湘潭大学移动通信实验报告实验3-白噪声信道模拟实验

第一篇：湘潭大学移动通信实验报告实验3-白噪声信道模拟实验

实验

三、白噪声信道模拟实验

一、实验目的

1、了解白噪声产生原因。

2、了解多径干扰对信号的影响。

二、实验内容

观察白噪声对信号的干扰。

三、基本原理

在移动通信中，严重影响移动通信性能的主要噪声与干扰大致可分为3类：加性正态白噪声、多径干扰和多址干扰。

这里加性是指噪声与信号之间的关系服从叠加原理的线性关系，正态则是指噪声分布遵从正态（高斯）分布，而白则是指频谱是平坦的，仅含有这类噪声的信道一般文献上称为AWGN信道。这类噪声是最基本的噪声，非移动信道所特有，一般简称这类噪声为白噪声。这类噪声以热噪声、散弹噪声及宇宙噪声为代表，其特点是，无论在时域内还是在频域内它们总是普遍存在和不可避免的。

热噪声是在电阻一类导体中，自由电子的布朗运动引起的噪声。导体中的每一个自由电子由于其热能而运动。电子运动的途径，由于和其他粒子碰撞，是随机的和曲折的，即呈现布朗运动。所有电子运动的总结果形成通过导体的电流。电流的方向是随机的，因而其平均值为零。然而，电子的这种随机运动还会产生一个交流电流成分。这个交流成分称为热噪声。

散弹噪声是由真空电子管和半导体器件中电子发射的不均匀性引起的。散弹噪声的物理性质可由平行板二极管的热阴极电子发射来说明。在给定的温度下，二极管热阴极每秒发射的电子平均数目是常数，不过电子发射的实际数目随时间是变化的和不能预测的。这就是说，如果我们将时间轴分为许多等间隔的小区间，则每一小区间内电子发射数目不是常量而是随机变量。因此，发射电子所形成的电流并不是固定不变的，而是在一个平均值上起伏变化。总电流实际上是许多单个电子单独作用的总结果。由于从阴极发射的每一个电子可认为是独立出现的，且观察表明，每1安培多平均电流相当于在1秒钟内通过约6×1018个电子，所以总电流便是相当多的独立小电流之和。于是，根据中心极限定理可知，总电流是一个高斯随机过程。也就是说散弹噪声是一个高斯随机过程。

宇宙噪声是指天体辐射波对接收机形成的噪声。它在整个空间的分布是不均匀的，最强的来自银河系的中部，其强度与季节、频率等因素有关。实测表明，在20～300MHz的频率范围内，它的强度与频率的三次方成反比。因而，当工作频率低于300MHz时就要考虑到它的影响。实践证明宇宙噪声也是服从高斯分布律的，在一般的工作频率范围内，它也具有平坦的功率谱密度。

从通信系统来看，白噪声是最基本的噪声来源。但是从调制信道的角度来看，到达或集中于解调器输入端的噪声并不是上述白噪声本身，而却是它的某种变换方式——通常是一种带通型噪声。这是因为，在到达解调器之前，起伏噪声通常要经过接收转换器，而接收转换器主要作用之一是滤出有用信号和部分的滤除噪声，因此，它可等效为一个带通滤波器。它的输出噪声是带通型噪声。由于这种噪声通常满足“窄带”的定义，故常称它为窄带噪声。又考虑到带通滤波器常常是一种线性网络，其输入端的噪声是高斯白噪声。因此，它的输出窄带噪声应是窄带高斯噪声。

四、实验原理

1、实验模块简介

本实验需用到基带成形模块、IQ调制解调模块及信道模拟模块。（1）基带成形模块 产生PN31伪随机序列作为信源；将基带信号进行串并转换；按调制要求进行基带 成形，形成两路正交基带信号。（2）IQ调制解调模块

产生调制及解调用的正交载波；完成射频正交调制及小功率线性放大；完成射频 信号正交解调。（3）信道模拟模块

采用数字信号处理算法模拟白噪声、慢衰落及多径干扰三种信道。

2、电路说明

IQ调制模块输出的10.7M已调信号，送入信道模拟模块，首先进行降频理，将频率降为1.5M，主要目的是为了A/D采样及数字处理方便。1.5M信号经信号 调理电路以适合A/D采样。在FPGA时序电路的控制下，A/D芯片将模拟信号转 换为数字处理送入FPGA中进行处理。

FPGA中有四个独立的处理模块，分别是模拟信号采样控制及信号通道、白噪声产生、慢衰信号产生及信号多径时延模块。根据使用者选择的不同输出 不同的信号。

当用户选择白噪声信道，FPGA输出两路数字信号，一路是原信号、一路是 白噪声信号，经D/A转换后变为两路模拟信号。两路信号可以分别进行幅度调 节，以满足试验需求。两路信号经加法器相加后成为白噪声干扰信号，送入混 频电路，将频率变回为10.7M送出，完成白噪声干扰。

