[發明專利]用于通信原理實驗教學系統的無線通信收發模塊

無效

• 申請號: 200810072296.2
• 申請日: 2008-12-05
• 公開（公告）號: CN101458876A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發明（設計）人: 宋懿;葉志鵬;林斌
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00;H04B1/38
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所
• 代理人: 馬應森;劉 勇

技術領域

本發明涉及一種數字信號無線通信收發模塊，尤其是涉及一種用于大學本科通信原理實驗課程教學系統的數字信號無線通信收發模塊。

背景技術

從早期的紅外通訊技術，到現在包括UWB、Zigbee、RFID和藍牙等在內的短距離無線通信技術正日益走向成熟，應用步伐不斷加快，各種短距離無線通信技術將在自動化控制和家庭信息化領域扮演越來越重要的角色，發揮越來越重要的作用。

隨著通信技術的發展，通信原理已經成為高校中很重要的課程，通信原理實驗就成為輔助這門課程理論學習的重要工具，通過實驗可以親身體會通信系統的實現以及其中各個環節的工作特點和意義。通信原理實驗教學系統一般是采用獨立模塊化結構設計，各獨立模塊能方便地安裝與組合，成為開放式實驗平臺，有利于系統實驗及單元實驗，也便于進行二次實驗開發。

高校通信原理實驗內容通常包括：理想信道模擬實驗、FM/AM/PAM調制解調實驗、數字基帶信號實驗(RZ/CMI/HDB3/AMI等碼型編/譯實驗)、數字調制實驗(2ASK/2FSK/2PSK/2DPSK等)、數字解調實驗、鎖相環實驗、位同步信號提取實驗、幀同步信號提取實驗、模擬信號數字化實驗(PCM/ADPCM//ΔM/CVSD)、電話通信實驗、計算機數據通信實驗、模擬通信系統實驗、數字通信綜合系統實驗以及計算機通信仿真實驗等。

目前，在通信原理實驗教學系統中，部分實驗系統可以提供QPSK調制解調實驗，但基本都是基于移動通信系統的實驗，其中涉及CDMA等比本科通信原理更深層次的內容。少數涉及無線通信的實驗主要有以下幾類：

1.FM調頻收發實驗。調頻收發實驗多在高頻電子線路實驗系統中，輸入信號為音頻范圍的正弦波信號，涉及的理論知識基本是電子線路中混頻，濾波等知識，與通信原理課程關聯較少。

2.QPSK調頻收發實驗。調頻收發實驗在有的移動通信實驗系統中存在，可以進行QPSK調制和發射，其本身相當于一個CDMA手機，進行的實驗項目主要是有關CDMA和手機呼叫，接口等方面的實驗，與本科通信原理實驗相比，難度和高度都有差距。

3.無線遙控開關實驗。這類實驗有紅外收發和315M(或433M)兩種，完成的都是無線遙控控制開關或LED顯示等。信號的發出一般是開關，以無線的形勢控制接收端的電路狀態。

4.RFID實驗模塊。RFID讀寫器的實驗，提供RFID卡片和讀寫器以及操作系統界面，顯示卡片內容，通過編程實驗對卡片數據進行讀寫。

通信原理實驗教學時，往往在一間實驗室內幾十個系統同時進行數字信號無線傳輸實驗，各組信號相互之間的干擾以及信號源信號NRZ的高數據速率是限制模塊正常工作和實驗順利進行的重要因素。為此，獨創性地設計利用單片機采集NRZ信號，再由單片機進行編碼和地址編碼，從而成功克服了上述兩個難點，既獲得了按照發射電路要求速率的輸出數據，又可順利使用現有芯片和模塊達到減速發射無線信號的目的。同時，由于采用了地址編碼，因此解決了實驗室內的信號相互干擾問題。而接收電路則核對地址編碼，解出有效數據后以位同步信號作抽樣判決，即可恢復出原有的NRZ信號。這樣即使以完全相同的載波進行信號發送，只要地址編碼各不相同，就能準確收到相關信號。同時，由于有了單片機的加入，使得可以對數據進行更加豐富的處理。

至今未見有關將單片機對NRZ信號作為信息參數采集并處理，再結合使用現有芯片、模塊而成功應用于通信原理實驗系統的數字通信無線收發模塊的報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適于短距離無線通信，抗干擾能力較強，數據速率較高的用于通信原理實驗教學系統的無線通信收發模塊。

本發明設有發射模塊和接收模塊；發射模塊設有數字信號源、NRZ信號采集電路、處理器、編碼電路、發射電路和發射天線，接收模塊設有接收天線、接收電路、解碼電路、處理器、NRZ信號恢復電路和終端顯示電路；NRZ信號采集電路的輸入端接數字信號源輸出端，NRZ信號采集電路的輸出端接編碼電路的輸入端，編碼電路的輸出端接發射電路的輸入端，發射電路輸出端接發射天線。接收電路的輸入端接接收天線，接收電路的輸出端接解碼電路的輸入端，解碼電路的輸出端接NRZ信號恢復電路的輸入端，NRZ信號恢復電路的輸出端接處理器的輸入端，處理器的輸出端接終端顯示器。