实验一 移动通信系统工作方式.doc

实验一 移动通信的工作方式一、实验目的了解移动通信常用的单工、双工、半双工工作方式及其特点。二、实验内容1利用液晶菜单选择同频单工、异频单工、双工、半双工工作方式，配合PTT进行双向通话。2用频率计观测各种工作方式下收发信机的频率。三、基本原理 移动通信的工作方式可据通信时频道的使用方式不同分为单工、半双工和双工等三种制式。1.单工制 单工制是通信双方利用按键控制收信和发信的一种方式，任一时刻用户只能处于发信或收信状态。当A方发话时，先按下“收发控制按钮”（简称PTT），这时A方发信机处于发射状态，B方则应松开PTT处于接收状态才能收信。B方回答时，则应B方按下PTT、A方松开PTT，B方才能发话，A方才能收听。单工制又分同频单工和异频单工两种。通信双方收发使用同一频率的称为同频单工；收发使用不同频率的称为异频单工。单工制通信方式如图1.1所示。 图1.1 单工制通信方式2.双工制双工制是通信双方均可同时收发的工作方式，即任一方在发话的同时仍能收听对方的方式，它不必按键发话，象普通电话一样使用方便。大多数双工制系统收发使用相隔足够距离的不同频率工作，称为频分双工（FDD），如图1.2所示。模拟蜂窝移动通信系统、GSM及CDMA数字蜂窝移动通信系统等都采用了频分双工体制。图1.2 双工制通信方式双工制的最大优点是使用方便，很适合用于公用移动电话系统中，当然也能用于专用移动通信。双工制除了可采用上述的异频双工方式外，还可用同频双工方式，即时分双工方式（TDD）。此时收发虽同频工作但是收信和发信在不同的时隙内进行，避免了收发之间的干扰，这样，不必采用天线共用器就可实现收发天线的共用。同时因上下行链路使用相同的频率，其衰落特性完全相同，因而容易通过接收信号的强度调整发射信号功率，实现较精确的开环功率控制。但时分双工的技术较复杂。这种时分双工方式已广泛使用于数字蜂窝系统（如TD-SCDMA）和新一代无绳电话（DECT）中。3.半双工制半双工制是指基地台采用双工方式即收发信机同时工作，而移动台仍采用按键发话的异频单工制工作，如图1.3所示。图1.3 半双工制通信方式半双工制的优点是： 移动台采用单工制，耗电省、设备简单、成本低廉； 收发异频，受邻近电台干扰较少； 采用半双工制的有无线通信网由于基地台是收发同时工作的，有无线转接时不需要声控开关控制基地台的收发，转接效果较好； 移动用户之间可以通过基地台转信进行互相通信，通信距离较远。缺点是： 移动台仍需通过按键控制电台的收发，使用仍不是很方便； 在该方式下，由于基地台收信和发信同时进行，故必须有良好的隔离措施，以防止发射机对接收机的干扰，通常要求f1和f2之间应有足够大的频距，收发天线共用时则天线共用器应具有足够的隔离度。目前集群移动通信系统大多采用这种工作方式。四、实验器材1移动通信实验系统N台（N3）；2100M频率计1 台五、实验步骤1按同组一台工作于基站（BS）模式的实验仪（简称“基站”）、若干台工作于移动台（MS）模式的实验仪（简称“移动台”）配置实验系统（组内所有的基站、移动台均工作在相同频道上）。2将话柄分别插入基站的BS侧J2、移动台的MS侧J202。打开实验系统电源，按任一键进入实验项目选择菜单。利用“前”或“后”键选择相应的实验项目，然后按“确认”键进入本实验项目，如图1.4所示。 （a）基站模式（b）移动台模式图1.4 本实验操作界面3利用“前”或“后”键将所有基站、移动台选择为“同频单工”工作方式。4按“确定”键，闪烁的光标变为下划线，所有基站、移动台进入“同频单工”工作方式。以基站及任一移动台为通信双方，手持话柄并按下“PTT”键,相应的发射指示灯D3或D203亮起，即可向对方讲话；松开“PTT”键即可听对方的讲话。发射时利用频率计在ANTB、ANTM点测量并记录对应的发射频率，通信双方的发射频率应是相同的（CH26），并且此时组内其它处于接收态的移动台均能听到双方的通话内容、并且通过按“PTT”键也可与他们进行通话。实验完毕按“返回”键返回。5同步骤3、4，选择“异频单工”工作方式，可利用“+”或“-”键改变工作频道（与其它组不一样，但组内所有的基站、移动台相同），然后按“确定”进入该项实验，进行通话及发射频率测量、记录操作。此时通信双方的发射频率是不同的，并且此时组内其它处于接收态的移动台均能听到基站方的讲话，而均不能听到移动台方的讲话。实验完毕按“返回”键返回。提示：在单工工作方式下，通信双方同时按下PTT键会造成“同发”，此时通话任何一方均无法听到对方的讲话。“同频单工”工作方式下，组内其它处于接收态的移动台也均不能听到双方的通话内容；“异频单工”工作方式下，组内其它处于接收态的移动台均能听到基站方的讲话，而均不能听到移动台方的讲话。6同步骤3、4，选择“双工”工作方式，可利用“+”或“-”键改变工作频道（与其它组不一样，但组内所有的基站、移动台相同），然后按“确定”进入该项实验。通信双方均按一下“PTT”键（表示“摘机”），双方的发射指示灯（D3、D203）均持续点亮，手持话柄可像固定电话通话一样同时向对方讲话和聆听对方的讲话。测量、记录双方的发射频率，此时通信双方的发射频率是不同的，并且此时组内其它处于接收态的移动台均能听到基站方的讲话，而均不能听到移动台方的讲话。通话完毕再均按一下“PTT”键（表示“挂机”）。7同步骤3，选择“半双工”工作方式，可利用“+”或“-”键改变工作频道（与其它组不一样，但组内所有的基站、移动台相同），然后按“确定”进入该项实验。基站方按一下“PTT”键（表示“摘机”），其发射指示灯D3持续点亮，基站进入中转状态；移动台按下PTT，相应的发射指示灯D203亮起，即可向对方讲话，松开PTT即可听对方的讲话。此时组内其它处于接收态的移动台均能听到经基站中转后的此移动台的讲话，按下“PTT”也均可向其回话。测量、记录基站及各移动台的发射频率，此时基站与移动台的发射频率是不同的，而各移动台的发射频率则是相同的。再按一下基站“PTT”键，关闭基站中转，移动台按下PTT讲话，试验其它移动台能否听