通信系统综合训练与设计
OOK调制解调电路的设计
*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2015年秋季学期通信系统综合训练题目： OOK调制解调电路的设计专业班级：通信工程12级１班姓名：学号： 122501指导教师：成绩：摘要OOK（On-Off Keying）为二进制开关键控，调制原理是通过二进制序列控制开关器件开闭来控制载波的通过，从而使二进制信号加载到载波上。
它是一种成本低且最容易实现的调制方式，被广泛应用于各种场合，但其缺点是传输效率太低和无法满足高速的传输。
通过Multisim对OOK调制解调电路进行仿真，解调方式采用非相干解调，主要设计部分为载波发生电路、带通滤波器、包络检波器、低通滤波器和抽样判决器。
通过仿真发现电路的错误和不足之处，再进行优化以达到最佳。
关键词：OOK 调制非相干解调 Multisim目录摘要 (I)前言 (1)一、基本原理 (2)1.1调制原理 (2)1.2解调原理 (2)二、系统分析 (4)2.1调制电路分析 (4)2.1.1基带信号模拟发生器 (4)2.1.2载波发生器 (4)2.1.3开关电路 (5)2.2解调电路分析 (5)2.2.1带通滤波器 (5)2.2.2全波整流电路 (7)2.2.3低通滤波器 (7)2.2.4抽样判决器 (7)三、系统设计 (8)3.1调制电路 (8)3.1.1基带信号发生电路设计 (8)3.1.2载波发生器电路设计 (9)3.1.3调制电路设计 (10)3.2解调电路 (11)3.2.1带通滤波器电路设计 (11)3.2.2全波整流电路设计 (12)3.2.3低通滤波器设计 (13)3.2.4抽样判决器设计 (14)3.2.5解调电路设计 (15)3.3结论与建议 (15)心得体会 (16)参考文献 (18)致谢 (19)附录 (20)前言通信技术发展迅速，如今调制方式众多，完全能够满足不同领域不同要求的通信要求。
通信系统综合课程设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 《通信系统课群综合训练与设计》1课程设计的目的通过课程设计，使学生加强对电子电路的理解，学会对电路分析计算以及设计。
进一步提高分析解决实际问题的能力，通过完成综合设计型和创新性实验及训练，创造一个动脑动手﹑独立开展电路实验的机会，锻炼分析﹑解决电子电路问题的实际本领，实现由课本知识向实际能力的转化；加深对通信原理的理解，提高学生对现代通信系统的全面认识，增强学生的实践能力。
2 课程设计要求要求：掌握以上各种电路与通信技术的基本原理，掌握实验的设计、电路调试与测量的方法。
1.培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。
2.通过对实验电路的分析计算，了解简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
3.掌握示波器，频谱仪，失真度仪的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。
3 课程设计进度安排指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日摘要 ....................................................... 错误!未定义书签。
Abstract.. (II)1设计任务 (1)2实验原理分析 (2)2.1 PCM原理介绍 (2)2.2 HDB3编码及解码原理 (8)2.2.1编码规则 (8)2.2.1解码规则 (8)2.3 汉明码 (9)2.3.1 校验 (9)2.3.3 校验方法 (9)2.3.4 编码原理 (9)2.4 PSK数字调制 (13)2.4.1 4PSK调制原理 (13)2.4.2 4PSK解调原理 (14)2.5 AWGN信道原理 (15)3 实验方案设计 (16)3.1 PCM编解码分析 (16)3.2 汉明码编解码分析 (16)3.3 HDB3编解码分析 (17)3.4 PSK调制解调编程分析 (17)3.5 AWGN信道编码分析 (17)4 MATLAB整体程序设计 (18)4.1 MATLAB使用简介 (18)4.2 MATLAB中主要函数简介 (18)4.3 系统编码流程图 (18)5 结果分析 (19)5.1 PCM编码结果 (19)5.2 汉明码编码结果 (20)5.3 HDB3编码结果 (22)5.4 PSK调制结果 (23)5.5 AWGN信道仿真结果 (24)5.6 PSK解调结果 (24)5.7 HDB3解调结果 (25)5.8 汉明码解码结果 (25)5.9 PCM解码结果 (26)6 分析与小结 (27)6.1 实验结果分析 (27)6.2 实验中遇到的问题 (27)6.3 小结 (27)参考文献 (28)附录： (29)通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。
军用通信组网模拟训练系统的设计
Communications Technology •通信技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 39【关键词】军用通信组网 模拟训练 通信干扰模拟 实战训练环境 扩展性好随着计算机通信技术的飞速发展和我军数字化建设的不断深入, 日益突出的数字化部队装备训练问题使得采用模拟器进行武器装备的操作和通信组网训练成为了新的发展趋势。
由于当前装备我军的信息化装备技术先进，操作使用复杂，部队官兵掌握起来比较困难。
因此如何在数字化部队的建设过程中，同步或提前开展新装备的训练，使新装备尽快形成战斗力，是一项必须要解决的课题。
本文利用计算机网络技术和虚拟仿真技军用通信组网模拟训练系统的设计文/蔡锦华术对军用通信组网系统相应的模拟训练器进行开发。
军用通信组网模拟训练系统可以实装通信组网进行模拟，进行实装通信设备的操作使用训练和联动训练，并为战术指挥、射击指挥等指挥信息系统提供话音、图文、数据报的通信链路。
可以用于单装教学与指挥信息系统建链组网训练以及综合演练。
该系统解决了借助实装进行操作训练带来的不便和资源大量浪费的问题，简化训练保障条件，减少实装和物资器材的损耗，节省经费，可提高部队信息化装备的训练质量和训练效益。
