电子信息科许与技术毕业论文FSK调制解调器的systemview仿真设计.doc

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1、课程设计报告题 目：FSK调制解调器的 system view仿真设计 学生姓名： 王啸 学生学号： 1008050235 系 别： 电气信息工程系 专 业： 电子信息科许与技术 届 别： 14届 指导教师： 韩芳 电气信息工程学院制2013年3月摘 要现代通信系统要求通信距离远，通信容量大、传输质量好。作为其关键技术之一的调制解调技术一直是人们研究的一个重要方向。从最早的模拟调幅调频技术的日趋完善，到现在数字调制技术的广泛应用。使得信息的传输更为有效和可靠。二进制数字振幅键控是一种古老的调制方式，也是各种数字调制的基础。本毕业设计主要是利用System View仿真软件平台，设计一个FSK调

2、制解调器系统，用示波器观察调制前后的信号波形，并将其记录下来，分析该系统的性能。通过System View的仿真功能模拟实际中的FSK调制解调。本课题研究的是基于System View的FSK调制解调器设计。文中将调制解调器分成调制与解调两个部分进行设计，对调制、解调的两种方法进行简单的介绍，进而对比，选择出合适的方法完成设计。 关键词：System View；调制；解调；FSK；目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.1通信系统模型11.2数字通信系统21.3 模拟通信系统31.4通行系统发展现状和趋势41.5 数字通信发展的主要技术61.6数字信号的频道传输8第二章 SYSTE

3、M VIEW的应用102.1 SYSTEM VIEW的简介102.2 SYSTEM VIEW的操作112.2.1 SYSTEM VIEW的用户环境112.2.2 SYSTEM VIEW的操作步骤122.2.3 SYSTEM VIEW的应用领域122.3 SYSTEM VIEW的特点132.4 SYSTEM VIEW的功能152.5 SYSTEM VIEW的基本使用162.6 SYSTEM VIEW的系统定时窗口17第三章 FSK调制解调的基本原理193.1 FSK的定义193.2 FSK的调制193.3 FSK的解调203.4 FSK功率谱密度213.5 FSK的抗噪声性能22第四章 基于SY

4、STEM VIEW的调制解调系统设计244.1 FSK的信号调制244.2 FSK的调制解调254.3 FSK调制解调的功能模版分析26第五章 测试过程及结果31小 结37参考文献38致 谢40第一章 绪论如今社会通信技术的发展速度可谓日新月异，计算机的出现在现代通信技术的各种媒体中占有独特的地位，计算机在当今社会的众多领域里不仅为各种信息处理设备被使用，而且它与通信向结合，使电信业务更加丰富。随着人类经济和文化的发展，人们对通信技术性能的需求也越来越迫切，从而又打打推动了通信科学的发展。在通信理论上，先后形成了“过滤和预测理论”、“香浓信息论”、“纠错编码理论”、“信源统计特性理论”、“调制

5、理论”等。通信作为社会的基本设施和必要条件，引起的世界各国的广泛关注，通信的目的就是从一方向另一方传送信息，给对方以信息，但是消息的传送一般都不是直接的，它必须借助于一定形式的信号才能便于远距离快速传输和进行各种处理。 1.1通信系统模型实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和称为通信系统。图1-1描述了一个点与点之间的通信系统模型。通信的过程就是把发送端信息传送或交换到接收端的过程。图1-1 通信系统的一般模型图中信息源产生信息流，其作用是把各种信息转换成原始电信号，称为消息信号或基带信号。电话机、电视机、摄像机等各种模拟终端设备和电传机、计算机等各种数字终端设备就是信源。前者是模拟信

