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1、唐山学院课程设计1 引言随着电子技术和计算机技术的发展，仿真技术得到了广泛的应用。基于信号的用于通信系统的动态仿真软件SystemView具有强大的功能，可以满足从底层到高层不同层次的设计、分析使用，并且提供了嵌入式的模块分析方法，形成多层系统，使系统设计更加简洁明了，便于完成复杂系统的设计。 SystemView具有良好的交互界面，通过分析窗口和示波器模拟等方法，提供了一个可视的仿真过程，不仅在工程上得到应用，在教学领域也得到认可，尤其在信号分析、通信系统等领域。其可以实现复杂的模拟、数字及数模混合电路及各种速率系统，并提供了内容丰富的基本库和专业库。为了了解SystemView的运行环境及
2、应用领域、逐步熟悉各种通信系统的仿真，由简到难、运用所学对几个实际系统的仿真进行分析和比较。 本学期开设了通信原理这门课程，对通信专业的学生来说，这无疑是最重要的专业基础课之一。通信原理的学习几乎包括了所有通信系统的基本框架，但由于在平时的学习中，有些东西未免抽象，而且实验的机会也不是太多。为了能够进一步熟悉各种通信系统的工作原理，使我们能够更进一步的了解通信系统的本质，也能够更加充分理解通信在其专业领域的意义。因此，学好这门课程对于我们通信专业的学生来说，具有十分重要的意义。 所以，借这次课程设计的机会，我们主要是使用一个功能非常强大的智能化软件-System View对各种通信系统进行仿真
3、分析。SystemView以模块化和交互式的界面，在大家熟悉的Windows窗口环境下，为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。使我们能方便快捷地掌握System View这个软件的操作和运行，并能对仿真后的波形进行观察和分析。本文主要阐述了如何利用SystemView实现模拟调制方式AM、 DSB、SSB调制解调、数字调制方式仿真2ASK、2FSK、2PSK调制解调、抽样定理、增量调制。系统的实现通过模块分层实现，模块主要由调制模块、解调模块。通过仿真设计电路，分析电路仿真结果，为最终硬件实现提供理论依据。2 SystemView系统简介2.1 SystemView概述随着计算机技术的发展，系统仿
4、真技术在电子工程领域的应用已越来越广泛，信号级系统仿真软件SystemView的出现标志着仿真技术在通信领域的应用达到了一个新的水平。 SystemView是一个系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。SystemView以模块化和交互式的界面，在大家熟悉的Windows窗口环境下，为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。SystemView是美国ELANIX公司推出的，基于Windows环境下运行的用于系统仿真分析的可视化软件工具，它使用功能模块(Token)去描述程序，无需与
5、复杂的程序语言打交道，不用写一句代码即可完成各种系统的设计与仿真，快速地建立和修改系统、访问与调整参数，方便地加入注释。 IBMSystemView是一种用于在异构环境识别和管理多个系统的企业级网络管理系统，它是IBM最早认可的工业标准协议产品之一。这些工业标准包括传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)和开放式系统互联(OSI)协议，而不仅仅是它自己的系统网络体系结构(SNA)协议。SystemView建造于系统应用体系结构(SAA)环境。它使用OSI公用管理信息协议(CMIP)。网络上的资源的信息存储于对象数据库。 虽然SystemView是一种侧重于对IBM设备进行管理的IBM产品，它仍
6、然包括了OSI标准，从而可以胜任管理企业级网络的工作。 2.2 SystemView特点SystemView的库资源十分丰富，包括含若干图标的基本库（Main Library）及专业库(Optional Library)，基本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器，各种函数运算器等；专业库有通讯（Communication）、逻辑（Logic）、数字信号处理（DSP）、射频/模拟（RF/Analog）等；它们特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证，尤其适合于无线电话、无绳电话、寻呼机、调制解调器、卫星通讯等通信系统；并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析，及对各种逻辑电路、射频/模拟
7、电路（混合器、放大器、RLC电路、运放电路等）进行理论分析和失真分析。 System View能自动执行系统连接检查，给出连接错误信息或悬空的待连接端信息，通知用户连接出错并通过显示指出出错的图标。这个特点对用户系统的诊断是十分有效的。 System View的另一重要特点是它可以从各种不同角度、以不同方式，按要求设计多种滤波器，并可自动完成滤波器各指标如幅频特性（伯特图）、传递函数、根轨迹图等之间的转换。 在系统设计和仿真分析方面，System View还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形。在窗口内，可以通过鼠标方便地控制内部数据的图形放大、缩小、滚动等。另外，分析窗中还带有一