1系统构成和基本工作原理军用通信组网模拟训练系统由通信管理服务器、半实物设备节点、半实物+计算机虚拟设备节点、计算机虚拟设备节点等组成，各节点有通信设备模拟器（短波电台模拟设备、超短波电台模拟设备、高速电台模拟设备、通信控制器模拟设备等）、模拟网关设备等半实物仿真模拟器、计算机仿真虚拟设备、指控计算机、网关模拟设备等。
单体设备模拟器作为一个通信节点中的端点，对通信控制软件上报当前工作参数，通信控制软件根据参数匹配规则对比相关参数信息，生成通话组网信息表。
通信控制软件通知SIP 服务器软件把相应的电台模拟设备或通信控制机模拟器加入一个会议，任意一台电台模拟设备或通信控制机模拟器按下PTT 话音输入时会议中的其它对应的电台模拟设备或通信控制机模拟器就能听到话音。
5B6B线路码编译码的电路设计资料
*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2015年秋季学期通信系统综合训练题目： 5B6B线路码的电路设计专业班级：通信工程（1）班姓名：学号：指导教师：成绩：摘要在光纤通信系统中，选取适当的码型对提高系统的可靠性，实现线路的高速、低误码率、最大容量传输具有重要意义。
5B6B码是mBnB线路码型中的一种，具有最大相同码元连码数少、定时信息丰富、匀衡性好、误码监视、同步性好等优点。
5B6B编码是将5B码组按照一定的规律，编成6B码组后输出；而译码则是将传输到接收端机的6B数据码流，译成5B数据码流输出，二者互为逆过程。
5B6B编码和译码有许多种设计方法，本文采用的是基于码表的编译码电路设计，结合Quartus II软件写出编译码过程从具有相应功能的程序，封装成模块，最后集成完整的编译码电路，并且对每个模块及编译码电路进行波形仿真，检验设计的正确性。
关键字：5B6B线路码、编译码、分频、封装目录前言 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 4一、光纤通信系统 ----------------------------------------------------------------------------------------- 51.1 光纤通信系统基本构成------------------------------------------------------------------------ 51.2数字光纤通信系统------------------------------------------------------------------------------- 61.3光纤通信技术的特点---------------------------------------------------------------------------- 6二、光纤通信中的线路编码---------------------------------------------------------------------------- 72.1线路扰码------------------------------------------------------------------------------------------- 72.2 mBnB码 ------------------------------------------------------------------------------------------- 72.3插入码---------------------------------------------------------------------------------------------- 7三、设计平台（Quartus II 软件）-------------------------------------------------------------------- 83.1 Quartus II软件介绍------------------------------------------------------------------------------ 83.2 Quartus II系统开发流程------------------------------------------------------------------------ 8四、系统设计 --------------------------------------------------------------------------------------------- 104.1 5B6B码表设计 --------------------------------------------------------------------------------- 104.2 编码电路设计 ---------------------------------------------------------------------------------- 104.2.1 编码原理 --------------------------------------------------------------------------------- 104.2.2 各模块的设计及仿真 ------------------------------------------------------------------ 114.2.3 编码电路设计与仿真 ------------------------------------------------------------------ 134.3 译码电路设计 ---------------------------------------------------------------------------------- 154.3.1 译码原理 --------------------------------------------------------------------------------- 154.3.2 各模块的设计及仿真 ------------------------------------------------------------------ 154.2.3 译码电路设计与仿真 ------------------------------------------------------------------ 18 总结 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 20 参考文献 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 21 附录：编译码各模块的程序 --------------------------------------------------------------------------- 22前言mBnB码是把输入的二进制原始码流进行分组，每组有m个二进制码，记为mB，称为一个码字，然后把一个码字变换为n个二进制码，记为nB，并在同一个时隙内输出。
