小型无线通信系统设计与实现

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1、小型无线通信系统设计与实现王亚飞，李学华，杨曙辉（北京信息科技大学信息与通信工程学院，北京１００１０１）摘要：借鉴市场上无线通信类电子产品中的通信模式，设计了一个小型无线通信系统实验项目。该项目软硬件相结合，综合了通信原理、单片机、高频电子线路等课程的内容，提高了学生对通信系统的理解和掌握，同时锻炼学生的工程实践能力和综合运用知识的能力。介绍了实验原理和各模块的实现，给出了实验结果。关键词：通信系统；单片机；实验项目中图分类号：ＴＮ９１４－３３；Ｇ６４２．０文献标志码：Ａ文章编号：１００２－４９５６（２０１４）６－００８６－

2、０３ＤｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆａｓｍａｌｌｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍＷａｎｇＹａｆｅｉ，ＬｉＸｕｅｈｕａ，ＹａｎｇＳｈｕｈｕｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｎｃｅｐｔｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ

3、Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ．Ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｍｏｄｅｏｆｗｉｒｅｌｅｓｓｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓｏｎｔｈｅｍａｒｋｅｔｆｏｒｒｅｆｅｒｅｎｃｅ，ａｓｍａｌｌｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｐｒｏｊｅｃｔｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｉｓｐｒｏｊｅｃｔｉｎｔｅｇｒａｔｅｓｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｓｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ＳｉｎｇｌｅＣｈｉｐＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ，ＨｉｇｈＦｒｅｑｕｅｎｃｙＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣ

4、ｉｒｃｕｉｔ，ａｎｄｓｏｏｎ．Ｔｈｅｐｒｏｊｅｃｔｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇａｎｄｍａｓｔｅｒｉｎｇｏｆｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｅｘｅｒｃｉｓｅｔｈｅｉｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅａｎｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｂｉｌｉｔｙｔｏｕｓｅｋｎｏｗｌｅｄｇｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ；ｓｉｎｇｌｅｃｈｉｐｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｐｒｏｊｅｃｔ通信系统是通信原理课程教学中的基本

5、内容。如何理解并能设计出一个通信系统是检验学生学习效果的直接手段。目前，许多高校教师在通信原理课程中设计了大量的实验项目，但这些实验项目多集中于软件仿真［１－６］，对学生来说比较枯燥且离具体的实际应用较远。为了使学生掌握通信系统的组成和设计方法，同时增加学生的学习兴趣［７］，本文借鉴市场上广泛应用的无线通信类电子产品（遥控玩具，汽车车门遥控锁）中的通信模式，通过软硬件相结合［８］设计一个无线通信系统，使学生掌握一般无线通信系统的组成和设计原理。本实验项目通过对具体通信系统的设计、电路调试和软件编程，可以使学生进一步加深对通信

6、系统的理解，掌握所学的专业知识。同时，提高学生的动收稿日期：２０１３－１０－２２修改日期：２０１３－１２－１０基金项目：北京市高等学校青年英才计划项目（ＹＥＴＰ１４９７）；北京信息科技大学２０１１年度重点教学改革项目（２０１１ＪＧＺＤ０３）；北京信息科技大学２０１２年度教学改革项目（２０１２ＪＧＹＢ１８）作者简介：王亚飞（１９８１—），男，黑龙江庆安，博士，实验师，研究方向为移动通信和信号完整性等．Ｅ－ｍａｉｌ：ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｙａｆｅｉ＠ｂｉｓｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ手能力、解决实际问题的综合能力以及创新能力。１实验原理通

7、信系统的一般模型包含以下几个部分：发信者，发送设备，信道，接收设备，收信者［９－１０］。发送设备的基本功能是把信号变换成适合在信道中传输的信号，包括编码、调制以及发射功能等。信道是指信号传输的通道，分为有线信道和无线信道两大类。信号在信道中传输过程中会受到噪声的干扰，当然，干扰也不局限于信道中的噪声，发送设备和接收设备也会产生噪声。接收设备的功能包括解码、解调等，其从叠加了干扰的接收信号中恢复出相应的发送信号。考虑任务的简化以及学生的学习兴趣，并在借鉴市场上广泛应用的无线通信类电子产品的基础上，设计出的一套小型的无线通信系统

8、模型如图１所示。发信者和收信者分别对应图中发送信息的计算机和接收信息的计算机。发送设备对应于发送板上的４个模块，分别为电平转换模块、单片机模块、编码模块和调制发射模块。接收设备对应于接收板上的另外４个模块，分别为电平转换模块、单片机模块、解码模块和接王亚飞，等：小型无线通信系统设计与实现８