‘數(shù)字移動通信原理’實驗報告要點

1、數(shù)字移動通信原理專業(yè)：通信工程學院班級學號：學生姓名：實驗地點:南湖校區(qū)，1512指導教師：曲良東日期 2013年6月18日數(shù)字移動通信原理實驗報告GSM移動通信系統(tǒng)實驗一、實驗目的1、了解GSM接續(xù)過程中的信令交互，GSM信道編解碼原理，F(xiàn)DD/TDMA技術 在GSM系統(tǒng)中的應用。2、掌握通話時GSM手機發(fā)射信號頻譜的測量方法，不同 GSM邏輯信道上的信 道編解碼實驗方法，上下行突發(fā)脈沖序列的時間偏移測量方法，GSM手機入網(wǎng)、手機主呼和被呼實驗方法，GSM手機發(fā)信載頻包絡、手機發(fā)信機射頻功率控制指標的測試 方法。二、實驗內(nèi)容1、GSM頻譜分析實驗通過實驗箱測量手機發(fā)射信號的 GMSK頻譜，并

2、畫出頻譜圖。2、GSM信道編解碼實驗廣播控制信道(BCCH)、獨立專用控制信道(SDCCH)、慢速隨路控制信道 (SACCH)、快速隨路控制信道(FACCH)的編碼和解碼。3、FDD/TDMA 原理實驗(1)觀察移動臺入網(wǎng)時，控制信道的上下行常規(guī)突發(fā)的時間偏移，畫出波形圖。(2)觀察移動臺與實驗箱進行通話時，業(yè)務信道的上下行常規(guī)突發(fā)的時間偏移， 畫出波形圖。4、GSM手機入網(wǎng)、手機主呼和手機被呼語音通話實驗5、GSM移動臺發(fā)信機技術指標及測試實驗(1)手機發(fā)信載頻包絡指標的測試。(2)手機發(fā)信機射頻功率控制指標的測試。(3)畫出IF_1M和RX_PWR的波形。三、實驗器材1、GSM移動通信實驗

3、系統(tǒng)一臺2、GSM手機一部3、200MHz雙蹤示波器四、實驗原理1, GSM頻譜分析實驗快速傅立葉變換的基本原理快速傅立葉變換是快速計算 DFT的算法的簡稱。對一個有限長序列，其傅立葉表示稱為離散傅立葉變換(DFT),而一個周期序列的傅立葉表示稱為DFS。對于周期序列的DFT可以從DFS中切出一個周期即是一個長度為N的有限長序列x (n)(即在0&nWN-1的區(qū)間內(nèi)x (n)有非零值,其它區(qū)域x (n)為零)的離散傅立葉變換(DFT)的表示式為:X(k)=DFTx(n)二,NZ x(n)W nWknN0< k< N-111(5.1-1)其它_j2 二其中，Wn =e Nx

4、(n)為加權值(即每個分量的系數(shù))在一般情況下，X(k)是一個復量，可表示為X(k)=XR(k)+jXi(k)或 x«)=x(k)ej#)(5.1-2)式中，Xr (k)為實部，Xi (k)為虛部X(k)| = kR2(k)+Xi2(k)，WkXarctX4k)Xr*)將式(5.1-1)用矩陣表示(5.1-3)X = Wx其中，X = X(0), X(1),X(2), .X(n-1)Tx=x(0), x(1),x(2), .x(n-1)T一 wN0°wN.0WrTwN.1Wn" 1WNSN -4).0Wn(N 4).1wNn)(N書由式(5.1-3)可以看出，計算

5、一個 X (k)值需要N次復乘法和(N-1)次復 加法。因為k共有N個值，所有直接計算DFT,需要N2次復乘法和NM (N-1)次復加法，當N取值很大時，直接計算DFT的計算量非常大。 對W:進行分析，可知W;具有周期性和對稱性，即WNnk =WN(nk)N周期性(nk)N 是 nk 的模 N 運算，上式也可表示為 WNn(NJi) =WNk(Nj) =WNnk(5.1-5)N (nk ).Wn 2 =Wk對稱性(5.1-6)由此可知，在W與x(n)相乘過程中，存在著不必要的重復計算，避免這種重復， 則是簡化運算的關鍵?；谝陨戏治觯梢詫?N點DFT運算分成為兩組義點的DFT運算，然后求和。

6、其中一組取n為偶數(shù)，另一組取n為奇數(shù)(設N=2M, M為正整數(shù))。將式(5.1-1) 重寫如下N 二一nknknkX(k) =DFTx(n) =£ x(n)WhJ =£ x(a)Wn +£ x(n)WhJ(517)n=0偶數(shù)n奇數(shù)nk 5.1"以符號2r表示偶數(shù)n, 2r+1表示奇數(shù)n, r的范圍是0,1,1,則有XN422X(k)- x(2r)W；rk- 二 x(2r 1)wN2r1)kr=0r =e142=、x(2r)(W：)rkr ON2Wx(2r 1)Wn(2,1)kr =0二，x(2r)WNrk WNKX x(2r 1)Wn"r O2

7、r O2=G(k) WNK H (k)甘+2 唁W其中，W； =e N =e 2 =Wn2G(k)=" x(2r)Wrk -2(5.1-8)9H(k)="x(2r 1)Wgk r O2(5.1-9)由G(k)和H(k)的重復性可知G(k+，)=G(k),H (k 與=H (k)同時，有W” =W： W； = W；由式(5.1-6) , (5.1-9) , (5.1-10),k_kX(k) =G(k) +WnH (k)X(*k) =G(k) -WrkH(k)(5.1-10)(5.1-11)(5.1-12)(5.1-11) , X(k)可表示為(5.1-13)其中，k=0,1，

