现代通信专业技术实验报告一(二).doc

2010211112班-26号 -2013现代通信技术实验报告二现代通信技术实验报告二班级： 2010211112 姓名： 学号： 序号： 日期： 2013年5月 目录实验一 程控交换机实验2实验二 移动通信演示实验7实验一 程控交换机实验一、 实验目的（1）了解并掌握程控交换机的系统结构和特点；（2）了解用户数据的制作与维护，掌握简单用户操作；（3）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；（4）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、 实验原理与背景（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。（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（或连续）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：为电子计算机，包括中央处理器（CPU）、存储器和输入/输出设备。3） 基本功能：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（主要是防尘和静电干扰）：电气环境要求、温湿度要求、防尘要求、防火要求、防鼠要求等。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=K888800003）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=K88880050,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 MM BJ-YDSCHOL 2013-04-22 19:35:39 WE PW0001 0130/000D/0003 DISPLAY-CONN:EN=H31&131. /显示主被叫号码的连接情况 SEQ=0418.2013-04-22 COM=7420 JOB SUBMITTED结果显示： RESULT FOLLOWS BJ-YDSCHOL 2013-04-22 19:35:57 WE PW0001 0130/000D/0003 SEQ=0418.2013-04-22 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) = H0031 (H7D30) & 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、 业务功能在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。这些业务在现实生活中有着广泛的应用，在实验室中实现起来也比较方便。实验中，我们参照用户手册，首先练习了查看、创建、修改用户信息等基本操作，后来又为实验室的电话配置了一些用户业务功能，例如三方通话、叫醒服务、缩位拨号、呼叫转移等。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88880000，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 2013-04-22 19:38:59 WE PW0001 0130/000D/0003 CREATE-ABD-FACILITY:DN=K88880130,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=0424.2013-04-22 COM=0141 JOB SUBMITTED结果显示：RESULT FOLLOWS BJ-YDSCHOL 2013-04-22 19:40:44 WE PW0001 0130/000D/0003 SEQ=0424.2013-04-22 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 2013-04-22 19:51:07 WE PW0001 0130/000D/0003 DISPLAY-ABD-REPERTRY:DN=K88880130. #显示缩位拨号情况的命令 SEQ=0437.2013-04-22 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 2013-04-22 20:05:54 WE PW0001 0130/000D/0003 MODIFY-SUBSCR:DN=K88880130,FDC=FDCI&K88881031. #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=0459.2013-04-22 COM=4294 JOB SUBMITTED创建成功后的结果显示： RESULT FOLLOWS BJ-YDSCHOL 2013-04-22 20:10:12 WE PW0001 0130/000D/0003 SEQ=0463+2013-04-22 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 - - - - - H31 (H7D30) & 131 1088880130 A SERVICES : SUBGRP : 1 SUBSIG : CBSET PSWCAT : 1 COL : NORMSUB OCB : PERM NAT BLNGLEV : 1 NOIMMBIL REPORT FOLLOWS 04263 BJ-YDSCHOL 2013-04-22 20:10:25 WE PW0001 0130/000D/0003 SEQ=0463.2013-04-22 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 - - - - - H31 (H7D30) & 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、 总结与心得体会 本次实验中需要注意的是：1、命令的话，一定要以“”开头，以大于号的话，它会报错。