科研项目
软件无线电实验开发系统
发布时间:2010-07-22

 

应用领域

本数字通信教学系统以FPGA+AD/DA+射频模块为核心架构,适合师生在该平台上开展各种基于FPGA的数字通信系统的开发。平台具有很强的扩展性,具有丰富的外设接口,可以开设包括嵌入式技术实验,EDA实验,大规模集成电路设计实验,数字音视频信号处理实验,数字仪表等领域的教学和研究工作。

 

实验箱特色

  •  适合电子和通信及相关专业的本专科生教学实验
  •  适合电子和通信及相关专业的本专科生课程设计
  •  适合电子和通信及相关专业的本专科生毕业设计
  •  适合电子和通信及相关专业的本专科生综合实训
  •  适合电子和通信及相关专业的研究生专业入门训练
  •  适合从事数字无线通信工程人员的技能培训

 

实验内容设计特色

 实验内容以两个无线数字通信系统设计为蓝本

 课程设计特点如下:

  • QDPSK(单载波通信系统)与OFDM(采用QPSK映射多载波通信系统)通信系统设计为出发点
  •  通过Matlab工具与Verilog硬件描述语言实现各个模块的仿真与设计
  •  通过Chipscope与示波器等工具,完成模块功能的调试
  •  最终实现无线数字通信系统设计实验内容
  •  可以提供无线的音频传输、OFDM无线通信系统以及直序列扩频通信系统演示

 

实验平台简介

本软件无线电实验平台采用数字中频设计方案,系统架构为:FPGA+高速AD/DA+可配置RF,可以实现无线数字通信系统,实物如图1所示。实验箱主要由以下部分组成:

  •  核心板:FPGA实现数字信号处理,主要包括基带信号处理与中频信号处理;
  •  底板:提供丰富的应用外设接口;
  •  高速AD/DA单元:实现数字信号与模拟信号的转换;
  •  射频单元:实现射频信号的收发

 

 

1.RS485

11.拓展接口

2.VIDEO DECODER

12FPGA核心板

3.TV ENCODER

13.基础模块(数码管、LED

4.RS232

             拨动开关、按键、

5.RS232

             拨动开关

6.10/100M以太网口

14.SD

7.PS/2键盘接口

15.TFT触摸屏接口

8.USB

16.电源指示灯

9.MIC

17.电源接口

10.PHONE

18.高速AD/DA接口

软件无线电实验平台

主要的资源:

该实验箱提供了丰富的接口资源,包括通信、控制、储存、数据转换以及人机交互显示等几大模块,框图如图所示:

 

系统接口框图

(1)     核心板

Xilinx Spartan-3A DSP

       System Gates :1800K

       User I/O pin : 519

       Logic cell:37440

    DSP 48A:84

存储单元

512Mb DDR2 SDRAM,速度可达400Mb/s,兼容1Gb(可根据需求配置);

64Mb Nor Flash,兼容128Mb or 32Mb

单片机

64kB Flash

1Kb数据 RAM

支持串口在线调试

时钟

40MHz系统时钟;

应用单元

       两个RS232串口(一个用于单片机,一个用于FPGA

测试单元

6个通用按键,8个通用LED发光管;

扩展IOFPGA与单片机)

1FPGA复位键;

1MCU复位键;

状态指示灯;

JTAG下载接口;

(2)     DA/AD

DA模块

双通道10125MSPS高速DAC数据转换,能够直接产生一个高频率的中频信号,高阻抗,多电流输出,适用于单终端或不同模拟输出配置;

AD模块

双通道1040MSPS高速ADC数据转换,支持高速DMA数据传输;

(3)     射频板

射频模块包括:多路复用器,射频功放,以及射频单元三部分。射频单元采用可配置模块,中心频点为2.3~2.7GHz可配,带宽可以实现1.75MHz~28MHz可配,接收灵敏度为-79dBm

(4)     底板应用接口

8个独立按键

8个拨动开关

16个拨码开关

8LED发光管

8个七段数码管

PS/2键盘接口

10M/100M以太网

USB接口

VGA接口

音频接口

RCA接口

RS232接口

RS485接口

7寸触摸液晶屏

SD卡接口

扩展接口

实验箱提供的软件资源

1、  提供各个接口的驱动及使用说明

2、  提供实验手册,实验箱使用说明

3、  提供以下实验代码(包括Matlab代码、Verilog代码)

第一章   FPGA中的数字基础实验

实验一、DDS信号发生与AD/DA基础实验

实验二、MCUFPGA综合实验

实验三、预备知识数的表示与有限字长效应

实验四、数的操作

实验五、FIR滤波器

实验六、IIR滤波器

第四章 多速率信号实验

实验一、内插与抽取CIC滤波器设计

实验二、内插与抽取FIR滤波器设计

实验三、数字上、下变频

实验四、多速率simulink仿真

第二章   信道编解码实验

实验一、CRC编解码实验

实验二、信号加扰与解扰实验

实验三、卷积编解码实验

实验四、交织与解交织实验

第五章 同步实验

实验一、载波同步实验

实验二、符号同步实验

实验三、帧同步实验

 

第三章   调制与解调实验

实验一、ASK调制与解调

实验二、BPSK调制与解调

实验三、QPSK调制与解调

实验四、QAM调制与解调

实验五、FSK调制与解调

第六章 综合实验

实验一、ASK通信系统<, /SPAN>

实验二、BPSK通信系统

实验三、QPSK通信系统

 



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