(完整)通信系统课程设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: 通信系统课群综合训练与设计初始条件：MATLAB 软件，电脑，通信原理知识要求完成的主要任务:1、利用仿真软件（如Matlab或SystemView），或硬件实验系统平台上设计完成一个典型的通信系统2、学生要完成整个系统各环节以及整个系统的仿真，最终在接收端或者精确或者近似地再现输入（信源），计算失真度，并且分析原因。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (2)Abstract (3)1.引言 (1)1.1通信系统简介 (1)1.2 Matlab简介 (1)2.系统设计 (2)2.1通信系统原理 (2)2.2 系统整体设计 (3)3.子系统设计 (4)3.1脉冲编码调制（PCM） (4)3.1.1抽样（Samping） (4)3.1.2量化（Quantizing） (5)3.1.3编码（Coding） (6)3.2 Manchester码编解码 (6)3.2.1曼切斯特编码原理 (7)3.2.2曼切斯特解码原理 (8)3.3循环码编解码 (8)3.3.1循环码编码原理 (9)3.3.2循环码解码原理 (10)3.3.3纠错能力 (10)3.4 ASK调制与解调 (11)3.5 衰落信道 (12)4软件设计及结果分析 (12)4.1 编程工具的选择 (12)4.2 软件设计方案 (13)4.3 编码与调试 (13)4.4 运行结果及分析 (14)5心得体会 (19)参考文献 (20)附录 (20)摘要在数字通信系统中，需要将输入的数字序列映射为信号波形在信道中传输，此时信源输出数字序列，经过信号映射后成为适于信道传输的数字调制信号，并在接收端对应进行解调恢复出原始信号。
本论文主要研究了数字信号的传输的基本概念及数字信号传输的传输过程和如何用MATLAB软件仿真设计数字传输系统。
首先介绍了本课题的理论依据，包括数字通信，数字基带传输系统的组成及数字信号的传输过程。
信号与与系统课程设计
信号与与系统课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握信号与系统的基本概念、原理和分析方法。
具体包括：1.知识目标：–了解信号与系统的定义、特点和分类；–掌握信号的时域、频域分析方法；–理解系统的基本特性，如线性、时不变性等。
2.技能目标：–能够运用信号与系统的分析方法解决实际问题；–熟练使用相关软件工具进行信号处理和系统分析；–具备一定的科研能力和创新精神。
3.情感态度价值观目标：–培养对信号与系统学科的兴趣和热情；–树立正确的科学观，注重实践与理论相结合；–增强团队协作意识，提高沟通与表达能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.信号与系统的定义、特点和分类；2.信号的时域、频域分析方法；3.系统的基本特性，如线性、时不变性等；4.实际应用案例分析。
5.引言：介绍信号与系统课程的背景、意义和目标；6.信号与系统的定义、特点和分类：讲解信号与系统的概念，分析各种信号与系统的特点和分类；7.信号的时域、频域分析方法：讲解信号的时域、频域分析方法，并通过实例进行分析；8.系统的基本特性：讲解系统的基本特性，如线性、时不变性等，并通过实例进行分析；9.实际应用案例分析：分析信号与系统在实际应用中的案例，如通信系统、控制系统等。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解信号与系统的基本概念、原理和分析方法；2.讨论法：学生进行课堂讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神；3.案例分析法：分析实际应用案例，让学生更好地理解信号与系统的应用价值；4.实验法：安排课后实验，让学生动手实践，提高实际操作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《信号与系统》、《信号处理与系统分析》等；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，如《线性系统理论》、《数字信号处理》等；3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，提供动画、视频等多媒体资料；4.实验设备：准备相应的实验设备，如信号发生器、示波器、滤波器等，以便进行课后实验。
4-fsk信号
4-fsk信号在awgn信道下的误码率和误比特率性能,并与理论值比较摘要：这次通信系统综合训练是以Matlab/Sumulink为工具，实现基带传输系统的仿真与实现。
采用曼彻斯特码作为基带信号，发送滤波器为平方根升余弦滤波器，滚降系数为0.5，信道为加性高斯信道，接收滤波器与发送滤波器相匹配。
发送数据率为1000bps，要求观察接收信号眼图，并设计接收机采样判决部分，对比发送数据与恢复数据波形，并统计误码率。
另外，对发送信号和接收信号的功率谱进行估计。
假设接收定时恢复是理想的。
关键词：Matlab；基带传输系统；滚降系数；功率谱一、4FSk的解调原理4FSK信号的相干解调法原理框图如下图所示。