6、源，输出模拟信号；后者是数字信源，输出离散的数字信号。发送设备的基本功能是将信源和信道匹配起来，即将信源产生的信息信号变换成适合在信道中传输的信号。变换方式是多种多样的，在需要频谱搬移的场合，调制是常见的变换方式。对数字通信来说，发送设备常常又可分为信源编码与信道编码。信道是指传输信号的物理媒质。在无线信道中，信道可以是大气，在有线信道中，信道可以是明线、电缆或光纤。有线与无线均有多种物理媒质。媒质的固有特性及引入的干扰与噪声直接关系到通信的质量。根据研究对象的不同，需要对实际的物理媒质建立不同的数字模型，以及反映传输媒质对信号的影响，噪声是通信设备中各种设备以及信道中所固有的，通常是人们所不

7、希望的。噪声的来源是多样的，它可以分为内部噪声和外部噪声，而且外部噪声往往是从信道引入。因此，为了分析方便，便把噪声源视为各处噪声的集中表现而抽象加入到信道。接收设备的基本功能是完成发送设备的反变换，即进行解调、译码、解码等。它的任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始基带信号来，对于多路复用信号，还包括解除多路复用，实现正确分路、受信者是传输信息的接收终端，其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。1.2数字通信系统数字通信系统是传输数字信号的通信系统。数字通信涉及信源编码/译码、信道编码/译码、数字调制/解调、数字复接、同步以及加密等技术问题。数字通信系统模型如图1-2所示。图1-

8、2 数字通信系统模型（1）信源编码与译码信源编、译码可以提高通信的有效性。通过信源编码减少码元数目和降低码元速率，即通常所说的数据压缩。码元速率将直接影响传输所占的带宽，而传输带宽又直接反映了通信的有效性。当信息源给出的是模拟语言信号时，信源编码器将其转换成数字信号，以实现模拟信号的数字化传输。（2）信道编码与译码信源编、译码可以提高通信的可靠性。数字信号在信道传输时，由于噪声、衰弱以及人为干扰等，将会引起差错。为了减少差错，信道编码器对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分，组成所谓“抗干扰编码”。接收端的信道译码器按一定规则进行解码。从解码过程中发现错误或纠正错误，从而提高通信系统抗干扰能

9、力，实现可靠通信。（3）数字调制与解调数字调制就是把数字基带信号的频谱向高频搬移，形成适合在信道中传输的频道信号的过程。基本的数字调制方式有振幅键控ASK、频移键控FSK、绝对相移键控PSK、相对（差分）相移键控DPSK。对这些信号可以采用相干解调或非相干解调还原为数字基带信号。但在一些有限信道中，传输距离不太远且通信容量不太大时，数字基带信号无需调制，可以直接传送，称为数字信号的基带传输，其模型中就不包括数字调制与解调环节，如计算机局域网络中的数据通信。（4）同步与数字复接同步是使收、发两端的信号在时间撒花姑娘保持步调一致，同步是保证数字通信系统有序、准确可靠工作的不可缺少的前提条件。按照同

10、步的功用不同，可分为载波同步、为同步、群同步和网同步。数字复接就是一句时分复用基本原理把若干个低速数字信号合并成一个高速的数字信号，以扩大传输容量和提高传输效率。需要指出的是，模拟通信与数字通信的区别仅在于信道中传输的信号种类。模拟信号经过数字编码可以在数字通信系统中传输，如数字电话系统就是以数字方式传输模拟语言信号的。数字信号经过模拟调制也可以子啊模拟通信系统中传输，计算机数据基带信号经过调制解调器（Modem）进行正弦调制，就可以通过模拟电话线路传输。1.3 模拟通信系统模拟通信系统是传输模拟信号的通信系统。我们知道，信源发出的原始电信号是基带信号的含义是指，信号的频谱从零频附近开始，如语

11、言信号为300-3400Hz，图像信号为0-6MHz。由于这种信号具有频率很低的频谱分量，一般不宜直接接触，这就需要把基带信号变换成其频带适合在信道中传输的信号，并可在接收端进行反变换。完成这种变换和反变换作用的通常是调制器和解调器。经过调制以后的信号称为已调信号。已调信号有三个基本特征：一是携带有信息，二是适合在信道中传输，三是信号的频谱具有带通形式且中心频率远离零频，因而已调信号又称为频带信号。需要指出，消息从发送端到接收端过程中，不仅仅只有连续消息与基带信号和基带信号与频带信号之间的两种交换，实际通信系统中可能还有滤波、放大、天线辐射、控制等过程。由于调制与解调两种变换对信号的变化起绝对

