北邮-2015《现代通信技术》实验报告一.docx

信息与通信工程学院现代通信技术实验报告姓名：张心琪班级：201221学号：201221序号：21 2015年5月实验一 程控交换机操作一、 实验目的（1） 了解并掌握程控交换机的系统结构和特点；（2） 了解并掌握程控交换机的硬件结构；（3） 了解用户数据的制作与维护，掌握简单用户操作；（4） 增强对程控交换机的感性认识，增强实践知识与实践经验。二、 实验内容（1） 了解程控交换机的管理、操作维护接口与终端、人机通信系统、人机操作指令；（2） 了解程控交换机的控制方式、操作系统、数据结构；（3） 阅读程控交换机操作手册，并根据操作手册内容加以简单操作。三、 实验原理（1） 程控交换机简介程控交换机简介程控交换机通常专指用于电话交换网的交换设备，属于全电子型，它是现代数字通信技术、计算机技术与大规模集成电路有机结合的产物。它将用户的信息和交换机的控制、维护管理功能预先编程程序存储到计算机的存储器内，当交换机工作时，控制部分自动检测用户的状态变化和所拨号码，并根据要求执行程序，从而完成各种交换功能，以及利用对外部状态的扫描数据和存储程序来控制、管理整个系统工作，因此全称为存储程序控制交换机。与机电交换机相比，程控交换机具有以下优点：1） 体积小，重量轻、功耗低；2） 能灵活地向用户提供众多的新业务服务功能3） 工作稳定可靠，维护方便；4） 便于采用新型共路信令方式；5） 易于与数字终端、数字传输系统连接，实现数字终端、传输与交换的综合与统一。（2） 程控交换机的构成和功能程控交换机的主要任务是实现用户间通话的接续，可以基本划分为两大部分：话路设备和控制设备。1） 话路设备话路设备主要包括各种接口电路（如用户线接口和中继线接口电路等）和交换（或接续）网络。交换网络。交换网络的基本功能是根据用户的呼叫要求，通过控制部分的连续命令，建立主叫与被叫用户间的连接通路。用户电路。用户电路的作用是实现各种用户线与交换网络之间的连接，通常又称为用户线接口电路（Subscriber Line Interface Circuit ，SLIC）。出入中继线。出入中继线是中继线与交换机网络间的接口电路，用于交换机中继线的连接。它的功能和电路所用的交换系统的制式及局间中继线信令方式有密切的关系。主要包括各种接口电路和交换网络。2） 控制设备控制设备为电子计算机，包括中央处理器（CPU）、存储器和输入/输出设备。控制部分是程控交换机的核心，其主要任务是根据外部用户与内部维护管理的要求，执行存储程序和各种命令，以控制相应硬件实现交换机管理功能。程控交换机控制设备的主体是微处理器。3） 程控交换机基本功能程控交换机基本功能为：用户线接入、中继接续、计费、设备管理等。（3） 程控交换机的管理管理是根据交换机的能力，安排用户的等级、修改路由的选择规则、规定交换机的过负荷控制标准等，使交换机合理地工作。监视是指检查交换机的服务质量、用户线和中继线的运用情况，取得实际话务数据，作为改进管理的依据。维护是指故障的检测和定位、硬件的重新组合以及软件的再启动等，即在出现故障后，能迅速利用备用资源，保证系统不间断运行。1）系统运行和操作管理程控交换机软件（包括程序和数据两部分）又称为系统文件。对于系统文件，通常采用多级后备的方式进行管理。数据库一般采用冗余备份的存储方式，数据与程序分离，存放在存储器的指定区域。局数据表达一个交换局的结构状况，包括设备种类、数量、号码分配和路由选择顺序等。用户数据包括用户状态、话机类型、用户电路设备号码、发话级别、受话级别及可以使用何种新业务等。用户数据可根据管理上的需要，通过人机命令进行修改，修改用户数据时只有等到修改无误后，才通知用户使用。2）话务量的统计和管理话务量统计不仅可以在验收阶段评定交换机的安装设计是否符合要求，而且可在运用阶段平定安装设计是否合理，并为合理使用各种资源提供可靠依据，还可为今后扩容设计积累资料。话务量测量可采用下述三种方式；例行话务量、制定话务量测量和波动话务量测量。根据统计的忙时话务量数据，可以计算出呼叫处理器的实际处理能力，统计出各出/入中继和信号设备等公共设备的数量是否满足需求，是否需要调整。（4） 程控交换机的日常维护程控交换机的管理和维护包括：机房的管理和维护及设备的管理和维护。1） 机房的管理和维护主要内容有电气环境、温湿度、防尘、防火、防鼠等。电器环境要求主要是只防静电要求和防电磁要求。2）设备的管理和维护：硬件的管理和维护、软件的管理和维护。