2、除了在电脑上输入控制命令之外，有的业务（如呼叫转移等）还需要在对应电话终端上进行相应设置。随着通信网络的发展，占据着首要地位的交换机也在不断更新换代，由一开始的人工交换机到机械式的纵横式交换机、步进式交换机，最终到现在软硬结合的新一代交换机程控交换机。顾名思义，程控交换机是程序控制实现的，而程序则是由专业人士根据需求编写的。由于电话网络对安全性的高要求，程控交换机的程序是由专业人士编写而且对外不公开源码的，所以一般编程人员是不能够编写程序控制程控交换机的。这次我们有幸来体验一把程控交换机的操作过程，对电话的入网设置、通话建立以及五花八门的业务有了具体形象的认识。当然，我们并不是对程控交换机的根本内在运行机制有了透彻的了解，只是利用用户手册做了一些表面的体验，我们需要学习的还有很多。通过这次实验，我再一次认识到软硬件结合的强大，以及学习机器语言的重要性。实验二 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） 老师讲解了移动通信的发展历程（从2G到4G）以及相关技术，如软硬切换等；（2） CDMA2000（2.5G系统）的演示，为实验重点，演示内容包括：a) 基站模拟监视与管理平台的操作演示；b) 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；c) 呼叫建立、呼叫摘除的过程（通过的是无线介质），但只演示了上行通信（即手机到基站）。三、 实验过程1） 观察CDMA2000语音业务与短信业务的信令：根据实验一，程控交换机可以用装有管理控制系统的微机对其进行管理和控制。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。观察两用户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。在这一过程中，我们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。观察两用户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。3） 通过改变全向天线的发射功率，模拟软切换与硬切换，并用相关软件观察结果。软切换：天线1发射功率为1000，天线2发射功率为0，观察到手机通过天线1通信，调高天线2的发射功率，可观察到手机同时通两个扇区进行通信，再将天线1发射功率调低，观察到手机通过天线2通信。即模拟实现了软切换 硬切换：实际中的硬切换是当一个小区的接收功率低于一定的门限，直接断掉并与另一小区相连。而实验室中用了一种我记不太清楚的过程来实现硬切换。也观察到了硬切换。四、 实验原理与背景1）2G-3G-4G2G时代是打电话，发短信，发彩信，上wap网页的时代。2G是以无线通讯数字化为代表，能够进行窄带数据通讯。常见2G无线通讯协议有GSM频分多址（GPRS和EDGE和CDMA 1X码分多址两种。 3G时代，除2G的基本功能，还可以视频电话、下载观看视频音乐等多媒体、基于app的高速互联网冲浪。3G主要是在2G的基础上发展了高带宽的数据通信，并提高了语音通话安全性。3G一般的数据通信带宽都在500Kb/s以上。目前3G常用的有3种标准：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA。4G时代是除3G的功能，还有高清语音、虚拟现实、现实增强等服务和应用。4G不是一个严谨的说法，实际上从3G之后就进入了NGN，即下一代网络，这是一个长期演化，因为速率已经高到无需再用Generation来进行划分。而所谓的“4G”应该是指以LTE为主要技术方向的一段发展时期，并没有2G、3G那样的实际意义。4G是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。 4G系统能够以100Mbps的速度下载，比拨号上网快2000倍，上传的速度也能达到20Mbps，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面，4G与固定宽带网络在价格方面不相上下，而且计费方式更加灵活机动，用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。 很明显，4G有着不可比拟的优越性。国际电信联盟(ITU)已经将WiMax、HSPA+、LTE正式纳入到4G标准里，加上之前就已经确定的LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced这两种标准，目前4G标准已经达到了5种。2）软切换与硬切换切换过程中涉及到的基本原理是：手机和基站同时检测信号的强度，可以手机主动发出切换请求或者由基站发出切换指令。手机端维持一个激活集，存放可用的基站和信道，当在小区边缘时，激活集一般有至少两个元素。软切换是在切换前同时维持和激活集中的基站的通信，完成切换时选择新的基站，与原有基站断开连接，这在演示中通过对手机端的检测能清楚看到激活集的变化。硬切换时激活集中将有短暂的空白时间，即与先前的基站断开，而新的基站还未接入。激活集中最多只有一个元素。CDMA系统中移动台在进行业务信道通信中，会发生以下几种切换： 软切换，在这种切换中，当移动台开始与一个新的基站联系时，并不立即中断与原来基站之间的通信。软切换仅仅能用于具有相同频率的 CDMA信道之间，软切换可提供在基站边界处的前向业务信道和反向业务信道的路径分集。相对于硬切换能保证较低的掉话率，使通信质量提高。 硬切换，在这一切换里，移动台先中断与原基站的联系，再与新基站取得联系。硬切换一般发生在不同频率的CDMA信道间。 DMA到模拟切换，在这一种切换里，移动台从CDMA业务信道转到模拟话音信道。