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1、 ZH7001型现代通信原理综合实验系统现代通信工程专业实验用书ZH7001现代通信原理综合实验系统实验指导教程南京哲华科技有限公司目 录第一章实验系统概述11.1概述11.2电路组成概述11.3用户操作界面使用说明书61.4信号源的使用81.5分布式硬件控制设计技术9第二章语音编码技术10实验一 PAM编译码实验10实验二 PCM编译码实验16实验三 ADPCM编译码实验22实验四 CVSD(连续可变斜率增量调制)编译码实验28第三章锁相环实验36实验一 模拟锁相环模块实验36实验二 数字锁相环实验40第四章数字调制与差错控制技术45实验一 FSK传输实验45实验二 BPSK传输实验62实验
2、三 DBPSK传输实验86实验四 汉明码实验97实验五 加扰码实验107第五章码型变换技术111实验一 AMI/HDB3码型变换实验111实验二 CMI码型变换实验119第六章数字复接技术126实验一 帧成形及其传输实验126实验二 帧同步提取系统实验133第七章电话接口技术137实验一 用户环路接口实验137实验二 双音多频检测实验143第八章数据接口技术147实验一 RS422接口实验147实验二 RS232接口实验151第九章通信系统及综合测试154实验一 电话交换呼叫处理通信系统综合实验154实验二 时分复用（TDM）通信系统综合实验159实验三 CMI线路编码通信系统综合实验163实
3、验四 HDB3线路编码通信系统综合测试实验166实验五 汉明纠错编码通信系统综合测试实验169实验六 BPSK（DBPSK）调制+汉明码系统测试实验172实验七 同步数据传输系统综合测试实验（一）176实验八 通信网络同步数据传输系统综合测试实验（二）179实验九 计算机数据传输通信系统综合测试实验184实验十 移动衰落信道通信系统综合测试实验*189第十章现代数字调制技术194实验一振幅调制传输系统实验（AM）194实验二单边带调制实验（SSB）199实验三双边带调制实验（DSB）204实验四频率调制传输系统实验（FM）209实验五QPSK传输系统实验211实验六OQPSK传输系统实验217
4、实验七/4DQPSK传输系统实验222实验八MSK传输系统实验229实验九GMSK传输系统实验235实验十16QAM传输系统实验242实验十一64QAM传输系统实验247实验十二CDMA传输系统实验248第十一章二次开发实验252实验一、可变分频器实验253实验二、m序列产生实验253实验三、噪声信号的产生实验253实验四、复接实验253实验五、帧同步实验253实验六、扰码实验253实验七、解扰实验253实验八、BPSK相位调制实验253实验九、QPSK相位调制实验253实验十、CMI编码实验253实验十一、CMI译码实验253实验十二、卷积编码器实验253实验十三、CMDA扩频调制实验253
5、实验十四、CDMA扩频解调实验253实验十五、DSP信号产生实验253实验十六、DSP中断实验253实验十七、DSP信号处理实验253附录一 实验箱跳线缺省误置图255附录二 实验箱测试孔示意图256哲华科技 第217页第一章 实验系统概述1.1 概述通信原理综合实验系统中，涉及有数字调制解调技术、纠错编译码技术、语音编码技术、数字复接技术、基带传输技术、电话接口技术、数字接口技术等。该系统将当今的核心技术和新器件融入通信原理课程，其具有以下特点：1. 先进性：数字信号处理（DSP）技术+FPGA技术。2. 全面性：通过这些测试接口，可以对每一种电路模块的功能和性能有一个全面的了解。3. 系统
6、性：每个电路测试模块可以放入多个系统中进行综合实验。4. 基础性：与当今通信原理课程和教学大纲结合紧密。5. 实用性：便于老师对实验内容的组织和实施。1.2 电路组成概述在通信原理综合实验系统中，主要由下列功能模块组成：1、 显示控制模块2、 FPGA初始化模块3、 信道接口模块4、 DSP+FPGA处理模块5、 D/A模块6、 中频调制模块7、 中频解调模块8、 A/D模块9、 测试模块10、 汉明编码模块（含加扰模块）11、 汉明译码模块（含解扰模块）12、 噪声模块13、 电话接口（1、2）模块14、 DTMF（1、2）模块15、 PAM模块16、 ADPCM（1、2）模块17、 CVS
7、D发模块18、 CVSD收模块19、 帧传输复接模块20、 帧传输解复接模块21、 AMI/HDB3码模块22、 CMI编码模块23、 CMI译码模块24、 模拟锁相环模块25、 数字锁相环模块26、 计算机接口模块27、 同步数据接口模块28、 函数信号产生器模块在该硬件平台中，模块化功能较强，其电路布局见图1.2.1所示。对于每一个模块，在PCB板上均由白色线条将其明显分割开来，每个测试模块都能单独开设实验，便于教学与学习。在通信原理综合实验系统中，电源插座与电源开关在机箱的后面，电源模块在该实验平台电路板的下面，它主要完成交流220V到+5V、+12V、-12V的直流变换，给整个硬件平台
