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基于SystemView平台的数字通信系统的仿真

2018-03-21杜青乔延华沈振惠冯芳

电子测试 2018年2期
关键词:数字通信基带载波

杜青,乔延华,沈振惠,冯芳

(天津天狮学院信息与自动化学院,天津,301700)

0 引言

目前,电子设计自动化技术已经成为电子设计的潮流,SystemView软件是一个已经开始流行和优秀的EDA软件,利用SystemView仿真软件进行通信系统仿真,并应用其强大的分析工具进行波形和频谱的分析比较,能够直观形象的观察信号在通信传输过程中的波形和频谱的变化,可很好地加强对通信系统的掌握,提高分析实际通信问题、解决实际问题的能力 。

1 System View 简介

SystemView是一个信号级的系统仿真软件。在用System View创建系统时,用户只需要关心项目的设计思想和过程。从图符库中调出所需的图符,双击图符设置其参数,然后完成图符间的连线即可完成复杂系统的建模和设计,然后设置系统运行时间,点击运行按钮,既可对系统进行测试,同时可根据系统运行情况在分析窗口实时的显示信号波形,绘制时域曲线和频谱图及眼图,还可进行误码率的测试等。本文以2ASK的仿真为例,介绍数字通信系统在SystemView平台上的仿真设计。

2 2ASK原理及其实现框图

2ASK即二进制振幅键控信号,就是用二进制数字信号去改变载波的幅度,使已调信号的幅度中携带原来基带信号的信息。2ASK信号可表示为:

式中, ωc为载波频率,na为二进制数字信息序列。

开关键控方式是2ASK的一种常用实现方式,其原理框图如图1所示。本实验采用非相干解调,其原理框图如图2所示。

图1 键控法实现2ASK

图2 2ASK的非相干解调

3 2ASK数字通信系统的仿真

3.1 仿真目的

掌握如何用 SystemView 软件仿真2ASK系统;通过仿真加深对2ASK调制、解调方式的理解。

3.2 仿真任务

根据键控法调制原理和非相干解调原理,用SystemView软件建立一个仿真电路。

3.3 仿真设计

(1)分析仿真任务,确定设计方案,设计系统仿真电路图,如图3所示。

图3 SystemView仿真电路

(2)设置元件(图符块)参数,根据原理图从SystemView资源中选取相应的图符块构建系统,设置各图符块的参数。

表1 主要图符块参数设置

(3)设置系统运行时间:Sample Rate=100Hz;Stop Time=1.5s,点击 Update, OK。

3.4 运行系统

在SystemView系统窗内运行系统后,转到分析窗可观察各数据接收器的波形。基带信号波形如图4所示,只有两种状态1和-1 (这里采用的是双极性不归零码);2ASK信号波形如图5所示,1的时候有载波输出,-1的时候没有载波输出;解调信号波形如图6所示,与基带信号波形一致,但有一定的延时,这是由于抽样判决的时候是在码元周期的中点时刻进行的缘故。

3.5 仿真拓展与思考

在信道中加入高斯白噪声,可观察分析噪声对解调部分的影响。高斯噪声的设置方法如下。

图4 基带信号波形

图5 2ASK信号波形

图6 解调信号波形

高斯噪声:选择Source/”Noise/PN”/Gauss Noise,设置标准差Std Deviation(v)=0.5即可。

通过仿真可以发现,此时恢复后的信号和输入的信号的波形不一致,如图7所示。

图7 Std Deviation(v)=0.5时的基带信号和解调信号。

4 结束语

随着通信技术的不断发展,相关的理论知识也越来越深入,通信知识的深度和难度也在不断提升,借助SystemView软件进行数字通信系统的仿真,能够更好地掌握通信原理的基本概念和基本原理,对通信系统的理解更加深入。

[1]何小年.学科教学知识视角下的《通信原理》课程教学[J].湖南:湖南第一师范学院学报.2010(01).

[3]王文娟.通信原理实验教学中的仿真软件应用[J].河北:计算机与网络.2014,59-61.

[3]陈军.基于 System View 的通信原理教学实践研究[J].长春:物理实验 .2014,34(8):20-24.

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