SystemView仿真軟件在通信課程教學中的應用

熊軍洲

（重慶電子工程職業學院應用電子學院 重慶 401331）

1 引言

隨著通信技術的發展，我國通信行業的從業人數越來越多，許多高校相繼開設了通信類專業并增設了通信原理課程。伴隨著高校擴招帶來的學生人數激增，傳統的通信原理實驗箱類硬件實驗方法受到挑戰，虛擬實驗和通信仿真軟件受到越來越多的關注。動態系統仿真軟件SystemView就是其中的佼佼者。本文針對SystemView在通信教學中的應用進行了探討和研究，并給出了實際仿真電路和有關波形。

2 SystemView仿真工具

SystemView是美國Elanix公司可視化仿真軟件工具，主要用于通信系統、信號處理、模擬數字電路的設計與仿真。SystemView不需要編寫程序代碼，用戶只需關注系統本身的原理及理論知識，通過調用相應的功能模塊圖形符號及連線，迅速地搭建所需要的系統，并可設置或修改模塊圖符的參數使用其得到目標仿真結果。利用SystemView可以從不同的角度以不同的方式觀察和分析信號，如通過接收計算器可以方便地觀察信號的頻譜。SystemView還具備與外部其它軟件的對接能力，提供接口，獲取或輸出數據，比如提供有Matlab仿真軟件的接口。

3 SystemView在教學中的應用

3.1 SystemView仿真軟件在通信系統實驗中的仿真步驟

（1）明確實驗目的，建立系統模型。

（2）設置系統時間參數。

（3）選取相應的圖符，搭建通信仿真系統。

（4）按照系統性能指標要求，設置和調整各模塊及相關參數。

（5）啟動仿真系統，觀察分析結果。

3.2 SystemView仿真軟件在通信系統實驗中的仿真應用

以AM調制與解調為例，采用相干解調的方式，說明SystemView軟件在通信教學中的應用。

（1）根據原理建立框圖

標準AM的調制器通過一個加法電路和一個乘法器來實現。

其中：A0為載波幅度，ωc為載波頻率，m(t)為調制信號。

AM頻域表達式為：

解調是調制的逆過程，其作用是從接收的已調信號中恢復原基帶信號。解調的方法分相干解調和非相干解調。本文采相干解調，解調與調制的實質是一樣的，均是頻譜的搬移。

采用相干解調，為了恢復出原始的基帶信號，接收端必須采用一個與發送端調制載波同頻同相的相干載波，接收信號與該載波相乘，濾除高頻分量后，即可得到原始的基帶信號。相干解調可用公式描述為：

通過低通濾波器，然后消除直流分量，即為原基帶信號。AM調制與解調的框圖如圖1所示。

圖1 AM調制解調原理圖

（2）設置系統時間參數

設置系統時間：Starttime：0，Stoptime：2秒，Samplerate：10000Hz。

（3）搭建仿真模型

根據調制與解調原理圖，用SystemView創建仿真模型如圖2所示，模型中各圖符的功能與參數設置如表1所示。

圖2 AM調制與解調SystemView仿真模型

表1 AM調制與解調SystemView仿真模型圖符參數表

（4）啟動仿真，分析結果。

根據實驗可以看出：①原始基帶信號波形，是一個單音低頻信號。②AM調制信號時，此時信號的頻率變高了。③通過信道后接收端收到的調制信號，有噪聲的疊加。④解調后的輸出信號，即解調信號為恢復的原始基帶信號。通過仿真可以方便地觀察每個階段的信號輸出。

4 結語

以AM調制與解調仿真為例，說明了《通信原理》課程中使用SystemView輔助教學的優點。SystemView應用于通信課程教學不僅降低了對實驗儀器的要求，而且更有利于學生理解和掌握理論知識，不用編寫任何代碼而可以達到仿真通信的各種公式，觀察結果，能較好地理解和掌握通信系統的基本概念、基本理論，使原本枯燥無味的理論課變得生動形象，對提高學生的積極性和學習效率有很大的幫助，同時也培養了學生的動手能力。