其原理是：4FSK信号先经过带通滤波器去除调制信号频带以外的在信道中混入的噪声，此后该信号分为四路，每路信号与相应载波相乘，再经过低通滤波器去除高频成分，得到包含基带信号的低频信号，将其送入抽样判决器中进行抽样判决，抽样判决器的输出分别得到两路原基带信号表示四进制得到原始码元。
二、4FSK 调制算法分析(1)、将输入的二进制序列按奇位、偶位进行串并转换。
(2)、根据DMR标准中的符号和比特的对应关系表1[4]，将二进制的0、1序列映射为相应的四电平符号流。
(3)、将这些符号流每符号插入8个数值点，并输入平方根升余弦滤波器进行平滑处理，则可得到输入调制信号m(n)。
滤波器为平方根升余弦滤波器[4]，奈奎斯特升余弦滤波器的一部分用于抑制邻道干扰，另一部分用于接收机抑制噪声。
抑制邻道干扰滤波器的输入包含一系列脉冲，这些脉冲之间的间隔为208，33ms(1/4800s)。
通过定义根升余弦滤波器的频率响应为奈奎斯特升余弦滤波器的平方根，来定义奈奎斯特升余弦滤波器的分割。
滤波器的群延迟在带通范围|f|<2880Hz内是平滑的。
滤波器的的幅频响应由下面公式近似给出[4]：F( f ) =1 当|f|≤1920 HzF( f ) = cos(πf / 1920) 当1920 Hz<|f| ≤2880 Hz (1)F( f ) = 0 当|f|>2880 Hz其中F( f ) 代表平方根升余弦滤波器的幅频响应。
《电工电子技术与技能实训指导》电子教案
《电工电子技术与技能实训指导》电子教案第一章：电工电子技术基础1.1 电路的概念与基本元素电路的定义电路的基本元素：电源、开关、导线、电阻、电容、电感1.2 电压、电流和电阻电压的概念与测量电流的概念与测量电阻的概念与测量1.3 欧姆定律欧姆定律的内容电阻的计算电压和电流的关系第二章：电工元件2.1 电阻电阻的种类电阻的测量电阻的应用2.2 电容电容的种类电容的测量电容的应用2.3 电感电感的种类电感的测量电感与应用第三章：基本电路分析3.1 串联电路串联电路的特点串联电路的分析方法串联电路的应用3.2 并联电路并联电路的特点并联电路的分析方法并联电路的应用3.3 混联电路混联电路的特点混联电路的分析方法混联电路的应用第四章：电子技术基础4.1 半导体器件二极管晶体管场效应晶体管4.2 放大电路放大电路的基本原理放大电路的分类放大电路的应用4.3 数字电路数字电路的基本概念逻辑门电路触发器电路第五章：电子技术应用5.1 电源电路电源电路的分类电源电路的设计方法电源电路的应用5.2 信号处理电路信号处理电路的分类信号处理电路的设计方法信号处理电路的应用5.3 控制电路控制电路的分类控制电路的设计方法控制电路的应用第六章：电工测量技术6.1 电工测量仪器仪表电压表、电流表、钳形表电能表、功率因数表兆欧表、万用表6.2 测量方法与测量误差测量方法测量误差的概念与分类减小测量误差的方法6.3 电工测量实验电压、电流的测量电阻、电容、电感的测量功率、电能的测量第七章：低压电器与控制电路7.1 低压电器开关保护器接触器继电器7.2 控制电路设计基础控制电路的基本环节控制电路的设计方法控制电路的安装与调试7.3 典型控制电路简单的控制电路顺序控制电路复杂控制电路第八章：电气设备与保护8.1 电动机电动机的种类与结构电动机的工作原理电动机的选用与安装8.2 变压器变压器的种类与结构变压器的工作原理变压器的选用与安装8.3 电气设备的保护短路保护过载保护漏电保护第九章：电子技能训练9.1 焊接技术焊接工具与材料焊接方法与技巧焊接质量的判断9.2 电路板设计电路板的设计原则电路板的布局与布线电路板的加工与制作9.3 电子产品装调电子产品的装接电子产品的调试电子产品的维修第十章：综合训练与实践10.1 电工电子技术综合训练设计并实现一个简单的电路分析并解决电路中出现的问题提高电路的性能与可靠性10.2 电工电子技术实践项目设计一个低压控制电路安装与调试一个电气设备进行一个电子产品的装调与维修10.3 电工电子技术竞赛与创新参加电工电子技术竞赛开展电工电子技术创新项目培养电工电子技术能力与创新精神第十一章：通信原理与技术11.1 通信系统的基本概念通信系统的组成通信系统的分类通信系统的基本参数11.2 模拟通信技术模拟通信系统的原理调制与解调技术信道编码与解码技术11.3 数字通信技术数字通信系统的原理数字调制与解调技术信道编码与解码技术第十二章：现代电子技术应用12.1 微电子技术微处理器微控制器集成电路12.2 计算机网络技术计算机网络的组成与分类网络协议与通信协议网络设备与网络架构12.3 物联网技术物联网的基本概念物联网的架构与技术组成物联网的应用领域第十三章：电力电子技术13.1 电力电子器件晶闸管变频器整流器13.2 电力电子电路与应用电力电子电路的原理与特点电力电子电路的设计与分析电力电子电路的应用实例13.3 电力电子技术的应用领域电力系统交通运输工业生产第十四章：实验与实践指导14.1 实验设计与方法实验目的与要求实验设计与步骤实验数据的处理与分析14.2 实践操作与技能培养实践操作的注意事项实践技能的培养与提高实践项目的选择与实施实验报告的格式与内容实验与实践报告的评估与反馈第十五章：电工电子技术的发展趋势15.1 电工电子技术的发展历程电工电子技术的发展阶段电工电子技术的重要成果电工电子技术的影响与贡献15.2 电工电子技术的现状与挑战电工电子技术在各领域的应用电工电子技术面临的问题与挑战电工电子技术的创新与发展方向15.3 电工电子技术的未来展望新型电工电子技术的预测与展望电工电子技术对未来的影响与变革电工电子技术在人类社会发展中的作用与地位重点和难点解析重点：电工电子技术的基本概念、基本元件、基本电路分析、电子技术基础、电子技术应用、电工测量技术、低压电器与控制电路、电气设备与保护、电子技能训练、通信原理与技术、现代电子技术应用、电力电子技术、实验与实践指导、电工电子技术的发展趋势。
基于SDR_的FPGA_加速MIMO_通信系统设计
Telecom Power Technology通信网络技术ADC/DAC射频前端SDR前端处理单元数字信号处理MIMO技术SDR核心处理单元MIMO算法加速并行计算单元FPGA加速单元DAC/RF后端射频后端MIMO后端处理单元图1 系统架构设计Digital to Analog Converter，号转换为数字信号或从中频信号还原为射频信号。
