通信工程专业综合课程设计指导书.doc
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1、通信与信息工程学院通信工程专业综合课程指导书主编:毛昕蓉 康晓非 李荣 孙翠珍西安科技大学通信与信息工程学院2012年03月目 录1. 通信工程专业综合课程设计的作用与目标12. 通信工程专业综合课程设计的选题原则与工作组织12.1选题原则12.2工作组织23. 通信工程专业综合课程设计的内容及基本要求33.1 内容要求33.2 基本要求34. 通信工程专业综合课程设计的实验室条件35. 通信工程专业综合课程设计的成绩评定46. 通信工程专业综合课程设计的选题题目及设计要求56.1 通信系统设计类56.1.1适用于煤矿井下话音通信和数据采集的无线通信系统方案56.1.2 室内无线定位技术的方案
2、设计66.1.3 小灵通(PHS)系统基站覆盖选址方案设计76.1.4 基于光路交换的光因特网体系结构设计86.1.5 无源光网络在接入网中的设计96.1.6 可重构光分插复用器的设计106.2 软件设计类116.2.1 直扩系统的实时仿真116.2.2 直扩系统伪码捕获方法的仿真126.2.3 跳频图案的设计136.2.4 基于MATLAB GUI的抽样实验系统设计146.2.5 基于MATLAB GUI的模拟调制实验系统设计146.2.6 基于MATLAB GUI的数字调制实验系统设计156.3 硬件设计类166.3.1 基于并联谐振回路的中频带通滤波器的设计166.3.2 二极管包络检波
3、电路的设计176.3.3 乘法电路的设计186.4 应用设计类196.4.1物联网在智能电网中的应用设计196.3.2 云计算在教育系统中的应用方案设计206.3.3 风光互补发电系统设计216.3.4 4G移动通信中智能天线设计226.3.5 基于电力线通信的家庭网络系统实现236.3.6 基于GSM短信模块的家庭安防系统24附录:251. 通信工程专业综合课程设计的作用与目标通信工程专业综合课程设计是通信工程专业的一门专业必修实践设计课程。本课程设计开设的目的和任务是使学生进一步巩固课堂上学到的有关通信系统方面的理论知识,培养学生的动手能力,将学生所学的专业知识、专业技能与常用开发工具相结
4、合,并在实际中进行综合实践与运用,为今后从事通信系统或通信网络方面的设备维护、工程测试、网络规划、网络优化等方面的工作打下坚实的基础。通过本课程设计,学生应达到以下目标:1).提高学生的信息检索能力,根据设计要求,利用所学理论知识并上网查找相关资料,理解、归纳、整理,最后形成完整技术报告。2).培养学生综合应用所学专业理论知识去分析、解决实际问题的能力,进一步巩固、加深和拓宽所学的专业知识。3).提高使用一些应用软件的能力,在完成设计的过程中,软件编程或仿真可能会用到C语言、matlab语言、NS2等,硬件设计可能会用到protel等、绘图可能会用到autoCAD、visio等软件,在书写报告
5、时会用到word等办公软件,通过训练可以掌握一些软件的使用方法和技巧。4).加深对本专业及一些专业课的理解,一些题目可能与相关的专业结合,通过课程设计可以加深对相关知识的理解。5).为毕业设计进一步打下基础,老师所提供的题目都具有专业综合的特点,可以将专业综合课程设计看作是毕业设计的简化版。6).培养团队合作的精神,每个题目由约5人左右合作完成,并且时间紧,这就需要同学之间分工明确,通力合作。2. 通信工程专业综合课程设计的选题原则与工作组织2.1选题原则1).通信工程专业综合课程设计课题必须符合本专业的培养目标及教学基本要求,体现本专业基本训练内容,使学生在毕业前得到全面的锻炼与检验。2).
