实验三 信道分配实验
一、实验类型：验证性实验 二、实验目的
1、了解无线信道的概念。
2、了解一般移动通信系统的无线多信道共用、空闲信道选取方式。 3、掌握移动通信原理实验箱无绳电话部分的基本工作原理。 4、掌握无绳电话的使用。
三、实验内容及要求
1、观察无绳电话在通话时信道切换的规律，以及对话音的影响。
2、通过实验箱测量无绳电话通话状态下切换信道操作后通话信道的改变，了解其切换信
道的功能，记录信道切换的变化规律。
3、通过实验箱观测无绳电话多信道共用、空闲信道选取的方式。
四、实验原理
多信道共用的移动通信系统，在基站控制的小区内有多个无线信道提供给移动用户共用。那么，在某一用户主呼或被呼时，如何从几个信道中选择一个空闲信道分配给该用户使用呢？
空闲信道选取方式以有下四种：
（1）专用呼叫信道（专用控制信道）方式； （2）循环定位方式； （3）循环不定位方式； （4）循环分散定位方式。
无绳电话的多信道共用是一个小区（所研究的无绳电话电磁波覆盖范围所自然形成的小区域）内所有无绳电话共用20个信道。然而，与蜂窝移动通信系统及集群移动通信系统不同，无绳电话小区内的全体无绳电话无统一的基站控制器，而是由每台无绳电话各自独立地选用空闲信道。若采用循环定位方式及循环分散定位方式，已挂机的无绳电话也要占用一个信道发示闲音，一个小区最多只能容纳20部无绳电话，容量太小，故不能采用。实际能采用的只有专用呼叫信道方式及循环不定位方式或两种方式的变形及组合方式。
专用呼叫信道方式呼叫速度快，但在呼叫信道上受干扰的概率较大；循环不定位方式基本不存在互相干扰，但呼叫速度慢。当前国内生产的CT1无绳电话大多采用专用呼叫信道方式。
一台无绳电话的手机与座机重新对识别码（ID码）后，由识别码按一定算法确定新的呼
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叫信道。所有的呼叫都在呼叫信道上进行。因此，同一台无绳电话的“专用”呼叫信道也是可变的。小区内不同无绳电话识别码一般不相同，呼叫信道一般也各不相同。另外，其它无绳电话通话时占用本台无绳电话呼叫信道的概率及占用时间都是有限的。第三，本台无绳电话手机距离座机一般是最近的，收到的信号最强。总之，采用专用呼叫信道方式的无绳电话在呼叫信道受强干扰而不能完成呼叫接续的概率不大。
采用专用呼叫信道的无绳电话空闲通话信道是如何确定的呢？采用专用呼叫信道方式的无绳电话系统在挂机状态下座机及手机都守候在自己的专用呼叫信道上，座机还时分扫描其它19个通话信道，检测并记录其中的空闲信道。当手机主呼或被呼时，座机通过呼叫信道给手机指定存贮的一个空闲信道，座机和手机由呼叫信道转移到指定的空闲信道。在后续的拨号（手机主呼时）及通话过程中一直占用该空闲通话信道，直至挂机返回呼叫信道守候。
五、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）
一台 一部
六、预习要求
1、无绳电话的使用说明，掌握具体的操作方法。 2、中国CT1无绳电话的工作原理及工作频率。 3、预习移动通信中关于信道的相关部分。
七、实验步骤
1、 无绳电话的使用。
将实验箱附带的无绳电话按照说明书介绍的方法组装起来（注意手机和座机的供电，手机与座机电话线的连接），座机的水晶头插入实验箱的水晶头插座（电话1或电话2），实验箱附带的另外一部电话插入电话2或电话1，这时实验箱通电，摘机可听见拨号音。按照实验箱上的电话号码拨另外一部电话，双方可以实现通话，此时若无绳电话作为被叫，手机在说明书允许的距离范围内可以听见振铃音乐。如果无绳电话作为主叫，则按下手机的通话键可以听见拨号音，在说明书允许的距离范围内可以拨打另外一部电话，摘机后双方可以通话。关于无绳电话的来电转接，对讲等功能详见无绳电话的使用说明书。需要特别说明的是，无绳电话在使用前，一定要对码，对码的具体操作与不同的无绳电话厂家有关，但大多为同时按住手机和座机的“对码”键，听到提示音（如嘀的一声响），表明对码成功。
2、 信道的切换。 在步骤1通话的基础上，注意观察无绳电话的手机和座机上均有此时的通话信道，如01，02，03，??，18，19，20等。或者用手机呼叫座机（有的厂家称为对讲，即按手机的“对讲“键，这时听见座机发出响声指示，按座机的免提键或拿起话筒，均可以实现通话），这时在手机和座机的液晶屏上均有此时通话的信道（需要是带有手动选频功能的无绳电话，若无此功能，则看不见通话的信道，只能通过专用仪器测试得知。本移动通信原理实验箱所配的无
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绳电话具有该功能，但是在“对讲”模式下，是不能进行信道的切换的）。此时如果通话效果不佳，则可以利用该功能，按下手机的“信道”键（不同品牌的无绳电话可能有不同的称呼），来实现信道的切换，并且可以从手机和座机的液晶屏上看出信道的变化。但是在有的情况下，空闲信道受到较强的干扰，则座机寻找空闲信道失败，双方均会发出相应的响声提示，这时就不能实现信道的切换。将组装好的无绳电话按照上述步骤进行对讲通话，进行信道切换的实验。
3、 通过实验箱观测信道的切换。