核心处理单元包括数字信号处理（）和MIMO信号处理算法，用于信号的处理、滤波、解调，并实施MIMOMIMO算法加速器和并行计算单元，通过 2024年3月25日第41卷第6期153 Telecom Power TechnologyMar. 25, 2024, Vol.41 No.6全清华：基于SDR 的FPGA 加速MIMO 通信系统设计硬件加速提高系统的实时性和处理速度。
MIMO 后端处理单元包括DAC/RF 后端和射频后端，负责将数字信号转换为模拟信号，并进行射频信号调制和解调，与其他通信设备无缝连接。
2 基于SDR 的信号转换与处理方法SDR 前端处理单元和SDR 核心处理单元在射频信号接收、数字信号处理及MIMO 信号处理方面的交互关系如图2所示。
设射频信号为x (t )，经过RF 前端后为y RF (t )，经过ADC 转换得到数字信号为y ADC (t )，该过程用公式表示为 y RF (t )=RF Frontend [x (t )] （1） y ADC (t )=ADC [y RF (t )] （2）SDR 核心处理单元包括DSP 和MIMO 信号处理算法，其数学描述如下：设数字信号为y (n )，DSP 模块进行信号处理、滤波及解调，得到处理后的信号z (n )。
同时，MIMO 信号处理算法处理输入信号，包括信号分离、合并等操作，得到MIMO 系统的输出信号为 z (n )=DSP [y (n )] （3）SDR 核心处理单元SDR 前端处理单元x (t )y RF (t )y ADC (t )z n (t )RF 前端ADCDSPMIMO图2 SDR 的基本原理3 基于FPGA 的MIMO 系统设计文章设计的基于FPGA 的MIMO 系统如图3所示，由发射模块和接收模块2个部分组成。
综合训练要求及模板
《综合训练》要求一、课程性质学生在学完了《射频通信电路》课程之后，运用所学的专业课程知识，结合通用的射频EDA设计软件进行实际电路的设计，既能加深对专业知识的理解，又能培养专业知识与实践相结合的能力。
二、教学目的1.使学生熟悉射频电路基本设计流程，熟悉常用的射频设计软件，增强射频电路的认识理解。
2.培养学生做电路设计的基本意识，动手能力。
3.培养学生实事求是，积极探索的科学精神。
三、课程设计要求1、根据具体的设计任务，按照流程书写射频滤波器的设计过程，并写清楚相应的ADS操作。
2、要求滤波器设计流程完整清晰，相应的ADS操作完整正确。
3、独立、认真设计，如有雷同，不给成绩。
4、在规定的时间内完成综合训练，根据具体要求综合训练报告，在规定时间提交综合训练报告。
5、报告格式规范，内容逻辑清晰，并配以相应的图表说明，图表清晰规范，不少于2500字。
四、题目、内容及考核方式1、综合训练题目基于ADS的射频滤波器设计2、综合训练内容针对《射频电路设计——理论与应用》中P163任务I，采用ADS为EDA设计工具，按照设计流程完成射频滤波器设计。
3、考核方式学生完成专业综合训练设计后，要求学生根据具体要求写出报告。
指导教师根据所提交报告及答辩情况来进行考查，具体包括电路基本知识掌握的程度，综合训练内容的理解程度，报告完成情况等项目综合评定成绩。
综合训练的成绩满分为10分。
五、报告提交时间12周周五提交。
设计报告模板，封皮统一格式，具体设计内容可参考但不局限于此模板，（学生完成设计报告时，以下文本红色部分应删除，不能出现在最终报告中）：《专业综合训练》报告（二号黑体）——基于ADS的射频滤波器设计班级：电子12-1班学号： 1206040103姓名：符淋淋指导教师：李蕾一、前言（四号宋体）说明：射频滤波器设计的背景意义随着电子设备工作频率的迅速提高，电磁干扰的频率也越来越高。
干扰频率通常会达到数百兆赫兹，甚至千兆赫兹以上。
基于FPGA的通信技术综合实验课程教学模式设计
2022年5月第20期May 2022No.20教育教学论坛EDUCATION AND TEACHING FORUM基于FPGA的通信技术综合实验课程教学模式设计张延彬，高向川（郑州大学 信息工程学院，河南 郑州 450001）［摘 要］ 通信技术综合实验是通信工程专业必修的一门综合性实验课程，对提升学生的工程实践能力和解决复杂工程问题能力具有重要意义。
以通信技术综合实验课程的培养目标为依据，设计了由学生团队半自主命题并完成实验任务的教学模式，采用软件无线电硬件实验平台，设计并验证基于FPGA的编码、调制、解调、解码和同步等通信收发电路。
整个课程教学贯彻以学生为中心的教育理念，注重过程管理，全方位多角度进行考核，对学生和老师均提出了较高要求，确保了课程的含金量。
［关键词］ FPGA；以学生为中心；过程管理；教学模式［基金项目］ 2019年度河南省高等教育教学改革研究与实践项目“新工科牵引下信息类专业‘一体多维’式工程教育模式研究与实践”（2019SJGLX034）［作者简介］ 张延彬（1980—），男，河南南阳人，博士，郑州大学信息工程学院讲师，主要从事高速实时信号处理、嵌入式系统等研究；高向川（1981—），男，河南南阳人，博士，郑州大学信息工程学院教授，主要从事无线通信与信号处理等研究。
［中图分类号］ G642.41 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2022）20-0137-04 ［收稿日期］ 2021-07-19引言在通信工程专业的培养方案中，通信技术综合实验是一门必修的综合性实验课程，该课程要求学生综合运用数字电路、信号处理、通信原理、电磁场、计算机和系统建模仿真等工程基础知识和专业理论知识，根据特定的功能和技术指标要求，设计一个完整的通信收发电路。
该课程的目标是通过较为系统的工程实践训练，理论与实践相结合，培养学生解决复杂工程问题的能力，提高学生进行工程设计、开发和测试验证的能力，增强学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，为毕业后从事专业工作打下坚实基础［1］。
信噪比优化在无线通信系统的设计
信噪比优化在无线通信系统的设计一、信噪比优化在无线通信系统的重要性信噪比（Signal-to-Noise Ratio, SNR）是衡量无线通信系统性能的关键指标之一。
在无线通信系统中，噪声是不可避免的，它包括热噪声、干扰噪声以及来自其他电子设备的噪声等。
信噪比的高低直接影响到信号的传输质量、系统的容量以及用户的通信体验。
因此，优化信噪比是无线通信系统设计中的重要任务。