6、课题应尽可能结合生产、科研、实验室建设、教学建设等任务,要有一定的先进性和实用性,目的在于强化学生的专业基础知识,增强学生的专业应用能力,拓宽对专业知识的研究与领悟。3).课题类型可以多种多样,应以学生基础为依据,使学生的创新能力得到最大的发挥,也有利于课题的高质量完成。4).选题应力求有益于学生综合运用多学科的理论知识与技能,以培养学生的综合能力、自学能力、钻研与探索等能力。5).课题选择要使其份量和难易程度适中,内容既要结合实际,有一定的探索性,对于结合生产和科研的课题,要求取得阶段性成果。2.2工作组织1) 每年专业综合课程设计开始前2周,各指导教师报选题,并认真填写专业综合课程设计选题
7、报告,写明选题意义、设计任务、进度安排等内容,交系主任。然后着手准备选题的参考资料,至少要有一份外文科技原文资料。2) 允许学生根据就业方向或兴趣提出选题。学生在专业综合课程设计开始前2周将毕业设计题目、主要内容、已具备条件写出报告上交系里,对学生提出的选题,由系上指定教师按要求填写专业综合课程设计选题报告交各系主任。3) 系主任在专业综合课程设计开始前,组织有关教师对专业综合课程设计选题进行审查。确定专业综合课程设计选题后,交学生选择。4) 学生可根据本人意向,实际能力,成绩及课题的类型,分量,难易程度,结合指导教师的意见,进行综合平衡,最后确定课题分配。5) 专业综合课程设计开始时,对学生
8、进行专业综合课程设计动员,安排师生见面,各指导老师将课题内容及进度要求向学生详细说明,将准备的参考资料介绍给学生。6) 专业综合课程设计选题报告按附表1填写。3. 通信工程专业综合课程设计的内容及基本要求3.1 内容要求1).对所研究课题方向的国内外现有技术做出详细的分析。2). 掌握课题现有技术的评定标准、接口标准与参数标准3). 根据实际情况对课题所涉及的理论进行分析研究建立数学模型和软件仿真或根据课题要求提出自己的软、硬件开发设计方案或根据工程类型的实际情况提出课题总体设计方案。4).对所设计的方案进行论证或对所开发的软、硬件进行调试和改进。3.2 基本要求1).应完成专业综合课程设计选
9、题报告中所规定的任务。2).对所建立的新的数学模型、仿真等应进行详细的论证或画出方案设计图,应对所使用的设备注明接口、型号和主要参数等数据。3).课程设计结束后,学生必须认真书写课程设计报告,课程设计报告内容应包括课程设计题目、设计者姓名、课程设计的要求、课程设计原理、电路、程序清单、总结等。4).专业综合课程设计报告按附表2填写。5).指导教师必须对学生讲述课程设计的具体要求,对学生进行考勤。老师在课程设计周内辅导学生的时间不得低于6学时。4. 通信工程专业综合课程设计的实验室条件1).根据课程设计要求,提出进入实验室申请。填写相关表格经指导教师和系主任是同意签字后,方可进入使用实验室场所。
10、使用实验室设备时,请遵守实验室管理办法。2).可提供的实验室条件: 通信原理、信号与线性系统、现代交换技术、光纤通信、微波技术、移动通信等实验室; EDA开发系统、单片机开发系统、DSP开发系统; 100MHz数字存储示波器10台; 集成电路芯片若干; 其他电子元件若干; 必要的辅助工具若干。5. 通信工程专业综合课程设计的成绩评定课程设计结束后每个学生必须按要求提供课程设计总结报告。 报告中包括自己所做实验内容、实验电路图、程序设计框图、程序、实验结果等。考核方式:课程设计成绩应根据学生的设计态度、设计质量及答辩情况综合评定,应着重考察学生的分析问题与解决问题的能力。综合课程设计成绩分为优考
11、核成绩分为优秀(90-100)、良好(80-89)、中等(70-79)、和不及格(60以下)五级。不及格者另行安排时间补做。1、优秀设计过程中,工作认真,能独立在规定时间内完成设计任务。思路清晰,方案正确,图面质量高。报告论点鲜明,具有独立分析问题、解决问题的能力。2、良好设计过程中,工作认真,在规定时间内完成设计任务。方案正确,图面质量较高。报告论点正确,具有一定的分析问题、解决问题的能力。3、中等设计过程中,工作比较认真,能在规定时间内完成设计任务。方案基本正确,图面质量可以,。报告论点一般,能够掌握基本概念。 4、及格设计过程中,工作比较认真,经指导能在规定时间内完成设计任务。方案基本正
12、确,图面质量一般,。报告论点一般,没有严重错误。5、不及格设计过程中,工作不认真,经指导后仍不能在规定时间内完成设计任务。方案错误,图面质量差,存在严重错误。6. 通信工程专业综合课程设计的选题题目及设计要求6.1 通信系统设计类6.1.1适用于煤矿井下话音通信和数据采集的无线通信系统方案1. 设计背景煤矿井下是一个相对恶劣的通信环境,而井下无线通信和数据采集对于实现煤矿安全生产具有重要意义。查找相关资料,确定一种网络技术及网络结构以及一种物理层技术,满足井下环境下的话音通信和相关数据采集。2. 设计提示1. 设计环境假设一段井下巷道,结合环境给出一个网络结构,及如何实现所要求的功能。2. 网
13、络可考虑无线传感器网络(WSN),物理层技术可考虑WiFi技术或zigbee等技术。3.数据采集包括温度、湿度、有害气体浓度等。4. 给出网络结构及如何实现所要求的功能。3. 设计要求1. 先假定环境,再根据环境特点完成网络拓扑图,说明理由。2. 明确WSN网络的特点和功能,明确物理层技术的特点和选取依据。3. 五人合作完成设计报告,要有明确的分工,报告最后要有每个人总结,包括所做的工作和感受。4.设计报告格式专业综合课程设计报告模板以便统一装订成册。6.1.2 室内无线定位技术的方案设计1. 设计背景利用移动通信系统本身的信息而发展起来的无线定位技术就成为近年来研究的热点。蜂窝移动定位技术在