五、实验框图

OUT1SUM混频放大输出

混频信号调理ADA/D噪声产生D/A幅度调节相加9.2M本振OUT2原信号D/A幅度调节9.2M本振3

六、实验步骤

1、在实验箱上正确安装基带成形模块（以下简称基带模块）、IQ调制解调模块（以下简称IQ模块）及信道模拟模块（以下简称信道模块）。

2、关闭实验箱电源，按如下方式连线：（点击

查看连线）

a﹑用台阶插座线完成如下连接

源端口 目的端口

连线说明

基带模块：PN31 IQ模块：I-IN 提供PN31伪随机序列

b﹑用同轴电缆线完成如下连接

源端口

目的端口

连线说明

IQ模块：输出(J2)信道模块：输入 将调制信号送入模拟信道中

* 检查连线是否正确，检查无误后打开电源。

3、示波器探头接信道模块“AD”测试点，调节“AD幅度”电位器，使“AD”处信号峰峰值为1V左右。

4、按下“选择”键，选择白噪声信道，“白噪”指示灯亮。

5、用示波器观测“OUT2”测试点，调节“OUT2 幅度”电位器改变原始信号幅度。

6、用示波器观测“OUT1”测试点，输出为白噪声信号，调节“OUT1 幅度”电位器幅度改变噪声信号的大小。

7、将“OUT2 幅度”电位器顺时针旋到底，“OUT1 幅度”电位器逆时针旋到底，用示波器观测“输出”点信号波形，此时信号输出幅度最大，无噪声输出。

8、顺时针调节“OUT1 幅度”电位器，增大噪声信号，用示波器观测“输出”点信号波形，观测噪声对信号的影响。

七、实验结果及图片

1、信道模块“AD”测试点，“AD”处信号峰峰值为1V左右

2、“OUT2”测试点

3、“OUT1”测试点

4、“输出”点信号波形（注：此时未加入噪声）

5、“输出”点信号波形（注：此时有加入噪声）

八、实验总结

第二篇：湘潭大学移动通信实验报告实验6-GSM及GPRS移动台短消息发送及接收实验

实验

四、GSM/GPRS移动台短消息发送及接收实验

一、实验目的

通过本实验了解SMS短消息服务的基本知识，了解GSM系统短消息发送和接收流程。

二、基本原理

1、短消息业务分类

短消息业务与语音传输及传真一样，同为GSM数字蜂窝移动通用网络提供的主要电信业务，它通过无线控制信道进行传输，经短消息业务中心完成存储和转发，每个短消息的信息量限制为140个字节。在短消息的可靠传递基础上，GSM网络与互联网技术的结合将给目前以提供话音业务为主的GSM移动通信网络带来新的生机。

SMS信息容量小，信息表现形式单一。GSM PhaseⅡ+ 所规范的增强型短信业务（EMS Enhanced Message Services）将多个SMS通道联合使用，可以发送十余倍于短信的信息，使短信业务从传送文本扩展到传送黑白图片、简单动画或铃声下载，但其承载的信息量还是极有限的。在GSM网（G网）引入GPRS分组承载通道后，SMS可以分流到GPRS承载通道上，加大了SMS的信息容量，降低了信令信道的负荷。短消息业务包括移动台之间点对点短消息业务和小区广播式短消息业务。

点对点短消息（Point to Point Short Message）是通过移动通信网的信令信道传送简短文字信息的业务。在移动台空闲期间利用GSM网的无线独立专用信道（SDCCH）；在通话期间利用慢速伴随信道（SACCH）收/发短消息，故在移动台空闲或通话期间均可收/发短消息。最大消息长度为140字节。

点对点的短消息服务可以实现双向计费性传送。它提供的服务方向可以是固定用户接向移动用户，或者相反。固定用户不必关注移动用户所在的位置。短消息服务必然导致短消息服务器的出现，它们是短消息服务中心SMSC（Short Message Service Centre）或服务中心SC（Service Centre）。

小区广播式短消息业务是GSM移动通信网以有规则的间隔向移动台广播具有通用意义的短消息，例如道路交通信息等。移动台连续不断的监视广播消息，并能在显示器上显示广播消息。此短消息也是在控制信道上传送的，移动台只有在空闲状态下才可接收广播消息，其消息量限制为93个字符。

GSM网络中的短消息业务不占用话音通信的信道，费用低廉，对用户极具吸引力。短消息业务的出现为目前以提供话音服务为主的GSM移动通信网络开辟了 一个全新的服务领域。

短消息业务具有以下特点：

（1）短消息传输速率低，适合于简短信息的传送。它既是电信业务，也可以通过短信中心与增值业务平台

短信中心存储转发，实时性较弱（即存在时延）。

（3）短消息的发送占用了控制信道，在业务量较高时，会受到无线信道的能力限制。

（4）短消息的技术最成熟，对网络改造较小，实现业务比较容易。

2、短消息业务（PPS）网络结构

（1）短消息实体（SME Short Message Entity）

接收和发送短消息的实体，包括移动用户、固网用户、语音信箱、信息点播平台和Internet等。其中的固网用户可通过人工座席（1258）或自动台（1259）完成短消息的收发。

