一、系统组成
本实验平台采用FPGA+DSP+AD/DA架构,实验内容借鉴Simulink的设计思想,开创性地将实验内容在软件侧封装成模块,通过PC端连线设计、下载,生成硬件测试环境,极大地方便了学生实验操作过程,有助于学生理解通信系统的实现流程,可完成原理实验、工程实训、二次开发等不同层次的相关课程。同时很好地支持了以后的课程升级,可扩展新技术的实验课程。
数字通信原理实验平台架构如下:
图1 实验平台系统组成框图
该实验平台硬件系统由FPGA+DSP平台、接口电路平台、AD/DA平台、眼图观测模块四大部分组成。
1. FPGA+DSP硬件平台:数字通信原理实验平台的核心实现部分,将大量的实验通过基于FPGA和DSP硬件架构技术实现。通过提供的Demo软件模块,完成相关通信原理课程的实验。
2. 接口电路平台:包含音频输入输出、话机、RS232串口通信等接口,满足本实验平台的相关接口电路。
3. 高速AD/DA:标配高速AD/DA模块,完成信道调制解调的模数/数模转换功能。
4. 眼图观测模块:眼图观测电路,实现对信号的眼图观测功能
二、系统特点
1. 创新的硬件模块化设计思路,主板+实验模块两大部分组成。
2. 创新的软件模块化设计思想,将实验内容在软件侧封装成模块,便于学生实验实训和掌握原理。
3. 采用图形化界面,实现实验的软连线,避免频繁插拔器件造成的器件损坏。
4. 采用图形化界面,保证了实验内容的一致性,测试信号设置比较方便,可以根据实验内容随意设置观测点,避免了常规实验箱在测试过程中的局限性。
5. 软件无线电架构,提供大规模可编程器件,实验形式灵活,方便学生的课程设计、毕业设计、二次开发、综合设计、电子设计大赛。
6. 以通信系统的有效性和可靠性设计为主线,实现了语音编解码、语音压缩/解压缩、信源编/译码、信道调制解调、扩频/解扩频、复用/解复用等系统设计的核心技术。
7. 自带信号源:同步信号源、非同步信号源,音乐信号等,无需另外配信号源。
8. 实验平台220V市电供电,内置电源:+5V,+12V,-5V,-12V,具有短路保护和自动恢复功能。
9. FPGA+DSP技术,方便课程升级。
10. 给学校提供通信原理实验平台的源程序和代码,提供全套实验Demo源码。
11. 产品结构简单易于维护,稳定可靠。
12. 可与“物联网、移动网、通信网综合实验系统”中的通信网系统实验平台实现互联互通,也可以与高频电路实验平台实现无线电通信,构成相对完整的无线通信系统 。
三、实验项目
通信原理实验课程系列 | |
序号 | 实验项目 |
1. | 语音AD转换采集实验 |
2. | 语音DA转换还原实验 |
3. | 语音数据的压缩实验 |
4. | 语音数据的解压缩实验 |
5. | 语音编码实验 |
6. | 语音解码实验 |
7. | 信元交织实验 |
8. | 信元解交织实验 |
9. | 信道检错码实验 |
10. | 汉明码编、译码实验 |
11. | Turbo码编、译码实验 |
12. | 信道正交编、解码实验 |
13. | 直接序列扩频实验 |
14. | GOLD序列特性实验 |
15. | 解扩频实验 |
16. | 基于DDS的正、余弦波生成实验 |
17. | 2ASK调制、解调实验 |
18. | 2FSK调制、解调实验 |
19. | BPSK调制、解调实验 |
20. | DPSK调制、解调实验 |
21. | QPSK调制、解调实验 |
22. | OQPSK调制、解调实验 |
23. | DQPSK调制、解调实验 |
24. | π/4DQPSK调制、解调实验 |
25. | MSK调制、解调实验 |
26. | GMSK调制、解调实验 |
27. | 16QAM调制、解调实验 |
28. | 双边带调制与解调实验 |
29. | 双边带抑制载波调幅与解调实验 |
30. | 单边带调幅与解调实验 |
31. | 频分复用实验 |
32. | PAM抽样定理实验 |
33. | PCM脉冲调制编、译码实验 |
34. | CVSD连续可变斜率增量调制、解调实验 |
35. | 时分复用、解复用实验 |
36. | 基带传输码型实验(BPH、CMI、AMI、HDB3) |
37. | 同步载波提取实验 |
38. | 位同步信号提取实验 |
39. | 帧同步信号成形实验 |
40. | 眼图观测模块测试实验 |
41. | 噪声发生器波形观察实验 |
42. | 通信系统插入噪声测量实验 |
43. | 数字基带传输系统综合实验 |
四、实物图片
图2 实验平台外观图
图3 实验平台内部板图