SystemView在數(shù)字通信原理課程中的應(yīng)用

1、SystemView在數(shù)字通信原理課程中的應(yīng)用SysteVie在數(shù)字通信原理課程中的應(yīng)用摘要?數(shù)字通信原理?是電子通信類專業(yè)一門重要的專業(yè)根底課程。課程的主要特點是理論性強、內(nèi)容廣泛，學(xué)生普遍感覺學(xué)習(xí)困難。本文作者嘗試使用SysteVie系統(tǒng)仿真軟件輔助?數(shù)字通信原理?課程教學(xué)，理論證明，SysteVie輔助教學(xué)可以使抽象的通信理論變得形象化，有利于學(xué)生的理解，進步課程的教學(xué)效果。論文聯(lián)盟.Ll.一、?數(shù)字通信原理?課程特點?數(shù)字通信原理?是通信技術(shù)、電子技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)必修課，也是通信技術(shù)和電子技術(shù)專業(yè)的主干課程，其內(nèi)容包含了通信系統(tǒng)構(gòu)建、模擬信號數(shù)字化和根本的數(shù)字傳輸技術(shù)的實現(xiàn)等方面。其

2、前導(dǎo)課程為?模擬電子電路?和?數(shù)字電子電路?，后續(xù)課程包括?挪動通信原理?、?測試與維修?等?？梢?數(shù)字通信原理?課程具有承上啟下之作用，它可以使學(xué)生理解有關(guān)數(shù)字通信的根本概念，掌握根本的數(shù)字通信技術(shù)的特點和實現(xiàn)的方法，為了進一步學(xué)習(xí)通信信息類其它課程打下一個良好的基矗但是，對于目前的高職學(xué)生而言，?數(shù)字通信原理?側(cè)重理論知識的介紹，使他們覺得理解掌握起來有一定的難度。所以就針對目前高職學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，為獲得更好的教學(xué)效果，作者嘗試使用SysteVie系統(tǒng)仿真軟件輔助?數(shù)字通信原理?課程教學(xué)，SysteVie具有很好的仿真效果，可以使抽象的通信理論變得形象化，從而有利于學(xué)生的理解，進步課程的教

3、學(xué)效果。二、動態(tài)系統(tǒng)仿真設(shè)計軟件SysteVie簡介美國ELANIX公司的SysteVie是一個完好的動態(tài)系統(tǒng)設(shè)計、仿真和分析的可視化設(shè)計環(huán)境。它運行于微軟的inds，并提供開發(fā)各種系統(tǒng)的模擬和數(shù)字工具，包括數(shù)字信號處理、通信、控制以及構(gòu)造通用數(shù)學(xué)模型。SysteVie在信號處理、通信和控制系統(tǒng)的應(yīng)用。包括模擬、數(shù)字和混合形式的系統(tǒng)，相位和頻率鎖相環(huán)，調(diào)制、解調(diào)和通道建模，完好的DSP系統(tǒng)設(shè)計和測試，模擬到數(shù)字變換系統(tǒng)、量化和采樣系統(tǒng)(包括D-R數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換)、同相和正交系統(tǒng)，線性和非線性系統(tǒng)設(shè)計和測試，線性和非線性微分方程的解(包括模糊理論)，控制系統(tǒng)設(shè)計和測試等。三、SysteVie軟件在?數(shù)

4、字通信原理?課程中的應(yīng)用實例由于數(shù)字通信系統(tǒng)具有抗噪聲性能好，傳輸質(zhì)量高，便于保密等特點，得到了迅速開展。本課程講述以數(shù)字通信系統(tǒng)為主，數(shù)字通信系統(tǒng)分為基帶傳輸系統(tǒng)和頻帶傳輸系統(tǒng)。直接傳輸基帶信號的系統(tǒng)稱為數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)。包括調(diào)制與解調(diào)過程的傳輸系統(tǒng)稱為數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)。雖然在實際使用中數(shù)字基帶傳輸不如頻帶傳輸廣泛，但假如把調(diào)制與解調(diào)過程看作是廣義信道的一局部，那么任何數(shù)字傳輸系統(tǒng)均可等效為基帶傳輸系統(tǒng)，因此掌握數(shù)字信號的基帶傳輸原理和頻帶傳輸原理都是非常重要的。一數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性通過誤碼率來衡量。從數(shù)字基帶信號傳輸?shù)奈锢磉^程來看，誤碼是接收端抽樣判決器的錯誤判決，而造成

