2024移动通信实验指导书x(8)

①有线电话1未摘机，用户线环路断开，环路电流为0，用户线电话机端电压等于交换机馈电电压。

②有线电话1摘机，用户线环路通，环路电流为18~50mA，大于摘机环流门限10mA，交换机据此判定有线电话机1摘机，向其发拨号音。此时电话机端电压下降到6-10V。

③有线电话1用户按数字键拨号，通过用户线向交换机发DTMF号码。

④交换机收齐号码后，检查电话机2空闲（环流为0），则向它发铃流，并向电话机1发回铃；若电话机2忙，则向电话机1发忙音。

⑤电话机2用户摘机（环流大于摘机门限），交换机停止发铃流，接通双方话路（交换连接），双方通话。

⑥一方挂机（环流为0），交换机断开双方话路，向另一方发忙音。 ⑦另一方挂机，交换机停发忙音，完成一次呼叫接续。

以上呼叫接续（包括信令传输及话音传输）过程如图3.2-3所示。

振 铃 摘 机（有环流） 电话2 用户线2 EX 用户线1 摘 机（有环流） 拨 号 音 拨 号（DTMF） 电话1 通 话 、、、回 铃 挂 机（无环流）

、、、忙 音 挂 机（无环流） 图3.2-3 电话1?电话2呼叫接续过程

2.6 座机对有线/无线信令的转换、转发

EX 用户线 （用户线信令） 摘 机 拨 号 音 拨 号（DTMF） 座机 无线信道 （无线数字信令） 摘 机（数字） 手机 呼叫 信道 拨 号（数字） 回 铃 、、、、、、通话 信道 挂 机 通 话 挂 机（数字） 呼叫 信道 图3.2-4 无线/有线信令的转换、转发

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在一个复杂的通信系统中，信令要经过同样复杂的信令系统逐段传输、转换、转发，才能完成呼叫接续，实现用户信息通道的连接及用户信息的传送。在移动通信原理系统的无绳座机，就担负其一侧无线数字信令与另一侧用户线信令转换、转发作用。图3.2-4以无绳电话手机主呼为例，绘出了整个呼叫接续过程中无绳电话座机对信令的转换、转发的示意图。

TX1 RX1 电 TIP1 RING1 拨号音忙音回铃音帧铃音话音入话音出TX2 RX2话用户接口电路摘机状态检测接（PBL387 10/1）Ring 口TipMCU电话摘机状态用户接口电路检测（PBL387 10/1）接Ring口Tip控制电路TIP2 RING2话音入话音出各种信号音产生电路拨号音忙音回铃音帧铃音 3.2-5 原理框图

需要说明的是，在本移动通信原理实验箱中，程控交换机的功能已经集成进去，主要是由MCU和控制电路来实现的，这样就能很方便的观察各种用户线信令，无需外接程控交换机。

2.8各测试点的波形

拨号音 f=400~450Hz，VPP≈1.0V

回铃音 1S 4S 35

忙音

0.35S 0.35S

原始振铃音

f=22~28Hz，VPP≈2.5V 铃流信号（必须在振铃时测）

f=22~28Hz，VPP≈48V

图3.2-6 各测量点的波形图

六、实验步骤

1、观测用户线信令

①将实验箱所配的无绳电话座机与一部普通电话单机插入A101、A102水晶头插座。 ②用示波器观测各种信号音：“拨号音”、“忙音”、“回铃音”、“振铃音”，并在条件允许的情况下用频率计测量拨号音和振铃音的频率，或者用示波器大致测量其频率。在观测忙音与回铃音时请注意通断时间及比例。 ③无绳电话座机或电话单机（以下简称电话）挂机，无环流。用示波器的直流档（CH1或CH2）测得测试点“TIP1”、“RING1”或“TIP2”、“RING2”的电压为馈电电压。 ④电话摘机，有环流，此时可以听到拨号音。重新测量TIP1、RING1或TIP2、RING2端电压，观察TIP1、RING1或TIP2、RING2的波形。 说明1：用户1的电话处于挂机状态，“RING1”为-48V，“TIP1”为-1.8V，它们之间电压差为46V (此值只是作为参考，以实验为准) 。用户1的电话处于摘机状态，“RING1”为-28V，“TIP1”为-19V。（测得的电压与电话的内阻抗有关，所以每部电话的测量值不一定相同, 此处只是作为参考）

⑤将电话机摘机，示波器设置为AC、1V/DIV，在“RX1”或“RX2”观测450Hz拨号音，若超过8秒不拨号，则显示忙音。

⑥拨一个号码，用示波器在“TX1”或“TX2”观测发出的DTMF号码,为了看的更清楚，可以长按某个键，然后观察DTMF波形。LED209－LED212四个发光二极管指示拨号

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的状态，为8421码组合。从左向右分别表示1、2、4、8。

