CN2514564Y - 通信网络工程实验仪 - Google Patents

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Abstract

通信网络工程实验仪,具有与电话终端、计算机终端相连接的通信终端平台、通信信道平台和信道仿真平台,三种实验平台中都具有大规模可编程集成电路FPGA初始化模块,由中央处理器、地址锁存器、初始化数据存贮器、数据与地址总线、与各平台中的显示控制模块相连接的信号控制线以及连接FPGA芯片的输出信号线组成。FPGA初始化模块通过读取来自显示控制模块的控制信号选择相应的初始化软件,并通过其输出信号线对实验仪中处理模块的大规模可编程集成电路芯片进行初始化。本实验仪依靠该初始化模块将三种通信实验平台有机地结合起来,便于统一管理,综合性利用,其设备成本低,实验功能齐全,可作为高校通信类专业综合实验仪。

Description

通信网络工程实验仪
(一)技术领域：
本实用新型涉及一种高等学校通信类专业教学用实验仪，特别是一种通信网络工程实验仪。
(二)背景技术：
近年来通信技术发展很快，特别是无线移动通信技术、程控交换技术、卫星通信技术、光纤载波技术等日新月异，高等学校通信专业的课程设置也要求随之不断更新，而目前的通信实验设备和实验手段远跟不上通信技术的发展。现有的通信专业教学设备局限于通信原理、程控交换、光纤通信等课程教学设备，功能比较单一，没有适合诸多新课程的综合性的通信网络工程实验设备。对于综合类实验教学，往往采用购买现有通信设备的办法来进行，而学生只能在现有实际通信设备上做一些功能性的实验，无法对其整体技术及设计方法有深入全面的了解。实际的通信设备价格十分昂贵，仅用于学生实验有所不值，且许多院校在购置、维护此类设备上人力、财力有限。
(三)发明内容：
本实用新型所要解决的技术问题是，针对目前高校通信类专业综合类实验设备方面的不足，进行改进设计，提供一种成本比实际通信设备低、综合性程度高、适用于多种通信技术教学实验的通信网络工程实验仪。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种通信网络工程实验仪，具有与电话终端、计算机终端相连接的通信终端平台、通信信道平台和信道仿真平台，通信终端平台的组成包括十大功能模块：(1)用户终端接口模块，(2)主处理模块，(3)数据终端模块，(4)交换与控制模块，(5)自适应脉冲编码ADPCM模块，(6)增量编码CVSD模块，(7)子带激励话音编码AMBE模块，(8)信道接口模块，(9)显示控制模块，(10)大规模可编程集成电路FPGA初始化模块；通信信道平台的组成包括九大功能模块：(1)测试模块，(2)信道接口模块，(3)数字信号DSP处理模块，(4)大规模可编程集成电路FPGA初始化模块，(5)模数转换A/D模块，(6)数模转换D/A模块，(7)中频解调模块，(8)中频调制模块，(9)显示控制模块；信道仿真平台的组成包括九大功能模块：(1)光纤接收模块，(2)光纤发送模块，(3)白噪声发生模块，(4)通道模块，(5)数模转换D/A模块，(6)模数转换D/A模块，(7)大规模可编程集成电路FPGA处理模块，(8)大规模可编程集成电路FPGA初始化模块，(9)显示控制模块，其特征是三种实验平台中的大规模可编程集成电路FPGA初始化模块由中央处理器CPU、地址锁存器、FPGA初始化数据存贮器、数据与地址总线、与各平台中的显示控制模块相连接的信号控制线以及连接平台处理模块中FPGA芯片的输出信号线组成，其中四根信号控制线FPGA0、FPGA1、FPGA2、FPGA3分别连接其平台中显示控制模块的P0口和CPU的P2口的13、12、15、14脚，五根输出信号线DCLK、CONFIG-DONE、nCONFIG、nSTATUS、DATA0分别连接CPU的P1口的4、5、6、7、8脚和其平台中处理模块的FPGA芯片的初始化引脚。
