无线半双工多路数据传输系统

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1、《无线半双工多路数据传输系统》方案设计与系统实现华中科技大学黄瑞光《无线半双工多路数据传输系统》一.命题意图及知识要点二.系统设计方案讨论三.竞赛作品综述一、命题意图及知识要点题目解读（①任务）：从站1主站收／发开关仿真数据显示数据编码与调制收发单元数据解调与译码收／发开关仿真数据显示数据编码与调制收发单元数据解调与译码数据编码与调制收发单元收／发开关处理显示数据解调与译码处理处理一、命题意图及知识要点系统规模：按1个主站带31个从站进行设计，实际制作2个从站工作模式：①基本要求主站以轮询方式收集从站的数据，轮询次数不低于1次／秒②

2、发挥要求增加从站主动上报功能数据要求：从站每次传送一组人为仿真数据题目解读（②总体）：一、命题意图及知识要点工作频率：30～40MHz自选相对准确性：以主站工作频率为基准优于10－4发射功率：在75欧姆假负载上测定不大于10mW天馈：采用长度小于等于1米的垂直放置拉杆天线通信距离：误码率不大于10－5条件下不小于8米供电：从站用电池供电题目解读（③收发单元电子制作技术指标）：一、命题意图及知识要点主站实时显示：发送数据的从站号及其数据从站实时显示：本站发送给主站的数据主站存储并按站号显示此前30秒的历史数据题目解读（④人机界面要求）

3、：一、命题意图及知识要点教学知识点：通信相关专业基础模拟电子技术尤其是通信电子线路：高频放大、调制与解调、频率合成、滤波数字电子技术尤其是可编程逻辑器件应用微机原理或单片机原理或嵌入式系统通信原理：信道、基带和频带、数字调制、同步、误码率微波与天线：收发信机、天线与馈线、阻抗匹配数字通信系统：多址通信协议一、命题意图及知识要点通信类选题的特点专业性：通信工程的专业核心要求如通信原理综合性：从电路基础到通信技术、从模拟到数字到高频到微波、从分立元件到专用集成电路、从单元到系统工程性：所有的设计要组装成完整的实验样机测试手段与方法：不少

4、指标要可以利用常规仪器进行测量本题与05年赛题《单工无线呼叫系统》有所相近，特别在该题的发挥部分-数据传输方面可以借鉴总体论证射频部分方案论证接收部分方案论证收发转换开关天线和馈线关于测试二、系统设计方案讨论二、系统设计方案讨论总体论证从站1主站收／发开关仿真数据显示数据编码与调制收发单元数据解调与译码收／发开关仿真数据显示数据编码与调制收发单元数据解调与译码数据编码与调制收发单元收／发开关处理显示数据解调与译码处理处理竞赛题目给出的框图，提供了系统的总架构（要分析）二、系统设计方案讨论总体论证（①数据准备）信号分别是①正弦波：s(

5、t)=［2.5+2sin(2πt)］V②直流：2.5V用一个参考电压为5V、采样频率为10Hz的单极性8位A／D转换器对上述两个模拟信号进行1秒钟采样，可以直接做出标准数据进行调用，也便于测试误码率采样点(s)00.10.20.30.40.50.60.70.80.9样本值(V)2.503.684.404.403.682.501.320.600.61.32转换值(H)1281882242241881286731316780BCE0E0BC80431F1F43二、系统设计方案讨论总体论证（②通信速率）各站点每秒10次采样，每个样本8bi

6、t，即每秒数据80bit主站对从站每秒轮询1次，则轮询时每站点上传数据80bit系统按照31个站点设计，每秒总上传数据80*31=2480bit考虑数据打包、半双工通信协议、必要的转换时间开销系统总数据发送数率可定为>3Kbit/秒对于短波段数字通信，该指标可达到但有一定技术实现难度二、系统设计方案讨论总体论证（③子系统划分）系统划分为发射、接收、天馈（收发）、控制等若干子系统控制子系统需完成协议实现、收发控制方案、接收数据处理、人机界面编码控制系统人机界面调制载波发生功率放大接收／解调电路解码天馈和收发控制二、系统设计方案讨论总体

7、论证（④数字调制／解调方案）综合技术指标①ASK抗干扰能力较弱，误码率较高②PSK、MSK、QAM等方案实现电路较复杂③按照DTMF规范，其数据率不高数字调制方式①基本数字调制：ASK、FSK、PSK及其多进制②高效数字调制：QPSK、MSK、GMSK、QAM等③双音多频编码DTMF较好的采用方案为FSK二、系统设计方案讨论射频部分方案论证射频调制方案①数字已调信号作二次调制：AM、FM②FM实现：VCO、PLL、专用器件芯片③DDS直接作数字信号调频综合技术分析①AM非恒定包络对提高发射机效率不利②VCO方案的频率稳定度不易把握③

8、PLL或专用器件要采用晶体振荡器较好的方案①采用FM射频调制②首选专用集成发射芯片③振荡源可采用DDS或晶振④DDS直接作射频调频的电路设计二、系统设计方案讨论接收方案论证综合技术分析①上面两个方案都可以采用②PLL方案可以选用集成锁