8、21由此可以看出，由G(k)和H(k)獲得X(k)的過程中，共需N/2次復數(shù)乘法和N次復 數(shù)加減法，而當N=2M時，F(xiàn)FT的全部運算工作量為：復數(shù)乘法：段M =?ln N次復數(shù)加法：NM =N ln N次而原始的直接DFT方法需要復數(shù)乘法：N2次復數(shù)加法：N”N-1)次當N較高時，F(xiàn)FT算法得到很可觀的改善。2、利用FFT對信號進行頻譜分析為了了解信號的特點，對信號進行頻譜分析是相當重要的。所以譜分析就是計算 信號的頻譜，并由此計算出振幅譜，相位譜和功率譜。1)譜分析中的參數(shù)選擇設離散信號x (n)是從連續(xù)時間信號Xa (t)取樣得到的，為此定義一些參數(shù)：T取樣周期，單位為秒。fs取樣頻率(H

9、Z) , fs=1/Tf0連續(xù)時間信號Xa (t)的最高頻率(HZ)FXa (t)的頻率分辨間隔或稱為分辨力，單位為 HZ,它的含義是對Xa (t) 的振幅譜| Xa (f) |取離散觀察時，離散值的間隔不能大于 F,故當兩個頻率之差大于F時, 對Xa (t)所包含的這兩個頻率成分就可以分辨開。當 xa (t)的振幅譜| Xa (f) |曲線擺 動比較大時，F(xiàn)就要取得小些，當| Xa (f) |曲線比較平滑時，F(xiàn)就可取得大些。tp彳S號Xa (t)的最小記錄長度(秒)，tp = 1/FN 一個記錄長度中的取樣數(shù)為了避免混迭失真，要求fs>2fo(5.1-14)(一般情況下為了避免fs過高

10、，均將高頻信號通過下變頻變到低頻段。) 因此T應選擇為T<1/2fo(5.1-15)最小記錄長度必須按所需要的分辨率來選擇。tp=1/F(5.1-16)或 tp=N XT=1/F(5.1-17)由式(2-16)可以看出，高頻容量和分辨率之間，在 N不變的情況下，是不 可兼顧的。在保持一個不變的情況下，增加高頻容量或提高分辨率的唯一辦法是增加 在記錄長度內(nèi)的取樣數(shù)N,如果fo和F都給定，N必須滿足N > 2fo/F(5.1-18)2)譜分析步驟 設待分析的信號為任意長度的連續(xù)時間信號 Xa (t) (t>0),若已知信號的 最高頻率為fo,頻率分辨率為F那么根據(jù)式(2-14)

11、, (2-15) , (2-17)分別求出取 樣周期T,最小記錄長度tp和取樣點數(shù)No因為要利用2為基的FFT算法，所以由式(5.1-17)計算得到的N不是2的整數(shù) 倍，則應該增加N的值，使N等于2的整數(shù)幕。在一個記錄長度中對Xa (t)取樣，取樣點數(shù)為N,于是得x (n) = Xa (nT)0<n<N-1(5.1-19)用FFT計算頻譜用FFT計算x (n)的頻譜，即計算N 1X (k) = Z x(n)W；N n 0=Xr (k) + jXI (k)(5.1-20) 由頻譜X (k)求振幅譜，相位譜和功率譜由式(5.1-19)可以求出振幅譜| X (k) |,相位譜9 (k)和

12、功率譜S (k),分別 為,、22(5.1-21 )CX X (k) |=v,Xr (k) +Xi (k)0 (k) =arctgX i (k) / Xr (k)S (k) =| X (k) |2= Xr (k) 2+ Xi (k) 22、GSM信道編解碼實驗信道編碼可顯著地改善數(shù)字信息在傳輸過程中由于各種噪聲和干擾而造成的誤 差，提高系統(tǒng)的可靠性。信道編解碼過程是：具有確定長度的數(shù)字信號序列m,人為地按一定規(guī)則加進非信息數(shù)字序列，以構成一個一個碼字 C (信道編碼)，然后，經(jīng)調制器變換為適合信 道傳輸?shù)男盘?，?jīng)信道傳輸后，在接收端經(jīng)解調器判決輸出的數(shù)字序列稱為接收序列R,再經(jīng)信道譯碼器譯碼后

13、輸出信息序列 m。二進制數(shù)字信號在傳輸中發(fā)生的錯誤，主要有兩種類型：隨機錯誤和突發(fā)錯誤。 隨機錯誤是每個碼元的錯誤概率，與它前后碼元的錯誤無關。而突發(fā)錯誤則不一樣， 一個碼元的錯誤往往影響前后碼元發(fā)生錯誤。在實際信道中，這兩種錯誤均可能發(fā)生。一般來說，能發(fā)現(xiàn)錯誤的編碼叫檢錯碼；能糾正錯誤的編碼叫糾錯碼。一般來說， 糾錯碼一定能檢錯，而檢錯碼不一定能糾錯。按對信源序列處理方式不同，可以將糾錯編碼分為分組碼和卷積碼兩大類。分組碼把信息序列以k個碼元分組，通過編碼器將每組的 k元信息按一定規(guī)律產(chǎn) 生r個多余碼元(稱為校驗元或監(jiān)督元)，輸出長為n=k+r的一個碼字(碼組)，因此, 每一碼組的r個校驗元