四、 基本操作基本操作主要有用户的创建、删除、显示用户信息等。1）创建新用户在软件中建立一个模拟用户输入以下代码：<CREATE-ANALOG-SUBSCR:DN=K88880000,EN=H31&131.这样，在程控交换机中就建立了一个新用户，电话号码为88880000.如果要创建一个ISDN用户，则需在软件中输入：<CREATE-ISDN-SUBSCR:DN=K88880000,EN=H31&131.2）显示用户信息在对用户进行维护的时候，应时刻注意用户的信息。在软件中输入：<DISPLAY-SUBSCR：DN=K3）删除用户如果需要删除一个用户，则需要输入以下代码：<REMOVE-SUBSCR:DN=K88880000,EN=H31&131.4）修改用户信息如果需要修改用户信息，输入以下代码< MODIFY-SUBSCR:DN=K'88880050,SUBSIG=PBSET.5）显示连接情况若需要显示用户间连接情况，输入以下代码<DISPLAY-CONN:EN=H'31&131.本次试验中测试过程与结果如下：输入命令：>MM BJ-YDSCHOL 2013-04-27 19:37:38 WE PW0001 0130/000D/0003 <DISPLAY-CONN:EN=H'31&131. /显示主被叫号码的连接情况 SEQ=0418.2013-04-27 COM=7420 JOB SUBMITTED结果显示： RESULT FOLLOWS BJ-YDSCHOL 2013-04-27 19:37:46 WE PW0001 0130/000D/0003 SEQ=0418.2013-04-27 01692 ASKTROCH KSTHAB01 HSRRIF32 SWA-MISC COMMAND HANDLRS DISPLAY-CONN SUCCESSFUL FINAL RESULT 0001 - NO CONNECTION FOUND INPUT (SIDE A) TYPE = ANALOGUE DN = 1088880130 EN PHYS (LOG) = H'0031 (H'7D30) & 131 DEVICE STATE = AVAILABLE FREE SIGNALLING STATE = FREE LAST REPORT 01692测试结果显示该用户当前没有通话连接。五、 业务功能了解了基本的用户操作之后，可以给用户设定一些业务，如缩位拨号、热线服务、呼叫转移、三方通话等。实验过程中，我们参照用户手册，练习了创建、修改、查看用户信息等基本操作，后来我们又尝试着为实验室的电话配置缩位拨号、立即拨号等业务。实验过程与结果如下：1、缩位拨号。缩位拨号即只需波代码就能代替原来的多位电话号码。此项业务也适用于拨叫国内、国际长途自动电话的号码。用户可按键*51*AN*TN#进行改项业务的登记。其中AN是用户自编的缩位代码，TN是进行缩位的对方电话号码。登记接受后，当要拨叫某一已登记的缩位的电话号码时按*AN键即可接通。在实验中，要更改的号码为，缩位后的号码为20，用一下代码即可实现：<CREATE-ABD-FACILITY:DN=K888801300，ABDREPSZ=20.首先创建缩位拨号。输入命令：BJ-YDSCHOL 2013-04-27 19:39:49 WE PW0001 0130/000D/0003 <CREATE-ABD-FACILITY:DN=K'88880130,ABDREPSZ=00. #缩位拨号：141：ABDREPSZ=10，DN=k7023456; （用户端控制，登记：*51*01*7021240#，取消：#51*01#） SEQ=0424.2013-04-27 COM=0141 JOB SUBMITTED结果显示：RESULT FOLLOWS BJ-YDSCHOL 2013-04-27 19:41:34 WE PW0001 0130/000D/0003 SEQ=0424.2013-04-27 00126 ASKTROCH KSTHAB01 HSRRIF32 SWA-SUBSEC IPS CREATE-ABD-FACILITY SUCCESSFUL DN = 88880130 ABDREPSZ = 10 START = 0 LAST REPORT 00126对缩位拨号进行显示。