SystemView仿真軟件在通信課程教學(xué)中的應(yīng)用

熊軍洲

（重慶電子工程職業(yè)學(xué)院應(yīng)用電子學(xué)院 重慶 401331）

1 引言

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)通信行業(yè)的從業(yè)人數(shù)越來越多，許多高校相繼開設(shè)了通信類專業(yè)并增設(shè)了通信原理課程。伴隨著高校擴(kuò)招帶來的學(xué)生人數(shù)激增，傳統(tǒng)的通信原理實(shí)驗(yàn)箱類硬件實(shí)驗(yàn)方法受到挑戰(zhàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)和通信仿真軟件受到越來越多的關(guān)注。動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真軟件SystemView就是其中的佼佼者。本文針對(duì)SystemView在通信教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討和研究，并給出了實(shí)際仿真電路和有關(guān)波形。

2 SystemView仿真工具

SystemView是美國(guó)Elanix公司可視化仿真軟件工具，主要用于通信系統(tǒng)、信號(hào)處理、模擬數(shù)字電路的設(shè)計(jì)與仿真。SystemView不需要編寫程序代碼，用戶只需關(guān)注系統(tǒng)本身的原理及理論知識(shí)，通過調(diào)用相應(yīng)的功能模塊圖形符號(hào)及連線，迅速地搭建所需要的系統(tǒng)，并可設(shè)置或修改模塊圖符的參數(shù)使用其得到目標(biāo)仿真結(jié)果。利用SystemView可以從不同的角度以不同的方式觀察和分析信號(hào)，如通過接收計(jì)算器可以方便地觀察信號(hào)的頻譜。SystemView還具備與外部其它軟件的對(duì)接能力，提供接口，獲取或輸出數(shù)據(jù)，比如提供有Matlab仿真軟件的接口。

3 SystemView在教學(xué)中的應(yīng)用

3.1 SystemView仿真軟件在通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的仿真步驟

（1）明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模⑾到y(tǒng)模型。

（2）設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間參數(shù)。

（3）選取相應(yīng)的圖符，搭建通信仿真系統(tǒng)。

（4）按照系統(tǒng)性能指標(biāo)要求，設(shè)置和調(diào)整各模塊及相關(guān)參數(shù)。

（5）啟動(dòng)仿真系統(tǒng)，觀察分析結(jié)果。

3.2 SystemView仿真軟件在通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的仿真應(yīng)用

以AM調(diào)制與解調(diào)為例，采用相干解調(diào)的方式，說明SystemView軟件在通信教學(xué)中的應(yīng)用。

（1）根據(jù)原理建立框圖

標(biāo)準(zhǔn)AM的調(diào)制器通過一個(gè)加法電路和一個(gè)乘法器來實(shí)現(xiàn)。

其中：A0為載波幅度，ωc為載波頻率，m(t)為調(diào)制信號(hào)。

AM頻域表達(dá)式為：

解調(diào)是調(diào)制的逆過程，其作用是從接收的已調(diào)信號(hào)中恢復(fù)原基帶信號(hào)。解調(diào)的方法分相干解調(diào)和非相干解調(diào)。本文采相干解調(diào)，解調(diào)與調(diào)制的實(shí)質(zhì)是一樣的，均是頻譜的搬移。

采用相干解調(diào)，為了恢復(fù)出原始的基帶信號(hào)，接收端必須采用一個(gè)與發(fā)送端調(diào)制載波同頻同相的相干載波，接收信號(hào)與該載波相乘，濾除高頻分量后，即可得到原始的基帶信號(hào)。相干解調(diào)可用公式描述為：

通過低通濾波器，然后消除直流分量，即為原基帶信號(hào)。AM調(diào)制與解調(diào)的框圖如圖1所示。

圖1 AM調(diào)制解調(diào)原理圖

（2）設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間參數(shù)

設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間：Starttime：0，Stoptime：2秒，Samplerate：10000Hz。

（3）搭建仿真模型

根據(jù)調(diào)制與解調(diào)原理圖，用SystemView創(chuàng)建仿真模型如圖2所示，模型中各圖符的功能與參數(shù)設(shè)置如表1所示。

圖2 AM調(diào)制與解調(diào)SystemView仿真模型

表1 AM調(diào)制與解調(diào)SystemView仿真模型圖符參數(shù)表

（4）啟動(dòng)仿真，分析結(jié)果。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)可以看出：①原始基帶信號(hào)波形，是一個(gè)單音低頻信號(hào)。②AM調(diào)制信號(hào)時(shí)，此時(shí)信號(hào)的頻率變高了。③通過信道后接收端收到的調(diào)制信號(hào)，有噪聲的疊加。④解調(diào)后的輸出信號(hào)，即解調(diào)信號(hào)為恢復(fù)的原始基帶信號(hào)。通過仿真可以方便地觀察每個(gè)階段的信號(hào)輸出。

4 結(jié)語(yǔ)

以AM調(diào)制與解調(diào)仿真為例，說明了《通信原理》課程中使用SystemView輔助教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。SystemView應(yīng)用于通信課程教學(xué)不僅降低了對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器的要求，而且更有利于學(xué)生理解和掌握理論知識(shí)，不用編寫任何代碼而可以達(dá)到仿真通信的各種公式，觀察結(jié)果，能較好地理解和掌握通信系統(tǒng)的基本概念、基本理論，使原本枯燥無味的理論課變得生動(dòng)形象，對(duì)提高學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)效率有很大的幫助，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力。