（2）短消息业务中心（SMSC Short Message Service Center）

每个移动台均归属于某个SMSC（即该MS所归属移动本地网中的SMSC），SMSC负责存储与转发发往其归属MS的短消息。

（3）SMS-GMSC和SMS-IWMSC

SMS-GMSC和SMS-IWMSC是具有短消息功能的移动交换中心（MSC），其中SMS-GMSC是接收发自SMSC短消息的入口交换机；SMS-IWMSC是一个能够接收来自PLMN的短消息，并将此短消息送到相应SMSC的出口交换机。

GSM用户要使用短信业务，需要在MS中设置其归属的短消息业务中心的号码，SMSC编号服从PLMN编号计划E.160。例如中国移动SMSC的号码为+8613800ABC500，其中ABC等同于移动用户所在本地的长途区号。例如北京地区的SMSC号码为+86***。MS在设置移动本地网SMSC号码后，即成为其归属用户。

3、短消息传送的基本过程

GSM网络点对点的短消息包括两种基本业务：

SMT-MT是发往移动台的短消息业务；

SMT-MO是从移动台接收的短消息业务。

短消息传送的基本过程为：

（1）对终止于MS的短信（SMT-MT）业务

由SME经SMSC送来短消息，发送到入口交换机SMS-GMSC，由SMS-GMSC根据被叫号向HLR查询得到目前被呼移动台所在位置，并将短消息通过NO.7信令网送被呼移动台所在的MSC，MSC查询VLR得到被呼移动台所在的BSC（位置区）并对该BSC所属的所有基站发出寻呼信号。

（2）对始发于MS的短信（SMT-MO）业务

当一个移动台发起短消息呼叫时，由主呼移动台所在的MSC所接收，该MSC将 所接收的短消息连同主呼用户所拨的被叫号码一起送NO.7信令网。NO.7信令网根据全局码GT（即被叫号码）寻址被呼用户归属的SMS-IWMSC及其相连接的短消息中心。

4、短消息的应用

短消息的增值应用主要包括：信息订阅、短信聊天（QQ）、短信游戏、黑白图片/铃声/简单动画下载、移动商务等。基于短信的增值业务还适合和其它增值业务配合使用，例如业务申请、E-mail /语音信箱到达通知、密码通知（例如WLAN临时分配的密码通知）等。

三、实验步骤

1、硬件连接。在操作之前需要进行硬件连接：

a、连接计算机串口跟GSM/GPRS模块串口；

b、连接好GSM/GPRS模块天线；

c、在GSM/GPRS模块的SIM卡座上插入SIM卡；

d、检查无误后接上5V稳压电源，模块通电。

2、运行移动实验系统程序，选择GSM模式。

3、选择与模块连接的端口后连接设备。

4、点击“短信发送”按钮，打开下拉菜单，下拉菜单中有“中文短信”和“英文短信”两种方式供选择。点击“中文短信”项，打开发送中文短信的窗口，如上图。

在目标号码标签后的选择框里输入目标手机号，在信息内容文本框里输入短信内容后，点击“发送” 按钮，短信即通过模块发往目标手机。（注意：发送前请确认目标号码无误）

发送成功后，显示如下界面，点击“确定”后，清空前面内容。

点击“英文短信”项，打开发送英文短信的窗口，如下图：

英文短信的发送参照中文短信的发送，信息内容应为英文。

四、实验结果及图片

第三篇：移动通信系统实验报告 北京交通大学通信工程实验

移动通信系统实验

姓名： 学号： 班级：通信 同组成员：

上课时间： 周二16：20-18：10

移动台主被叫实验

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。

5、掌握移动台被叫正常接续时的信令流程。

6、掌握通话结束呼叫释放时的信令流程。

7、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、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：

三、实验原理

处于开机空闲状态的移动台要建立与另一用户的通信，在用户看来只要输入被叫号码，再按发送键，移动台就开始启动程序直到电话拨通。实际上，移动台和网络要经许多步骤才能将呼叫建立起来。以移动台和移动台进行通信为例，就包括主叫移动台和主叫MSC建立信令链接、主叫MSC通过被叫电话号码对被叫用户进行选路，即寻找被叫所处的MSC、被叫MSC寻呼被叫MS并建立信令连接过程等三个过程。本实验主要是让学生掌握移动通信中移动台主叫时MS和MSC之间的信令过程、以及为了完成通话连接，主叫MSC和被叫MSC之间的信令过程（即七号信令中的部分消息）。