8、供电。在平台上具有友好的人机接口界面设计，学生可以通过键盘选择相应的工作模式与设置有关参数。菜单可选择方式及设置参数见1.3一节。通信原理综合实验系统通过下面几个端口与外部进行连接：1. JH02（实验箱左端同步口模块内）：同步数据接口方式。该接口电平特性为RS422，通过该端口接收外部来的发送数据，并送入调制器中；同时将解调器解调之后的数据通过该端口送往外部设备。在该接口中，还包括调制解调器提供的收发时钟信号。在使用RS422接口时需要通过菜单设置，选择调制器输入信号为“外部数据信号”。2. K002（实验箱中上部左端的中频Q9连接器）：为中频发送信号连接器，调制后的中频信号通过该口对外输出
9、，一般通过中频同轴电缆送入信道仿真平台（ZH8001）或自环送到接收端设备。3. JL02（实验箱中上部右端的中频Q9连接器）：从信道中来的中频信号（如加噪后的中频信号、无线衰落后的低中频信号）由该端口输入，送入解调模块中进行解调。4. J007（数字测试信号输入）、J005（模拟测试信号输入）、J006（地）（在实验箱左端的信号输入接头）：为测试信号输入湍，用于向通信原理综合实验系统中送入各种测试信号。测试信号的输入能否加入测试模块还与测试模块的跳线器设置有关，具体见测试步骤。5. JF01、JG01：标准异步数据端口A（JF01）和B（JG01）。A到B的异步传输经过信道传输，B到A为直通
10、方式。通信原理综合实验系统接口布局见图1.2.2所示。在通信原理综合实验系统中，为便于学习和实验，各项实验内容是以模块进行划分，每个测试模块可以单独开设实验。各模块之间的系统连接见图1.2.3所示。由图可以看出，在系统中通信双方的传输信道是不对称的。从用户电话1向用户电话2的信号支路是以无线信道传输技术为主，信号流程为：用户电话接口1话音编码1汉明纠错编码信道调制加噪信道信道解调汉明译码话音解码2用户电话接口2。从用户电话2向用户电话1的信号支路是以有线信道传输技术为主，信号流程为：用户电话接口2话音编码2信道复接线路编码（HDB3/CMI）线路译码信道解复接话音解码1用户电话接口1。FSK、
11、BPSK、DBPSKSSB、DSB、FM、AM、QPSK、/4DQPSK、OQPSK、MSK、GMSK、16QAM、64QAMPCMADPCMCVSD信令这样设计实验系统的目的是为了在不增加成本的条件下最大限度的增加系统实验内容，加强学生的动手能力，便于将各测试模块放在不同系统中进行测试、比较，加强学生对各模块在系统中的地位、作用、性能的掌握，使学生对通信系统有一个较全面的了解，同时老师可以根据实验实际课时对实验项目进行组织和优化。在每一个模块中，都有测试点与测试插座对应信号点的定义。1.3 用户操作界面使用说明书在通信原理综合实验系统中，各模块的功能实现，需初始化不同的FPGA程序与数字信号
12、处理DSP程序，并对它们进行一定的管理。这些都是通过操作界面，让学生进行选择、控制。在系统加电之后，系统按照上次关机前选择的模式进行初始化，在这期间DSP+FPGA模块中的初始化灯（DV01）熄灭。当初始化完成之后，初始化灯亮。在这之后大约经过5秒钟之后，完成相应模式参数的设置。在这过程中，液晶显示器一直显示以下内容： 通信原理实验完成初始化与参数设定后，液晶显示：调制方式选择之后，将等待学生的输入，学生必须按下箭头键（除复位键外，其它键将不起作用），将进入前一次学生选择的界面。学生通过上、下箭头键进行下列菜单的选择：菜单：调制方式选择（该菜单上只有下箭头和右箭头起作用）在这过程中，液晶显示器
13、一直显示以下内容： 通信原理实验完成初始化与参数设定后，液晶显示：调制方式选择之后，将等待学生的输入，学生必须按下箭头键（除复位键外，其它键将不起作用），将进入前一次学生选择的界面。学生通过上、下箭头键进行下列菜单的选择：菜单1：调制方式选择（该菜单上只有下箭头和右箭头起作用）菜单2：FSK传输系统菜单3：BPSK传输系统菜单4：DBPSK传输系统菜单5：调制器输入信号菜单6：外部数据信号菜单7：全码菜单8：全码菜单9：码菜单10：特殊码序列菜单11：m序列菜单12：工作方式选择菜单13：匹配滤波菜单14：PCM菜单15：ADPCM菜单16：增强调制选择菜单17：AM菜单18：FM菜单19：Q
14、PSK菜单20：OQPSK菜单21：PI4QPSK菜单22：MSK菜单23：GMSK菜单24：16QAM菜单25：64QAM（在该菜单上只有上箭头和左箭头起作用）通过上下箭头，学生可以在菜单到菜单24之间移动，对已选择的模式或参数的菜单打勾，否则显示小手。如要选择某一种模式，当移至该菜单时按确认键即可。如果对已选择的模式打勾为阴影，则说明该实验箱不支持该种模式。如确需此功能，需进行功能升级。当学生在菜单2到菜单4、菜单16到菜单23任一菜单上进行确认时，系统对学生选择的模式进行初始化，在这期间左边的初始化灯（DV01）熄灭。当初始化完成之后，初始化灯亮。在这之后大约经过5秒钟，完成相应模式参数的设置，并且在该菜单上打勾。菜单24是调制方式选择；菜单611是输入数据选择；菜单13是一个复选
