三种情况的实验时，每一实验结束后，结合实验原理中的信令流程图认真分析信令流程并做相应的记录。8、以上实验时主被叫学生平台均不需要选择“单步”按钮。如果需要选择“单步”按钮，主叫学生平台和被叫学生平台要密切配合，否则会由于一方不按动“下一步”键，整个实验无法继续，导致移动台或者基站的定时器超时，导致异常。五、实验报告1、记录正常呼叫的过程中，移动台被叫部分的信令流程。2、记录通话结束后，呼叫链路释放的信令流程。3、记录被叫振铃后无应答时的，移动台被叫部分的信令流程。