本移动通信原理实验箱的无绳电话部分集成了一个无绳电话的接收机和一个发射机，相当于实现了一部无绳电话的功能。因此我们可以利用实验箱所配无绳电话和实验箱进行通信。将实验箱无绳电话部分的SW101（模式选择）开关拨到“座机（灯亮）”模式，此时LED101指示灯亮，表明是接收无绳电话手机发射的信号。按下“复位”键，信道号的数码管显示01信道，即此时接收的是1信道的信号。我们可以通过“信道加”，“信道减”键来实现信道的加减切换。将扬声器的“音量调节”调节旋钮VR201调到合适的位置，此时可以听见扬声器中发出的沙沙的声音。为了避免相互之间的干扰，做实验时请将“发射选择”开关拨到“不发射”位置，将手机紧挨实验箱“天线”且手机不抽出天线，以避免同一个实验室里多台实验箱之间的相互干扰。按照实验步骤1和2的方法实现手机与座机的对讲，为了使接收的声音听得更真切，不要使用座机的免提键，即摘机通话。对讲成功后查看此时通话的信道，然后通过“信道加”，“信道减”键将实验箱的信道切换到该信道。（注意这是人工的切换方式来跟踪无绳电话的通话信道，目的是使学生更容易理解信道切换的原理和切换的方法）。此时就可以用手机与实验箱进行通信，扬声器中可以听见话音。在实验步骤2中提到在对讲模式下是不能进行信道的切换的，此时可以让无绳电话座机和手机只通电，不接入水晶头插座，按下手机上的“通话”键，用同样的方法跟踪该通话信道（通过“信道加”，“信道减”键将实验箱的信道切换到该信道），在此信道上监听话音。注意在通话的过程中无绳电话的手机与座机是没有信令交互的，因此一旦切换到了某个通话信道，实际上可以将座机断电，此时手机仍然可以与实验箱进行通话，但是不能切换信道。
八、实验思考题
1、请上网或查找相关资料，了解无绳电话的发展阶段及未来的发展趋势及相关的技术等。 2、中国的模拟无绳电话系统与美国和欧洲的有区别吗？区别在什么地方？
3、移动通信原理中FDMA、TDMA、CDMA有何本质区别？请用形象的坐标形式表示。 4、无绳电话信道切换的原理是什么，它与我们所用GSM手机的越区切换有何相似之处，又有何不同？
九、实验报告要求
1、根据实验结果，总结本实验系统的无绳电话空闲信道选取方式。
2、根据实验结果，总结本实验中无绳电话在通话状态下信道切换的变化规律。 3、观察并记录不同信道切换时对应频率变化的规律，并整理出表格来。 4、完成思考题。
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实验四 用户信令与无绳电话实验
一、实验类型：验证性实验 二、实验目的
1、了解PSTN中常用的几种信号和铃流信号的电路组成与产生方法，以及它们在传送过
程中的技术要求和实现方法。
2、通过对本移动通信原理实验箱的测量，了解用户线信令在无绳电话与电话单机通信时
的变化情况。
三、实验内容及要求
1、用示波器观测用户线信令并记录。
2、用示波器观测无绳电话座机与电话机之间用户线信令的转换。
四、实验原理
1、信令
通信系统中除用户信息（如话音）外的一系列控制信号称为信令。信令系统与用户信息传输系统是二个相伴随的系统，共同构成整个通信系统。信令完成呼叫接续的建立、拆除、监控等一系列操作与控制，保证用户信息有效且可靠的传输。因此，信令可以看作是整个通信网络的神经中枢。
对于电路交换通信系统，用户信息是在呼叫接续完成后建立的逐段连接的信息通道中传输的。与此对应，信令也是在信令通道中逐段传输、转发及实施控制。
按信令通道与用户信息通道在物理上是否独立，信令分为共路信令及随路信令。共路信令集中在独立的信令通道中传输。随路信令在用户信息通道中采用时分、频分等方式随同用户信息一起在信息通道中传输。
按信令形式不同，信令分为模拟信令和数字信令两类。模拟信令包括音频信令及其它形式的模拟信号，它应用早，现在仍应用在许多通信系统中，例如PSTN模拟用户线信令全为模拟信令。数字信令具有速度快、容量大等一系列明显优点，目前已成为通信系统中采用的主要形式。
本移动通信原理实验箱在研究信令系统及用户信息传输系统时的原理框图如图3-1所示，它涉及到无线信道及用户线信道两类信道。无线信道包括1个专用呼叫信道及19个通话信道。专用呼叫信道上传送的是共路信令。无线通话信道及有线用户线信道上，信令与用户信息以时分方式在同一信道上传输，都属于随路信令。
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图3-1 移动通信原理实验箱的信道连接
2、用户线信令
在呼叫建立过程中，交换机应向主叫用户发送各种信号音，以使用户能了解连续进展情况和下一步应采取的操作。下面是本实验箱的传送信号流程，见图3-2所示。
挂机 摘机
用户线 主叫用户 呼叫信号 拨号音信号 号码信号 回铃音信号 话音信号 忙音信号 挂机信号 (用户线信号) 图3-2 本实验箱传送的信号流程图
3、用户线信令传输过程
以有线电话1呼叫有线电话2为例介绍，呼叫接续（包括信令传输及话音传输）过程如图3-3所示。
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用户线 信 道 用户线 信 道 无线 信道 TEL EX BS MS 用户线 被叫用户 振铃信号 应答信号 通信建立 挂机（先挂方） 摘机