1、通信工程專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書山東建筑大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院通信工程教研室2009年3月實(shí)驗(yàn)一、學(xué)習(xí)數(shù)字通信系統(tǒng)的SystemView仿真軟件一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解SystemView軟件，學(xué)習(xí)數(shù)字通信系統(tǒng)SystemView仿真軟件的使用方法，為實(shí)際的仿真應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。2掌握軟件設(shè)計(jì)和仿真的方法。二、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明SystemView是美國(guó)ELANIX公司推出的，基于Windows環(huán)境的用于系統(tǒng)仿真分析的可視化軟件工具。使用它，用戶可以用圖符（Token）去描述自己的系統(tǒng)，無(wú)需與復(fù)雜的程序語(yǔ)言打交道，不用寫代碼即可完成各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。利用SystemView，可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)模

2、混合系統(tǒng)和各種多速率系統(tǒng)，它可用于各種線性或非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。SystemView的圖符資源十分豐富，特別適合于現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真和方案論證。還可進(jìn)行CDMA通信系統(tǒng)和數(shù)字電視業(yè)務(wù)的分析；用戶還可以自己用C語(yǔ)言編寫自己的用戶自定義庫(kù)。SystemView能自動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，給出連接錯(cuò)誤信息或尚懸空的待連接端信息，通知用戶連接出錯(cuò)并通過(guò)顯示指出出錯(cuò)的圖標(biāo)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真方面，SystemView還提供了一個(gè)真實(shí)而靈活的窗口用以檢查、分析系統(tǒng)波形，也可完成對(duì)仿真運(yùn)行結(jié)果的各種運(yùn)算、頻譜分析、濾波。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量1計(jì)算機(jī)通用12SystemView軟件四、

3、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1安裝SystemView，對(duì)該軟件有一個(gè)感性認(rèn)識(shí) 根據(jù)SystemView安裝軟件說(shuō)明，在電腦上安裝SystemView軟件。2了解SystemView設(shè)計(jì)窗口啟動(dòng)SystemView后就會(huì)出現(xiàn)如圖1所示的系統(tǒng)設(shè)計(jì)窗口。它包括標(biāo)題欄、菜單欄、工具條、滾動(dòng)條、提示欄、圖符庫(kù)和設(shè)計(jì)窗工作區(qū)。其中設(shè)計(jì)窗口工作區(qū)是用于設(shè)置、連接各種圖符以創(chuàng)建系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)仿真等操作；提示欄用于顯示系統(tǒng)仿真的狀態(tài)信息、功能快捷鍵的功能信息提示和圖符的參數(shù)顯示；滾動(dòng)條用于移動(dòng)觀察當(dāng)前的工作區(qū)域。當(dāng)鼠標(biāo)器位于功能圖符上時(shí)，則該圖符的具體參數(shù)就會(huì)自動(dòng)彈出顯示。 3了解SystemView圖符庫(kù) SystemView

4、的圖標(biāo)庫(kù)可分為3種，即基本庫(kù)、專業(yè)庫(kù)以及用戶擴(kuò)展庫(kù)。分別了解相關(guān)圖庫(kù)的功能，便于后續(xù)設(shè)計(jì)使用。 4.了解SystemView分析窗口了解分析窗口各菜單的大體功能，了解分析窗口接收計(jì)算器的主要功能和使用。五、預(yù)習(xí)思考題 預(yù)習(xí)SystemView設(shè)計(jì)軟件。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1簡(jiǎn)述SystemView的安裝過(guò)程。2簡(jiǎn)述SystemView的設(shè)計(jì)窗口和分析窗口，對(duì)這兩個(gè)窗口的菜單和工具欄的功能和使用有深入理解。3心得體會(huì)及其他。實(shí)驗(yàn)二、AM調(diào)制系統(tǒng)仿真模型一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握使用圖形、設(shè)置圖符屬性的方法以及系統(tǒng)的時(shí)間設(shè)置等系統(tǒng)模型的建立過(guò)程。2掌握信號(hào)波形的顯示、波形的處理和接收計(jì)算器的應(yīng)用等系統(tǒng)波形的分析過(guò)

5、程。二、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明利用SystemView完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)有兩個(gè)基本步驟，首先是建立系統(tǒng)模型；然后是仿真分析，并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的分析對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行修改、優(yōu)化。雖然SystemView簡(jiǎn)單易用，但是也需要用戶具有相關(guān)的專業(yè)知識(shí)。SystemView只是為用戶的設(shè)計(jì)提供方便，并不能使不具有通信電子專業(yè)知識(shí)者成為該專業(yè)的工程師。所以，對(duì)于系統(tǒng)，要有充分的理論基礎(chǔ)，對(duì)系統(tǒng)各模塊功能及相關(guān)參數(shù)有詳細(xì)的了解。本次實(shí)驗(yàn)通過(guò)簡(jiǎn)單的AM調(diào)制，使同學(xué)們對(duì)SystemView軟件有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和熟悉。為今后設(shè)計(jì)復(fù)雜的通信系統(tǒng)打基礎(chǔ)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量1計(jì)算機(jī)通用12SystemView軟件四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.創(chuàng)

6、建系統(tǒng)模型 建立系統(tǒng)模型的具體步驟如下： （1）進(jìn)行系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置。正確的系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置是SystemView能夠正確進(jìn)行仿真的必要條件，首先設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間。 （2）定義載波信號(hào)。本系統(tǒng)載波信號(hào)采用100HZ的正弦信號(hào)，選擇正確的圖符并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 （3）定義調(diào)制信號(hào)。把調(diào)制信號(hào)定義成10HZ的單頻余弦信號(hào)，選擇正確的圖符并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。 （4）從圖符工具欄拖一個(gè)Multiplier圖符到工作區(qū)域合適位置，該圖符不需要定義參數(shù)。 （5）定義接收器：分別定義調(diào)制信號(hào)接收器、載波信號(hào)及調(diào)制信號(hào)接收器。 （6）連接個(gè)圖符，給出系統(tǒng)模型。還可在相應(yīng)位置放置便簽，用于輸入相關(guān)文字信息。2.系統(tǒng)仿真和