输入命令：BJ-YDSCHOL 2013-04-27 19:53:07 WE PW0001 0130/000D/0003 <DISPLAY-ABD-REPERTRY:DN=K'88880130. #显示缩位拨号情况的命令 SEQ=0437.2013-04-27 COM=0137 JOB SUBMITTED 2、立即热线。当用户申请了立即热线服务后，摘机后不会听到拨号音，交换机立即发出用户所登记的号码。输入命令：BJ-YDSCHOL 2013-04-27 20:08:43 WE PW0001 0130/000D/0003 <MODIFY-SUBSCR:DN=K'88880130,FDC=FDCI&K'88881031. #立即热线，摘机后，呼叫立即接续至设定的被叫，#此附加业务只能用人机命令操作，无用户远端控制。 SEQ=0459.2013-04-27 COM=4294 JOB SUBMITTED创建成功后的结果显示： RESULT FOLLOWS BJ-YDSCHOL 2013-04-27 20:12:01 WE PW0001 0130/000D/0003 SEQ=0463+2013-04-27 04263 ASKTROCH KSTHAB01 HSRRIF32 SWA-SUBSEC RM/PORT MODIFY-SUBSCR SUCCESSFUL RESULT PART 0001 + PREVIOUS STATUS : EN PHYS (LOG) & TN DN A/I MSN GDN H'31 (H'7D30) & 131 1088880130 A SERVICES : SUBGRP : 1 SUBSIG : CBSET PSWCAT : 1 COL : NORMSUB OCB : PERM NAT BLNGLEV : 1 NOIMMBIL REPORT FOLLOWS 04263 BJ-YDSCHOL 2013-04-27 20:14:13 WE PW0001 0130/000D/0003 SEQ=0463.2013-04-27 04263 ASKTROCH KSTHAB01 HSRRIF32 SWA-SUBSEC RM/PORT MODIFY-SUBSCR SUCCESSFUL FINAL RESULT 0002 - ACTUAL STATUS : EN PHYS (LOG) & TN DN A/I MSN GDN H'31 (H'7D30) & 131 1088880130 A SERVICES : SUBGRP : 1 SUBSIG : CBSET PSWCAT : 1 COL : NORMSUB FDC : FDCI 88880051 OCB : PERM NAT BLNGLEV : 1 NOIMMBIL LAST REPORT 04263六、 实验心得体会这次实验让我们对程控交换机有了初步的认知，了解了用户数据的制作和维护并且实践了简单的操作。最大的感受是操作程控交换机的语言在可读性方面不是特别好，当然这是处于对安全和壁垒的考虑。在具体的操作中，我也记下了一些小点，比如命令要以“<”开头，还有把大于号变为小于号的三种办法等。另外在整个操作过程中，很多地方都体现了交换机的安全性的设计，包括之前提到到可读性方面，还有每次登出后再次登入都要再次验证身份，这也体现了通信人的严谨。在短短的实验中，仅让我初步认识了一下交换机，如果说掌握，还是远远不足的，还需要多下功夫。实验二 CDMA移动通信演示实验一、 实验目的（1） 对移动通信形成较全面的认识；（2） 对移动通信系统的组成有了解；（3） 对移动通信信道和频点的测量结果能够观察和分析。二、 实验内容（1）听老师介绍CDMA移动通信系统的相关知识，了解蜂窝系统、软硬件切换等；（2）观看ADMA2000系统的演示，包括基站模拟监视与管理平台的操作演示、通话信令流程在监视平台的记录，短信收发的信令流程记录，上行通信中呼叫建立、呼叫摘除的过程。三、 实验原理陆地数字蜂窝移动通信系统的构成如下图所示。它包括移动台（MS）、基站子系统（BSS）和网络字系统（NSS）。下图在整个实验中起很重要的作用。常见2G无线通讯协议有GSM频分多址和CDMA 1X码分多址两种。3G出了具有2G打电话、发短信、彩信、上WAP网的功能之外，还有视频通话、高速的数据业务、手机电视等功能。目前3G常用的有3种标准：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。第三代移动通信系统的关键技术主要包括高校信道编译码技术、智能天线阵技术、多用户检测和干扰消除技术与向全IP网过渡。