1.1 信噪比的基本定义与作用信噪比定义为信号功率与噪声功率的比值，通常用分贝（dB）表示。
高信噪比意味着信号中的有用信息更加突出，噪声的影响更小，从而提高了信号的可识别度和通信的可靠性。
1.2 信噪比对通信系统性能的影响信噪比对无线通信系统的性能有着直接的影响。
在低信噪比的条件下，接收到的信号容易受到噪声的干扰，导致数据传输的错误率增加，通信质量下降。
而在高信噪比的条件下，系统可以提供更高质量的通信服务，支持更高的数据传输速率。
1.3 信噪比优化的目标信噪比优化的目标是在保证通信质量的前提下，尽可能地提高系统的传输效率和容量。
这包括提高信号的功率、降低噪声水平、改进信号处理技术等。
二、信噪比优化的策略与技术为了优化无线通信系统中的信噪比，工程师们采取了多种策略和技术。
这些策略和技术涵盖了信号的发射、传输、接收以及信号处理等多个方面。
2.1 信号发射技术在信号发射端，可以通过提高发射功率、使用高效率的调制技术、优化发射天线的设计等方式来提高信号的功率，从而间接提高信噪比。
2.2 信号传输技术在信号传输过程中，可以采用多路径传输、频率复用、空间复用等技术来减少信号在传输过程中的衰减和干扰，提高信号的传输质量。
2.3 信号接收技术在信号接收端，可以通过使用高灵敏度的接收器、采用先进的信号检测算法、优化接收天线的布局等方式来提高信号的接收质量。
2.4 信号处理技术信号处理技术是提高信噪比的重要手段。
这包括使用数字滤波器、自适应均衡器、多用户检测算法等，以减少噪声的影响，提高信号的识别度。
简单通信工程课程设计
简单通信工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握通信工程的基本概念，包括信号传输、通信协议和通信网络。
2. 学生能描述简单通信系统的组成和工作原理，如电话通信、无线电广播等。
3. 学生能运用所学的知识分析并解决简单的通信工程问题。
技能目标：1. 学生能够运用相关工具和软件进行简单通信系统的模拟和设计。
2. 学生能够通过实验和实践活动，掌握基本的通信设备操作和调试技能。
3. 学生能够有效地进行团队合作，进行通信工程项目的规划和实施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信工程的兴趣，激发他们探索通信技术发展的热情。
2. 培养学生的创新意识和解决问题的能力，使他们能够在面对通信工程挑战时保持积极的态度。
3. 培养学生的责任心和合作精神，让他们认识到团队合作在通信工程项目中的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为简单通信工程课程设计，旨在让高年级学生将所学理论知识与实际应用相结合。
课程性质偏向实践性和综合性，要求学生具备一定的物理、数学和电子技术基础。
在此基础上，课程目标旨在培养学生具备以下具体学习成果：1. 能够运用所学理论知识分析通信系统的工作原理。
2. 能够通过实践操作，掌握通信设备的调试与维护技能。
3. 能够培养良好的团队合作意识和沟通能力，为未来的职业生涯打下基础。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 通信工程基础知识：- 信号与系统（教材第1章）- 通信原理（教材第2章）- 通信网络（教材第3章）2. 简单通信系统设计：- 电话通信系统（教材第4章）- 无线电广播系统（教材第5章）- 数字通信系统（教材第6章）3. 实践操作与技能训练：- 通信设备的使用与调试（教材第7章）- 通信系统模拟与设计（教材第8章）- 通信工程项目实践（教材第9章）教学大纲安排如下：第一周：复习通信工程基础知识，重点讲解信号与系统、通信原理和通信网络。
第二周：学习电话通信系统原理，进行电话通信系统的设计与分析。
通信工程毕业设计
其他约束
如保密要求、知识产权等约束 条件，需要在设计过程中予以
遵守。
03
通信系统分析与设计
通信系统基本原理
信号传输与处理
研究信号在通信系统中的传输和处理 过程，包括模拟信号和数字信号的转 换、调制与解调、信道编码与解码等 。
信道特性与建模
通信协议与标准
了解并研究通信协议的基本原理和常 用标准，如TCP/IP、HTTP、SMTP等 ，以及无线通信中的3GPP、IEEE 802.11等标准。
结果分析与讨论
对仿真结果进行分析，探讨不同信道建模方 法对结果的影响，以及针对特定应用场景的 信道模型优化方向。
05
信号处理算法研究及应用
信号处理算法概述
信号处理算法的定义
信号处理算法是指对信号进行采集、变换、分析、压缩、识别等处理的一系列数学方法和 技术。
信号处理算法的分类
根据处理对象的不同，信号处理算法可分为模拟信号处理算法和数字信号处理算法；根据 处理目的的不同，可分为时域处理算法、频域处理算法、时频域处理算法等。
性能测试
对硬件平台进行性能测试，包 括处理器性能、通信质量、传 感器精度等方面，确保满足设
计要求。
实验结果展示及数据分析
实验结果展示
通过图表、数据表格等形式展示实验 结果，包括传感器数据采集结果、通 信质量测试结果等。
数据分析
对实验结果进行数据分析，包括数据 统计、对比分析、趋势预测等，以验 证设计的可行性和性能优劣。
信号处理算法对通信系统性能的影响
信号处理算法的性能直接影响通信系统的性能表现。优秀的信号处理算法可以提高通信 系统的传输效率、降低误码率、增强抗干扰能力，从而提升整体通信性能。
06
无线通信技术综合训练实验指导书I（CC2530基础）实验八
⽆线通信技术综合训练实验指导书I（CC2530基础）实验⼋实验⼋外部中断实验实验⼋外部中断实验CPU 有 18 个中断源。
每个中断源有它⾃⼰的、位于⼀系列特殊功能寄存器中的中断请求标志。
每个中断通过相应的标志请求可以单独使能或禁⽌。
通⽤ I/O 引脚设置为输⼊后，可以⽤于产⽣通⽤ I/O 中断（外部中断）。
⼀、实验⽬的通过本实验的学习，熟悉 CC2530 芯⽚通⽤ I/O 中断相关寄存器的配置和使⽤⽅法。
1. 2. 3. 4. 熟悉 CC2530 芯⽚通⽤ I/O 中断相关寄存器配置和使⽤⽅法；掌握 CC2530 芯⽚通⽤ I/O 中断响应处理⽅法；掌握 CC2530 芯⽚中断基本原理；了解CC2530 芯⽚中断优先级。
