基于微功率无线传输的通信技术教学实验装置及方法制造方法及图纸

基于微功率无线传输的通信技术教学实验方法及装置主要应用于通信技术实验课程，涉及短距离无线通信技术的教学实验装置及方法。该装置包括蓝牙模块１、ＰＣＭ编解码电路２、电平转换电路３、电源４、天线５、串行接口６、ＵＳＢ接口７、耳机／麦克风８，其中以蓝牙模块１为中心，其天线端接天线５、其ＲＳ２３２口接电平转换电路３、其ＵＳＢ端接ＵＳＢ接口７、其ＰＣＭ码流端接ＰＣＭ编解码电路２；ＰＣＭ编解码电路２的模拟语音输出端接耳机／麦克风８；电平转换电路３还与串行接口６相接。本发明专利技术具有与微机系统紧密结合、可参与性强、具备研发拓展性的方法及装置。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本教学实验装置及方法主要应用于通信技术实验课程。涉及短距离无线通信技术的教学实验装置及方法。IT业对人才的巨大需求直接引发了高校IT相关专业的扩招，在通信技术日新月异的今天，如何让实验者在校期间有机会接触一些前沿技术并开展实际的工程设计和研发训练，提高实验者就业的竞争力，是高校教学改革的重要内容之一。然而目前的通信技术实验设备已显现出以下不足技术陈旧(多为有线实验设备，对于无线通信技术一般只能以软件仿真的形式学习)，不利于实验者对新技术的了解；可参与性差(多为演示或验证性实验，不可延伸为研发平台)，不利于实验者创新能力的培养；不涉及网络概念(而现代通信技术与网络密切相关，相辅相成)，不利于实验者从系统级、网络级上把握通信技术；以及软硬件实验分离、通信设备与计算机分离等等。陈旧、不具拓展性的通信实验设备已成为培养新型通信技术人才的一大障碍。因此，如何将现有的微功率无线通信技术与教学实验相结合，整改通信技术实验内容，切实提高其对通信人才培养的效用，将具有重要的现实意义。三、
技术实现思路
1、技术问题鉴于目前通信技术实验设备存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种与微机系统紧密结合、可参与性强、具备研发拓展性的。2、技术方案该装置包括蓝牙模块、PCM编解码电路、电平转换电路、电源、天线、串行接口、USB接口、耳机/麦克风，其中以蓝牙模块为中心，其天线端接天线、其RS232口接电平转换电路、其USB端接USB接口、其PCM码流端接PCM编解码电路；PCM编解码电路的模拟语音输出端接耳机/麦克风；电平转换电路还与串行接口相接；蓝牙模块即集成电路“U17”的天线端“ANT”接天线，集成电路“U17”的“TXD、CTS、RXD、RTS”端即RS232口接电平转换电路即集成电路“U3”的“T1IN、T2IN、Tlout、T2out”端；集成电路“U17”的“D-、D+”端，接USB接口，集成电路“U17”的“PCM-IN、PCM-Clk、PCM-out”端接PCM编解码电路即集成电路“U12”的“PCMR1、BCLKA、PCMSO”端，PCM编解码器即集成电路“U12”的“Aout”端接耳机/麦克风；该实验方法以蓝牙硬件模块及蓝牙管理模块构成，进行服务发现实验、语音传输实验、数据传输实验、通信传输的有效性与可靠性分析实验，蓝牙硬件模块中的基带通过内部总线接蓝牙射频，通过RS232/USB端口接管理模块的主机控制接口，通过链路管理器与主机控制接口相接，通过PCM码流端接语音输入输出模块；蓝牙管理模块的最上层为实验应用程序，该程序调用下层的管理实体、虚拟操作系统、逻辑链路控制与适配协议、服务发现协议、射频串口仿真协议所提供的接口；最后通过主机控制接口与蓝牙硬件模块相连接。服务发现实验的方法分服务器端和客户机端两条路径同时进行。服务器端的操作流程为1)连接硬件设备；2)驱动硬件模块、初始化传输层、初始化实验程序；3)服务端注册服务，即注册服务类型、服务属性、相关参数，注册完后可以返回进行修改和添加服务，直至完全注册完毕；在客户机端1)连接硬件设备；2)驱动硬模块、初始化传输层、初始化实验程序；3)查询设备、与服务器端模块建链；4)客户端按以下两种方式进行服务发现以浏览方式查询发现、以特定方式查询发现，如果没有查询到，则返回重新发现服务；5)与服务器端模块断链；6)结束。语音传输实验的步骤分为A、B两路同时进行，其中A路的步骤是1)连接硬件设备；2)驱动硬件模块、初始化传输层、初始化实验程序； 3)进行线性PCM仿真、A律PCM仿真、CVSD仿真；4)查询设备，与B端模块建ACL链；5)数据传输；6)建立面向连接的同步链路SCO；7)数据语音传输；8)断链(先断SCO，后断ACL)；9)结束；10)B路的步骤与A路一致，不同之处仅在A路进行查询设备、与B端模块建ACL链时，B路此处为被动建立ACL链。