systemview软件在通信原理实验教学中的应用.pdf

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1、!#!#$%&()$*#+(,-%./(01/&-%+2/&-+.3$*./01$)$,3江苏技术师范学院学报245!$4!%677&年月第$卷第%期67(&)*+,-./0-1软件在通信原理实验教学中的应用钱 志 文!陶 为 戈!江苏技术师范学院 电气信息工程学院江苏 常州%$2($#!收稿日期!677&3(%3%&修回日期!677&3(3(基金项目!江苏技术师范学院教改资助项目#45(2($($作者简介!钱志文%$67&3&!江苏海门人!江苏技术师范学院电气信息工程学院副教授陶为戈%$6823&!男!安徽无为人!江苏技术师范学院电气信息工程学院讲师摘要!针对通信原理实验教学中存在的问题!通

2、过实验教学实例!说明了引入)*+,-./0-1仿真软件!不仅使学生提高了学习兴趣!而且学会了一种9:!技术关键词!)*+,-./0-1 通信原理 教学改革中图分类号!57%;%2$?)*+,-./0-1是美国9!ABC公司推出的一个用于现代工程与科学系统设计*模拟的动态系统分析工具!是一个功能强大*有多种用途的工具平台 它具有大量可提供的库用来构成各种复杂系统!它还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查*分析系统数据及波形 使用该软件只要使用眼睛*鼠标和大脑!不必学习计算机程序编制就可以实现复杂系统的设计*测试和分析!完成对各种通信系统在框图级上的模拟$;$动态系统设计与仿真$;$;$多速率系统和

3、并行系统!)*+,-./0-1允许合并多种数据速率输入系统D简化EBF G0,-H的执行$;$;%设计的组织结构图!通过使用I-,J+*+,-.%子系统$对象的无限制分层结构!)*+,-./0-1能很容易地建立复杂的系统$;$;2)*+,-./0-1的功能块!)*+,-./0-1的图标库包括几百种信号源*接收端*操作符和功能块!提供从:)=D通讯信号处理D控制直到构造通用数学模型 信号源和接收端图标允许在)*+,-./0-1内部生成和分析信号以及供外部处理的各种文件格式的输入!输出数据!#$广泛的滤波和线性系统设计%&()*+,-*.的操作符库包含一个功能强大的很容易使用图形模板设计模拟和数字

4、以及离散和连续时间系统的环境!还包含大量的/01!001滤波类型和/2类型!#3先进的信号分析和块处理&()*+,-*.分析窗口是一个能够提供系统波形详细检查的交互式可视环境!分析窗口还提供一个完成系统仿真生成数据的先进的块处理操作的接收端计算器!3用&()*+,-*.在通信系统进行的仿真步骤4353#建立通信系统的基本数学模型根据通信系统的基本原理确定总的系统功能将各部分功能模块化!然后找出各部分之间的关系画出系统框图!3#3从各种功能库中选取!双击或拖动可视化图符组建通信系统在信号源图符库#算子图符库#函数图符库#信号接受器图符库中选取满足需要的功能模块将其双击或拖动到设计窗口按设计的系统

5、框图组建系统!3#6设置系统定时参数3#$根据系统性能指标设置和调整各模块参数设置并调整参数3#7实现系统运行仿真观察分析结果#分析窗口!动态探针!实时显示$6基于&()*+,-*.软件实验教学实例839:&;系统仿真6#39:&;系统仿真模型46539:&;信号是依靠前后码元载波的相位差进行数据信息传输以克服3:&;信号存在的相位模糊问题!39:&;信号产生与解调原理框图如图$图 39:&;信号调制解调模型/-?#2*+AB*C AD 39:&;(-?EC FG9HF差分编码数据输入双极性I1J码乘法器39:&;输出KLA(!L)M:/乘法器N:/抽样判决数据输出39:&;输入2&#$#=$

6、!#建立仿真电路图在$%&()*+(,软件仿真系统中!仿真参数为调制信号码速率为#-./01#载波频率为#-23$调制信号采用45码序列!送入由异或%延时器组成编码器中$.46设计为!个极点的.0(7,879滤波器!上%下限频率分别为:;和;23$=46设计为!个极点的.0(7,879滤波器!截止频率为所示$!?!仿真结果在检查仿真电路组成和参数设计无误后!对系统进行仿真运行$仿真波形如图!所示$观察码元&;&跳变时!4$A信号载波的相位变化情况#观察恒包络4$A信号经带限滤波器后波形的变化!等等$通过仿真信号传输过程中波形的变化!使得学生进一步理解数字调制系统的工作原理$!眼图分析4$A系统