5、錯誤判決的原因是由于碼間干擾和噪聲的影響。奈奎斯特第一準那么指明了無碼間干擾的條件，系統(tǒng)無碼間干擾時的最高碼元速率為系統(tǒng)帶寬的2倍。為了加深學(xué)生對奈奎斯特第一準那么的理解，構(gòu)建如圖1所示的數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)SysteVie仿真模型。圖1數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)系統(tǒng)中偽隨機序列的碼元傳輸速率為100B，高斯白噪聲的均值為零，標準差為011v，用截止頻率為50Hz的低通濾波器來模擬信道，即系統(tǒng)帶寬為50Hz。抽樣器的抽樣頻率與碼元的傳輸速率一致，設(shè)為100Hz。為了比擬發(fā)送端和接收端的波形，在發(fā)送端接收器前參加一個延遲圖符。圖2為輸入信號波形與接收信號波形的疊加，由于系統(tǒng)條件滿足奈奎斯特第一準那么，系統(tǒng)無碼

6、間干擾，可觀察到收發(fā)波形根本一致。圖2無碼間干擾時輸入信號與輸出信號的疊加圖3有碼間干擾時輸入信號與輸出信號的疊加上述系統(tǒng)中，偽隨機序列的碼元傳輸速率保持100B不變，系統(tǒng)帶寬改為40Hz，此時的條件已不再滿足奈奎斯特第一準那么，重新運行系統(tǒng)，可觀察到輸出信號中的錯誤脈沖，如圖3所示。通過觀察仿真圖形，學(xué)生們可以很清楚地看到由于碼間干擾所引起的信號混疊，從而對誤碼產(chǎn)生的原因有一個直觀的印象。二數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)在頻帶傳輸系統(tǒng)中，根據(jù)數(shù)字信號對載波的不同參數(shù)的控制，可分為三種主要的頻帶調(diào)制方法:振幅鍵控、移頻鍵控、移相鍵控。這里以移相鍵控為例介紹頻帶傳輸?shù)腟ysteVie系統(tǒng)仿真。相對調(diào)相是利用前

7、后碼元的相對載波相位值表示數(shù)字信息。根據(jù)原理，構(gòu)建如圖4所示的2DPSK調(diào)制與解調(diào)SysteVie仿真模型。系統(tǒng)中的邏輯圖符1和延遲圖符2構(gòu)成差分編碼電路，對輸入的二進制信號進展差分編碼，然后用乘法器完成絕對調(diào)相。在接收端解調(diào)采用差分相干解調(diào)，解調(diào)不需要本地載波，將已調(diào)信號延遲一個碼元后再與它自身相乘，經(jīng)過低通濾波，抽樣判決便可恢復(fù)出原始的數(shù)字信息。調(diào)制與解調(diào)信號的波形如圖5所示，從左到右，從上到下，依次為調(diào)制信號(絕對碼)、相對碼、解調(diào)信號和已調(diào)信號。論文聯(lián)盟.Ll.利用SysteVie，可以很容易得到2DPSK調(diào)制與解調(diào)過程的波形，通過波形圖可以看到解調(diào)信號與輸入信號相比只是略有延遲，而且絕對碼的2DPSK信號波形與相對碼的2PSK信號波形一樣，也就是說絕對碼的相對調(diào)相本質(zhì)上是相對碼的絕對調(diào)相。四、完畢語以實例闡述了SysteVie在現(xiàn)代通信原理課程教學(xué)中的應(yīng)用?；赟ysteVie的仿真模型，可以反映數(shù)字通信系統(tǒng)的動態(tài)工作過程，其可視化界面具有很好的演示效果。理論證