14、僅與本組的信息元有關，而與別組無關。分組碼用( n, k)表. .一 . k.小，n表小碼長，k表小信息位數(shù)目，R =上稱為分組碼的編碼效率，也稱為碼率。n卷積碼將信息序列以k0個碼元分段，通過編碼輸出長為n0的一段碼段。但是該碼 段的no-ko個檢驗元不僅與本段的信息元有關， 而且與其前m段的信息元有關，故卷積 碼用(n。、k。、m)表示，稱No= (m+1) nO為卷積碼的編碼約束長度。GSM系統(tǒng)無線接口信道的編解碼方法：在GSM系統(tǒng)的信道編解碼中用到了( 2, 1, 4)卷積碼，(224, 184)法爾碼, (35, 25)奇偶碼，(14, 8)奇偶碼。其中法爾碼和奇偶碼是循環(huán)碼的一種，

15、在GSM系統(tǒng)中用于檢錯，卷積碼用于糾錯。根據(jù)信道不同，信道所要求的編碼過程也不同，如：a、同步彳S道（SCH）需要78bit的信息，而原始信息比特只有 25bit,這樣需經(jīng)奇 偶碼（ 35, 25）編碼后，加上10個檢驗位成為35bit;再加上4個尾比特“ 0”，成為 39bit,最后經(jīng)卷積碼（2, 1, 4）輸出78bit。因同步信道（SCH）只在下行鏈路中才有， 所以在GSM系統(tǒng)中只有編碼過程。b、隨機接入信道（RACH）需要36bit信息，而原始信息比特只有8bit,經(jīng)（14, 8）奇偶碼編碼后加6個bit校驗位，成為14bit,再加上4個尾比特“ 0”成為18bit, 最后經(jīng)（2, 1

16、, 4）編碼成為36bito因隨機接入信道（RACH）只在上行鏈路中才有， 所以在GSM系統(tǒng)中只有解碼過程。c、廣播信道/尋呼信道/準予接入信道/慢速隨路控制信道 （BCCH/PCH/AGCH/SACCH ）需456bit信息，而原始信息只有184bit,經(jīng)法爾碼（224, 184）編碼后,加上40bit校驗位，成為224bit,再加上4個尾比特“ 0”，成為228bit, 最后經(jīng)卷積碼（2, 1, 4）輸出456bito5、GSM移動臺發(fā)信機技術指標及測試實驗在GSM無線接口協(xié)議中給移動臺規(guī)定了七種技術指標，它們是1、平均載頻功率平均載頻功率是指發(fā)信機輸出的平均載波峰值功率， 它是對該載頻時

17、隙突發(fā)脈沖的 有用信息比特部分（即時隙中段突發(fā)的有用信息比特部分，對常規(guī)信道為147比特，對RACH信道為87比特）測量的功率的平均值。2、發(fā)信載頻包絡發(fā)信載頻包絡是指發(fā)信載頻功率相對于時間的關系。3、發(fā)信機的射頻功率控制4、射頻輸出頻譜5、雜散輻射發(fā)信機的雜散輻射是指用標準測試信號調制時在除載頻和由于正常調制和切換瞬 態(tài)引起的邊帶以及鄰道以外離散頻率上的輻射。6、互調衰減互調衰減是指測量射頻發(fā)射設備對其非線性單元由于載波的存在和通過其天線進 入設備的干擾信號而產(chǎn)生的互調干擾信號的抑制能力。7、調制、頻率誤差和相位誤差GSM調制方案是高斯最小移頻鍵控（GMSK）,歸一化帶寬BT=0.3。發(fā)射信

18、號的相位誤差定義為發(fā)信機發(fā)射信號的相位與理論上最好信號（即理論上按GMSK調制出來的信號）的相位之差。頻率誤差定義為考慮了調制和相位誤差影響以后，發(fā)射信號的頻率與該絕對射頻頻 道號對應的標稱頻率之間的差。在本實驗中只對發(fā)信載頻包絡和發(fā)信機的射頻功率控制進行原理說明和測試。一發(fā)信載頻包絡在GSM無線接口協(xié)議中，要求移動臺發(fā)信機的載頻包絡在一個時隙期間要嚴格滿 足GSM規(guī)定的TDMA時隙幅度上升沿、下降沿及幅度平坦度要求。對于移動臺，有兩種基本格式的突發(fā)一一常規(guī)突發(fā)和接入突發(fā)，因而需要分別加以驗證兩種格式發(fā)信載頻包絡。GSM對常規(guī)突發(fā)規(guī)定的功率/時間框罩要求如圖2-1所示，對接入突發(fā)規(guī)定的功率 /

19、時間框罩要求如圖2-2所示。在任何頻率上，對正常和極限測試條件的每一種組合及每一種功率控制電平下，對常規(guī)突發(fā)的抽樣測量其功率/時間關系（即功率包絡）都應在圖 2-1所示的陰影限制 之內(nèi)。對接入突發(fā)的抽樣測量其功率包絡應在圖2-2所示的陰影限制之內(nèi)。特別是對在147比特（對常規(guī)突發(fā)）和87比特（對接入突發(fā)）期限間的幅度平坦度要求在土1dB 以內(nèi)。對圖中所示的±28us處其上升沿/下降沿功率應下大于-59dBc （若止匕時-59dBc的 實際功率值低于-36dBm,則該處要求為上升/下降沿功率下大于-36dBm。其中dBc是 以載頻功率為基準的對數(shù)功率），在 ±18us處其上升

