摘 要：通過(guò)仿真軟件可對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行多種方案設(shè)計(jì)和參數(shù)實(shí)驗(yàn)，得到最佳設(shè)計(jì)方案。介紹通信系統(tǒng)原理用美國(guó)Elanix公司系統(tǒng)仿真軟件SystemView仿真和分析的方法，詳細(xì)闡述對(duì)通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真步驟。給出2FSK調(diào)制與解調(diào)的仿真電路圖及其仿真結(jié)果分析。利用該軟件可直觀地了解通信系統(tǒng)，同時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性仿真是對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的有益補(bǔ)充。 

關(guān)鍵詞：SystemView仿真；通信系統(tǒng)；調(diào)制與解調(diào)；動(dòng)態(tài)仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1004-373X(2008)10-185-02

Simulation of Communication Systems Based on SystemView Software 

WU Qiong，ZHA Genlong

(Suqian College，Suqian，223800，China)

Abstract：Multi-schematic design and experiment parameters can begotwith simulation software，and then the best schematic design also can be got.The method for simulation analysis with SystemView in experimentation of communication principle is presented.And the process of communication system simulation is discussed in detail.Simulation circuits and waves on modulation demodulation of 2FSK are shown.With SystemView，studedents can know communication system easily，andsimulationis good to improvement of testing experiment.

Keywords：SystemView simulation;communication system;modulation demodulation;dynamic simulation

隨著計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)已被逐漸應(yīng)用到大學(xué)課程教學(xué)領(lǐng)域，尤其是基于信號(hào)的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)與仿真^[1]?！锻ㄐ旁怼肥请娦蓬?lèi)專(zhuān)業(yè)中一門(mén)非常重要的課程這門(mén)課在專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置中起著承上起下的作用，因此加強(qiáng)學(xué)生的理解是非常重要的。如何將理論與實(shí)踐、原理與應(yīng)用緊密相結(jié)合，是課程教學(xué)所面臨的較大問(wèn)題^[2]。而這門(mén)課程的特點(diǎn)是數(shù)學(xué)公式和理論推導(dǎo)相對(duì)較多，理論性也很強(qiáng)。如果在教學(xué)上單純依靠課堂的理論講解，有關(guān)知識(shí)是不容易被掌握和理解，只有借助一些輔助的工具才能讓學(xué)生更好的學(xué)習(xí)這門(mén)課程。SystemView以其強(qiáng)大的系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能脫穎而出，利用他能在一定程度上幫助學(xué)生理解和掌握課程中的基本概念、基本原理、基本分析方法，更好地掌握理論知識(shí)，打下良好的理論基礎(chǔ)。

1 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真軟件SystemView簡(jiǎn)介

美國(guó)Elanix公司的SystemView是一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真和分析的可視化設(shè)計(jì)環(huán)境。他運(yùn)行于微軟的Windows，并提供一種開(kāi)發(fā)模擬和數(shù)字電子系統(tǒng)的工具，包括數(shù)字信號(hào)處理、通信、控制以及構(gòu)造通用數(shù)學(xué)模型，為用戶(hù)提供先進(jìn)的嵌入式的模塊化分析引擎。隨著SystemView軟件版本的升級(jí)，軟件的功能也不斷增加，新的模塊和選項(xiàng)、系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)能力都更加豐富和增強(qiáng)，如與Excel，C，C++，F(xiàn)PGA和Matlab等軟件聯(lián)合使用?？傊?，SystemView是一個(gè)先進(jìn)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模擬、仿真和設(shè)計(jì)平臺(tái)。

2 SystemView軟件進(jìn)行通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真步驟

《通信原理》這門(mén)課，從原理上講，核心內(nèi)容有2個(gè)：模擬信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)；數(shù)字信號(hào)的編碼與譯碼。模擬部分又可以分為AM，F(xiàn)M，PM；數(shù)字部分又可分為：數(shù)字調(diào)幅（ASK）、數(shù)字調(diào)頻（FSK）、數(shù)字調(diào)相（PSK）。教材上對(duì)這些信號(hào)的產(chǎn)生、處理與傳輸及其解調(diào)都有詳細(xì)介紹，但是這些只是停留在靜態(tài)的理論分析與推導(dǎo)上。學(xué)生很難理解或進(jìn)行形象的思維。為了使得學(xué)生更直觀掌握這些技術(shù)，本文采用動(dòng)態(tài)仿真軟件SystemView從動(dòng)態(tài)上對(duì)其進(jìn)行仿真分析。 使用SystemView進(jìn)行系統(tǒng)仿真，一般要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)步驟：

（1）建立通信系統(tǒng)的基本數(shù)學(xué)模型：

根據(jù)通信系統(tǒng)的基本工作原理，確定總的系統(tǒng)功能，將各部分功能模塊化，然后找出各部分之間的關(guān)系，畫(huà)出系統(tǒng)框圖。

（2）建立仿真電路圖：

在信號(hào)源圖符庫(kù)、算子圖符庫(kù)、函數(shù)圖符庫(kù)、信號(hào)接受器圖符庫(kù)中選取滿(mǎn)足需要的功能模塊、將其雙擊或拖動(dòng)到設(shè)計(jì)窗口，按設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖組建系統(tǒng)。即從各種功能庫(kù)中選取、雙擊或拖動(dòng)可視化圖符，組建通信系統(tǒng)。