四、实验内容

1、记录正常呼叫的过程中，移动台主叫部分和被叫部分的信令流程

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，移动台主叫部分和被叫部分的信令流程

4、记录被叫号码无效时，移动台主叫的信令流程

5、记录通话结束后，呼叫链路释放的信令流程

五、实验步骤 主叫实验：

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。

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。（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。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。（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释放链路的信令显示在被叫学生平台上。

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。

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。被叫实验

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。

（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。

（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。

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。

（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。

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。

六、实验准备以及信令流程

1、实验界面

获得本机电脑的IP地址，由此查得本机号码并记录在SYSTEM中

实验所用的软件界面：

2、主叫初始化：

分析：这个过程是主叫MSC向被叫MSC发送的最早的一条信令。当主叫MSC查询到被叫MSC的地址后，就向被叫MSC发送IAM消息，此消息中包含主叫号码、被叫号码和业务类型等。被叫MSC根据这条消息就可以知道主叫的电话号码、以及被寻呼的被叫号码。根据被叫号码被叫MSC可以在相应的位置区对被叫MS发起寻呼

3、移动台开机：

分析：经过了两个阶段：

1、接入阶段：信道请求，信道激活，信道激活相应，立即指配（建立“手机”（电脑）与BTS（BSC）建立了暂时固定的关系）；

2、鉴权加密阶段：鉴权请求，鉴权响应（应答）

4、选择被叫（输入被叫号码，点击“OK”键主叫显示界面）：

分析：主叫用户的身份已经得到了确认，网络认为主叫用户是一个合法用户，允许继续处理呼叫。

5、主叫呼叫、被叫接通:

分析：呼叫过程中，被叫振铃，通过按“摘机”键实现双方通信。MS发送一个SET UP 消息（携带有被叫号码和主叫标识等更为详细的信息），MSC收到此消息后，首先向VLP查询该用户的相关业务信息，VLR根据此次业务类别和开户时MS已经申请的业务信息，决定此次呼叫是否可以继续；继续的话，进行被叫分析，根据被叫号码，寻址到被叫的HLP，在经过一些信令传输过程，达到最终通话

6、被叫主动挂断:

分析： MS向被叫MSC发送ISUP PELEASE消息，这时被叫MSC就会向主叫的MSC发送ISUP RELEASE消息，收到此消息的主叫MSC就会向MS发送DISCONNECT消息，开始链路释放。实验结果显示被叫未开机

7、主叫主动挂断电话: 主机处单机“挂机”键。

分析: MS向主叫MSC发送ISUP PELEASE消息，这时主叫MSC就会向被叫的MSC发送ISUP RELEASE消息，收到此消息的被叫MSC就会向MS发送DISCONNECT消息，开始链路释放。

8、被叫未开机

主机处单机“呼叫”键，而显示被叫未开机。

分析：被叫MSC收到主叫MSC发送来的初始化地址消息ISUP INITIAL ADDRESS后，被叫MSC将根据初始化地址消息中包含的被叫用户的信息进行查询。如果被叫被开机，则向主叫MSC发送ISUP RELEASE消息，收到此消息的主叫MSC则向主叫MS发送DISCONNECT消息，进行链路的释放

9、被叫未开程序:

分析：被叫未开程序，类似于拨号时不存在此被叫号码，从而显示无法建立信令连接

七、思考题

1.实验中，若主叫无法呼叫被叫方，分析可能产生的原因。答：

（1）硬件连接的问题；（2）机器问题；

（3）实验开始前未点击“初始化”；（4）被叫方关机；

（5）被叫正在与其他人进行通话；（6）系统文件配置问题。

2.实验中，小交换机的作用是什么？如果配置文件的端口和实际连接端口不符，会出现什么现象？ 答：小交换机中在实验中的作用是将主叫与被叫两台PC之间建立连接，将主叫呼叫的信息传送给被叫一方。如果配置文件的端口和实际端口不符则会弹出警告的对话框显示无法建立与被叫的信令连接。

3.系统配置文件主要有什么作用？ 答：由于在实验中计算机实现包括MSC、VLR、HLR、AUC等实体的网络子系统功能，所以需要在软件平台中存储用户信息，保证两台电脑上这两个数据库是完全一样的。SYSTEM文件中包括的内容有： 学生计算机的IP地址+对应学生平台的手机号码（11位）+IMSI国际移动用户识别码+TMSI号+LAI定位区标识+小交换机号（实验箱跟交换机接口的序号）。

4.分析个人11位手机号码的基本组成，IMSI和TMSI各有什么作用？ 答：手机号码MSISDN，共11位，N1N1N3+H1H2H3+SN，N1N2N3是数字蜂窝移动业务接入号如：移动的138、139，联通的130，131等。H1H2H3是HLR识别号，全国统一分配，SN为用户自行分配号码。