20、/下降沿功率應下大于-6dBc。二發(fā)信機的射頻功率控制鑒于移動通信的遠近效應，在與基站通信過程中必須對移動臺的發(fā)射功率進行 控制（動態(tài)調整）。以便既能保證移動臺與基站之間一定的通信質量而又不至于對其 它移動臺產(chǎn)生明顯的干擾。對于900Mhz的GSM移動臺來說，應具有16級功率控制電平（功率控制電平 等級015）對于任一功率等級的移動臺，其每一級控制電平為從其峰值功率 13dBm （第 15級功率控制電平）到該移動臺功率等級相應的最大峰值功率。在連續(xù)功率控制電平下移動臺發(fā)射的功率應為一個單調序列，相鄰兩級功率電平之間的移動臺發(fā)射功率差應為 2 . 1.5dB。在正常測試條件下，對于移動臺從其最低

21、功率控制電平級（第 15級）到該移 動臺等級相應的最大峰值功率的每一級功率控制電平，其實際輸出功率應具有該功率 控制電平標稱值±3dB精度。在極限測試條件下，MS在每一級功率控制電平下的實際輸出功率，應具有該 級功率控制電平標稱值±4.0dB的精度。在本GSM實驗箱中，鑒于通信距離較近以及避免相互干擾，所使用的功率電 平為515級，在15級后另加4級控制電平等級。功率電平控制與峰值功率的對應關 系如表5.5-1所小。表5.5-1 MS發(fā)信機輸出功率與控制電平之間的關系對應表MS功率等級功率控制電平峰值功率(dBm)104314122393337435453363157298

22、279251023112112191317141515131611179187195在本實驗箱的射頻接收部分的 U7中集成了對數(shù)放大器，此對數(shù)放大器能將接收信 號變成脈沖波，脈沖波的幅度與接收信號的強度成正比。它們的對應關系如下式所示：Vlog=Vy (Pin-Px)(5.5-1)其中Vlog為脈波的幅度，Pin為接收信號強度Vy=0.15 Vpos (Vpos為 U11 的供電電壓，為 5V)無線通信原理實驗報告Px=-88.33dBm手機發(fā)射的信號經(jīng)GSM實驗箱接收后，經(jīng)過下變頻到1Mhz的中頻，并且對1Mhz 的中頻進行了兩級放大，所以式（5.5-1）中的Pin并不是手機發(fā)射的實際功率。

23、五、實驗步驟1, GSM頻譜分析實驗1、連續(xù)觀察頻譜設置GSM實驗箱為同步工作模式，使手機與GSM實驗箱處于通話狀態(tài)。此時GSM 實驗箱的工作界面為“ 03號”界面。在“03”界面上，用旋轉編碼器選擇“頻譜監(jiān)測”并確定，則進入“ 05”號界面， 同時顯示手機的信號頻譜，并不斷刷新測量結果。下圖（03號）為處于通話界面時LCD界面湖北眾友科技實業(yè)股份有限公司手機主叫基站主叫X 一，無線標準：GSM900廣播信道：20業(yè)務信道：20頻率：894.0 MHz頻率：894.0MHz功率控制：16:+11dBm射頻：ON信號：突發(fā)射頻輸出：-50 dBr基站掛機通話基站掛手機掛機測試項目頻譜監(jiān)測GSM

24、版本：PHASE 2手機掛機I射頻測試JIMSI （國際移動用戶號）：001011234567890IMEI （國際移動設備號）：447090400586400 撥號號碼：1 #請用光標控制鍵選擇一個項目來詳細測試。數(shù)字移動通信原理實驗報告下圖（05號）為“實時頻譜監(jiān)測”連續(xù)工作界面2、單步觀察頻譜在“05號”界面上，按“返回”鍵，進入“ 06號”界面，在“ 06號”界面上，設置“觸發(fā)”方法為“單步”，按“開始”鍵，則繼續(xù)測試。在“單步”工作模式下，每按一次“開始”鍵則測量一次，并且保持測量結果。下圖（06號）為“實時頻譜監(jiān)測”單步工作界面湖北眾友科技實業(yè)股份有限公司頻譜監(jiān)測跨度：0400kH

25、z信道：113頻率：912.6MHz功率控制16: +11dBm平均：3射頻輸出:-50dBm峰值：KHzdB標記：KHzdBdB-40-10-20-30100M1 M2200 250 300 kHz0開始更多設置（1/2）觸發(fā)單步/連續(xù)返回3、觀察信號頻譜上的噪聲現(xiàn)象在“06號”界面上，按下“更多設置”鍵，進入“ 07號”界面，將“ RBW”設置 為10khz,將“觸發(fā)”方式設置為“單步”，按“開始”鍵，則可以仔細觀察噪聲現(xiàn)象。（06號界面見上）4、也可在“ 07號”界面中，將“旋鈕”設置為“標記”，按“返回”鍵進入“06號”界面，按“開始”鍵進行頻譜測量，這時可通過旋轉旋轉編碼器使光標在頻

