基于SystemView平臺的數(shù)字通信系統(tǒng)的仿真

杜青，喬延華，沈振惠，馮芳

（天津天獅學(xué)院信息與自動化學(xué)院，天津，301700）

0 引言

目前，電子設(shè)計(jì)自動化技術(shù)已經(jīng)成為電子設(shè)計(jì)的潮流，SystemView軟件是一個(gè)已經(jīng)開始流行和優(yōu)秀的EDA軟件，利用SystemView仿真軟件進(jìn)行通信系統(tǒng)仿真，并應(yīng)用其強(qiáng)大的分析工具進(jìn)行波形和頻譜的分析比較，能夠直觀形象的觀察信號在通信傳輸過程中的波形和頻譜的變化，可很好地加強(qiáng)對通信系統(tǒng)的掌握，提高分析實(shí)際通信問題、解決實(shí)際問題的能力 。

1 System View 簡介

SystemView是一個(gè)信號級的系統(tǒng)仿真軟件。在用System View創(chuàng)建系統(tǒng)時(shí)，用戶只需要關(guān)心項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思想和過程。從圖符庫中調(diào)出所需的圖符，雙擊圖符設(shè)置其參數(shù)，然后完成圖符間的連線即可完成復(fù)雜系統(tǒng)的建模和設(shè)計(jì)，然后設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，既可對系統(tǒng)進(jìn)行測試，同時(shí)可根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況在分析窗口實(shí)時(shí)的顯示信號波形，繪制時(shí)域曲線和頻譜圖及眼圖，還可進(jìn)行誤碼率的測試等。本文以2ASK的仿真為例，介紹數(shù)字通信系統(tǒng)在SystemView平臺上的仿真設(shè)計(jì)。

2 2ASK原理及其實(shí)現(xiàn)框圖

2ASK即二進(jìn)制振幅鍵控信號，就是用二進(jìn)制數(shù)字信號去改變載波的幅度，使已調(diào)信號的幅度中攜帶原來基帶信號的信息。2ASK信號可表示為：

式中， ωc為載波頻率，na為二進(jìn)制數(shù)字信息序列。

開關(guān)鍵控方式是2ASK的一種常用實(shí)現(xiàn)方式，其原理框圖如圖1所示。本實(shí)驗(yàn)采用非相干解調(diào)，其原理框圖如圖2所示。

圖1 鍵控法實(shí)現(xiàn)2ASK

圖2 2ASK的非相干解調(diào)

3 2ASK數(shù)字通信系統(tǒng)的仿真

3.1 仿真目的

掌握如何用 SystemView 軟件仿真2ASK系統(tǒng)；通過仿真加深對2ASK調(diào)制、解調(diào)方式的理解。

3.2 仿真任務(wù)

根據(jù)鍵控法調(diào)制原理和非相干解調(diào)原理，用SystemView軟件建立一個(gè)仿真電路。

3.3 仿真設(shè)計(jì)

(1)分析仿真任務(wù)，確定設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)系統(tǒng)仿真電路圖，如圖3所示。

圖3 SystemView仿真電路

（2）設(shè)置元件（圖符塊）參數(shù),根據(jù)原理圖從SystemView資源中選取相應(yīng)的圖符塊構(gòu)建系統(tǒng)，設(shè)置各圖符塊的參數(shù)。

表1 主要圖符塊參數(shù)設(shè)置

（3）設(shè)置系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間：Sample Rate=100Hz；Stop Time=1.5s，點(diǎn)擊 Update, OK。

3.4 運(yùn)行系統(tǒng)

在SystemView系統(tǒng)窗內(nèi)運(yùn)行系統(tǒng)后，轉(zhuǎn)到分析窗可觀察各數(shù)據(jù)接收器的波形。基帶信號波形如圖4所示，只有兩種狀態(tài)1和-1 （這里采用的是雙極性不歸零碼）；2ASK信號波形如圖5所示，1的時(shí)候有載波輸出，-1的時(shí)候沒有載波輸出；解調(diào)信號波形如圖6所示，與基帶信號波形一致，但有一定的延時(shí)，這是由于抽樣判決的時(shí)候是在碼元周期的中點(diǎn)時(shí)刻進(jìn)行的緣故。

3.5 仿真拓展與思考

在信道中加入高斯白噪聲，可觀察分析噪聲對解調(diào)部分的影響。高斯噪聲的設(shè)置方法如下。

圖4 基帶信號波形

圖5 2ASK信號波形

圖6 解調(diào)信號波形

高斯噪聲：選擇Source/”Noise/PN”/Gauss Noise，設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)差Std Deviation(v)=0.5即可。

通過仿真可以發(fā)現(xiàn)，此時(shí)恢復(fù)后的信號和輸入的信號的波形不一致，如圖7所示。

圖7 Std Deviation(v)=0.5時(shí)的基帶信號和解調(diào)信號。

4 結(jié)束語

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)的理論知識也越來越深入，通信知識的深度和難度也在不斷提升，借助SystemView軟件進(jìn)行數(shù)字通信系統(tǒng)的仿真，能夠更好地掌握通信原理的基本概念和基本原理，對通信系統(tǒng)的理解更加深入。

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