通信系統的ＳｙｓｔｅｍＶｉｅｗ軟件仿真

摘 要：通過仿真軟件可對通信系統進行多種方案設計和參數實驗，得到最佳設計方案。介紹通信系統原理用美國Elanix公司系統仿真軟件SystemView仿真和分析的方法，詳細闡述對通信系統的動態仿真步驟。給出2FSK調制與解調的仿真電路圖及其仿真結果分析。利用該軟件可直觀地了解通信系統，同時系統的動態性仿真是對驗證性實驗的有益補充。 

關鍵詞：SystemView仿真；通信系統；調制與解調；動態仿真

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：B

文章編號：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

隨著計算機虛擬現實技術的發展，仿真技術已被逐漸應用到大學課程教學領域，尤其是基于信號的系統級設計與仿真^[1]。《通信原理》是電信類專業中一門非常重要的課程這門課在專業課程設置中起著承上起下的作用，因此加強學生的理解是非常重要的。如何將理論與實踐、原理與應用緊密相結合，是課程教學所面臨的較大問題^[2]。而這門課程的特點是數學公式和理論推導相對較多，理論性也很強。如果在教學上單純依靠課堂的理論講解，有關知識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生更好的學習這門課程。SystemView以其強大的系統設計功能脫穎而出，利用他能在一定程度上幫助學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，打下良好的理論基礎。

1 動態系統仿真軟件SystemView簡介

美國Elanix公司的SystemView是一個完整的動態系統設計、仿真和分析的可視化設計環境。他運行于微軟的Windows，并提供一種開發模擬和數字電子系統的工具，包括數字信號處理、通信、控制以及構造通用數學模型，為用戶提供先進的嵌入式的模塊化分析引擎。隨著SystemView軟件版本的升級，軟件的功能也不斷增加，新的模塊和選項、系統分析和設計能力都更加豐富和增強，如與Excel，C，C++，FPGA和Matlab等軟件聯合使用。總之，SystemView是一個先進的動態系統模擬、仿真和設計平臺。

2 SystemView軟件進行通信系統的動態仿真步驟

《通信原理》這門課，從原理上講，核心內容有2個：模擬信號的調制與解調；數字信號的編碼與譯碼。模擬部分又可以分為AM，FM，PM；數字部分又可分為：數字調幅（ASK）、數字調頻（FSK）、數字調相（PSK）。教材上對這些信號的產生、處理與傳輸及其解調都有詳細介紹，但是這些只是停留在靜態的理論分析與推導上。學生很難理解或進行形象的思維。為了使得學生更直觀掌握這些技術，本文采用動態仿真軟件SystemView從動態上對其進行仿真分析。 使用SystemView進行系統仿真，一般要經過以下幾個步驟：

（1）建立通信系統的基本數學模型：

根據通信系統的基本工作原理，確定總的系統功能，將各部分功能模塊化，然后找出各部分之間的關系，畫出系統框圖。

（2）建立仿真電路圖：

在信號源圖符庫、算子圖符庫、函數圖符庫、信號接受器圖符庫中選取滿足需要的功能模塊、將其雙擊或拖動到設計窗口，按設計的系統框圖組建系統。即從各種功能庫中選取、雙擊或拖動可視化圖符，組建通信系統。

（3）設置仿真系統參數：

參數設置包括運行系統參數設置和功能模塊運行參數，如正弦信號的頻率、幅度、初相。

（4） 運行仿真電路：

根據系統性能指標，不斷調整各模塊參數設置，實現系統運行仿真，可在系統的關鍵點處設置觀察窗口實時顯示，觀察分析結果。

3 基于SystemView軟件實現2FSK系統仿真實例

本文主要通過二進制頻移鍵控（2FSK）的動態仿真說明SystemView軟件在通信原理教學中的應用及其優越性。頻移鍵控的原理載波頻率是隨著調制信號而變化。

3.1 建立仿真電路

首先分析二進制頻移鍵控（2FSK）的調制原理，SystemView軟件繪制如圖1所示的仿真電路，該電路是分別使用調頻法和鍵控法產生2FSK信號的2種方法的綜合仿真圖。具體方法是在SystemView的設計窗口中從功能庫中找到相應的圖符，按照2FSK信號調制和解調的原理框圖連接圖符即完成電路圖的建立。SystemView可自動對系統的連接進行檢測，如果功能模塊之間沒有連接，則會對用戶提出警告并會顯示沒有被連接的模塊，包括現在多層子系統中未被連接的模塊^[3]。用鼠標雙擊代表每種功能模塊的圖標，對其進行參數定義。其中的參數設置為第一路信號頻率是f1=50 Hz，幅度是1 V，初相位是0°；第二路信號頻率是f2=100 Hz，信號的幅度也為1 V，初相位是110°；這些參數可方便地在系統窗口進行更改和設置。

3.2 仿真結果

運行系統圖1得到仿真結果，即可在分析窗口中得到圖2所示的各觀察點上的仿真波形。在分析時間內，輸出調制波形與輸入數字信號比較，完成2FSK的調制。由鍵控法2FSK的輸出波形看其相位不連續。調制與解調是一對逆變換。本文同時建立FSK的相干解調仿真電路圖（如圖3所示），其中圖3信號源信號是一組二進制隨機序列。

通過對上面幾對波形的比較，學生們很容易加深對這種調制和解調方法的記憶與理解，進而熟練的掌握這種調制方法。利用SystemView軟件的強大動態仿真功能，可對以上的各種頻帶調制方法進行仿真。可以通過繪制實際的硬件描述電路，得到最后的仿真結果，對仿真結果進行分析、比較在不同初始條件下得到的不同結果。在使用SystemView軟件的輔助教學，使得原本枯燥無味的理論知識變得生動起來，對于提高學生的學習效率與積極性、培養學生科研能力都有很大的幫助。

4 結 語

實踐證明，SystemView軟件擁有強大的功能模塊，使用起來方便而且簡單，利用該軟件在通信類的基礎課和專業課中進行輔助教學，無疑使教學的方法更加簡便，應用更加寬廣。一方面解決了學生對理論知識的理解與驗證。另一方面降低了對實際儀器的要求。仿真軟件的應用改變了傳統的教學模式，使教與學的方式發生了很大變化，其可視性、交互性、靈活性、多樣性等特點，顯示和促進了教學的最優化，這是教學改革和發展的重要目標。另外該軟件還可用于實驗教學中，這是對驗證性實驗很好的補充，具有現實意義。

參 考 文 獻

［1］宋愛軍，余環虎，陳育興.SystemView仿真軟件在實驗教學中的應用［J］.中國計量學院學報，2003，14（2）：147-149.

［2］吳怡，陳俊.SystemView仿真軟件在《通信原理》課程教學中的應用［J］.福建師范大學學報:自然科學版，2004，20(3):35-37.

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

［4］羅衛兵，孫樺，張捷.SystemView 動態系統分析及通信系統仿真設計［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2001.

作者簡介 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方面的教學研究。