通信工程專業(yè)綜合實驗指導書

1、通信工程專業(yè)綜合實驗指導書山東建筑大學信息與電氣工程學院通信工程教研室2009年3月實驗一、學習數(shù)字通信系統(tǒng)的SystemView仿真軟件一、實驗?zāi)康?了解SystemView軟件，學習數(shù)字通信系統(tǒng)SystemView仿真軟件的使用方法，為實際的仿真應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。2掌握軟件設(shè)計和仿真的方法。二、實驗說明SystemView是美國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)，無需與復雜的程序語言打交道，不用寫代碼即可完成各種系統(tǒng)的設(shè)計與仿真。利用SystemView，可以構(gòu)造各種復雜的模擬、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、仿真和方案論證。還可進行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語言編寫自己的用戶自定義庫。SystemView能自動執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，給出連接錯誤信息或尚懸空的待連接端信息，通知用戶連接出錯并通過顯示指出出錯的圖標。在系統(tǒng)設(shè)計和仿真方面，SystemView還提供了一個真實而靈活的窗口用以檢查、分析系統(tǒng)波形，也可完成對仿真運行結(jié)果的各種運算、頻譜分析、濾波。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量1計算機通用12SystemView軟件四、

3、實驗內(nèi)容1安裝SystemView，對該軟件有一個感性認識 根據(jù)SystemView安裝軟件說明，在電腦上安裝SystemView軟件。2了解SystemView設(shè)計窗口啟動SystemView后就會出現(xiàn)如圖1所示的系統(tǒng)設(shè)計窗口。它包括標題欄、菜單欄、工具條、滾動條、提示欄、圖符庫和設(shè)計窗工作區(qū)。其中設(shè)計窗口工作區(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；滾動條用于移動觀察當前的工作區(qū)域。當鼠標器位于功能圖符上時，則該圖符的具體參數(shù)就會自動彈出顯示。 3了解SystemView圖符庫 SystemView

4、的圖標庫可分為3種，即基本庫、專業(yè)庫以及用戶擴展庫。分別了解相關(guān)圖庫的功能，便于后續(xù)設(shè)計使用。 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算器的主要功能和使用。五、預(yù)習思考題 預(yù)習SystemView設(shè)計軟件。六、實驗報告1簡述SystemView的安裝過程。2簡述SystemView的設(shè)計窗口和分析窗口，對這兩個窗口的菜單和工具欄的功能和使用有深入理解。3心得體會及其他。實驗二、AM調(diào)制系統(tǒng)仿真模型一、實驗?zāi)康?掌握使用圖形、設(shè)置圖符屬性的方法以及系統(tǒng)的時間設(shè)置等系統(tǒng)模型的建立過程。2掌握信號波形的顯示、波形的處理和接收計算器的應(yīng)用等系統(tǒng)波形的分析過

5、程。二、實驗說明利用SystemView完成系統(tǒng)設(shè)計有兩個基本步驟，首先是建立系統(tǒng)模型；然后是仿真分析，并通過對系統(tǒng)的分析對系統(tǒng)模型進行修改、優(yōu)化。雖然SystemView簡單易用，但是也需要用戶具有相關(guān)的專業(yè)知識。SystemView只是為用戶的設(shè)計提供方便，并不能使不具有通信電子專業(yè)知識者成為該專業(yè)的工程師。所以，對于系統(tǒng)，要有充分的理論基礎(chǔ)，對系統(tǒng)各模塊功能及相關(guān)參數(shù)有詳細的了解。本次實驗通過簡單的AM調(diào)制，使同學們對SystemView軟件有進一步的認識和熟悉。為今后設(shè)計復雜的通信系統(tǒng)打基礎(chǔ)。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量1計算機通用12SystemView軟件四、實驗內(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）進行系統(tǒng)時間設(shè)置。正確的系統(tǒng)時間設(shè)置是SystemView能夠正確進行仿真的必要條件，首先設(shè)置系統(tǒng)時間。 （2）定義載波信號。本系統(tǒng)載波信號采用100HZ的正弦信號，選擇正確的圖符并對其參數(shù)進行設(shè)置。 （3）定義調(diào)制信號。把調(diào)制信號定義成10HZ的單頻余弦信號，選擇正確的圖符并對其參數(shù)進行設(shè)置。 （4）從圖符工具欄拖一個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)制信號接收器、載波信號及調(diào)制信號接收器。 （6）連接個圖符，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)建完成后即可進行仿真分析。得到3個接收器的波形。 為了分析調(diào)制信號和已調(diào)信號的關(guān)系，需要在同一個圖形顯示窗口疊繪調(diào)制信號和已調(diào)信號曲線，分析是否符合AM調(diào)制的定義。 分析幾個信號之間的頻譜關(guān)系：首先繪制調(diào)制信號、載波和已調(diào)信號的頻譜；然后將調(diào)制信號、載波信號和已調(diào)信號的頻譜疊繪在同一個窗口。分析已調(diào)信號的頻譜是否為“載波頻譜”±“調(diào)制信號頻譜”？是否和AM調(diào)制的相關(guān)定義相同。五、預(yù)習思考題 預(yù)習AM調(diào)制相關(guān)概念。六、實驗報告要求1對所有實際動手操作完成的實驗內(nèi)容，要求寫出實驗步驟；2對仿真波形進行完整記錄，寫入實驗報告；3對操作過程中的異常結(jié)果進行分析，在報告中寫明