IMSI国际移动用户识别码，是识别移动用户的标志，IMSI是全网和全球唯一的（非法制造商也可能造出IMSI相同的SIM卡），一般在入网和TMSI更新失败时使用。IMSI存储在SIM卡和HLR中，IMSI为15位数字，所有IMSI的前五位460（中国代码）00/02/07/01/03/05/20（移动网代码）是固定的，移动国家码和移动网号后为10位MSIN，分配为H1H2H3 9××××××。H1H2H3是HLR识别号。比如手机号：***对应的IMSI为：***。TMSI：临时移动用户识别码，它是IMSI的临时“代表”，出于IMSI的安全考虑，为尽量避免在空中接口传递IMSI，由VLR给用户分配的，TMSI在当前VLR中是唯一的。TMSI，共8位，本地有效，要保证每个MS不同即可。

当用户漫游至其它VLR时，当前VLR向前一VLR查询用户TMSI，查询成功后当前VLR完成对用户的鉴权，并重新给用户分配一个新的TMSI，前一VLR将用户的过期TMSI和用户信息删除；如果查询失败，则当前VLR向用户归属HLR查询用户IMSI，完成鉴权。

5.主被叫初始化时，系统提示“完成IMSI附着”是什么意思？ 答：IMSI 附着，对应用户开机,并和MSC保持着联系。

6.GSM系统中的Um接口、A接口、No.7信令在实验平台上是如何实现的？ 答：实验箱上的无线射频接口相当于GSM实际系统中的Um接口，实验箱与学生平台之间的串口相当于实际系统中的A接口，MSC/VLR与MSC/VLR之间的通信信令由实验室局域网进行传输，模拟了实际系统中MSC和MSC之间的No.7信令传输系统。

八、实验心得

这次实验主要通过老师给我们演示来进行，通过此次移动通信系统实验，掌握了在各种不同情况下的移动台主、被叫的信令流程和原理，以及为了完成通话连接，主叫MSC和被叫MSC之间的信令过程等等。经过老师讲解和演示之后，我对移动通信有了更加清晰的了解，在实验的过程中将所学知识与生活实际联系起来，将知识更好的运用到生活实际中。这样既可以巩固自己所学的知识，也能在实践中有更多的体会。

第四篇：湘潭大学 数据结构实验5 实验报告 源代码 图的应用

“数据结构和算法II”课程实验报告

实验名称：图及其应用

班级 姓名 学号 实验日期： 实验机时：2 学时 实验成绩：

-----------------一.实验目的：

1.熟练掌握图的两种存储结构(邻接矩阵和邻接表)的表示方法 2.掌握图的基本运算及应用

3.加深对图的理解，逐步培养解决实际问题的编程能力 二.实验内容：（1）基本实验内容：

采用邻接表或邻接矩阵方式存储图，实现图的深度遍历和广度遍历； 用广度优先搜索方法找出从一顶点到另一顶点边数最少的路径。三.程序及注释：

#include “stdio.h” #include “limits.h” //INT_MAX头文件 #include “windows.h” //boolean头文件 #define INFINITY INT_MAX #define MAX_VERTEX_NUM 20 #define OVERFLOW-1 #define OK 1 #define ERROR 0 typedef int Status;typedef enum {DG,DN,UDG,UDN} GraphKind;typedef int VRType;typedef char VertexType;typedef char* InfoType;typedef int QElemType;//边信息

typedef struct ArcCell{ VRType adj;//1或0表示是否邻接,对带权图，则为权值类型 InfoType *info;}ArcCell,AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];//图结构 typedef struct {

VertexType vexs[MAX_VERTEX_NUM];//定点向量 AdjMatrix arcs;

//邻接矩阵，为一二维数组 //图的当前顶点数和弧数 int vexnum,arcnum;GraphKind kind;

//图的种类标志

}MGraph;//辅助队列

typedef struct QNode{ QElemType data;//数值域 struct QNode *next;//指针域

}QNode, *QueuePtr;typedef struct{ QueuePtr front;//队头 QueuePtr rear;//队尾

}LinkQueue;//初始化队列

Status InitQueue(LinkQueue &Q){

Q.front = Q.rear =(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!Q.front){ printf(“内存分配失败!”);exit(OVERFLOW);} Q.front->next = NULL;return OK;} //插入元素到队尾

Status EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType e){

QueuePtr p =(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!p){printf(“n内存分配失败!”);exit(OVERFLOW);} p->data = e;p->next = NULL;Q.rear->next = p;Q.rear = p;return OK;} //队列判空

Status QueueEmpty(LinkQueue Q){ return Q.front == Q.rear;} //销毁队列

Status DestroyQueue(LinkQueue &Q){

while(Q.front){Q.rear = Q.front->next;free(Q.front);Q.front = Q.rear;} return OK;} //删除队头元素