要深入了解CDMA网络的软切换，还必须先了解导频，导频集，切换参数和搜索窗口的概念。导频即导频信道，在CDMA系统中利用导频信道引导接入和切换信道，通过处理导频信道来确认最强的信号部分。CDMA系统采用m序列对导频信道进行调制。不同导频之间PN码的时间偏置不同，两个相邻导频之间的偏移为64个码片，MS通过识别偏移来区分不同的基站。CDMA系统中有4类导频集合：有效导频集，候选导频集，相邻导频集，剩余导频集。在一个导频集合中，所有导频都具有相同的频率，只是它们的时间偏置不同。五、 总结与心得体会（一） 关于移动通信的发展说到移动通信的发展就一定要说到1G到2G到3G、4G的光辉演变历史。第一代的移动还是基于频分多址技术的模拟蜂窝系统，蜂窝系统是将区域划分为许多以基站为中心的六边形，它的提出让移动通信信号的全方位覆盖有了一个很好的实现方式，但是第一代移动通信太不给力了，光凭它采用的还是模拟传输这种安全性极低的技术，就足以导致了它生存周期的短暂。第二代移动通信系统采用数码语音传输技术，基于时分多址和码分多址，对应GSM和CDMA 两种体制，相对与第一代来说，第二代移动通信要提高很多，最重要的是GPRS的出现，使得移动用户也可以有数据通信的体验，但是相对于后来出现的第三代移动通信，速度太慢了。接下来就是3G的粉墨登场， 3G的出现满足了人们的大部分要求，通过3G，人们可以获得比较流畅的上网体验。我们既可以通过部分手机的前置摄像头进行视频聊天，可以在网上在线看视频。上网速度有了很大的提升。所以理论上来说3G是更费流量的，但是如果只是浏览网页看看新闻和图片的话，应该和2G消耗的流量差不多。因为传输的数据大小是差不多的。另外我们还可以通过优秀的手机浏览器来节省流量。关于国内的3G，移动的技术是TDCDMA，是我国自主研发的一套技术标准。联通的是WCDMA，是欧美广泛运用、已经比较成熟的技术标准。中国刚推行3G时候，联通的3G手机的种类数目和质量是拥有相当大优势的。电信的是天翼，也就是引进的CDMA2000技术标准，在外国也拥有部分市场，电信之前是做有线电话的，现在也插足移动通信压力较大，但是它的价格比较低廉，资费便宜，所以也收到部分人青睐。而相比于联通和电信两家运营商而言，移动在3G问题上并没有讨到太多的便宜，所以移动现在鼓吹4G也是有一定情理在其中的。当然4G网络存在的重重阻碍也限制了它的可实效性。总体来说，移动通信的发展其实就是数据传输速率的持续提高。（二） 关于基站我们都知道移动通信是无线通信的一种。但所有的无线通信其实并不是严格意义上的无线，只是在信息传输的某一段信道上是无线的，移动通信也一样，用户和用户之间的通信也不是严格意义上的无线，而是经过了一个中介（个人理解是交换机的作用），即基站。我们平时经常提到的移动信道或者说无线信道就是指移动平台和移动基站之间的这段介质。我们的移动平台（包括手机等移动设备）通过和基站之间的上下行通信实现了基本的人与人之间的通信。在课堂上，我也第一次完整地看到了移动台通过基站完成的相互之间的通信过程。我们首先对CDMA2000的基站构造有了一定的了解。基站的结构并不算特别复杂，但是却具有完整的收发、处理、控制模块。看到电脑屏幕上的基站处理过程的显示，突然对平时我们经常进行的呼叫以及短信收发过程有了更加直观和深入的认识。特别是发送字数较多的短信和字数较少的短信的区别。对于发送方，我们可以基站显示，发送方发出了已成功的SMS信息。但是对于接收方，如果是长短信，那么接收端依然显示接收形式为成功接收SMS信息；如果是字数较少的短信，会发现它是通过寻呼通道进行传输的，占用资源会相对减少。随着移动通信的发展，移动用户越来越多，需要建设的基站日益增多，而人们对基站都是避而远之，生怕基站周围的电磁波会对人体造成伤害。那么基站辐射到底对人体有危害么？其实这个问题现在还并没有定论，目前也没有任何证据能够证明基站辐射会对人体造成影响。但有一点确定的是辐射功率越大对人体危害越大，一般的手机辐射功率最大才2W，基站270W的辐射功率还是比较大的，所以作为个人来讲以后住宅选址还是要远离基站的，可是现在的基站们都用各式各样的包装伪装卖萌，把它们一一识别出来还真是一项技术活。（三） 关于移动和微信打仗的思考从今年2月份底，关于移动向微信收费的一则传言引起了社会广泛关注，也在通信行业内引起了轰动。微信是典型的OTT业务，即 Over The Top，是互联网公司利用运营商网络带宽发展的业务。一般说来，OTT企业和运营商是互惠互利的关系，OTT利用运营商网络为为用户提供良好的数据业务体验，用户的增加会给OTT运营商带来客观的利润。而运营商会收取用户在使用OTT服务时所消耗的流量费用。但这次是例外，因为故事的主角是移动和腾讯微信。微信是马化腾“革自己的命”的观念的典型产物，它能够让人们免费进行语音通话以及各种数据业务的享受，良好的用户体验让微信用户在短时间内突破了三亿，且放着微信对QQ的威胁不说，毕竟这是腾讯内部需要解决的事情，单说它对运营商的威胁足以引起恐慌。前面说过，运营商在用户使用OTT时，仅收取消耗的流量费用，随着微信用户群体的逐渐庞大，流量费用将是一笔可观收入。但从另一方面看，微信威胁到了运营商业务量的增长，单就移动的彩信来说，发一条彩信需要花费用户几毛钱，而且速度和可靠性都难以让人恭维，但如果用微信发一幅图片简直不费吹灰之力而且也用不了多少流量，所以，运营商只能看着用户手里的大部分钱向微信马化腾的腰包流去，然后从马手里接过来属于自己那份少的可怜的流量费用。这样说来移动当然有理由气不过，可是微信用户群体大是不争的事实，都取决于微信的良好用户体验，取决于微信团队的技术力量，就这一点，移动也不能说什么。但是移动受到的威胁不止这一点，接下来要说的是信令危机问题，在我们的通信网络中传递着各种各样的信号，有一部分是我们需要的，还有一部分是用来控制信息传输的，这部分信号就是信令。微信的普及占用了移动60%的信令资源，被占用了60%的信令资源而只得到了10%的数据流量利润，这对于移动的确有些不公平，而且从根本上说信令资源的占用不仅仅是微信收费可以解决的问题，因为信令资源的匮乏会增大通信网络面临瘫痪的危险，这在国外是发