（3）設(shè)置仿真系統(tǒng)參數(shù)：

參數(shù)設(shè)置包括運(yùn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和功能模塊運(yùn)行參數(shù)，如正弦信號(hào)的頻率、幅度、初相。

（4） 運(yùn)行仿真電路：

根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo)，不斷調(diào)整各模塊參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行仿真，可在系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)處設(shè)置觀察窗口實(shí)時(shí)顯示，觀察分析結(jié)果。

3 基于SystemView軟件實(shí)現(xiàn)2FSK系統(tǒng)仿真實(shí)例

本文主要通過(guò)二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）的動(dòng)態(tài)仿真說(shuō)明SystemView軟件在通信原理教學(xué)中的應(yīng)用及其優(yōu)越性。頻移鍵控的原理載波頻率是隨著調(diào)制信號(hào)而變化。

3.1 建立仿真電路

首先分析二進(jìn)制頻移鍵控（2FSK）的調(diào)制原理，SystemView軟件繪制如圖1所示的仿真電路，該電路是分別使用調(diào)頻法和鍵控法產(chǎn)生2FSK信號(hào)的2種方法的綜合仿真圖。具體方法是在SystemView的設(shè)計(jì)窗口中從功能庫(kù)中找到相應(yīng)的圖符，按照2FSK信號(hào)調(diào)制和解調(diào)的原理框圖連接圖符即完成電路圖的建立。SystemView可自動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的連接進(jìn)行檢測(cè)，如果功能模塊之間沒(méi)有連接，則會(huì)對(duì)用戶(hù)提出警告并會(huì)顯示沒(méi)有被連接的模塊，包括現(xiàn)在多層子系統(tǒng)中未被連接的模塊^[3]。用鼠標(biāo)雙擊代表每種功能模塊的圖標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行參數(shù)定義。其中的參數(shù)設(shè)置為第一路信號(hào)頻率是f1=50 Hz，幅度是1 V，初相位是0°；第二路信號(hào)頻率是f2=100 Hz，信號(hào)的幅度也為1 V，初相位是110°；這些參數(shù)可方便地在系統(tǒng)窗口進(jìn)行更改和設(shè)置。

3.2 仿真結(jié)果

運(yùn)行系統(tǒng)圖1得到仿真結(jié)果，即可在分析窗口中得到圖2所示的各觀察點(diǎn)上的仿真波形。在分析時(shí)間內(nèi)，輸出調(diào)制波形與輸入數(shù)字信號(hào)比較，完成2FSK的調(diào)制。由鍵控法2FSK的輸出波形看其相位不連續(xù)。調(diào)制與解調(diào)是一對(duì)逆變換。本文同時(shí)建立FSK的相干解調(diào)仿真電路圖（如圖3所示），其中圖3信號(hào)源信號(hào)是一組二進(jìn)制隨機(jī)序列。

通過(guò)對(duì)上面幾對(duì)波形的比較，學(xué)生們很容易加深對(duì)這種調(diào)制和解調(diào)方法的記憶與理解，進(jìn)而熟練的掌握這種調(diào)制方法。利用SystemView軟件的強(qiáng)大動(dòng)態(tài)仿真功能，可對(duì)以上的各種頻帶調(diào)制方法進(jìn)行仿真。可以通過(guò)繪制實(shí)際的硬件描述電路，得到最后的仿真結(jié)果，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析、比較在不同初始條件下得到的不同結(jié)果。在使用SystemView軟件的輔助教學(xué)，使得原本枯燥無(wú)味的理論知識(shí)變得生動(dòng)起來(lái)，對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與積極性、培養(yǎng)學(xué)生科研能力都有很大的幫助。

4 結(jié) 語(yǔ)

實(shí)踐證明，SystemView軟件擁有強(qiáng)大的功能模塊，使用起來(lái)方便而且簡(jiǎn)單，利用該軟件在通信類(lèi)的基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課中進(jìn)行輔助教學(xué)，無(wú)疑使教學(xué)的方法更加簡(jiǎn)便，應(yīng)用更加寬廣。一方面解決了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解與驗(yàn)證。另一方面降低了對(duì)實(shí)際儀器的要求。仿真軟件的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使教與學(xué)的方式發(fā)生了很大變化，其可視性、交互性、靈活性、多樣性等特點(diǎn)，顯示和促進(jìn)了教學(xué)的最優(yōu)化，這是教學(xué)改革和發(fā)展的重要目標(biāo)。另外該軟件還可用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，這是對(duì)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)很好的補(bǔ)充，具有現(xiàn)實(shí)意義。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］宋愛(ài)軍，余環(huán)虎，陳育興.SystemView仿真軟件在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.中國(guó)計(jì)量學(xué)院學(xué)報(bào)，2003，14（2）：147-149.

［2］吳怡，陳俊.SystemView仿真軟件在《通信原理》課程教學(xué)中的應(yīng)用［J］.福建師范大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2004，20(3):35-37.

［3］曾捷，滕建輔.SystemView軟件在通信系統(tǒng)仿真中的應(yīng)用［J］.天津通信技術(shù)，2000(4)：36-39.

［4］羅衛(wèi)兵，孫樺，張捷.SystemView 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析及通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.

作者簡(jiǎn)介 吳 瓊 女，1981年出生，江蘇宿遷人，碩士。主要從事通信與信息系統(tǒng)方面的教學(xué)研究。