通信信号处理及传实验指导书.doc

通信信号处理及传输实验指导书 电子科技大学通信学院 李玉柏 崔琳莉 武畅 杨炼 目 录 第一部分 通信信号处理及传输实验总体介绍 1 第二部分 实验设备介绍 3 第三部分 通信信号处理及传输实验 11 实验一 软件无线电实验平台基本通信实验 11 实验二 脉冲成型实验 21 实验三 数字上下变频 30 实验四 基带载波调制技术实验 40 实验五 基带载波解调技术实验 54 实验六 无线信道性能测试实验 67 实验七 无线收发综合实验 78 实验八 小型软件无线电系统SSF-SDR综合实验 88 附录A 信号发生器使用说明 107 附录B 射频GUI使用说明 125 第一部分 通信信号处理及传输实验总体介绍 一、通信信号处理及传输实验的任务 基于可编程的、可设计的、模块化的软件无线电硬件平台，通过FPGA设计、DSP程序设计来完成各项通信功能，如脉冲成型、上下变频、调制解调等等；；同时通过本课程实验，让学生了解通信系统中的关键技术， 二、通信信号处理及传输实验简介 通信信号处理及传输实验 三、信号与系统课程适用的专业 通信、电子信息类等专业。 四、通信信号处理及传输实验涉及的核心知识点 实验内容涉及通信信源编解码、信号成型滤波与均衡、数字载波调制和解调、无线信道中通信性能分析、信道编码算法、无线收发、信道噪声特性分析、点对点通信、多径干扰分析等。同时实验涉及基于DSP的分析设计方法和基于FPGA的分析设计方法。 五、信号与系统实验的重点与难点 对软件无线电通信中各重点模块的理解和设计，如波束形成、数字滤波器、上/下变频、软件无线电中的数字载波调制、软件无线电中的信号处理算法、无线信道中通信性能分析、软件无线电中的信道编码算法、射频及模拟前端等。 六、考核方式 实验报告。 七、总学时 学时。 八、教材名称及教材性质 九、参考资料 第二部分 实验设备介绍 是基于可编程的、可设计的、模块化软件无线电硬件平台，通过FPGA设计、DSP程序设计来完成各项通信功能。实验设备2.1 软件无线电实验箱 软件无线电试验箱主要着重软件无线电系统若干关键技术的演示和开发。主要包括内容有波束形成、数字滤波器、上/下变频、软件无线电中的数字载波调制、软件无线电中的信号处理算法、无线信道中通信性能分析、软件无线电中的信道编码算法、射频及模拟前端等。实验系统平台如图2.1所示。 图2.1 软件无线电实验平台 图2.2 软件无线电实验平台的系统结构 图2.3 软件无线电实验平台的系统框架结构 硬件平台： 射频模块 OURS-SDR0701-BP射频子系统采用流行的直接变频技术，形成零中、低中频通信系统。零中频和低中频通信系统是现在主流的数字通信和移动通信的射频架构。具备可以调节的发射功率，可以调节的接受增益，方便形成AGC环路。 RF Module 频段 800~950MHZ 标配 发射功率 10dbm 工作方式 半双工 接收灵明度 -70dbm 控制接口 通过数字接口实现 频段，增益等参数的配置 变频方式 直接上下变频方式 模拟带宽 50MHZ 滤波器模块 不同的通信系统需要使用不同的滤波器模块，系统提供不同的滤波器模块支持。 Filter Module LPF 截至频率1M 6阶巴特沃斯 标配 AD/DA模块 高速双路AD/DA系统，完成模拟域和数字域的信号转换。 DA module 输出 2路电压输出，同步 输出电压 单端输出，Vpp 2V 采样率 20M 精度 10bit 接口 并行 电源管理 可关断 AD module 输入 2路单端输入 输入电压 单端输入，Vpp 2V 采样率 20M 20M为标配 采样精度 10bit 接口 并行 电源管理 可关断 FPGA模块 系统支持不同型号和容量的FPGA，适合多种不同应用。 FPGA Xilinx Spartan： XC2S400 （40万门） 标配 DSP模块 该系统支持不同的DSP。 DSP TI TMS320C6713 （浮点、200M） 标配 ARM模块 作为高级的通信系统，高性能多功能的主控处理器是不可缺少的。 ARM CPU S3C2410 ARM9 32bit 200M 标配 SDRAM 64M 32bit PC-100 FLASH 64M Nand Flash LCD 4.3’ 真彩TFT Ethernet 10/100M USB 1.1 host/device Audio 44.1K IIS 立体声CD音质，MIC输入 2.2 基带信号产生器及软件 基带信号发生器是一款基于包传输格式的信号发生器。它的主要特点是：能够