26、譜曲 線上滑動，同時左邊實時顯示光標所在處的頻譜幅值， 還可在“07號”界面中設置“標 記”為“粗調”或“細調”來調節(jié)光標的步進大小，“粗調”為6kHz, “細調”為1kHz。（07號界面見下頁）1 9下圖（07號）為“實時頻譜監(jiān)測”設置界面 2湖北眾友科技實業(yè)股份有限公司頻譜監(jiān)測跨度：0 400kHz信道：1130100200 :頻率：912.6MHz功率控制：16: +11dBm平均：3射頻輸出：-50dBm峰值：-KHz-dB標記：一KHzdB芍1dBM1 M200 300-401 II4*1il一11Hz|4ilii 11I-20Jc r iii Lr " - iJii !|

27、 0上10II0一】200"25廣300一: Hz -0100200 2550 300旋鈕標記/光標標記 粗調/細調更多設置(2/2)RBW(kHz)10/30返回2, GSM信道編碼與解碼實驗1、廣播控制信道（BCCH）編碼和解碼1）使GSM實驗箱工作于異步編解碼工作狀態(tài)。用旋轉編碼器選擇輸入原始碼 字，原始碼字為184bit,用16進制表示為：55 06 19 00 02 2A 32 22 62 A3 22 26 2A 32 22 62 A3 22 00 C1 00 00 2B2）在選擇好輸入碼字后，按“編碼”鍵。當按“編碼”鍵時，按信道編碼順序進 行。法爾碼編碼經(jīng)過法爾碼編碼后

28、，將184bit的原始信息變?yōu)?24bit ,并在尾部加4個0 bit,形成 228bito卷積碼編碼228bit經(jīng)卷積碼編碼后，形成對456bit的碼字塊。交織456bit的碼字塊經(jīng)4度正交交織后分成4個子塊。子塊序號為0、1、2、3,每塊各 114bit0 將經(jīng)交織后的數(shù)據(jù)同時放入信道中。以上編碼過程由GSM實驗箱自動完成。下圖（08號）為異步工作模式編解碼界面湖北眾友科技實業(yè)股份有限公司信道輸入實驗 輸入05000303012B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B法爾碼編碼A000C0C0804D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4 D4D卷

29、積碼編碼DEFC0000E730E730D3C0E44B144B144B144B144B144B144B 144B144B144B144B144B144B144B144B144B144B144B144 交織A017502204F510A04754 0105D14211455140805D548045750 信道傳輸后A017502204F510A04754 0105D14211455140805D548045750 解交織卷積碼譯碼模式同步/異步編碼譯碼法爾碼譯碼3）當編碼完成后就可進行信道譯碼。 在譯碼之前，可以通過更改信道傳輸后的數(shù) 據(jù)來模擬在傳輸過程中由信道引起的誤碼。方法為：用旋轉編碼

30、器選中信道傳輸后的碼字（用旋轉編碼器將光標移到信道傳輸 后的碼字處，將旋轉編碼器沿軸向推進，即確定選項），將工作界面切換到數(shù)據(jù)更改 界面，在數(shù)據(jù)修改界面對碼字進行修改。當更改好傳輸后的碼字后，按旋轉編碼器確定，按“返回”鍵退出數(shù)據(jù)更改界面， 返回編解碼界面。在編解碼界面，可以按“譯碼”鍵進行信道譯碼，當按“譯碼”鍵， GSM實驗箱則進入譯碼狀態(tài)，譯碼過程是編碼過程的逆過程。具體過程為：解交織， 卷積碼譯碼，法爾碼譯碼，譯碼后還原為原始數(shù)據(jù)。當信道譯碼完成后，GSM實驗箱將譯碼所得的數(shù)據(jù)與編碼前的原始數(shù)據(jù)相比較， 如果確，則顯示“正確”字樣；否則，顯示“出錯”字樣。下圖（09號）為編解碼模式下數(shù)

31、據(jù)修改界面在本實驗箱中對傳輸信道引起的誤碼的糾錯過程與 GSM無線接口協(xié)議中所使用的一樣。糾錯過程如下：首先將接收的數(shù)據(jù)進行解交織處理；解交織的目的是將突發(fā)錯誤分散后，便于卷積碼譯碼時進行糾錯。卷積碼譯碼時采用維特比譯碼方法，其糾錯 能力為，每12bit可以糾2bit的錯誤。下圖為修改數(shù)據(jù)后的譯碼界面湖北眾友科技實業(yè)股份有限公司信道輸入實驗輸入05000303012B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B2B 法爾碼編碼A000C0C0804D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4 D4D 卷積碼編碼DEFC0000E730E730D3C0E44B144B

32、144B144B144B144B144B 144B144B144B144B144B144B144B144B144B144B144B144 交織A017502204F510A04754 0105D14211455140805D548045750 信道傳輸后F0FFFFFF00004F510A04754 0105D142114FFFF000805D548045750解交織DEFC0000E730E730D3C0E44B144B144B144B144B144B144B 144B144B144B144B144B144B144B144B144B144B144B144 卷積碼譯碼A000C0C080D4D

33、4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D 法爾碼譯碼A000C0C080D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D4D錯誤模式同步/異步編碼譯碼4）當要退出編碼狀態(tài)時，按“模式”鍵，返回“同步模式”工作狀態(tài)1、獨立專用控制信道（SDCCH）編碼和解碼獨立專用控制信道（SDCCH）有兩個原始碼字（184bit）,它們分別為:03 00 1D 03 05 04 01 A0 34 3F 2B 2B 03 00 0D 05 18 02 2B 2B獨立專用控制信道（SDCCH）編碼和解碼的方法和過程與廣播控制信道 （BCCH）編碼和解碼的一樣。3、慢速隨路控制信道（SACCH）編