CDMA体制具有抗人为干扰、抗窄带干扰、抗多径干扰、抗多径延迟拓展的能力，同时，具有提高蜂窝系统的通信容量和便于模拟和数字体制的共存与过渡等优点。CDMA2000 1X与IS-95相比，具有以下特点：前向快速功率控制技术、反响相干解调、连续的反向空中接口波形、增强的媒体接入控制功能。CDMA2000 1X的数据速率可达308kbps。在扩频CDMA蜂窝系统之间是采用频分的，即不同的CDMA蜂窝系统占用不用频段的1.23MHz带宽。在一个扩频CDMA蜂窝系统之内是采用码分站址的。随着3G的长期演进（LTE），4G（IMT-Advanced）已进行标准化。当正在处于通信状态的移动用户转移到另一个小区时，就要进行切换。在本质上说，切换的目的是实现蜂窝移动通信系统通信的“无缝隙”覆盖，即当移动台从小区进入另一个小区时，保证通信的连续性。切换分为软切换和硬切换。CDMA系统中所有小区使用相同的频率，每当移动台处于小区边缘时，同时有两个或两个以上的基站向该移动台发送相同的信号，移动台的分集接收机能同时接受合并这些信号，此时处于宏分集状态。当某一基站的信号强于当前基站信号且稳定后，移动台才切换到该基站的控制上去。硬切换是移动终端被连接到不同的移动通信系统、不同频率分配活不同空中接口特性是，必须断掉原来小区的无线信道，才能使用新小区的无线信道进行通信。硬切换在空中接口是先断后通的过程。四、 实验过程1） 观察CDMA2000语音业务与短信业务的信令：本实验中采用微机上的控制管理软件对CDMA2000 1x系统进行设置，并观察不同业务在不同设置下的执行结果。观察两个手机进行语音业务的整个过程中，系统内部的具体执行过程的各种相关信令。通过软件的显示观察到通话接通时系统内部的接续步骤，以及信令的执行过程。同时，在实验室的CDMA2000系统下，对两个手机之间的最远通信距离进行测试。观察两个手机进行短信业务的整个过程中，系统内部的具体执行过程的各种相关信令。长度较短的短信业务：当用户发送的短信长度较短时，系统不会为这个短信业务分配专门的业务信道，仅仅用信令信道传输此业务。这样做的目的是减少系统开销，提高信道利用率。长度较长的短信业务：当用户发送的短信长度较长时，系统会为这个短信业务分配专门的业务信道，与语音业务相同。 据老师介绍，用户在使用短信业务时，频谱仪无法准确捕捉该短信信号。这是由于短信业务一般不会单独占用业务信道，只在信令信道中传输，速度很快，信号“转瞬即逝”，频谱仪灵敏度有限，无法捕捉到该信号。2） 观察了商用CDMA信道和本实验中实验用信道的频率谱结构。本实验中采用的频点为507和466频点。将实验用信道和商用信道进行对比，我们主要观察到以下特点：商用信道背景噪声较大，实验信道背景噪声较小。这是因为商用信道用户多，业务量较大，CDMA是扩频通信，信号频谱较宽，而且信号频谱类似于白噪声，导致商用信道存在着较大的类似于背景噪声的信号频谱；商用信道中，当附近地区有用户进行通话或上网时，频谱中某些频点出现脉冲波动。同时对于可以显示码道的路测用频谱仪，我们可以看到在CDMA2000频段当有通信发生时，会出现建立起来的信道。在我们选择了联通的某一频段，我们会发现背景噪声相对较大，也会看到不定时出现的通信的建立。五、 心得体会通过实验，让我对我们身边最常见的移动通信有了初步的了解，在了解了一些知识之余，也认识了一些行业动态。不过有些可惜的是，当时没有选移动通信这门课，如果选学后和这次实验相互印证，可能所得会更多一些。在课堂上对GSM的介绍，以及和CDMA的对比，让我们收获良多。不过最近有新闻说韩国，日本部分运营商已经终止了2G GSM网络，而加入这个队伍的运营商也逐步增多，新加坡，澳大利亚和AT&T都明确了时间，原因很简单，因为GSM的流量比例已经不足1%。释放这部分频段，有利于释放更多的带宽。不过，对于中国来讲，目前的现状仍然以GSM为主，毕竟对于现状，提供稳定的安全的通信服务，才是第一位考虑的。实验室中，有9根天线，3个扇区，一收两发，采用分集技术改善频率选择性衰落和非频率选择性衰落。扇区之间的切换，一般采用更软切换。在观看老师的演示后，才知道，原来长短信和短短信是不一样的，这一点的确是出乎意料的。最后，谢谢老师的悉心教导，让我们在学习了专业课后，从之前没有思考的角度，重新认识了一下所学，也希望通过老师的启发和我之后的努力，让自己进阶成第四个阶段，知道自己知道。谢谢老师！