12、性作用，而其它过程对信号不会发生质的变化，只是对信号进行了放大或改善了信号特征，因而被认为是理想的而不予讨论。模拟通信系统模型如图1-3所示。通过比较可知，图1-2中的发送设备和接收设备就是图1-3中的调制器和接收器。图1-3 模拟通信系统模型1.4通行系统发展现状和趋势（1）光纤通信系统光纤通信系统具有容量大、成本低的优点。光纤通信是以光导纤维（简称光纤）作为传输媒质，以光波为运载工具（载波）的通信方式。与同轴电缆相比，光纤频带宽、传输损耗小、抗电磁干扰能力强，光纤通信发展迅速，已成为各种通信干线的主要船速手段。目前，单波长光通系统速率已达10Gbit/s，采用密集波分复用（DWDM）技术来

13、扩容是当前实现超大容量光纤传输的重要技术。近年来，DWDM技术取得了较大的进展，美国AT&T实验室等机构已成功完成了Tbit/s的传速试验。光传送网是通信网未来的发展方向，它可以处理高速率的光信号，摆脱电子瓶颈，实现灵活、动态的光层联网，透明地支持各种格式的信号以及实现快速网络恢复。因此，世界上许多国家纷纷进行研究、试验、验证由波分复用、光交叉连接设备及色散位移光纤组成的高容量通信网今后的可行性。（2）卫星通信系统卫星通信的特点是：通信距离远、覆盖地域广，不受地理条件限制，传输容量大，建设周期短，可靠性高。卫星通信系统是将通信卫星作为空中中继站，能够将地球上某一地面站发射来的无线电信号转发到另

14、一个地面站，从而实现两个或多个地域之间的通信。根据通信卫星与地面之间位置关系，可以分为静止通信卫星（或同步通信卫星）和移动通信卫星。静止通信卫星是轨道在赤道平面上的卫星,它离地面高度35780km采用三个相差120的静止通信卫星就可以覆盖地球的绝大部分地域（两级盲区除外）。卫星通信系统又通信卫星、地球站、上行线路及下行线路组成。上行线路和下行线路是地球站至通信卫星级通信卫星至地球站的无线电传播途径，通信设备集中于地球站和通信卫星中。（3）数字移动通信移动通信是现代通信中发展最为迅速的一种通信手段。数字移动通信系统是将通信范围分为若干个相距一定距离的小区，移动用户还可以从一个城市漫游到另一个城市

15、，甚至到另一个国家与原注册地的用户终端通话。数字蜂窝移动通信系统主要由三部分组成：控制交换中心、若干基地台、诸多移动端。通过控制交换中心进入公用有线电话网，从而实现移动电话与固定电话、移动电话与移动电话之间的通信。目前广泛应用的是第二代移动通信系统，采用窄带时分多址（TDMA）和窄带码分多址（CDMA）数字接入结束，以形成的国家和地区标准有欧洲的GSM系统、美国的IS-95系统、日本的PDC系统。我国主要采用欧洲的GSM系统。第二代移动通信系统实现了区域内的制式的统一，覆盖了大小城市，为人们的信息交流提供了极大的便利。随着移动通信终端的普及，移动用户数量成倍的增加，第二代移动通信的缺陷也逐渐的