⼆、实验内容1. 2. 在 CC2530 节点开发板上，启⽤通⽤ I/O 中断配置，由查询控制 LED 闪烁；在 CC2530 节点开发板上，启⽤通⽤ I/O 中断配置，由中断控制 LED 闪烁。
三、实验条件1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. ⽤户 PC 机（装有 Microsoft Windows XP 系统）正确安装 IAR Embedded Workbench for 8051 集成开发环境； CC2530 节点开发板（插有 CC2530 模块，带 LCD 模块）1 块； CC Debugger 多功能调试器 1 个； USB 连接线 1根；串⼝连接线 1 根；杜邦线若⼲； 5V 电源 1 个。
四、实验原理1. 中断屏蔽每个中断可以通过中断使能特殊功能寄存器中的中断使能位 IEN0、IEN1 或 IEN2 使能或禁⽌。
图 3-8-1 给出了所有中断源和相关控制以及状态寄存器的完整概况。
当调⽤中断服务程序时阴影框中的中断标志将被硬件⾃动清除。
表⽰触发，可能是因为电平源也可能是因为边沿形成。
中断失去了它，它们将被当作⼀个电平触发（适⽤于端⼝ 0，端⼝ 1 和端⼝2），转换器显⽰为默认和表⽰上升或下降沿检测，即在什么时候中断产⽣。
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课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：信息工程学院题目: 通信系统学科基础课群综合训练初始条件：PC机一台、Matlab软件要求完成的主要任务:掌握以上各种电路与通信技术的基本原理，掌握实验的设计、电路调试与测量的方法。
1.培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。
2.通过对实验电路的分析计算，了解简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
3.掌握示波器，频谱仪，失真度仪的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。
设计内容：时间安排：指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 课程设计要求 (3)2 数字通信系统模型 (4)3 通信系统原理 (6)3.1PCM编译码原理 (6)3.2M ILLER编译码原理 (9)3.3汉明码 (10)3.4二进制幅移键控（2ASK）调制与解调原理 (14)3.5AWGN信道 (15)4 系统仿真分析 (16)5 总结 (22)参考文献 (23)附录: 程序 (24)摘要通信的目的是传输信息。
通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。
对于电通信来说，首先要把消息转变成电信号，然后经过发送设备，将信号送入信道，在接收端利用接收设备对接收信号作相应的处理后，送给信宿再转换为原来的消息。
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统，如图所示。
数字通信涉及的技术问题很多，其中主要有信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调、同步以及加密与解密等。
本次课程设计主要是利用Matlab仿真软件设计完成一个典型的通信系统。
按照此次课程设计的要求，将一模拟话音信号经过数字化，信源编码，信道编码，数字调制后再经过相应的解码调制后，得到原始信号。
其中数字化方式为PCM编码，基带码为Miller码，信道码为汉明码，数字调制方式为ASK调制，信道为AWGN信道。
按照这一流程利用Matlab 的脚本语句编写出各系统模块，然后按照逆过程实现信号的解调与解码，最后对系统进行分析。
关键字：通信系统，ASK仿真， PCM仿真，Miller码仿真，汉明码仿真AbstractThe purpose of communication is the transmission of information. The role of communication systems that send information from the source to one or more destinations. For electrical communication, the message should first converted into electrical signals, and then through the transmission device, the signal is fed into the channel, the receiver uses the receiving apparatus corresponding to the received signal processing, and then sent to the sink into the original message .The course is primarily designed using Matlab simulation software designed to complete a typical communication system. After the course in accordance with the design requirements, an analog voice signal will be digitized, source coding, channel coding, digital modulation and then through the corresponding decoding modulation, the original signal. Way in which the digital PCM encoded baseband code Miller codes, Hamming code channel, digital modulation of ASK modulation, the channel is AWGN. In accordance with this process to use Matlab script statement to write each system module, and then follow the reverse process to achieve demodulation and decoding signals the end of the system for analysis.Key words：Communication systems, ASK simulation, PCM simulation, Miller code simulation，Hamming code simulation1 课程设计要求要求：掌握以上各种电路与通信技术的基本原理，掌握实验的设计、电路调试与测量的方法。
