随着通信技术的发展,无线通信相关实验教学受到越来越多的高校重视,对于无线通信实验课程来说,良好的实验系统必不可少。因此,构建一套完善的无线通信实验系统对培养学生创新能力、工程素养和提高对无线通信相关技术的理解具有重要意义。本实验系统是一套超外差结构射频收发机实验系统,使用软件定义无线电的技术,基带系统具有软件可编程、可重构特性,射频和中频电路也具有重新设定的能力,主要表现在工作频率可调;硬件结构兼顾了超外差结构和零中频结构,满足了通用性和兼容性的要求。硬件系统的设计难点在于数模混合电路的设计和信号完整性。本设计通过优化布局布线,隔离数字芯片和模拟芯片以增加数模隔离度,优化电源模块,降低电源纹波从而抑制了噪声的传播,提高了系统的信噪比。基带部分以ALTERA公司的CycloneIII芯片为核心进行基带信号的处理,辅以一块ARM芯片作为控制芯片。数模转换和模数转换采用通信系统专用的高速TxDAC和Rx ADC,基带信号的调制解调选用ADI公司的正交变频器,接收机基带部分使用一块AGC芯片进行接收信号的增益控制,本振信号源使用锁相环的方法实现,信号源的频率可调。系统自身可实现中频140MHz的通信,配合射频前端可实现2.4GHz-2.48GHz的无线射频通信。本实验系统可以进行不同频的双工通信,发射机和接收机的基带信号处理程序同时运行于一块FPGA,采用硬件编程语言Verilog实现这些算法。基带算法设计采用自顶向下的设计方法,将整个系统分成若干模块,模块下又分成若干子模块,这样设计系统层次分明、结构清晰。发射机基带信号处理包括视频信号采集、并串转换、幅度调制、伪随机编码、脉冲成形滤波等算法;接收机的基带信号处理包括载波同步、符号同步、伪随机解码、幅度解调和串并转换等算法。基带信号处理的核心算法有FIR滤波、载波同步、位同步等。使用高效的IP核实现了FIR滤波,大大提高了设计效率。载波同步和位同步都是用了反馈控制的方法来使同步更精确。