SystemView仿真软件辅助通信原理课堂教学的探索

谢莉　余胜

摘要：“通信原理”是电子信息类专业核心课程，由于通信原理课程理论性较强、抽象概念较多，单纯的理论教学很难提升学生的学习热情。为提高课堂教学质量，将SystemView仿真技术引入课堂教学，使复杂的理论变得易于理解，抽象的概念变得形象、生动。论文以MASK系统为例，详细分析了SystemView仿真在通信原理课程教学中的应用。

关键字：通信原理；课堂教学；SystemView仿真； 调制；解调

中图分类号：TN929-11 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）23-0123-02

Abstract： Principle of communication is a core course of electronic information profession. The content of the principle of communication course in strong theoretic and abstracted， so that it is difficult to evaluate passion of learning within students. To improve the quality of classroom teaching， the SystemView simulation technology is introduced into classroom teaching， which leads complex theory easy to understand and abstract concept becomes vivid image. In this paper， we focus on the MASK system to analyze the SystemView simulation application in communication principle course teaching.

Key words： principle of communication； classroom teaching； systemview simulation； modulate； demodulation

1 引言

通信原理是电子信息类的一门重要的专业基础课，也是研究生入学考试的课程之一，该课程不仅理论性强、数学分析复杂、涉及较多难以理解的抽象概念，而且教学内容较多，除了讲授课程的核心内容外，还要复习课程必备的数学和专业基础知识，同时还要介绍通信领域新理论新技术[1]。将SystemView仿真技术引入课堂教学，不仅能简化数学推导，弥补数学推导上的不足，还能使抽象的概念变得形象生动，并加深对通信系统的理解，提高课堂教学效率。

2 SystemView简介

2.1 SystemView的特点

SystemView是美国Elanix公司推出的基于Windows操作系统的动态系统分析平台，它实现了功能的软件化，避开了复杂的硬件搭建，不用写代码也无需先进仪器，同样也能完成各种复杂的模拟、数字和数模混合的通信系统设计与仿真。具有良好的交互界面，功能强大的分析窗口，提供了可视化的仿真过程。

2.2 SystemView的仿真步骤

SystemView的仿真过程是：用户在设计窗口只需用鼠标点击图符库中的相应图符并连接就可以构建仿真模型，然后对仿真模型中各图符的参数进行设置，并设置合理的系统运行时间，最后在分析窗口就可以观察仿真波形和频谱，而且可以通过分析窗口中的接收计算器可对仿真波形和频谱进行进一步比较、分析和运算。

3 SystemView仿真软件辅助“通信原理”课堂教学

本文以MASK系统的SystemView仿真为例，详细阐述了SystemView仿真在通信原理课堂教学中重要作用。

3.1 有效提高课堂教学效率

通信原理课程涉及大量原理方框图和波形图，教学过程中采用课件进行讲述时，图形是静止的，采用黑板板书时，又需要耗费大量的时间，而SystemView仿真软件中都有现成的图符，只需用鼠标进行点击、拖动和连线即可得到原理图，对系统和各图符设置好参数后，用波形观察窗口就可以观看系统各部分的波形图和频谱图，并能对各图形进行分析和计算。

例如，图1给出了MASK调制和相干解调在SystemView平台上的仿真模型图，仿真过程中，设置图符0为4电平数字基带信号，频率为10Hz，载波频率为50Hz，采用相干解调，仿真得到的波形如图2所示，从上到下依次为调制信号、4ASK信号和解调信号。由图2的仿真结果可知，解调出来的信号与调制信号一致，只是在波形上有一定的延时。其次，改变图1中图符0的进制数M的取值，就可以得到其他进制的MASK调制解调系统，还可以改变其他参数（如载波频率），在信道中加入高斯噪声等，就可以得到不同条件下MASK信号波形及频谱。

3.2 弥补数学分析上的不足

通信原理教材中，只对二进制基带信号的功率谱进行了数学公司的推导，并未对多进制的基带信号的功率谱和数字已调信号的功率谱进行数学推导，因为其数学推导相当繁琐超出了本科生的学识范围，所以在通信原理教材中除个别作了不太严格的解释外，其他的都直接给出公式[4]。而通过SystemView仿真就能直接观看其频谱，例如图3、图4分别为图1中4电平数字基带信号和4ASK已调信号的频谱，由图3可知，数字基带信号的频谱集中在零频附近，由图4可知4ASK已调信号的频谱其中心频率为50Hz，与载波频率一致，与图3对比可知，带宽是数字基带信号带宽的两倍，仿真结果与理论相吻合。综上所述，通过SystemView仿真，一方面可以弥补数学分析上的不足，另一方面可以使抽象的内容形象具体。

3.3 激发学生的学习兴趣

将SystemView仿真引入课堂教学中，能使教学方式多样化，吸引学生的注意力，便于学生边学边做，使“教”与“学”互动，其次在学生的课外时间里，学生遇到其他问题时，可以通过SystemView仿真进行解决问题，或是有自己的新看法和方案时，可以验证自己的方案。因此，将SystemView仿真引入课堂教学中，能激发学生的学习兴趣，帮助学生理解知识的同时，使学生在兴趣的驱使下积极思考，提高分析问题和解决问题的能力。

4 结束语

课堂教学表明，将SystemView仿真引入课堂教学中，不仅使复杂的理论变得易于理解，使抽象的概念变得形象、生动，使学生更直观地掌握。而且活跃了课堂学习氛围，激发了学生的学习兴趣，提高了教学质量，更重要的是提高了学生分析问题和解决问题的能力，有利于今后的学习和工作。

参考文献

[1] 周敏. 通信原理过程化教学的探究[J]. 阴山学刊，2016，30（2）： 115-116.

[2] 谢莉. 基于 SystemView 的 DSB-SC 通信系统的仿真与分析[J]. 信息通信，2015（10）： 5-6.

[3] 冯育涛. 通信系统仿真[M]. 北京：国防工业出版社，2014. 99-106.

[4] 樊昌信.通信原理第六版[M]. 北京，国防工业出版社，2007. 68-72.