本实用新型具有三种实验平台，每种平台中都具有大规模可编程集成电路FPGA初始化模块，该模块的中央处理器CPU通过读取来自显示控制模块的控制信号，根据这些控制信号选择相应的初始化软件，并通过其输出信号线对实验仪各平台处理模块中的大规模可编程集成电路FPGA进行初始化。本实验仪依靠实验平台中的FPGA初始化模块将三种通信实验平台有机地结合起来，便于统一管理，综合性利用，其设备成本低，电路管理简单，实用性强，易于推广，使学生不仅能在实验仪上做实验，而且能通过实验对设备整体技术及设计方法有深入全面的了解。本实用新型三种实验平台的不同配置，可为高等院校通信类专业组建通信系统实验室、通信信道实验室、数字传输实验室等综合类实验室，还可以组建微波通信实验室、无线通信实验室、卫星通信实验室等专业实验室，可以开设现有通信系统中包括有线、无线、移动、微波、卫星、光纤、程控、网络等通信技术在内的专业或者综合类实验多达70余项，如AMBE低速话音编码实验、QPSK解调实验、白噪声特性测量实验、“通信网络工程系统”综合实验、“通信网络工程系统”二次开发实验等等。
(四)附图说明：
图1为本实用新型实验仪配置实施例示意图。
图2为本实用新型通信终端平台电路框图。
图3为本实用新型通信信道平台电路框图。
图4为本实用新型信道仿真平台电路框图。
图5为本实用新型三种平台中都具有的大规模可编程集成电路FPGA初始化模块的电路框图。
图6为大规模可编程集成电路FPGA初始化模块的电原理图。
图7为实施例中可插接在FPGA初始化模块上的计算机下载电路电原理图。
(五)具体实施方式：
下面参照附图并结合实施例对本实用新型进行详细描述。
如图1所示，本实用新型通信网络工程实验仪实施例中的一种配置由电话终端、计算机终端与2个通信终端平台、2个通信信道平台和1个信道仿真平台组成。根据实验需要也可以将3种平台作其它形式的配置。
如图2所示，通信终端平台的组成包括十大功能模块：(1)用户终端接口模块，(2)主处理模块，(3)数据终端模块，(4)交换与控制模块，(5)自适应脉冲编码ADPCM模块，(6)增量编码CVSD模块，(7)子带激励话音编码AMBE模块，(8)信道接口模块，(9)显示控制模块，(10)大规模可编程集成电路FPGA初始化模块。
如图3所示，通信信道平台的组成包括九大功能模块：(1)测试模块，(2)信道接口模块，(3)数字信号DSP处理模块，(4)大规模可编程集成电路FPGA初始化模块，(5)模数转换A/D模块，(6)数模转换D/A模块，(7)中频解调模块，(8)中频调制模块，(9)显示控制模块。
如图4所示，信道仿真平台的组成包括九大功能模块：(1)光纤接收模块，(2)光纤发送模块，(3)白噪声发生模块，(4)通道模块，(5)数模转换D/A模块，(6)模数转换D/A模块，(7)大规模可编程集成电路FPGA处理模块，(8)大规模可编程集成电路FPGA初始化模块，(9)显示控制模块。
如图5所示，三种实验平台中都具有的大规模可编程集成电路FPGA初始化模块由中央处理器CPU、地址锁存器、FPGA初始化数据存贮器、数据与地址总线、与各平台中的显示控制模块相连接的信号控制线以及连接FPGA模块的输出信号线组成。
如图6所示，FPGA初始化模块由中央处理器U302、地址锁存器U303、FPGA初始化数据存贮器U304、数据D0-D7与地址总线A0-A15、与各平台中的显示控制模块相连接的四根信号控制线FPGA0、FPGA1、FPGA2、FPGA3以及五根输出信号线DCLK、CONFIG-DONE、nCONFIG、nSTATUS、DATA0组成，信号控制线分别连接其平台中显示控制模块的P0口和U302的P2口的13、12、15、14脚，输出信号线分别连接U302的P1口的4、5、6、7、8脚和其平台中处理模块的FPGA芯片的初始化引脚。为了便于对实验仪电路的管理，实施例中进一步的特征是FPGA初始化模块中具有与中央处理器U302连接的、由发光二极管D301和电阻R308组成的初始化指示灯电路，发光二极管D301通过电阻R308与U302的11脚连接，当初始化完毕，发光二极管点亮，中央处理器U302通知显示控制模块当前的初始化工作已经完成。只有当D301点亮之后，实验仪才可以对后面事件进行处理。
实施例中主要电路器件的型号如下：中央处理器U302为89C52，地址锁存器U303为74ALS373，FPGA初始化数据存贮器U304为29F040。
如图7所示，为了便于学生就实验仪进行二次开发，实施例中进一步的特征是：具有与FPGA初始化模块相连接的计算机下载电路，由下载插座J301和排阻RP301组成，初始化模块的五根输出信号线DCLK、CONFIG-DONE、nCONFIG、nSTATUS、DATA0分别连接J301的1、3、5、7、9脚。有了该下载电路，学生在做实验的时候可以利用计算机对实验仪各平台处理模块中的大规模可编程集成电路FPGA芯片进行初始化，进行二次开发。