Status DeQueue(LinkQueue &Q,QElemType &e){

if(QueueEmpty(Q)){printf(“n队列为空！”);return ERROR;} QueuePtr p = Q.front->next;e = p->data;Q.front->next = p->next;if(Q.rear==p)Q.rear = Q.front;free(p);return OK;} //对顶点v定位，返回该顶点在数组的下标索引，若找不到则返回-1 int LocateVex(MGraph G,char v){

for(int i=0;i

G.kind = UDN;printf(“输入顶点个数和边数(如：4,3):”);int vexnum,arcnum;scanf(“%d,%d”,&vexnum,&arcnum);G.vexnum=vexnum;G.arcnum=arcnum;//判断是否超过顶点最大个数 while(G.vexnum>MAX_VERTEX_NUM){printf(“最大顶点为20，重新输入(如：4,3):”);scanf(“%d,%d”,&G.vexnum,&G.arcnum);} printf(“n依次输入顶点向量值n”);int i;for(i=0;i

//清空缓冲区 fflush(stdin);printf(“第%d个:”,i+1);scanf(“%c”,&G.vexs[i]);} //初始化邻接矩阵 for(i=0;i

int values;printf(“n输入依附两个顶点的边及其权值<如，a,b,1>n”);for(i=0;i

printf(“第%d条：”,i+1);//清空缓冲区 fflush(stdin);scanf(“%c,%c,%d”,&rear,&front,&values);int m,n;//定位两顶点在vexs数组中的索引 m = LocateVex(G,rear);n = LocateVex(G,front);if(m==-1||n==-1){

printf(“输入顶点或不在此图中，请重新输入！n”);i--;continue;} //赋予对应矩阵位置的权值，以及对称弧的权值 G.arcs[m][n].adj = values;G.arcs[n][m].adj = values;} return OK;} //CreateUDG //矩阵输出

void printArcs(MGraph G){

int i;printf(“ ”);//输出第一行的顶点向量 for(i=0;i

for(int j=0;j

else printf(“ %d”,G.arcs[i][j].adj);}} printf(“ ∞”);

printf(“n”);} //访问顶点v输出

Status printAdjVex(MGraph G,int v){ printf(“%c ”,G.vexs[v]);return OK;} //查找v顶点的第一个邻接点

Status FirstAdjVex(MGraph G,int v){ //查找与顶点v的第一个邻接点，找到后立即返回其索引，若找不到，则返回-1 for(int i=1;i

return i;} return-1;} //查找基于v顶点的w邻接点的下一个邻接点 Status NextAdjVex(MGraph G,int v,int w){

//查找基于顶点v的w邻接点的下一个邻接点，找到之后立即返回其索引，若找不到，则返回-1 for(int i=w+1;i

boolean visited[MAX_VERTEX_NUM];//函数指针变量

Status(* VisitFunc)(MGraph G,int v);//DFS,从第v个顶点出发递归深度优先遍历图G void DFS(MGraph G,int v){

visited[v] = TRUE;//访问第v个顶点 VisitFunc(G,v);for(int w=FirstAdjVex(G,v);w>=0;w=NextAdjVex(G,v,w)){if(!visited[w])

DFS(G,w);}} //深度优先遍历

void DFSTraverse(MGraph G,Status(*Visit)(MGraph G,int v)){ //将函数复制给全局的函数指针变量，待调用DFS时使用

VisitFunc = Visit;int v;//将访问标记初始化为false for(v=0;v

void BFSTraverse(MGraph G,Status(*Visit)(MGraph G,int v)){

//按广度优先非递归遍历图G，使用辅助队列Q和访问标志数组Visited int v;int u;//将访问标记数组初始化为false for(v = 0;v

//判断顶点V是否被访问 if(!visited[v]){//将第一次访问的顶点对应的访问标记数组位置赋值为TRUE

visited[v] = TRUE;//输出顶点v Visit(G,v);EnQueue(Q,v);while(!QueueEmpty(Q)){//按入队序列取出顶点，便于查找此顶点的邻接点

DeQueue(Q,u);//查找当前顶点邻接点

for(int w=FirstAdjVex(G,u);w>=0;w = NextAdjVex(G,u,w))

if(!visited[w]){visited[w] =TRUE;Visit(G,w);EnQueue(Q,w);}}} //销毁队列 DestroyQueue(Q);} int main(){

printf(“====图的创建及其应用====n”);//创建一个图 MGraph G;CreateUDN(G);//用邻接矩阵输出图

printf(“n图的邻接矩阵输出如下:n”);printArcs(G);//深度优先遍历

printf(“n深度优先遍历序列:n”);DFSTraverse(G,printAdjVex);printf(“n”);//广度优先遍历

} printf(“n广度优先遍历序列:n”);BFSTraverse(G,printAdjVex);printf(“n”);四.运行结果：

五.实验心得：

通过本次课程设计，对图的概念有了一个新的认识，在学习离散数学的时候，总觉得图是很抽象的东西，但是在学习了《数据结构与算法》这门课程之后，我慢慢地体会到了其中的奥妙，图能够在计算机中存在，首先要捕捉他有哪些具体化、数字化的信息，比如说权值、顶点个数等，这也就说明了想要把生活中的信息转化到计算机中必须用数字来完整的构成一个信息库，而图的存在，又涉及到了顶点之间的联系。图分为有向图和无向图，而无向图又是有向图在权值双向相等下的一种特例，如何能在计算机中表示一个双向权值不同的图，这就是一件很巧妙的事情。有了这次课程设计的经验和教训，我能够很清楚的对自己定一个合适的水平。