数据传输实验的步骤分为A、B两路进行，其中A路的步骤为1)连接硬件设备；2)驱动硬件模块、初始化传输层、初始化实验程序；3)查询设备、与B端模块建ACL链；4)第一，面向连接服务，进行文字聊天、文件传输，第二，面向非连接服务，进行广播组播消息；5)断ACL链路；6)结束；7)B路的步骤与A路一样，不同之处仅在当A路查询设备、与B端模块建ACL链处，B路此处为被动建立ACL链；在进行面向连接服务和面向非连接服务时，可以改变会话层的MRU(Max-Received-Unit)，观察统计信息和会话层状态转移图。通信传输的有效性与可靠性分析的实验中，对两台计算机进行直接连接的速率测试步骤为1)用RS232串口线将两台计算机直接连接，初始化实验程序；2)设定发送的包长、包数、以及测试个数；3)观察发送数据量与传输时间的关系，计算具体数值关系；4)结束。分别用RS232口和USB口连接计算机和蓝牙模块进行速率测试的步骤分为A、B两路进行，其中A路为1)用RS232或USB连接计算机与蓝牙模块；2)驱动硬件模块、初始化传输层、初始化实验程序；3)查询设备、与B端模块建ACL链；4)设定发送的包长、包数、以及测试个数；5)观察发送数据量与传输时间的关系，计算具体数值结果，增加金属障碍物，返回步骤4重新设定参数；6)折ACL链路；7)结束；B路的步骤为1)用RS232或USB连接计算机与蓝牙模块；2)驱动硬件模块、初始化传输层、初始化实验程序；3)被动建立ACL链；4)等待；5)折ACL链路；6)结束。文件传输的实验分A、B两路进行，其中A路的步骤为1)A、B端已建立ACL链路。2)设置误码率、传输的文件名、信道编码方式、数据帧长、最大重传次数等参数，发送文件；3)观察传输文件所消耗的时间以及重传次数，返回步骤2重设参数；4)折ACL链路；5)结束；B路的步骤为1)A、B端已建立ACL链路；2)观察接收文件的错误比特数；3)折ACL链路；4)结束。3、技术效果1)本专利技术将蓝牙这一无线传输技术应用到通信教学实验领域，以蓝牙无线接入技术作为教学示范，让实验者切实接触前沿技术，深入实际无线通信系统(网络)。2)本专利技术采用的蓝牙技术已经迅速成长为IT业界最炙手可热的一项国际标准技术。它具有ad hoc网络的典型特征，具有广阔的发展前景。3)蓝牙技术是微功率的无线传输技术，长期接触对人体无任何伤害。4)与其它无线技术相比，蓝牙技术具有成本低廉的优点。本专利技术以蓝牙技术为物理平台，减少了开发成本。5)本专利技术的实物体积小，易于携带，有别于其它通信教学实验平台。6)本专利技术具有不断开发新实验内容的潜力，并可以延伸为研发平台。四附图说明图1是本专利技术装置的结构框图。其中有蓝牙模块1、PCM编解码电路2、电平转换电路3、电源4、天线5、串行接口6、USB接口7、耳机/麦克风8。图2是本专利技术核心组件的总体结构示意图。其中有蓝牙硬件模块20、蓝牙射频201、基带202、链路管理器203、语音输入输出模块204。蓝牙管理模块21、主机控制接口/传输层211、管理实体212、虚拟操作系统213、逻辑链路控制与适配协议214、射频串口仿真协议215、服务发现协议216、实验应用程序217。图3是本专利技术服务发现实验的流程图。图4是本专利技术语音传输实验的流程图。图5是本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于微功率无线传输的通信技术教学实验装置，其特征在于该装置包括蓝牙模块（１）、ＰＣＭ编解码电路（２）、电平转换电路（３）、电源（４）、天线（５）、串行接口（６）、ＵＳＢ接口（７）、耳机／麦克风（８），其中以蓝牙模块（１）为中心，其天线端接天线（５）、其ＲＳ２３２口接电平转换电路（３）、其ＵＳＢ端接ＵＳＢ接口（７）、其ＰＣＭ码流端接ＰＣＭ编解码电路（２）；ＰＣＭ编解码电路（２）的模拟语音输出端接耳机／麦克风（８）；电平转换电路（３）还与串行接口（６）相接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐平平，宋铁成，沈连丰，肖婕，鲍淑娣，
申请(专利权)人：东南大学，南京东大移动互联技术有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]