[实用新型]一种基于软件无线电的通用调制解调实验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及信息处理技术，特别是涉及一种基于软件无线电的通用调制解调实验装置。

背景技术

调制解调，作为移动通信的关键技术之一，是实现高速、高效通信的重要保证。同时，调制解调也是通信专业的重点教学内容，开设新方式的实验课程，可有效地提高学习效果。软件无线电是现今通信领域研究热点课题之一，其强大的可配置能力和可编程能力将成为未来通信系统的首选。将调制解调技术融入软件无线电思想，构造出一个具有开放性、标准化、模块化的通用调制解调硬件实验平台，这不仅符合现代通信的发展需求，能更好的配合实验教学，同时也为教学实验与前沿技术相适应开辟了新的思路。

目前，关于调制解调的实验箱，已经有部分公司研制出成果。北京万控科技有限公司的JH5006型实验箱，包括AM调制解调、FM调制解调、CDMA扩频调制/解调等，实验模块由硬件固化。南京润众有限公司的NJX303A型通信原理基础实验箱，采用了软件无线电技术，但实验内容固定。北京万控科技有限公司的JH5001A+型通信原理综合实验系统，采用了当前流行的可编程CPLD、FPGA器件，可支持学生的二次开发。同样浙江求是科教设备有限公司也推出了一款类似的实验箱。

由此可见，现有的实验装置存在几个缺点：(1)完全采用硬件固化的系统，电路由模拟器件搭建，灵活性差，可靠性低，不利于升级更新；(2)采用了软件无线电的实验系统虽然具有一定的软件化程度，但其实验内容固定，实验种类较少，学生只是简单地下载软件程序到硬件中，不利于学生的创新学习；(3)在众多实验系统中，没有参数可设、调制方式可变的通用型调制解调实验装置。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种便于升级更新、实验内容灵活、具备通用性的基于软件无线电的调制解调实验装置。

为了达到上述目的，本实用新型提出的技术方案为：

一种基于软件无线电的通用调制解调实验装置，包括用于至少6组64脚插槽插接各实验模块的一个通用底板，以及6个实验模块：信号源模块、调制模块、解调模块、终端模块、控制器模块和键盘/液晶模块。其中：

通用底板由螺栓、64脚插槽、共享电源组成。螺栓用来固定实验模块，可以固定至少6个实验模块，6组64脚的插槽分别提供各模块与通用底板的电气连接，共享电源为各模块提供电源电压。

信号源模块包括CPLD芯片、电源电路、晶振电路、JTAG下载口，CPLD由软件加载后，内部产生协议处理器、分频器和伪随机序列产生器电路，本模块产生参数可变的伪随机码作为基带信号；

调制模块包括FPGA芯片、电源电路、晶振电路、JTAG下载口、FLASH ROM(EPCS4)芯片、D/A电路；调制模块FPGA通过软件加载后，产生协议处理器、DDS载波发生器、载波选择译码器、调制译码器、调制信号产生器电路，本模块实现ASK、FSK、PSK、DPSK、QPSK、DQPSK、OQPSK共7种方式的调制，并将调制信号经D/A转换为模拟信号，送至解调模块；

解调模块包括FPGA芯片、电源电路、晶振电路、JTAG下载口、FLASH ROM(EPCS4)芯片、A/D电路、低通滤波器；解调模块的FPGA通过软件加载后，产生协议处理器、同步载波提取、位同步提取、乘法器、通用滤波器、解调方式选择器电路，本模块实现对ASK、FSK、PSK、DPSK、QPSK、DQPSK、OQPSK共7种调制信号的通用解调；

终端模块由CPLD设计实现，外围电路包括晶振电路、JTAG下载口；CPLD经软件加载后，产生帧同步提取和基带信号恢复电路，本模块实现帧同步信号的提取和基带信号的恢复；

控制器模块由单片机及其外围电源、时钟、复位、接口电路构成，本模块实现对键盘/液晶模块的控制，获取用户设置的参数，传递给系统其他模块，并通过液晶显示出当前状态和指示；

键盘/液晶模块选用4×4的矩阵键盘和FYD12864-0402B型号液晶，本模块允许用户通过键盘设置实验参数，而液晶提供良好的人机交互界面，显示出用户设定的参数值及系统当前的工作状态。

综上所述，本实用新型提出的基于软件无线电的通用调制解调实验装置的有益效果是：

本实验装置的各实验模块接口标准化，可以相互独立地装卸于通用底板上，其升级和扩展不会导致整个实验板的重新设计和制作，降低了实验成本，方便了学生的二次开发。