呂慶梅

【摘要】采用虛擬仿真將突破傳統(tǒng)實驗箱實驗的局限性，打破了以往固定模式的實驗方式，實驗的靈活性和可擴展性進(jìn)一步加強，本文介紹了基于SystemView和Simulink的兩種仿真實驗，設(shè)計了兩種數(shù)字調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)，實驗?zāi)Ｐ团c理論模型相對應(yīng)，既可以加強學(xué)生對通信系統(tǒng)的整體理解，又彌補了驗證性實驗的不足，極大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

【關(guān)鍵詞】通信原理 虛擬仿真 SystemView Simulink

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）01-0224-01

1.引言

在以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的國內(nèi)外高校中，通信原理課程的教學(xué)簡化了數(shù)學(xué)推導(dǎo)，對原理、公式推導(dǎo)的思路予以闡述，注重結(jié)論的物理意義和理解，采用系統(tǒng)模型、系統(tǒng)的觀點，為了加強學(xué)生對整體系統(tǒng)的理解，都會加入實踐教學(xué)加深學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)和理解，傳統(tǒng)的實驗教學(xué)一般是以實驗箱為主的驗證性實驗為主，在設(shè)計性和創(chuàng)新方面受到了很大的限制，而實驗箱與通信系統(tǒng)仿真相結(jié)合的方式，通過實驗箱完成驗證性實驗，在掌握基礎(chǔ)實驗后，通過仿真軟件完成綜合性和設(shè)計性。可進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，而且，仿真實驗不受實驗地點和條件的限制，可大大增加學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

本文將重點介紹幾種常用的仿真軟件，改變以往采用實驗箱的單一模式的實驗，通過仿真減少在現(xiàn)實實驗箱中諸多不確定因素，極大的提高實驗準(zhǔn)確性，同時為學(xué)生提供了一個便捷的實驗平臺。

2.基于SystemView 的通信系統(tǒng)仿真

SystemView軟件用模塊小部件進(jìn)行相對應(yīng)的仿真，在掌握原理的基礎(chǔ)上，對每個小部件內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，即可實現(xiàn)仿真，以DPSK調(diào)制解調(diào)仿真為例，只要在SystemView模塊庫里選擇相應(yīng)的虛擬部件，并對選擇的虛擬部件配置合適的參數(shù)，然后按照原理圖將各個模塊連接起來，即可進(jìn)行仿真，并可在每個模塊后面連接觀察設(shè)備，觀察輸出結(jié)果，修改參數(shù)配置，直到仿真成功，通過在庫中選擇虛擬模塊和對其參數(shù)進(jìn)行配置，再到連接及觀察各個點后面的輸出結(jié)果，可加深學(xué)生對整個系統(tǒng)的認(rèn)識，提高其設(shè)計能力。

圖1是對DPSK調(diào)制解調(diào)的仿真模型圖， DPSK在調(diào)制前，需進(jìn)行碼變換，在解調(diào)端，采用的是差分相關(guān)解調(diào)法，所以，在解調(diào)端，不需進(jìn)行碼反變換，直接輸出解調(diào)信號。通過觀察個點的輸出波形，學(xué)生將清楚的掌握整個DPSK調(diào)制解調(diào)的全過程，圖2是DPSK各個點輸出信號波形圖，依此為：DPSK調(diào)制信號，解調(diào)信號。

3.基于Simlink的通信系統(tǒng)仿真

Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具，通過對Simulink 工具箱的學(xué)習(xí)和使用，利用其豐富的模塊以及對通信原理知識的掌握，利用simulink可實現(xiàn)對通信系統(tǒng)的仿真，其仿真系統(tǒng)可分為三部分：基本通信模塊的設(shè)計、通信系統(tǒng)的搭建、綜合仿真系統(tǒng)。不僅可加深學(xué)生對整體通信系統(tǒng)的認(rèn)識，還可以彌補傳統(tǒng)實驗箱的不足，可靈活的利用控件完成各種模型的仿真。以FSK調(diào)制解調(diào)為例，其仿真框圖如圖3所示，

在上圖的基礎(chǔ)上，對一些模塊進(jìn)行簡單的配置，即可實現(xiàn)仿真，其部分仿真結(jié)果輸出如圖3所示。從圖4可以看出，在模型中加入了高斯白噪聲，使模擬環(huán)境更加和模型環(huán)境接近，同時，也可以添加其他觀察設(shè)備，如頻譜分析儀，或者設(shè)置信噪比，分析信號的信噪比對輸出的影響，這些方面是實驗箱無法達(dá)到的，可大大彌補實驗箱帶來的不足，使學(xué)生更全面的掌握通信系統(tǒng)知識。

4.結(jié)束

在通信原理實驗中，加入了虛擬仿真內(nèi)容，使實驗內(nèi)容更加豐富，在實驗設(shè)計和操作上更加靈活多樣，擺脫了實驗箱操作的固定模式，使學(xué)生更加靈活的設(shè)計仿真模型，調(diào)動了他們學(xué)習(xí)的積極性，同時，使用虛擬仿真軟件，擺脫了實驗場地的限制，不受儀器操縱失誤等因素影響，實驗更加便捷可靠，可觀察到實驗箱所觀察不到的一些現(xiàn)象。可提高學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計能力，更好的掌握理論知識，彌補了實驗箱的不足。

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