第五篇：中南大学通信原理实验报告实验二 数字调制

中南大学

《通信原理》 实 验 报 告

学生姓名 学生学号

学 院 信息科学与工程学院

专业班级

完成时间

实验二 数字调制

一、实验目的

1、掌握绝对码、相对码概念及它们之间的变换关系。

2、掌握用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号的方法。

3、掌握相对码波形与2PSK信号波形之间的关系、绝对码波形与2DPSK信号波形之间的关系。

4、了解2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱与数字基带信号频谱之间的关系。

二、实验内容

1、用示波器观察绝对码波形、相对码波形。

2、用示波器观察2ASK、2FSK、2PSK、2DPSK信号波形。

3、用频谱仪观察数字基带信号频谱及2ASK、2FSK、2DPSK信号的频谱。

三、基本原理

本实验用到数字信源模块和数字调制模块。信源模块向调制模块提供数字基带信号（NRZ码）和位同步信号BS（已在实验电路板上连通，不必手工接线）。调制模块将输入的绝对码AK（NRZ码）变为相对码BK、用键控法产生2ASK、2FSK、2DPSK信号。调制模块内部只用+5V电压。

数字调制单元的原理方框图如图2-1所示，电原理图如图2-2所示（见附录）。

晶振÷2(A)滤波器CAR放大器2PSK调制 射随器2DPSK÷2(B)滤波器CAR/22FSK调制CAR2FSKNRZAK BS码变换BK2ASK调制2ASK

图2-1 数字调制方框图

本单元有以下测试点及输入输出点：

 CAR

 BK

2DPSK信号载波测试点

相对码测试点

 2DPSK

 2FSK  2ASK

2DPSK信号测试点/输出点，VP-P>0.5V 2FSK信号测试点/输出点，VP-P>0.5V 2ASK信号测试点，VP-P>0.5V 用2-1中晶体振荡器与信源共用，位于信源单元，其它各部分与电路板上主要元器件对应关系如下：

 2（A）

 2（B）

 滤波器A  滤波器B  码变换

 2ASK调制

 2FSK调制

 2PSK调制

 放大器

 射随器

U8：双D触发器74LS74 U9：双D触发器74LS74 V6：三极管9013，调谐回路 V1：三极管9013，调谐回路

U18：双D触发器74LS74；U19：异或门74LS86

U22：三路二选一模拟开关4053 U22：三路二选一模拟开关4053 U21：八选一模拟开关4051

V5：三极管9013 V3：三极管9013 将晶振信号进行2分频、滤波后，得到2ASK的载频2.2165MHZ。放大器的发射极和集电极输出两个频率相等、相位相反的信号，这两个信号就是2PSK、2DPSK的两个载波，2FSK信号的两个载波频率分别为晶振频率的1/2和1/4，也是通过分频和滤波得到的。

下面重点介绍2PSK、2DPSK。2PSK、2DPSK波形与信息代码的关系如图2-3所示。

图2-3 2PSK、2DPSK波形

图中假设码元宽度等于载波周期的1.5倍。2PSK信号的相位与信息代码的关系是：前后码元相异时，2PSK信号相位变化180，相同时2PSK信号相位不变，可简称为“异变同不变”。2DPSK信号的相位与信息代码的关系是：码元为“1”时，2DPSK信号的相位变化180。码元为“0”时，2DPSK信号的相位不变，可简称为“1变0不变”。

应该说明的是，此处所说的相位变或不变，是指将本码元内信号的初相与上一码元内信号的末相进行比较，而不是将相邻码元信号的初相进行比较。实际工程中，2PSK或2DPSK信号载波频率与码速率之间可能是整数倍关系也可能是非整数倍关系。但不管是那种关系，上述结论总是成立的。

本单元用码变换——2PSK调制方法产生2DPSK信号，原理框图及波形图如图2-4所示。相对于绝对码AK、2PSK调制器的输出就是2DPSK信号，相对于相对码、2PSK调制器的输出是2PSK信号。图中设码元宽度等于载波周期，已调信号的相位变化与AK、BK的关系当然也是符合上述规律的，即对于AK来说是“1变0不变”关系，对于BK来说是“异变同不变”关系，由AK到BK的变换也符合“1变0不变”规律。

