基于e-LabSim的通信系統(tǒng)仿真設計
——以BPSK為例

（重慶交通大學信息科學與工程學院 重慶 400074）

一、通信系統(tǒng)仿真存在的問題

仿真實驗能達到真實實驗不具備或難以實現(xiàn)的教學效果，尤其對于那些涉及高危或極端環(huán)境、不可及或不可逆的操作，以及需要高成本、高消耗的大型或綜合性實驗項目，因而仿真實驗教學方式越來越得到高校的重視。其中MATLAB的通信系統(tǒng)仿真已經(jīng)變得非常成熟。[1]

但是基于MATLAB的通信系統(tǒng)仿真存在不足，不如：MA TLAB在實際產(chǎn)品開發(fā)中使用較少，因此學生不喜歡MATLA B，同時MATLAB的仿真系統(tǒng)往往是在一臺單機上同時仿真發(fā)送端和接收端，學生感受不到通信“系統(tǒng)級”概念。[2]

C/C++是通信類產(chǎn)品開發(fā)常用的語言，但C/C++缺乏像MAT LAB的通信模塊，為了降低C/C++通信系統(tǒng)仿真的開發(fā)難度，我們利用了武漢凌特的e-labSim仿真平臺，該仿真平臺是按照武漢凌特的通信原理實驗箱硬件的設計思路開發(fā)的，可以為我們提供幾乎與硬件實驗一樣的實驗效果，同時利用該平臺可以為我們提供我們需要的通信模塊，包括虛擬信號源、虛擬示波器、同步等，不同模塊之間只需要在平臺上連線即可，我們的注意力放在我們關注的模塊上，比如BPSK調制與解調模塊等。[3]

二、基于e-labsim的BPSK實驗仿真系統(tǒng)設計

下面以BPSK為例介紹，仿照硬件實驗，基于e-labsim的BPSK實驗仿真系統(tǒng)如圖1所示：

仿真系統(tǒng)分為發(fā)送端、信道和接收端，其中發(fā)送端包括信號源和調制模塊，接收端包括解調模塊、同步模塊。

在驗證性試驗中，基于e-labsim的一臺電腦上同時完成發(fā)送端和接收端。基帶信號的1電平和0電平信號分別與256KHz載波及256KHz反相載波相乘，疊加后得到BPSK調制輸出；已調信號送入到載波提取單元得到同步載波；已調信號與相干載波相乘后，經(jīng)過低通濾波和門限判決后，解調輸出原始基帶信號。

為了更真實地讓學生感知到發(fā)送端、信道和接收端的存在，我們利用實驗室計算機局域網(wǎng)搭建仿真環(huán)境，將發(fā)動端放在計算機A上，將信道放在計算機B上，接收端放在計算機C上運行，利用C/C++可以根據(jù)我們的想法隨意更改，比如：可以在計算機A上更改發(fā)送的數(shù)據(jù)、載波頻率等，在計算機B上更改信道模型，計算機C上自己編寫相干載波提取模塊等。

圖1 基于e-LabSim的BPSK實驗仿真系統(tǒng)

結語

通過這種方式，即可以讓學生迅速完成驗證性實驗，同時根據(jù)學生的能力，利用VC編程編寫部分模塊，提高了學生實驗興趣，增強了學生實驗設計與開發(fā)能力。[4]