7、分析 在系統(tǒng)模型創(chuàng)建完成后即可進(jìn)行仿真分析。得到3個(gè)接收器的波形。 為了分析調(diào)制信號(hào)和已調(diào)信號(hào)的關(guān)系，需要在同一個(gè)圖形顯示窗口疊繪調(diào)制信號(hào)和已調(diào)信號(hào)曲線，分析是否符合AM調(diào)制的定義。 分析幾個(gè)信號(hào)之間的頻譜關(guān)系：首先繪制調(diào)制信號(hào)、載波和已調(diào)信號(hào)的頻譜；然后將調(diào)制信號(hào)、載波信號(hào)和已調(diào)信號(hào)的頻譜疊繪在同一個(gè)窗口。分析已調(diào)信號(hào)的頻譜是否為“載波頻譜”±“調(diào)制信號(hào)頻譜”？是否和AM調(diào)制的相關(guān)定義相同。五、預(yù)習(xí)思考題 預(yù)習(xí)AM調(diào)制相關(guān)概念。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1對(duì)所有實(shí)際動(dòng)手操作完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟；2對(duì)仿真波形進(jìn)行完整記錄，寫入實(shí)驗(yàn)報(bào)告；3對(duì)操作過(guò)程中的異常結(jié)果進(jìn)行分析，在報(bào)告中寫明

8、原因。4心得體會(huì)及其他。實(shí)驗(yàn)三、雙路FM語(yǔ)音通信系統(tǒng)的仿真一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握系統(tǒng)的SystemView開(kāi)發(fā)仿真過(guò)程2實(shí)現(xiàn)功能模塊和通信綜合系統(tǒng)仿真模型，分析數(shù)據(jù)及各點(diǎn)波形。3實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音信號(hào)的傳輸仿真。二、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明利用SystemView完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)有兩個(gè)基本步驟，首先是建立系統(tǒng)模型；然后是仿真分析，并通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的分析對(duì)系統(tǒng)模型進(jìn)行修改、優(yōu)化。本次實(shí)驗(yàn)通過(guò)FM語(yǔ)音通信系統(tǒng)，使同學(xué)們對(duì)SystemView軟件有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和熟悉。對(duì)建立通信綜合系統(tǒng)仿真模型、為今后設(shè)計(jì)復(fù)雜的通信系統(tǒng)打基礎(chǔ)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)名 稱型號(hào)與規(guī)格數(shù)量1計(jì)算機(jī)通用12SystemView軟件四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.準(zhǔn)備工作 準(zhǔn)備工作的

9、目的是獲得所需要的音頻文件，SystemView所使用的音頻文件必須是WAV格式的文件，這種文件可以用Windows系統(tǒng)所帶的錄音機(jī)程序來(lái)錄制。要保存音頻文件，首先改變保存文件的格式，改為“8000HZ，8位，單聲8KB/s”，輸入一個(gè)名字將音頻文件保存下來(lái)。 準(zhǔn)備好兩個(gè)不同的聲音文件待用。2.建立SystemView模型 （1）要在仿真中使用音頻文件，首先拖動(dòng)一個(gè)信號(hào)源圖符到工作區(qū)域，雙擊該圖符，在窗口中對(duì)外部輸入的音頻文件進(jìn)行設(shè)置。用同樣方法再放置一個(gè)WAV 1ch圖符，打開(kāi)準(zhǔn)備的另外一個(gè)音頻文件作為另一路信號(hào)的信號(hào)源。 （2）由于音頻信號(hào)的頻譜比較豐富，為了避免各路已調(diào)信號(hào)相互干擾，調(diào)制

10、前必須對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行濾波。濾波器使用5kHZ的3階巴沃斯濾波器。 （3）音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波后就可以調(diào)制了。可使用SystemView提供的FM調(diào)制器圖符來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)制功能。 （4）調(diào)制好的信號(hào)可以送入信道中進(jìn)行傳輸，有擾信道用一個(gè)加法器圖符和一個(gè)高斯噪聲發(fā)生器圖符來(lái)模擬。 （5）由于信道中傳輸兩路信號(hào)，所以接收端必須進(jìn)行接收濾波濾除要接收信號(hào)頻譜以外的信號(hào)，同時(shí)濾波器有濾除帶外噪聲的功能。濾波后的信號(hào)就可以送解調(diào)器解調(diào)，解調(diào)器由延遲-相乘解調(diào)來(lái)完成。 （6）解調(diào)出的信號(hào)經(jīng)必要的放大后就可以輸出，用接收器圖符接收解調(diào)信號(hào)。 （7）用同樣的方法建立好另一路信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)輸出系統(tǒng)，這樣就完成了整個(gè)雙路FM語(yǔ)音通信系統(tǒng)模型。 （8）設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間。2.系統(tǒng)仿真和分析 在系統(tǒng)模型創(chuàng)建完成后即可進(jìn)行仿真分析。仿真結(jié)束后，SystemView會(huì)根據(jù)設(shè)置情況打開(kāi)若干錄音機(jī)程序并自動(dòng)加載了仿真系統(tǒng)中作為輸入或生成的輸出音頻文件。 同時(shí)，在分析窗口可以得到兩路信道信號(hào)源波形