34、碼和解碼慢速隨路控制信道（SACCH）的原始碼字（184bit）為：05 00 03 03 01 2B 2B慢速隨路控制信道（SACCH）編碼和解碼的方法和過程與廣播控制信道 （BCCH）編碼和解碼的一樣。4、快速隨路控制信道（FACCH）編碼和解碼快速隨路控制信道（FACCH）的原始碼字（184bit）為：03 00 09 03 0F 2B 2B快速隨路控制信道（FACCH ）編碼和解碼的方法和過程與廣播控制信道 （BCCH）編碼和解碼的一樣。3, FDD/ TDMA原理實驗1、通過觀察發(fā)射數(shù)據(jù)來確知GSM實驗箱發(fā)射何種突發(fā)序列下行突發(fā)的特點：1）常規(guī)突發(fā)的訓練序列為：13AC13AH2）同

35、步突發(fā)的訓練序列為： B962040F2D45761BH3）頻率校正突發(fā)序列中固定有142bit為0在每個突發(fā)的起始和結尾均有3個0bit，根據(jù)它們的特點可以通過觀察經(jīng)過信道編 碼后的數(shù)據(jù)來判斷所發(fā)的數(shù)據(jù)為何種突發(fā)。所用儀器為邏輯分析儀，觀測點為 TCLK、TDATA、SCH和TX0。其中TDATA 為經(jīng)過信道編碼后的數(shù)據(jù)；TCLK為數(shù)據(jù)時鐘；SCH為定時信號，定時長度為1/2個 突發(fā)（ 577 + 2us） ; TX0為控制信道幀定時信號，定時長度一個突發(fā)（577us）,周期 為一個幀長。觀測方法為：首先設置好邏輯分析儀，用 SCH作為觸發(fā)信號（下降沿觸發(fā)，取樣 時間為1.848us）,觀測

36、TDATA、TCLK和TX0的信號，然后使 GSM實驗箱處于同 步工作模式。讀數(shù)據(jù)的方發(fā)為：在每個幀定時信號到來時開始讀數(shù)據(jù)。每個突發(fā)為 156.5bit,在 時鐘的下降沿讀數(shù)據(jù)，每個突發(fā)的起始為4bit的1和3bit的0;結尾為3bit的0和4.5bit 的1。所測量到的數(shù)據(jù)順序為 FCCH、SCH、BCCH。2、觀測控制信道上下行常規(guī)突發(fā)和上行常規(guī)突發(fā)的時間上的偏移移動臺申請入網(wǎng)時，移動臺和 GSM實驗箱均工作于控制信道，所使用的時隙為 0 時隙。在此種情況下可以觀察到移動臺和GSM實驗箱工作于0時隙時的時延。觀察所用的儀器為示波器（儲存式）。觀察的方法為：首先將實驗箱設置為同步工作模式，

37、然后將示波器的兩探頭分別接測試點 TX0、RX0）和SCH。通過讀SCH的波 形看RX0比TX0的延遲時間是否為3個時隙（即3M577us）。3、觀測業(yè)務信道上下行常規(guī)突發(fā)和上行常規(guī)突發(fā)的時間上的偏移移動臺與GSM實驗箱處于通話狀態(tài)時，它們所使用的是業(yè)務信道，所使用時隙為 第4時隙。觀察所用的儀器為示波器（儲存式）。觀察的方法為：使移動臺與 GSM實驗箱 處于通話狀態(tài)，然后將示波器的兩探頭分別接測試點 TX4和RX4。通過讀SCH的波 形看RX4比TX4的延遲時間是否為3個時隙（即3M 577us）。4、觀察各測試點的波形。4, GSM手機入網(wǎng)、手機主呼和手機被呼實驗1、移動臺入網(wǎng)實驗1)將G

38、SM實驗箱設為同步工作模式(即01號界面，見下)，用旋轉編碼器移動 光標分別對以下各項進行設置。A:無線標準：設置為 GSM900或EGSM或DCS1800。B：廣播信道BCCH (業(yè)務信道TCH)。對于GSM900:序號為1 124。對于EGSM:序號為9751023。對于 DCS1800:序號為 512885。C:頻率：當設置好信道控制號時，頻率會根據(jù)以下公式自動設置完成GSM900:f (n) =935+0.2Xn1<n<124EGSM:f (n) =935+0.2X (n-1024)975<n<1023數(shù)字移動通信原理實驗報告DCS1800: f （n） =17

39、10.2+0.2 （n-512）512<n<885D:功率控制E：射頻輸出F:射頻：設置為開（ON）下圖（01號界面）為同步工作模式界面湖北眾友科技實業(yè)股份有限公司無線標準：GSM900廣播信道：20業(yè)務信道：20頻率：894.0 MHz頻率：894.0MHz功率控制：16:+11dBm射頻：開信號：射頻輸出：-50 dBm測試項目手機主叫】基站主叫r通話射頻測試頻譜監(jiān)測基站掛機 手機掛機IMSI （國際移動用戶號）：IMEI （國際移動設備號）： 撥號號碼：請按基站主叫或手機主叫O模式 同步/異步基站主叫手機主叫GSM 版本：PHASE 22）當設置好GSM實驗箱后，將帶有N型連