1.培养学生根据需要选学参考书，查阅手册，图表和文献资料的自学能力，通过独立思考﹑深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。
2.通过对实验电路的分析计算，了解简单实用电路的分析方法和工程设计方法。
3.掌握示波器，频谱仪，失真度仪的正确使用方法，学会简单电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。
2 数字通信系统模型数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统，如图所示。
数字通信涉及的技术问题很多，其中主要有信源编码与译码、信道编码与译码、数字调制与解调、同步以及加密与解密等。
1）信源编码与译码信源编码有两个基本功能：一是提高信息传输的有效性，即通过某种数据压缩技术设法减少码元数目和降低码元速率。
码元速率决定传输所占的带宽，而传输带宽反映了通信的有效性。
二是完成模/数转换，即当信息源给出的是模拟信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字话传输。
信源译码是信源编码的逆过程。
2）信道编码与译码信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力。
数字信号在信道传输时受到噪声等影响后将会引起差错。
为了减小差错，信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分（监督元），组成所谓“抗干扰码”。
接收端的信道译码器按相应的逆规则进行解码，从中发现错误或纠正错误，提高通信系统的可靠性。
3）加密与解密在需要实现保密通信的场合，为了保证所传信息的安全，人为地将被传输的数字序列扰乱，即加上密码，这种处理过程叫加密。
在接收端利用与发送端相同的密码复制品对收到的数字序列进行解密，恢复原来信息。
4）数字调制与解调数字调制就是把数字基带信号的频谱搬移到高频处，形成适合在信道中传输的带通信号。
基本的数字调制方式有振幅键控、频移键控、绝对相移键控、相对相移键控。
在接收端可以采用相干解调或者非相干解调还原数字基带信号。
对高斯噪声下的信号检测，一般采用相关器或匹配滤波器来实现。
5）同步同步是使收发两端的信号在时间上保持一致，是保证数字通信系统有序、准确、可靠工作的前提条件。
按照同步的功用不同，分为载波同步、位同步、群同步和网同步。
数字通信系统的特点有：（1）抗干扰能力强，且噪声不积累（2）传输差错可控（3）便于用现代数字信号处理技术对数字信息进行处理、变换、存储。
（4）利于集成，是通信设备微型化，重量轻。
（5）易于加密处理，且保密性好。
3 通信系统原理3.1 PCM 编译码原理3.1.1 PCM 概述脉冲编码调制（PCM ）简称脉码调制，它是一种用二进制数字代码来代替连续信号的抽样值，从而实现通信的方式。
由于这种通信方式抗干扰能力强，因此在光钎通信、数字微波通信、卫星通信中均获得了极为广泛的运用。
PCM 信号的形成是模拟信号经过“抽样、量化、编码”三个步骤实现的。
分别完成时间上离散、幅度上离散、及量化信号的二进制表示。
根据CCITT 的建议，为改善小信号量化性能，采用压扩非均匀量化，有两种建议方式，分别为A 律和μ律方式，我国采用了A 律方式，由于A 律压缩实现复杂，常使用 13 折线法编码。
3.1.2 抽样所谓抽样，就是对模拟信号进行周期性扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。
该模拟信号经过抽样后还应当包含原信号中所有信息，也就是说能无失真的恢复原模拟信号。
它的抽样速率的下限是由抽样定理确定的。
在一个频带限制在（0，f h ）内的时间连续信号f （t ），如果以1/2 f h 的时间间隔对它进行抽样，那么根据这些抽样值就能完全恢复原信号。
或者说，如果一个连续信号f （t ）的频谱中最高频率不超过f h ，当抽样频率f s ≥2 f h 时，抽样后的信号就包含原连续的全部信息。
这就是抽样定理。
3.1.3 量化方式从数学上来看，量化就是把一个连续幅度值的无限数集合映射成一个离散幅度值的有限数集合。
量化器Q 输出L 个量化值k y ，k=1，2，3，…，L 。
k y 常称为重建电平或量化电平。
当量化器输入信号幅度x 落在k x 与1+k x 之间时，量化器输出电平为k y 。
这个量化过程可以表达为：L k x Q x Q y y x x kk k ,...,3,2,1,}{)(1==<<==+ （式3-1）这里k x 称为分层电平或判决阈值。
通常k k k x x -=∆+1称为量化间隔。
量化后的抽样信号于量化前的抽样信号相比较，当然有所失真，且不再是模拟信号。
这种失真在接收端还原模拟信号是变现为噪声，并称为量化噪声。
量化噪声的大小取决于把样值分级“取整”的方式，分的级数越多，即量化极差或间隔越小，量化噪声也越小。
模拟信号的量化分为均匀量化和非均匀量化。
由于均匀量化存在的主要缺点是：无论抽样值大小如何，量化噪声的均方根值都固定不变。
因此，当信号()m t 较小时，则信号量化噪声功率比也就很小，这样的话化信噪比就难以达到给定的要求。
通常，把满足信噪比要求的输入信号取值范围定义为动态范围，可见，对于弱信号时，均匀量化时的信号动态范围将受到较大的限制。
为了克服这个缺点，实际中，往往采用非均匀量化。
非均匀量化是根据信号的不同区间来确定量化间隔的。
对于信号取值小的区间，其量化间隔v ∆也小；反之，量化间隔就大。