⑦移动通信原理实验箱中实现了两部电话的交换功能，它们的号码分别为77、58，用其中一部电话（主叫）拨叫另外一部电话（被叫），注意只有77、58这两个号码有效，其它号码均无效。以用户1（号码58）呼叫用户2（号码77）为例，用示波器双踪分别观察“TX1”和“TX2”。记录下主叫摘机、拨号、被叫摘机、主叫挂机、被叫挂机过程“TX1”和“TX2”处信号的变化。

⑧记录下主叫摘机、拨号、被叫摘机、被叫挂机、主叫挂机过程“TX1”和“TX2”处信号的变化。

⑨记录下主叫摘机、拨号、被叫不摘机过程“TX1”和“TX2”处信号的变化。

⑩记录下被叫摘机、主叫摘机、主叫拨号过程“TX1”和“TX2”处信号的变化。 说明2：步骤⑦和⑧表示正常呼叫时的两种过程，步骤⑨表示被叫不接电话时呼叫的过程，步骤⑩表示被叫忙时呼叫的过程。注意，在步骤⑦和⑧主叫拨号应在主叫摘机8秒内完成，被叫摘机应在被叫振铃两声内完成。 2、观测无绳电话手机呼叫有线电话的接续过程

①将实验箱所配的无绳电话座机与一部普通电话单机插入A101、A102水晶头插座。 ②按下手机上的“通话”键，用示波器观测对应座机的（“TIP1”、“RING1”或“TIP2”、“RING2”）电压变化情况和此时听到的拨号音。拨任意一个号码，观察四个发光二极管的指示情况（注意在拨号音未停止之前，拨号才会被识别并显示，超过了时间即变成了忙音信号，此时拨的号码不会被识别显示。）拨打77或58，在主叫电话的测试点（“RX1”、“TIP1”、“RING1”或“RX2”、“TIP2”、“RING2”）用示波器观测波形，这时观测到的将是回铃音。被呼电话振铃后，在被叫电话的测试点（“RING2”或“RING1”）用示波器观测波形，此时观测到的将是振铃音。被叫应答后，用同样的方法观测话音信号，无论是主叫还是被叫先挂机，后挂机的一方会听到忙音，用同样的方法观测之（手机的挂机一般是按下“通话”键）。

七、实验思考题

1、移动通信原理实验箱中实现了两部电话的交换功能，更多的电话之间的交换以及中继等与此类似，同学们可以以此为参考，想想四部电话之间如何实现信令的交换，如何实现控制？

2、实验中两部电话实现交换，可实验箱并没有配交换机，那么类似于交换机功能的电路是什么？请仔细观察硬件电路和框图，找出它的组成部分以及各个部分所起的作用。

八、实验报告要求

1、根据测量结果，画出各种信号音的波形，并标出通断时间以及比例。

2、以一次通话的全过程为例，详细观测RX1、RX2 、TX1、TX2、TIP1、RING1、TIP2、RING2波形及电压的变化情况，并记录下来。

3、根据实验结果，画出无绳电话手机呼叫有线电话的呼叫接续过程图，并说明无绳电话座机对无线/有线信令的转换、转发作用。

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实验五 无绳电话移动通信系统实验

一、实验目的

1、了解移动通信系统的组成。

2、了解移动通信系统的基本功能。

3、了解移动通信原理实验箱无绳电话部分的功能及框架。

二、实验内容

1、用两台移动通信原理实验箱进行单工和双工通信，观察通话效果和干扰情况。 2、观察不同信道通信时的通话效果，并观察干扰情况。

三、预备知识

1、本移动通信原理实验箱的基本构成及使用方法。 2、同频干扰，领道干扰，互调干扰的基本概念。

四、实验器材

1、移动通信原理实验箱 2、CT1无绳电话（带手动选频功能） 3、电话单机 4、双踪示波器（60M或以上） 5、频谱仪（选用）

一台 一部 一部 一台 一台

五、实验原理

1、移动通信系统

常用的移动通信系统主要有四类：蜂窝移动通信系统、集群移动通信系统、无绳电话系统及无线寻呼系统，它们的功能及应用场合各不相同，但它们的基本原理及技术是相同的。 移动通信的多址方式主要有FDMA、TDMA、CDMA三大类。FDMA系统一般为模拟移动通信制式，TDMA及CDMA为数字移动通信制式。FDMA发展早，已成功应用于各种移动通信系统多年，目前在一些领域仍在广泛应用。数字移动通信是在模拟移动通信基础上发展、演进而来的，在网络组成、设备配置、系统功能和工作方式上二者都有许多相同之处。 在无线通信环境的电波覆盖区内，如何建立用户之间的无线信道的连接，是多址接入方式内问题。因为无线通信具有大面积无线电波覆盖和广播信道的特点，网内一个用户发射的信号其他用户均可接收，所以网内用户如何能从播发的信号中识别出发送给本用户地址的信号就成为建立连接的首要问题。

多址接入方式的数学基础是信号的正交分割原理。无线电信号可以表达为时间、频率和码型的函数，即可写作：

s(c,f,t)=c(t)s(f,t)

其中c(t)是码型函数，s(f,t)为时间(t)和频率(f)的函数。

当以传输信号的载波频率的不同划分来建立多址接人时，称为频分多址方式(FDMA)；

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