產品描述:
“智學”教學科研訓練系統是基于軟件無線電體系架構設計,緊貼無線通信、衛星、雷達等各領域教學訓練和科研實驗需求,面向用戶開發的一套涵蓋“教、訓、考、評”全要素的軟硬件一體化網絡系統。該系統包括自主開發的高性能通用軟件無線電硬件平臺設備、具有核心自主知識產權的軟件無線電應用開發軟件和考核評估訓練系統,以及聯合一線教學、科研資深名師和專家編撰的教學、科研、訓練案例庫;涵蓋理論學習、理論考核、實踐訓練、訓練評估四大核心功能模塊。
產品簡介:
(一)產品特點
l采用B/S構架
l虛實結合真實感知
l支持硬件資源共享
l組件流圖操作簡單
l大數據統計與分析
l系統接口靈活多用
(一)硬件產品
1.教學訓練系統標準型硬件平臺SDRLab EL200,由寬帶射頻前端和FPGA構成,需要通過USB3.0接口連接PC計算機??梢詫C計算機上運行的軟件無線電波形文件下載到設備上使用,進行實際信號的驗證和測試。
2.教學訓練系統獨立型硬件平臺SDRLab EL100,由寬帶射頻前端和嵌入式微處理器構成,預裝嵌入式Linux操作系統、軟件無線電核心軟件系統以及波形文件,既可以獨立設備形態運行(通過基于網絡的API接口函數受控),也可連接電腦協同運行。
3.軟件無線電綜合型硬件平臺SDRLab ES100,綜合型硬件平臺內嵌高性能工控機,以及軟件無線電信號處理板。該設備預裝有軟件無線電信號分析訓練軟件及課程案例,連接顯示器即可進行軟件仿真訓練和實際信號訓練。
4.軟件無線電便攜型硬件平臺SDRLab ES200,由便攜式加固筆記本和軟件無線電信號處理板構成。該設備預裝有軟件無線電信號分析訓練軟件及課程案例,開機即可進行教學科研訓練,攜帶方便,續航時間長,運行穩定,安全可靠,適用于外場復雜環境的使用。
(二)軟件產品
1.教學訓練軟件
軟件無線電教學軟件(SDRLab EZIDE),具有核心知識產權,基于C/S和組件化軟件架構設計,兼容GNU RADIO開源內核,支持Linux、Windows等跨平臺操作系統,內嵌信號處理與通信專業的600多個常見組件算法庫。
2.考核評估軟件
考核評估軟件(SDRLab EZWEB),基于B/S構架設計,是針對實驗室日常流程而開發的一套業務系統,提供學生、老師、管理員用戶管理,設備管理、題庫和教材管理,以及實驗模板、實驗報告的管理,包括理論考試、理論學習、仿真訓練、數據統計和考核評估等功能。
目前應用場景涵蓋通信與信息系統專業多項課程,包括《通信原理》、《數字信號處理》、《移動通信》、《軟件無線電》等,并可擴展到物聯網應用、5G、雷達、信號分析處理等其他電子信息類相關課程及相關訓練。
(一)《通信原理》課程實驗
l通信信源:模擬信源、數字信源實驗
l信道模型:AWGN、衰落信道實驗
l模擬調制系統:AM、DSB調制解調實驗
l數字基帶傳輸系統:AMI、HDB3、平方根升余弦濾波器實驗
l數字頻帶傳輸系統:2ASK、2FSK、2DPSK、QPSK調制解調實驗
l信源編碼:均勻量化PCM編解碼實驗、A律PCM編解碼實驗
l信道編碼:漢明碼、循環碼、卷積碼編解碼實驗
l同步技術:位同步、載波同步、幀同步實驗
l擴頻技術:m序列實驗、DS擴頻解擴實驗
(二)《移動通信》課程實驗
l調制解調技術:GMSK、8PSK、16QAM、64QAM、OFDM調制與解調實驗
l信道模擬:多徑衰落信道實驗
l信道編碼:TD-LTE Turbo編譯碼實驗
l移動通信協議:
LTE物理層協議:CRC、碼塊分割、速率匹配、碼塊級聯、信道交織、加解擾、生成導頻、資源映射、信道均衡、廣播信道全過程實驗
5G協議:LDPC編解碼、256QAM調制解調實驗
l移動通信網絡:移動基站實驗
(三)《數字信號處理》課程實驗
l離散時間信號的產生及其基本運算
l離散時間系統及系統響應
l離散時間信號的DTFT及DFT/FFT、DCT
l常用窗函數的特性分析、利用FFT分析信號的頻譜
l利用窗函數法、頻率采樣法設計FIR濾波器
l利用脈沖響應不變法、雙線性變換法設計IIR濾波器
l時域采樣和頻域采樣
l聲音信號的采集與頻譜分析
l用數字濾波器處理音樂信號
(四)《軟件無線電》課程實驗
l認識信號及頻譜、認識無線信號實驗
l采樣率變換、上下變頻、軟件無線電硬件體系結構實驗
lAM、DSB、SSB、FM調制解調實驗
l2ASK、2FSK、QPSK調制解調實驗
lFM廣播、FM對講機、民航ADS-B信號接收實驗
1、 QPSK調制解調案例。
本案例實現了一個完整的QPSK無線數字收發系統流圖,從而給使用者建立完整的數字通信系統概念。以接收為例,包括載波同步、位同步、信道均衡、星座映射、解幀、比特顯示等。收發程序既可以在一個單臺設備上實現,也可以利用兩臺設備分別運行收發實現。
2、 ADS-B信號接收
ADS-B(Automatic Dependent Surveillance - Broadcast),廣播式自動相關監視,是一個針對民航飛行器集通信與監視于一體的信息系統國際標準。ADS-B的主要信息是飛機的4維位置信息(經度、緯度、高度和時間)和其他可能附加信息。
將硬件平臺放置在靠窗戶位置,啟動軟件無線電教學軟件,運行ADS-B民航接收流圖,硬件平臺自動調諧到1090MHz頻段,可以接收到附近100公里內正在飛行的飛機所廣播的航班以及位置信息,如下圖。
3、 多經衰落信道案例
實現多經衰落的模擬,模擬移動通信中由于快衰落引起的時變特性。
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