16、显现，如全球漫游问题、系统容量问题、频谱资源问题、支持宽带业务问题等。为此，从20世纪90年代中期开始，各国和世界组织又开展了第三代移动通信系统的研究，它包括地面系统和卫星系统。移动终端既可以在连接到地面的网络，也可以连接到卫星的网络。第三代移动通信系统工作在2000MHz频段。国际电信联盟正式将其取名为IMT-2000。IMT-2000的目标和要求是：统一频段，统一标准，达到全球无缝隙覆盖，提供多媒体业务，传输速率最高应打到2Mbit/s，其中车载为144kbit/s、步行为384kbit/s、室内为2Mbie/s；频谱利用率高，服务质量高，保密性能好；易于由第二代系统过度和演进；终端价格低

17、。目前第三代移动通信系统有多个标准，我国提出的TD-SCDMA标准也是其中之一，这表明我国在移动通信领域以具有参与国际竞争的能力。1.5 数字通信发展的主要技术各个频段、各种用途的数字通信虽然千差万别，但归纳起来, 采用现代通信技术构成的典型的数字通信系统包括数字信号形成、调制与解调、同步系统、收发信机和信道。信号的处理和变换部分，包括信源编码与解码、加密与解密、信道编码与解码、多路分解与合成、扩频与解扩、多址技术等。1数字信号形成主要用来把源信息，如文字或模拟信息变换成适应数字系统处理和传输的数字符号。技术上包含字母编码、抽样、量化、脉冲编码调制。变换以后则形成基带或低通信号。字母编码是把文

18、字信息如英文字母用二元比特流来表示，常用的有ASCII码和E-BCDIC码，从而变成数字格式。然后再变换成多元的数字符号和相应的多元波形，以利于基带传输。对于模拟信息如语声，则先按照抽样定理抽样，抽样频率至少为信号上限频率的两倍。量化则是把模拟信号无限多可能的连续值用有限多可能的离散值来代替。这些有限的离散值通过脉冲编码调制变换成各种类型的PCM波形。选用哪一种波形决定于是否包含直流分量、定时信号的提取、差错检测和所需带宽等因素的考虑。对于噪声干扰下基带信号的传输，在接收端可用最大似然接收机、匹配滤波器或相关检测器进行信号检测。如果传输通带不能满足奈奎斯特定理的要求，则会出现信号波形的流散，产

19、生码间串扰。对数字通信经常研究的问题之一即如何消除码间串扰。一般可采用脉冲整形以减少所需带宽，也可采用横向滤波器或各种自适应均衡技术。2信源编码与解码信源编解码的目的在于把所形成的数字信号在一定比特率下增加其信噪比， 或者在一定信噪比下减少比特率。换句话说，即尽量减少信源的多余度，用最少的比特来传送信息。信源编码的基本方法有三类。一类是匹配编码，它是根据信源中各元素的出现概率不同，分别给予不同长短的代码，使代码长度与概率分布相匹配，代码的平均长度比较短，数码也就少了。例如Huffman编码则属于这一类。另一类是变换编码，它是把信源从一种信号空间变换成另一种信号空间，然后对变换后的信号进行编码。

20、3加密与解密为了保证数字信号与所传信息的安全，一般应采取加密措施。数字信号比起模拟信号来易于加密，且效果也好。这是数字通信突出的优点之一。仙农曾论证了绝对保密(perfect secrecy)的条件是一次一密，且密钥的长度不小于明文的长度。这样的加密方法在实际应用上有很大困难，特别是对多目标用户，密钥分配就难于解决。70年代以来，由于社会上的需求日增，密码学有了很大的发展。可以说, 美国国家标准局(NBS)颁布的数据加密标准（DES）和Diffie，Hellman 提出的公钥体制是其发展的两个里程碑。DEs属于块加密，它将明文先分组，然后与密钥用代换及转换的方法“充分搅拌”。由于多次搅拌，虽然