8、个功能强大的“接收计算器”，可以完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波。 System View还具有与外部文件的接口，可直接获得并处理输入/输出数据。提供了与编程语言VC+或仿真工具Matlab的接口，可以很方便的调用其函数。还具备与硬件设计的接口：与Xilinx公司的软件Core Generator配套，可以将System View系统中的部分器件生成下载FPGA芯片所需的数据文件；另外，System View还有与DSP芯片设计的接口，可以将其DSP库中的部分器件生成DSP芯片编程的C语言源代码。2.3 SystemView主要作用利用System View，可以构造各种复杂的模拟、
9、数字、数模混合系统，各种多速率系统，因此，它可用于各种线性或非线性控制系统的设计和仿真。用户在进行系统设计时，只需从System View配置的图标库中调出有关图标并进行参数设置，完成图标间的连线，然后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱等形式给出系统的仿真分析结果。 2.4 SystemView功能 1.能在DSP、通讯和控制系统应用中构造复杂的模拟、数字、混合和多速率系统。具有大量可选择的库，允许用户有选择地增加通讯、逻辑、DSP和射频模拟功能模块。特别适合无线电话（GSM，CDMA，FDMA，TDMA，DSSS）、无绳电话、寻呼机和调制解调器以及卫星通信系统（GPS，DVBS，LE
10、OS）等的设计；能够仿真（C3x，C4x等）DSP结构；可进行各种系统时域/频域分析和谱分析；对射频模拟电路（混合器，放大器，RLC电路和运放电路）进行理论分析和失真分析。 2.使用熟悉的Windows界面和功能键（单击、双击鼠标的左右键），SystemView可以快速建立和修改系统，并在对话框内快速访问和调整参数，实时修改实时显示。只需简单用鼠标点击图符即可创建连续线性系统、DSP滤波器，并输入输出基于真实系统模型的仿真数据。不用写一行代码即可建立用户习惯的子系统库（MetaSystem）。 SystemView图标库包括几百种信号源、接收端、操作符和功能块，提供从DSP、通信、信号处理、自
11、动控制、直到构造通用数学模型等的应用。信号源和接收端图标允许在SystemView内部生成和分析信号，并提供可外部处理的各种文件格式和输入/输出数据接口。 3.SystemView通过Notes（注解）很容易在屏幕上描述系统；生成的SystemView系统和输出的波形图可以很方便地使用复制（copy）和粘贴（paste）命令插入微软word等文字处理器 通过利用SystemView中的图符和MetaSystem（子系统）对象的无限制分层结构功能，SystemView能很容易地建立复杂的系统。首先可以定义一些简单的功能组，再通过对这些简单功能组的连接进而实现一个大系统。这样，单一的图符就可以代表
12、一个复杂系统。MetaSystem的连接使用也与系统提供的其他图符同样简单，只要单击一下鼠标器，就会出现一个特定的窗口显示出复杂的MetaSystem。但是在学习版中没有MetaSystem图符功能，必须升级到专业版才有此功能。 4.SystemView允许合并多种数据采样率输入的系统，以简化FIR 滤波器的执行。这种特性尤其适合于同时具有低频和高频部分的通信系统的设计与仿真，有利于提高整个系统的仿真速度，而在局部又不会降低仿真的精度。同时还可降低对计算机硬件配置的要求。 5.SystemView包含一个功能强大的、很容易使用的图形模板设计模拟和数字以及离散和连续时间系统的环境，还包含大量的F
13、IR/IIR滤波类型和FFT类型，并提供易于用DSP实现滤波器或线性系统的参数。 6.SystemView提供的分析窗口是一个能够提供系统波形详细检查的交互式可视环境。分析窗口还提供一个能对仿真生成数据进行先进的块处理操作的接收计算器。接收计算器块处理功能十分强大，内容也相当广泛，完全满足通常所需的分析要求。这些功能包括：应用DSP窗口，余切，自动关联，平均值，复杂的FFT，常量窗口，卷积，余弦，交叉关联，习惯显示，十进制，微分，除窗口，眼图模式，功能比例尺，柱状图，积分，对数基底，求模，相位，最大最小值及平均值，乘波形，乘窗口，非，覆盖图，覆盖统计，自相关，功率谱，分布图，正弦余弦，平滑（移
14、动平均），谱密度，平方，平方根，窗口相减，波形求和，窗口求和，正切，层叠，窗口求幂，窗口常数等。 SystemView还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查系统波形。内部数据的图形放大，缩小、滚动、谱分析、标尺以及滤波等，全都是通过敲击鼠标器实现的。 7.SystemView允许用户插入自己用C/C+编写的用户代码库，插入的用户库自动集成到SystemView中，如同系统内建的库一样使用。 8.SystemView能自动执行系统连接检查，通知用户连接出错并通过显示指出出错的图符。这个特点对用户系统的诊断是十分有效的。 2.5 SystemView应用领域 1. 信号处理、通信和控制系统。包括模拟
15、、数字和混合模式的系统； 2. 相位和频率锁相环； 3. 调制、解调和通道建模； 4. 完整的DSP系统设计和测试； 5. 模拟到数字变换系统、量化和采样系统、同相和正交系统； 6. 线性和非线性系统设计和测试； 7. 线性和非线性微分方程的解； 8. 控制系统设计和测试。3模拟调制解调系统的设计与分析模拟调制系统可分为线性调制和非线性调制，本课程设计只研究线性调制系统的设计与仿真。线性调制系统中，常用的方法有AM调制，DSB调制，SSB调制。线性调制的一般原理：载波： (3-1)调制信号： (3-2)线性调制器的一般模型如图3-1所示。图3-1 线性调制器的一般模型在模型中适当选择带通滤波器的冲击响应，便得到各种线性调制信号。3.1 AM调制解调通信系统的设计与分析3.1.1调幅(AM)信号的基本原理在图3-1中，外加直流， ，即滤波器 为全通网络，则(3-3) （载波项） （DSB信号项）条件： ， (3-4)AM信号的波形和频谱如图3-2所示。