8、原因。4心得體會及其他。實驗三、雙路FM語音通信系統(tǒng)的仿真一、實驗?zāi)康?掌握系統(tǒng)的SystemView開發(fā)仿真過程2實現(xiàn)功能模塊和通信綜合系統(tǒng)仿真模型，分析數(shù)據(jù)及各點波形。3實現(xiàn)語音信號的傳輸仿真。二、實驗說明利用SystemView完成系統(tǒng)設(shè)計有兩個基本步驟，首先是建立系統(tǒng)模型；然后是仿真分析，并通過對系統(tǒng)的分析對系統(tǒng)模型進行修改、優(yōu)化。本次實驗通過FM語音通信系統(tǒng)，使同學們對SystemView軟件有進一步的認識和熟悉。對建立通信綜合系統(tǒng)仿真模型、為今后設(shè)計復雜的通信系統(tǒng)打基礎(chǔ)。三、實驗設(shè)備序號名 稱型號與規(guī)格數(shù)量1計算機通用12SystemView軟件四、實驗內(nèi)容1.準備工作 準備工作的

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)所帶的錄音機程序來錄制。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”，輸入一個名字將音頻文件保存下來。 準備好兩個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，首先拖動一個信號源圖符到工作區(qū)域，雙擊該圖符，在窗口中對外部輸入的音頻文件進行設(shè)置。用同樣方法再放置一個WAV 1ch圖符，打開準備的另外一個音頻文件作為另一路信號的信號源。 （2）由于音頻信號的頻譜比較豐富，為了避免各路已調(diào)信號相互干擾，調(diào)制

10、前必須對音頻信號進行濾波。濾波器使用5kHZ的3階巴沃斯濾波器。 （3）音頻信號經(jīng)過濾波后就可以調(diào)制了?？墒褂肧ystemView提供的FM調(diào)制器圖符來實現(xiàn)調(diào)制功能。 （4）調(diào)制好的信號可以送入信道中進行傳輸，有擾信道用一個加法器圖符和一個高斯噪聲發(fā)生器圖符來模擬。 （5）由于信道中傳輸兩路信號，所以接收端必須進行接收濾波濾除要接收信號頻譜以外的信號，同時濾波器有濾除帶外噪聲的功能。濾波后的信號就可以送解調(diào)器解調(diào)，解調(diào)器由延遲-相乘解調(diào)來完成。 （6）解調(diào)出的信號經(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。 （7）用同樣的方法建立好另一路信號的調(diào)制和解調(diào)輸出系統(tǒng)，這樣就完成了整個雙路FM語音通信系統(tǒng)模型。 （8）設(shè)置系統(tǒng)時間。2.系統(tǒng)仿真和分析 在系統(tǒng)模型創(chuàng)建完成后即可進行仿真分析。仿真結(jié)束后，SystemView會根據(jù)設(shè)置情況打開若干錄音機程序并自動加載了仿真系統(tǒng)中作為輸入或生成的輸出音頻文件。 同時，在分析窗口可以得到兩路信道信號源波形