《通信原理仿真、設計與實訓(含光盤)》共分為11章。第1章、第2章、第3章分別介紹了通信系統(tǒng)的基本概念以及仿真軟件SystemView的基本情況與使用方法,還介紹了通信系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)方法與相應的EDA工具。第4章介紹數(shù)字信源,信源是通信系統(tǒng)中必需的一個內(nèi)容,通信系統(tǒng)中的各級都是完成對信源的各種對應的操作,通過學習幫助學生明確通信數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原理以及其遵循的基本規(guī)則。第5章介紹數(shù)字信號的編碼與解碼,幫助學生理解通信過程中基帶數(shù)據(jù)的傳輸規(guī)程。第6章介紹了數(shù)字基帶通信,通過學習讓學生了解數(shù)據(jù)通信的基本概念,建立對通信系統(tǒng)感性的認識。第7章介紹了數(shù)字調(diào)制,討論了各種數(shù)字調(diào)制方式及其實現(xiàn)。通過學習讓學生建立通信系統(tǒng)頻帶通信的概念,理解通信系統(tǒng)的頻帶傳輸機制以及通信系統(tǒng)的發(fā)射單元的組成與原理。第8章介紹了數(shù)字解調(diào),針對不同調(diào)制方式給出解調(diào)的實現(xiàn)。通過學習讓學生理解通信的接收單元必須完成的功能以及各個功能單元的設計實現(xiàn)。第9章介紹載波同步,同步是通信系統(tǒng)非常重要的內(nèi)容,通信系統(tǒng)的正常工作與收發(fā)系統(tǒng)能否同步密切相關,數(shù)據(jù)通信必須在同步的基礎上才能夠建立,通過學習讓學生明確通信同步的意義。第10章介紹模擬信號的數(shù)字化以及數(shù)字信號的模擬化,通過學習要求學生建立模擬與數(shù)字的結(jié)合點,掌握模擬信號和數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換方法。第11章介紹綜合通信系統(tǒng),通過學習與實踐建立一個通信系統(tǒng)的基本的概念。
“通信原理”是通信與電子信息類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課程,是初學者學習與掌握通信系統(tǒng)原理與理論及其相關概念的主要課程。通信系統(tǒng)的實踐水平高低直接決定著學生對通信原理理論的理解與掌握程度。長期以來,高校缺少較為系統(tǒng)的針對通信原理實踐方面的實驗教材,本書以武漢大學電子類專業(yè)的實踐教學改革的需求為契機,針對西安電子科技大學樊昌信教授的“通信原理(第5版)”的內(nèi)容的要求,在編者多年的教學與實踐經(jīng)驗的基礎上,設計了《武漢大學通信原理實驗箱》,同時編寫了《通信原理仿真、設計與實訓》的實驗教程,希望能夠為初學者帶來一定的幫助。本教材適合于電子信息類專業(yè)的本科生作為“通信原理”課程的實驗教材或者“通信電子線路”課程設計的實驗教材,以及培訓通信原理工程實踐人員的工程參考書籍。
通信實踐教育的關鍵在于創(chuàng)新,設置實踐課程的目的立足于學生的一般認知習慣以及相應的學習規(guī)律。重要考慮在實踐教學中學什么、思考什么,以及在實踐教學中如何學、如何思考,還有實踐教學中怎樣培養(yǎng)學生的學習自主性,在實踐教學中如何創(chuàng)新,F(xiàn)代信息技術的發(fā)展,改變了傳統(tǒng)的教學觀念,尤其是計算機信息技術的發(fā)展,要求我們樹立現(xiàn)代通信課程的教學觀念。隨著信息技術在教學中的廣泛應用,特別是計算機信息技術的廣泛應用,整個教學系統(tǒng)受到了巨大沖擊,傳統(tǒng)的教育體制、教育內(nèi)容、學習方式等都將發(fā)生大的變化。本教材利用當下流行的通信系統(tǒng)仿真軟件SystemView對每一個模塊進行了相應的仿真,給出了仿真例程與結(jié)果,幫助學生學習與掌握相關的概念。針對于硬件的實現(xiàn),本書給出了VerilogHDL程序,給出的程序都是通過了仿真并下載到實驗板經(jīng)過測試后的,目的是盡可能地減少疏漏。
本書共分為11章。第1章、第2章、第3章分別介紹了通信系統(tǒng)的基本概念以及仿真軟件SystemView的基本情況與使用方法,還介紹了通信系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)方法與相應的EDA工具。第4章介紹數(shù)字信源,信源是通信系統(tǒng)中必需的一個內(nèi)容,通信系統(tǒng)中的各級都是完成對信源的各種對應的操作,通過學習幫助學生明確通信數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原理以及其遵循的基本規(guī)則。第5章介紹數(shù)字信號的編碼與解碼,幫助學生理解通信過程中基帶數(shù)據(jù)的傳輸規(guī)程。