一）概述

本课题来源于学校“211”工程“十五”本科生实验教学中心（基地）/体系建设计划的校重点教改项目“通信系统专业实验室”的子项目“通信系统综合实验平台”，目标是建设开放型的、研究型的、软硬件相结合的、能够让学生进行自主设计和探索性设计的实验平台；加强学生对《软件无线电》、《扩频通信》等相关课程基础理论的理解和运用，激发学生的实验兴趣和钻研精神，锻炼学生的自学能力，提高学生的设计能力和实际动手能力，培养高水平的专业人才。

二）系统结构框图

实验平台主要包含FPGA、DSP、宽带ADC、宽带DAC、数字上变频、音频单元、USB2.0通信单元、串口、SDRAM、FLASH、E2PROM、SRAM等基本功能单元，供学生设计、搭接和研究不同内容和层次的软件无线电实验。其框图如下图所示：

通信系统综合实验平台系统框图

实验平台的实物照片如下所示：

三）实验平台功能特点

实验平台目前已经开发完成八个实验，我们均提供相关的FPGA和DSP程序，以便学生能更深入的明确实验原理，掌握信号处理的FPGA和DSP实现方法，八个实验分别为：

TDMA传输实验（数字复接、帧的形成、位同步、帧同步和分路）

CDMA（直接序列扩频）实验

数字下变频器实验

数字匹配滤波器实验

相移键控调制解调实验

频移键控调制解调实验

软件无线电中的数字信号处理实验

信道编码基础实验

本实验平台采用软件无线电的设计思想来进行开发，不仅是因为我们已经开设了软件无线电理论课程，更重要的是软件无线电系统本身就是基于许多已有的电子和通信理论实践基础之上的，它不但解决了传统通信体系存在的问题，而且大大的提高了无线电通信系统的扩展能力和应用范围。该实验平台是由FPGA、DSP共同搭建而成的，它提供了一个良好的数字无线通讯系统验证环境，可以将多种调制解调算法在实验平台上实现,除了以上已经开发完成的八个实验之外，学生可以自主开发设计其它实验，实验平台提供了应有的硬件支持。这也正是软件无线电的魅力所在，也是本实验平台最重要的特色。

四）实验平台主要功能芯片介绍

DSP：采用TMS320C6713，225M浮点处理器，4K-Byte L1P Program Cache，4K-Byte L2 Data Cache，256K-Byte L2 Memory。

FPGA：采用ALTERA公司Cyclone EP1C12，该芯片具有12795个寄存器，239,616个存储器位单元，12,060个逻辑单元，173个可用IO口，片内含两个锁相环单元。

宽带DAC：采用Analog Device 公司的AD9752，它是一款具有12 位的高速、高精度、高性能的宽带DA转换器件，具有高达125MHz 的转换速率, 无杂散动态范围SFDR 可达79 dB, 可以很好的满足中频段的数字信号转换为模拟信号的要求。

宽带ADC：采用Analog Device公司的8位80MHz采样速率的AD9057，具有120M模拟带宽。在AD9057前加一运算放大电路，可将输入的中频信号进行一可调增益的放大从而改善对弱小中频信号的采样性能。

数字上变频（DUC）模块：采用Analog Device公司的AD9856，该款芯片是专为数字中频宽带调制而设计的Tx芯片，该模块将FPGA输出的基带数据上变频到中频并通过片内自带的12位宽带DAC输出模拟的中频信号。

此外DSP芯片外扩有一片2M×32位100MHz工作频率的SDRAM，一块256K×16位读写速度70ns的FLASH，具有标准的音频输入输出电路以及通用异步接口（UART）和USB2.0控制模块。其中音频输入输出电路采用TI公司的TLV320AIC23B ，UART模块采用TI公司的TL16C752B，USB2.0接口采用Cypress 公司的CY7C68001芯片实现。

五）应用前景

该实验平台除了涵盖《扩频通信》、《数字信号处理》、《软件无线电》等课程外对《微波技术》、《电磁场理论》、《现代通信技术》、《数字通信》等课程的教学也将具有一定的帮助作用。