7、眼图如图B所示$眼图的切片长度为;!&!取其!个&眼睛#从眼图中可以看出在;&C(等各个采样点时刻不能采到&眼睛睁开的最大值!因此需要在波形恢复系统中加入适当的延时电路D如图仿真电路图中E8F(GHI!以获得较好的抗噪声性能$B结论我们已经将基于$%&()*+(,仿真软件的通信系统实验教学内容!在-级和-级通信专业的班级中实施$在实施教学过程中!我们发现学生对系统的采样速率%滤波器%延时器%相干载波等部分!不知道如何设计!理论学习和实验设计过程严重脱节$通过上述实验!学生普遍反映该实验教学从更加直观的角度!使他们进一步理解和巩固了课堂所学理论知识!大大调动了他们的学习兴趣$同时该实验教学是对验

8、证性实验很好的补充!非常有意义$江苏技术师范学院学报JH第仿真电路图6+K?$+)0L/(M+7M0+图!仿真波形6+K?!$+)0L/(,/*(N87)图!眼图#$%!&()*+(,-.参考文献!/01青松!程岱松!武建华%数字通信系统的2.+(34#(5仿真与分析/617北京北京航空航天大学出版社!899:%/81李东生!雍爱霞!左洪浩!等%2.+(34#(5系统设计及仿真入门与应用/61%北京电子工业出版社!8998%/;1曹志刚!钱亚生%现代通信原理/61%北京清华大学出版社!8999%钱志文 陶为戈!#$%&(%)软件在通信原理实验教学中的应用第8期=*+,-./012$034 35

9、 67$,&0,)638$)29:$3;3&?.,90&,4$*,2104A!#$%&()*+!,#-.*(/*01&223 24 53*167168 9+:+427;962+5+/+*7+/!,*91&*7=?+*7=68 24,*1&+232/8!A&9+/B&2 CDEFFDG A&+9#BC7$921$?#.*,+#A(*-*AB(.+?(C#.+#-$D(E(+.#-F33G-#*+#F-),#-#)A(C)(,#3(-+(*?#-$H*-D),F)F.(.+?(#-+,FDG+#F-FE 2.+(34#(5.FE+5*,(#-(C)(,#3(-+(*?#-$H 5?#?5#AA(-

10、?*-(+?(#-+(,(.+.FE+?(.+GD(-+.*-D?(A)+?(3 A(*,-+F G.(+?(+(?-FAF$FE&IJ7D,)39E7F 2.+(34#(5K F33G-#*+#F-),#-#)A(K+(*?#-$#-F4*+#F-责任编辑 张志钊G:#:2H1+:#IJ 2J KJ$:LLMN:J$*92J7.39$2$M3J O7$:&B.LM:EM4$+:P2%&*+K8%+=666*24+427;962+01*+1*9+:5+/+*7+/G$+/L2?+*7=68G$+/L2 EDMNDDO A&+9&BC7$921$F?(L-+(AA#$(-+,*-.)F,+*+#

11、F-2.+(3 ML2N#.*?F+O.)F+FE+?(*)A#*+#F-.FE F3)G+(,.*+),(.(-+*-D#+5#AA P(+?(D#,(+#F-FE+?(3FD(,-+,*EE#.+(3#-+?(EG+G,(7 JF,D#-$+F+?(E(*+G,(.FE+?(3*,#-(+,*EE#*-D P*.(D F-&QIL2H+?#.)*)(,*-*AB(.+?(EG-+#F-FE+?(A(+,F-#?*,+.*-D.?F5.+?(5*+F),F(.*-D 3*R(EGAA G.(FE+?(3#-3*,#-(+,*EE#.+(3.!D:)39E7F&A(+,F-#Q?*,+I#.)A*-D L-EF,3*+#F-2.+(3%&QIL2&K S*G+#*A L-+(AA#$(-+,*-.)F,+*+#F-2.+(3%SL2&K T(F$,*)?#L-EF,3*+#F-2.+(3%TL2&责任编辑 韩君%上接第U0页&