第6章介紹了數(shù)字基帶通信,通過學習讓學生了解數(shù)據(jù)通信的基本概念,建立對通信系統(tǒng)感性的認識。第7章介紹了數(shù)字調(diào)制,討論了各種數(shù)字調(diào)制方式及其實現(xiàn)。通過學習讓學生建立通信系統(tǒng)頻帶通信的概念,理解通信系統(tǒng)的頻帶傳輸機制以及通信系統(tǒng)的發(fā)射單元的組成與原理。第8章介紹了數(shù)字解調(diào),針對不同調(diào)制方式給出解調(diào)的實現(xiàn)。通過學習讓學生理解通信的接收單元必須完成的功能以及各個功能單元的設計實現(xiàn)。第9章介紹載波同步,同步是通信系統(tǒng)非常重要的內(nèi)容,通信系統(tǒng)的正常工作與收發(fā)系統(tǒng)能否同步密切相關,數(shù)據(jù)通信必須在同步的基礎上才能夠建立,通過學習讓學生明確通信同步的意義。第10章介紹模擬信號的數(shù)字化以及數(shù)字信號的模擬化,通過學習要求學生建立模擬與數(shù)字的結(jié)合點,掌握模擬信號和數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換方法。第11章介紹綜合通信系統(tǒng),通過學習與實踐建立一個通信系統(tǒng)的基本的概念。
本書在編寫的過程中得到了武漢大學電子信息學院院系領導的大力支持,正是在領導們的關懷下,我們的通信原理實驗箱才能夠從2004年使用到現(xiàn)在。還要感謝通信原理課程組周建國教授、譚瑩教授及其他各位老師的大力支持,他們在使用本書的過程中給出了寶貴的意見。實驗室的研究生李超然、王沖、林柄章、范火文等在通讀本書的過程中給出了寶貴的意見,在這里表示衷心的感謝。由于編者水平有限難免有不足之處,懇請各位參閱者不吝指正。
編者
2010年l2月
第1章 概述
1.1 通信系統(tǒng)的基本概念
1.1.1 通信系統(tǒng)的分類
1.1.2 通信系統(tǒng)的基本模型
1.1.3 通信實踐課程的內(nèi)容體系
1.2 通信實驗課程設置的目的、意義
第2章 通信原理仿真工具簡介
2.1 通信原理仿真工具概述
2.2 SystemView軟件簡介
2.3 SystemView軟件使用
2.3.1 SystemView的工作窗口
2.3.2 系統(tǒng)仿真時間設定
2.3.3 動態(tài)探針的使用
2.3.4 波形接收計算器
第3章 通信電路硬件語言設計工具簡介
3.1 CPLD與FPGA概述
3.1.1 CPLD與FPGA的發(fā)展概況
3.1.2 CPLD與FPGA的選用
3.2 Quartus II的軟件使用方法
3.2.1 設計輸入
3.2.2設計編譯
3.2.3 設計定時分析
3.2.4 設計仿真
3.2.5 器件編程
第4章數(shù)字信源
4.1 數(shù)字信源的組成與原理
4.1.1 時分多路復接的原理
4.1.2偽隨機序列
4.2 信源SystemView仿真設計
4.2.1 仿真任務及分析
4.2.2 數(shù)字信源的SystemView仿真.
4.3 數(shù)字信源的設計中的基本問題
4.3.] 數(shù)字信源的數(shù)據(jù)組織
4.3.2 數(shù)字信號的產(chǎn)生
4.3.3 數(shù)字信號的波形轉(zhuǎn)換
4.4 數(shù)字信源的實驗電路
4.4.1 實驗電路分析
4.4.2 實驗步驟
4.4.3 實驗電路的測試點的參考波形
4.4.4 實驗思考題
4.4.5 實驗信源的設計任務
4.4.6 實驗儀器的準備
第5章 數(shù)字信號的編碼與解碼
5.1 數(shù)字通信的基帶碼型
5.1.1 數(shù)字基帶碼的基本要求
5.1.2 AMI、HDB3的編碼與解碼規(guī)則
5.1.3 NRZ、AMI、HDB3的波形對比
5.2 基帶碼型的SystemView仿真
5.2.1 AMI的SystemView仿真實現(xiàn)
5.2.2 HDB3碼的SystemView仿真實現(xiàn)
5.3 AMI、HDB3的編碼與解碼電路設計
5.3.1 AMI、HDB3的編碼與解碼電路的實現(xiàn)
5.3.2 HDB3中的雙極性碼到單極性碼的轉(zhuǎn)換
5.3.3 HDB3中的位同步信號的提取
5.4 編碼與解碼電路的實驗
5.4.1 實驗電路分析
5.4.2 實驗步驟
5.4.3 實驗電路的測試點的參考波形
5.4.4 實驗思考題
5.4.5 數(shù)字基帶碼型的設計任務
5.4.6 實驗儀器的準備
第6章 數(shù)字基帶通信
6.1 數(shù)字基帶通信的幾個基本概念
6.1.1 有關信道的幾個基本概念
6.1.2 基帶通信電子的接口標準
……
第7章 數(shù)字調(diào)制
第8章 數(shù)字解調(diào)
第9章 載波同步
第10章 模擬信號的數(shù)字化
第11章 綜合通信系統(tǒng)
附錄1 武漢大學通信原理實物圖與分布圖
附錄2 武漢大學通信原理實驗箱的原理電路圖
附錄3 文中使用符號對照覽表
附錄4 實驗箱中部分芯片管腳分布一覽表