图2-4中调制后的信号波形也可能具有相反的相位，BK也可能具有相反的序列即00100，这取决于载波的参考相位以及异或门电路的初始状态。2DPSK通信系统可以克服上述2PSK系统的相位模糊现象，故实际通信中采用2DPSK而不用2PSK（多进制下亦如此，采用多进制差分相位调制MDPSK），此问题将在数字解调实验中再详细介绍。

AKBK-1+TSBK2DPSK(AK)2PSK调制2PSK(BK)

图2-4 2DPSK调制器

2PSK信号的时域表达式为

S(t)= m(t)Cosωct 式中m(t)为双极性不归零码BNRZ，当“0”、“1”等概时m(t)中无直流分量，S(t)中无载频分量，2DPSK信号的频谱与2PSK相同。

2ASK信号的时域表达式与2PSK相同，但m(t)为单极性不归零码NRZ，NRZ中有直流分量，故2ASK信号中有载频分量。

2FSK信号（相位不连续2FSK）可看成是AK与AK调制不同载频信号形成的两个2ASK信号相加。时域表达式为

S(t)m(t)cosc1tm(t)cosc2t

式中m(t)为NRZ码。

fc-fs fc fc+fs f2ASKfc-fs fc fc+fs2PSK（2DPSK）f fc1-fs fc1 fc2 fc2+fs2FSKf图2-5 2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK信号功率谱

设码元宽度为TS，fS =1／TS在数值上等于码速率，2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK的功率谱密度如图2-5所示。可见，2ASK、2PSK（2DPSK）的功率谱是数字基带信号m(t)功率谱的线性搬移，故常称2ASK、2PSK（2DPSK）为线性调制信号。多进制的MASK、MPSK（MDPSK）、MFSK信号的功率谱与二进制信号功率谱类似。

本实验系统中m(t)是一个周期信号，故m(t)有离散谱，因而2ASK、2PSK（2DPSK）、2FSK也具有离散谱。

四、实验步骤

本实验使用数字信源单元及数字调制单元。

1、熟悉数字调制单元的工作原理。接通电源，打开实验箱电源开关。将数字调制单元单刀双掷开关K7置于左方N（NRZ）端。

2、用数字信源单元的FS信号作为示波器的外同步信号，示波器CH1接信源单元的(NRZ-OUT)AK（即调制器的输入），CH2接数字调制单元的BK，信源单元 的K1、K2、K3置于任意状态（非全0），观察AK、BK波形，总结绝对码至相对码变换规律以及从相对码至绝对码的变换规律。

3、示波器CH1接2DPSK，CH2分别接AK及BK，观察并总结2DPSK信号相位变化与绝对码的关系以及2DPSK信号相位变化与相对码的关系（此关系即是2PSK信号相位变化与信源代码的关系）。注意：2DPSK信号的幅度比较小，要调节示波器的幅度旋钮，而且信号本身幅度可能不一致，但这并不影响信息的正确传输。

2DPSK AK 2DPSK BK

4、示波器CH1接AK、CH2依次接2FSK和2ASK；观察这两个信号与AK的关系（注意“1”码与“0”码对应的2FSK信号幅度可能不相等，这对传输信息是没有影响的）。

AK 2FSK AK SASK

5、用频谱议观察AK、2ASK、2FSK、2DPSK信号频谱（条件不具备时不进行

此项观察）。

条件不具备

五、实验报告要求

1、设绝对码为全

1、全0或1001 1010，求相对码。绝对码全为1时，相对码为：1010 1010 绝对码全为0时，相对码为：0000 0000 绝对码为1001 1010时，相对码为：1110 1100

2、设相对码为全

1、全0或1001 1010，求绝对码。相对码全为1时，绝对码为：1000 0000 相对码全为0时，绝对码为：0000 0000 相对码为1001 1010时，绝对码为：1101 0111

3、设信息代码为1001 1010，假定载频分别为码元速率的1倍和1.5倍，画出2DPSK及2PSK信号波形。

4、总结绝对码至相对码的变换规律、相对码至绝对码的变换规律并设计一个由相对码至绝对码的变换电路。

规律：相对码的码反变换规则为 “比较相对码本码元与前一码元 电位相同 绝对码为0，否则为1”，反变化与之相反。

5、总结2DPSK信号的相位变化与信息代码(即绝对码)之间的关系以及2DPSK信号的相位变化与相对码之间的关系（即2PSK的相位变化与信息代码之间的关系）。

2DPSK 信号的相位变化与绝对码（信息代码）之间的关系是：“1 变0 不变”，即“1”码对应的2DPSK 信号的初相相对于前一码元内2DPSK 信号的末相变化180º，“0”码对应的2DPSK 信号的初相与前一码元内2DPSK 信号的末相同。

2PSK 信号的相位变化与相对码（信息代码）之间的关系是：“异变同不变”，即当前码元与前一码元相异时则当前码元内2PSK 信号的初相相对于前一码元内2PSK 信号的末相变化180º。相同时则码元内2PSK 信号的初相相对于前一码元内2PSK 信号的末相无变化。