40、接頭的天線（N型連接頭端）與人機接 口部分的“ RF IN/OUT”輸出口相連。將帶有 GSM實驗位置區(qū)標志（00101）的測 試卡放入手機，將手機靠近天線，手機開機。手機開始搜索網(wǎng)絡，當手機搜索到網(wǎng)絡“00101”后，手機申請入網(wǎng)，入網(wǎng)成功后手機 LCD界面顯示網(wǎng)號“ 00101”，同 時GSM實驗箱的信號燈閃爍，表示手機入網(wǎng)成功，并且將手機的國際移動用戶號（IMSI）和國際移動設備號（IMEI ）顯示在屏幕上。3）以上過程可以通過觀察手機和 GSM實驗箱交換的數(shù)據(jù)來進一步理解。觀察的儀器為邏輯分析儀。觀察的方法為：首先將邏輯分析儀設置為狀態(tài)觸發(fā)方式；觸發(fā)端為BS,上升沿觸發(fā)。在D0D7這8

41、個測試點同時觀察并行輸出數(shù)據(jù)；每 一次觸發(fā)輸出一個8bit數(shù)據(jù)。參考手機入網(wǎng)示意圖1 1,各過程的數(shù)據(jù)如下：a）入網(wǎng)中請：一個字節(jié) 0 0 0XXXX 3 ,高3位為0零，表示請求入網(wǎng)（上 行）b）入網(wǎng)請求確認：23個字節(jié)（以16進制表示）（下行）2d,06,3F,03,20,A0,05, X X , X X , XX ,00,00,2B 2 Bc）SABM信息：23個字節(jié)（以16進制表示）（上行）01, 3F,49,05,08,72,00,F0,10,00,01,32,08,XX, XX, XX, XX, XX, X X , XX, XX ,2B,2Bd） UA信息：23個字節(jié)（以16進制表

42、示）（下行）01, 73,49,05,08,72,00,F0,10,00,01,32,08,XX, XX, XX, XX, XX, X X , XX, XX ,2B,2Be） UI信息：23個字節(jié)（以16進制表示）（上行）03, 03, 01, 2B2Bf） 更新接受：23個字節(jié)（以16進制表示）（下行）03, XX, 45, 05, 02, 00, F1, 10, 00, 01, 17, 08, 09, 10, 10, 32, 54, 76, 98, 10, 2B, 2B, 2Bg） RR信息：23個字節(jié)（以16進制表示）（上行）01, XX, 01, 2B,，2Bh） 識別請求：23個字節(jié)

43、（以16進制表示）（下行）03, X X, 0D, 05, 18, 02, 2B,2Bi） 識別響應：23個字節(jié)（以16進制表示）（上行）03, X X, 2D, 05, 19, 08, XX, XX, XX, XX, XX, XX, XX, XX, 2B,，2Bj）信道釋放：23個字節(jié)（以16進制表示）（下行）03, XX, 0D, 06, 0D, 00, 2B,2Bk）斷連信息；23個字節(jié)（以16進制表示）（上行）01, 0F, 01, 2B,，2Bl） UA信息：23個字節(jié)（以16進制表示）（下行）01, 73, 2B,，2B其中，在第f至j中第22個字節(jié)為幀號，即當時在第幾幀發(fā)送。在第

44、 c和d中， 第3至10字節(jié)為IMSI碼，在I中，1118中為IMEI碼。將測得的IMEI和與GSM實驗箱上顯示的比較看是否一樣。2、移動臺（手機）主呼實驗在手機已入網(wǎng)的基礎上（此時 GSM實驗箱處于同步工作狀態(tài)）1）按“手機主叫”鍵（參考“ 01號界面”），進入“ 02”號界面。2）在“02”號界面上，“手機主叫”閃爍，同時顯示“請用手機撥號”，如果 按“返回”鍵返回“ 01”號界面。3）用手機撥號，并按“發(fā)送”鍵。如果GSM實驗箱與手機連接成功，則進入 “034）在“03”界面上，顯示手機的IMSI和IMEI碼，以及手機所撥的號碼。同時“通 話 射頻測試”字樣閃爍，表明處于通話狀態(tài)，手機可

45、以與 GSM實驗箱通話。測試項 目中的“射頻監(jiān)測”處于反白狀態(tài)，表明可以進行手機頻譜測試。5）當要掛機時，在“ 03”號界面上按“基站掛機”鍵則返回“ 01”號界面。如 果按“手機掛機”鍵，則只有手機真正按了 “掛機”鍵才返回主界面（“01”號界面）。 當按“返回”鍵時，直接返回到“ 01”號界面。以上過程可以通過觀察GSM實驗箱和手機之間交換的數(shù)據(jù)來進一步理解。觀察的 儀器和方法與入網(wǎng)實驗一樣。參看手機主叫圖 1-2和呼叫清除圖1-3。下圖（02號界面）為手機主叫界面湖北眾友科技實業(yè)股份有限公司手機主叫射頻測試基站掛機無線標準:廣播信道:GSM90020業(yè)務信道:20頻率：894.0 MHz