Claims (4)

1、通信网络工程实验仪，具有与电话终端、计算机终端相连接的通信终端平台、通信信道平台和信道仿真平台，通信终端平台的组成包括十大功能模块：(1)用户终端接口模块，(2)主处理模块，(3)数据终端模块，(4)交换与控制模块，(5)自适应脉冲编码ADPCM模块，(6)增量编码CVSD模块，(7)子带激励话音编码AMBE模块，(8)信道接口模块(9)显示控制模块，(10)大规模可编程集成电路FPGA初始化模块；通信信道平台的组成包括九大功能模块：(1)测试模块，(2)信道接口模块，(3)数字信号DSP处理模块，(4)大规模可编程集成电路FPGA初始化模块，(5)模数转换A/D模块，(6)数模转换D/A模块，(7)中频解调模块，(8)中频调制模块，(9)显示控制模块；信道仿真平台的组成包括九大功能模块：(1)光纤接收模块，(2)光纤发送模块，(3)白噪声发生模块，(4)通道模块，(5)数模转换D/A模块，(6)模数转换D/A模块，(7)大规模可编程集成电路FPGA处理模块，(8)大规模可编程集成电路FPGA初始化模块，(9)显示控制模块，其特征是三种实验平台中的大规模可编程集成电路FPGA初始化模块由中央处理器CPU、地址锁存器、FPGA初始化数据存贮器、数据与地址总线、与各平台中的显示控制模块相连接的信号控制线以及连接平台处理模块中FPGA芯片的输出信号线组成。
2、根据权利要求1所述的通信网络工程实验仪，其特征是在三种平台都具有的FPGA初始化模块中，四根信号控制线FPGA0、FPGA1、FPGA2、FPGA3分别连接其平台中显示控制模块的P0口和CPU的P2口的13、12、15、14脚，五根输出信号线DCLK、CONFIG-DONE、nCONFIG、nSTATUS、DATA0分别连接CPU的P1口的4、5、6、7、8脚和其平台中处理模块的FPGA芯片的初始化引脚。
3、根据权利要求1或2所述的通信网络工程实验仪，其特征是具有与FPGA初始化模块相连接的计算机下载电路，由下载插座J301和排阻RP301组成，初始化模块的五根输出信号线DCLK、CONFIG-DONE、nCONFIG、nSTATUS、DATA0分别连接J301的1、3、5、7、9脚。
4、根据权利要求1或2所述的通信网络工程实验仪，其特征是FPGA初始化模块中具有与中央处理器CPU连接的、由发光二极管D301和电阻R308组成的初始化指示灯电路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1307825C (zh) * 2004-12-15 2007-03-28 西安电子科技大学 高速通信网络环境模拟器
CN1330138C (zh) * 2003-04-17 2007-08-01 华为技术有限公司 一种对以太网接口进行测试的码流发生器
CN100391173C (zh) * 2006-04-29 2008-05-28 中山大学 基于fpga和dsp的无线通信仿真装置
CN100433882C (zh) * 2006-06-13 2008-11-12 北京邮电大学 第三代移动通信系统网络层性能的动态仿真装置和方法

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