14、公共安全服务(如:紧急医疗、紧急定位、紧急报警服务)、犯罪侦查等多方面都有广泛的应用。2. 设计提示1. 设计环境可假定办公楼的某层。2. 常用的定位技术包括:基于接收信号强度(RSSI)的定位方法、基于信号到达时间(TOA)的定位方法、基于信号到达角度(AOA)的定位方法等,结合设计环境比较不同定位技术的优缺点,确定一种定位技术。3. 针对环境描述如何实现定位,不仅仅有原理描述,还要有相应的拓扑图。3. 设计要求1. 掌握常用的定位技术的原理,特点。2. 结合具体环境完成定位方案的设计。3. 五人合作完成设计报告,要有明确的分工,报告最后要有每个人总结,包括所做的工作和感受。4.设计报告格式
15、专业综合课程设计报告模板以便统一装订成册。6.1.3 PHS系统基站覆盖选址方案设计1. 设计背景PHS系统与GSM等蜂窝移动通信系统相比较,系统结构和所涉及的技术相对较简单,但它同时又是一个完整的移动通信系统。这个设计使学生能了解一个较简单的移动通信系统的工作原理,网络结构、相关设备及其功能,掌握电波传播的特性,基站覆盖的特点及选址的原则。设计环境可考虑临潼校区大门前那条公路,实现对2公里长距离的覆盖,完成选址方案。2. 设计提示1. 设计环境可考虑临潼校区大门前那条公路,实现对2公里长距离的覆盖,完成选址方案。2. 首先学习PHS系统相关理论,熟悉网络结构,相关设计性能参数。3. 熟悉电波
16、传播特性,估算路径损耗,确定基站覆盖半径。4. 熟悉基站选址的原则,结合估算的覆盖半径确定基站位置。5. 完成相关容量的配置,可假设用户数,利用相关理论知识确定信道数。3. 设计要求1. 给出选址的依据。2. 给出容量计算的过程和依据3. 五人合作完成设计报告,要有明确的分工,报告最后要有每个人总结,包括所做的工作和感受。4. 设计报告格式专业综合课程设计报告模板以便统一装订成册。6.1.4 基于光路交换的光因特网体系结构设计1. 设计背景随着信息高速发展的今天,提出一种速度更高,容量更大的新一带网络技术光因特网。通过对基于光路交换的光因特网体系结构设计提高学生的实际应用能力,培养学生的综合设
17、计能力。并通过对课题的分析与设计,使学生提高分析问题、解决问题的能力。2. 设计要求1、设计出基于光路交换的光因特网体系结构。2、设计时考虑光因特网的帧结构、系统组成、体系结构、优缺点。3、研究分析光路交换光因特网结构体系、网络结构、网络的参考模型、网络拓扑结构的重配制、光数据流/光路交换技术以及IP的传输。4、五人合作完成设计报告,要有明确的分工,报告最后要有每个人总结,包括所做的工作和感受。并由组长签字证明该同学在本设计小组中所占地位,供评分老师参考。5、设计报告格式专业综合课程设计报告模板以便统一装订成册。3. 设计提示1、了解国内外光因特网的发展状况,熟悉光路交换的基础知识;2、分析光
18、路交换光因特网的网络逻辑体系结构和功能模型;3、与基于其它的光因特网结构体系相对比,有哪些主要优势和不足;4、分析光因特网在通信领域中的发展趋势。6.1.5 无源光网络在接入网中的设计1. 设计背景随着PON的发展,应用于PON的技术也层出不穷,基于ATM的无源光网络(APON)/宽带无源光网络(BPON)、以太网无源光网络(EPON)以及最近出现的千兆以太网无源光网络(GPON)技术都进一步推动了宽带光接入网的发展。通过设计,培养学生的学习研究能力,提高学生的综合应用分析能力。2. 设计要求1、对几种无源光网络技术进行对比,选择最优的一种进行应用设计;2、设计前考虑其在成本、协议与效率、业务
19、支持、管理能力、服务质量、可用带宽灵活性分配和可规划性等性能优势;3、五人合作完成设计报告,要有明确的分工,报告最后要有每个人总结,包括所做的工作和感受。并由组长签字证明该同学在本设计小组中所占地位,供评分老师参考。4、设计报告格式专业综合课程设计报告模板以便统一装订成册。3. 设计提示1、了解接入网技术的基本知识;2、熟悉PON的技术及其关键技术;3、掌握PON的关键技术以及几种PON技术的对比研究结果;4、了解国内外PON技术的发展状况。6.1.6 可重构光分插复用器的设计1. 设计背景由于传统的OADM只能提供特定波长的上下载,并不能满足全光网络的弹性需求,因此其在全光核心网络的地位将渐
20、渐被可弹性调度波长的ROADM所取代。通过课题的分析与设计, 培养学生的学习研究能力,提高学生的综合应用分析能力。2. 设计要求1、在设计中支持动态信道,因此采用可调谐器件,“可调谐滤波器可调谐激光器”组合实现。2、整个OTU单元包括传送、控制、通信、电源、显示和接口等六个部分,对其中的每一部分进行设计,最后进行组合构成一个完整的设计方案。3、五人合作完成设计报告,要有明确的分工,报告最后要有每个人总结,包括所做的工作和感受。并由组长签字证明该同学在本设计小组中所占地位,供评分老师参考。4、设计报告格式专业综合课程设计报告模板以便统一装订成册。3. 设计提示1、熟悉OADM技术的发展现状和目前
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