46、功率控制:測試項目頻譜監(jiān)測16:+11dBm894.0MHz射頻： 開射頻輸出：-50 dBm手機掛機GSM 版本：PHASE 2IMSI （國際移動用戶號）IMEI （國際移動設備號） 撥號號碼： 請用手機撥號。射頻：ON下圖（03號界面）為手機主叫通話界面湖北眾友科技實業(yè)股份有限公司手機主叫手機掛機SM±nil通話射放測試基站掛機手機掛機頻譜監(jiān)測GSM 版本：PHASE 2射頻：ONIMSI （國際移動用戶號）：001011234567890IMEI （國際移動設備號）：447090400586400 撥號號碼：請用光標控制鍵選擇一個項目來詳細測試。手機主叫時與GSM實驗箱交換的

47、數(shù)據(jù)如下:無線標準：GSM900廣播信道：20業(yè)務信道：20頻率：894.0 MHz頻率：894.0MHz功率控制：16:+11dBm射頻：信號：突發(fā)射頻輸出：-50 dBm測試項目基站掛機a） RACH:1字節(jié) 111XXXXX；高三位“ 1”表示手機主叫（上行）b） AGCH:23字節(jié)（以16進制表示）（下行）2D,06,3F,03,20,A0,05, XX, XX, XX, 00,00, 2B2Bc） SABM :23字節(jié)（以16進制表示）（上行）01,3F,41,05,24,71,00,F0,10,00,01,32,08,X X , XX, XX, XX, XX,義X,XX, XX,

48、2B,2Bd）UA:23字節(jié)（以16進制表示）（下行）01,73,41,05,24,71,00,F0, 10,00,01,32,08,X X , XX, XX, XX, XX, XX,XX, XX, 2B,2Be）UI:23字節(jié)（以16進制表示）（上行）03, 03, 01, 2B2B。識別請求：23字節(jié)（以16進制表示）（下行）03, XX, 0D,05,18,02, 2B2Bg）識別響應：23字節(jié)（以16進制表示）（上行）03, x X ,2D,05,19,08, XX, XX, XX, XX, XX, XX, XX, XX, 2B2Bh）業(yè)務接受：23字節(jié)（以16進制表示）（下行）03,

49、 XX, 09, 05, 10, 2B2Bi）建立呼叫請求：23字節(jié)（以16進制表示）（上行）03, X X ,1D,03,05,5E,03,80, XX, X X , 2B2Bj）呼叫進程：23字節(jié)（以16進制表示）（下行）03, XX, 09, 83, 02, 2B2Bk）RR:23字節(jié)（以16進制表示）（上行）01, XX, 01, 2B2B1）呼叫指配：23字節(jié)（以16進制表示）（下行）03, X X ,21,06,2E,0C,A0,05,05,63,01,2B2Bm）SABM : 23字節(jié)（以16進制表示）（上行）01,2F,01,2B2Bn）UA:23字節(jié)（以16進制表示）（下行）

50、01,73,01,2B2Bo）指配完成：23字節(jié)（以16進制表示）（上行）01, XX ,0D,06,29, XX, 2B2Bp）回鈴音：23字節(jié)（以16進制表示）（下行）03, X X ,09,83,01, 2B2Bq）RR:23字節(jié)（以16進制表示）（上行）01, X X ,01, 2B2Br）連接：23字節(jié)（以16進制表示）（下行）03, X X ,09,83,07, 2B2Bs）連接確認：23字節(jié)（以16進制表示）（上行）03, XX,09,03,0F, 2B2B其中c, d中的XX表示手機的IMSI碼；f s中的第22字節(jié)中的“X X”表 示幀號；g中的1710為手機的IMEI碼；o

51、中的18字節(jié)為不確定；i中第15, 14字 節(jié)為手機所呼叫的號碼。呼叫清除時，手機與GSM實驗箱交換的數(shù)據(jù)如下：基站掛機a）斷連信息：23字節(jié)（以16進制表示）（下行）03, X X ,15,83,25,02,E0,90, 2B2Bb）釋放：23字節(jié)（以16進制表示）（上行）03, XX,09,83,2D, 2B2Bc）釋放完成：23字節(jié)（以16進制表示）（下行）03, X X ,09,03,2A, 2B2Bd）信道釋放：23字節(jié)（以16進制表示）（下行）03, X X ,0D,06,0D,00, 2B2Be）斷連：23字節(jié)（以16進制表示）（上行）01, XX, 01, 2B2Bf） UA:

52、23字節(jié)（以16進制表示）（下行）01, 73, 01, 2B2B手機掛機a）斷連信號：23字節(jié)（以16進制表示）（上行）01, XX, 15, 83, 25, 02, E0, 90, 2B2Bb）釋放： 23字節(jié)（以16進制表示）（下行）03, X X, 09, 83, 2D, 2B2Bc）釋放完成：23字節(jié)（以16進制表示）（上行）03, X X, 09, 03, 2A, 2B2Bd）信道釋放：23字節(jié)（以16進制表示）（下行）03, X X, 0D, 0B, 0D, 00, 2B2Be）斷連： 23字節(jié)（以16進制表示）（上行）01, XX, 01, 2B2Bf） UA:23字節(jié)（以16進制表示）（下行）01, 73, 01, 2B2B其中，第22字節(jié)為幀號。3、手機被呼（基站主呼）實驗在手機入網(wǎng)和 GSM實驗箱處于同步工作狀態(tài)的情況下（此時 GSM實驗界面為01 號界面）1）在“01”號界面上，按“基站主叫”鍵，界面進入“ 04”號界面。（01號 界面同手機主叫時一樣，即同步工作模式界面）下圖（04號界面）為基站主叫界面湖北眾友科技實業(yè)股份有限公司手機主