21、密钥较短，密码分析者也不易将其破译。经NBS三次审查，决定可以用到1992年。公开密钥体制的特点是加密密钥与解密密钥不同，加密密钥可以公开，解密密钥则加以隐蔽，知道了加密密钥也难于推出解密密钥，对密文不易破译。公钥体制是建立在一类难解的、求逆困难的数字问题上的。现已提出多种算法:：Hellman和Diffie提出的算法基于离散对数求逆问题, Adleman，Shamir，Adleman提出的RSA体制是利用大素数难于进行因式分解；Merkle和Hellman的算法建立在背包问题基础上。目前, 有报导对背包体制已可破译，因而有效的还是RSA体制。数据通信网的加密解密问题，如数字签名、认证、密钥的

22、管理以及分配等问题正引起人们越来越大的注意。4信道编码与解码数字信号在信道传输时，由于噪声、衰落以及人为干扰等，将会引起差错。仙农曾证明如果信源的速率低于信道容量，可采用编码和解码的方法，以任意小的差错概率在有噪声的信道上传输信息。数十年来提出了许多编解码的方法，以减小比特差错概率或者减小所需的比特能量与干扰功率谱密度之比。编解码带来的好处是以带宽的增加为代价的。采用大规模集成电路可实现运算量大、体积小、重量轻的编解码器，从而可获得8dB的性能改善。信道编码的一类基本方法是波形编码，或称为信号设计，它把原来的波形变换成新的较好的波形，以改善其检测性能。编码过程主要是使被编码信号具有更好的距离特

23、性即信号之间的差别性更大。属于这类的编码有双极性波形、正交波形、多元波形、双正交波形等。另一类基本方法是结构化序列，在信息码外引入一定代数结构的冗余码，用以检出或纠正所发生的差错。这类编码方法可获得与波形编码相似的差错概率，但所需带宽较小。在这一大类编码方法中，又可分为分组码和卷积码。线性分组码中一个子类是循环码，它可用反馈移位寄存器来实现，易于检错和纠错，是一种很有效的编解码方法。目前分组码中著名的有汉明码、格雷码、BCH码、RS码等。卷积码的主要特点是有记忆特性，所编成的码不仅是当前输入的信息码的函数，而且与以前输入的信息码有关。卷积码的译码算法有多种序列译码、门限译码、Viterbi最大

24、似然译码，以及反馈译码等。为了纠正成片突发差错，采用交织的方法将其转变为随机差错。可以分组交织或卷积交织。此外, Viterbi采用译码的卷积码为内码，以RS码为外码的级连码，可以达到仅离仙农极限4dB。5多路及多址技术在一个多用户系统中，为了充分利用通信资源和增加总的数据库的吞吐量，可以采用多路或多址技术。二者都是对多用户合理有效地分配通信资源。但前者是用户要求固定分配或慢变化地分享通信资源，后者则为远程或动态变化地共享资源，以满足每一用户的需要。基本的方法有频分、时分、码分、空分和极化波分。所有这些方式的共同点在于各用户信号间互不干扰，在接收端易于区分，它们都是利用信号间互不重叠，在频域、

25、时域、空域中的正交性或准正交性。其中频分和时分是经典的，码分则是利用在时域或频域及其二者的组合编码的准正交性。空分和极化波分，则是在不同空域中频率的重用和在同一空域中不同极化波的重用。在实际系统中，又多为这些多路和多址技术的组合，如TDM/TDMA,FDM/FDMA 等。随着卫星通信网、信包无线通信网、局域计算机通信网的应用和发展，又出现了名目繁多的随机存取多址技术，如ALOHA及其各种变形，轮询技术，以及SPADE，CSMA/CD，Token-Ring等等，它们多适用于突发信息传输的系统。这些多址技术又称为各种算法和协议，它们的性能主要表现在系统传输信息的吞吐量和时延上。除了上述5个主要技术

26、问题外，还有多路及多址技术、调节与解调技术、扩展频谱技术、同步系统、有数字通信收发信机及数字信号在多径衰落信道传输的分析等问题。1.6数字信号的频道传输基带信号可以直接传输，但是目前大多数信道不适合传输基带信号。现有通信网的主体为传输模拟信号而设计的，基待数字信号不能直接进入这样的通信网。基带信号一般都包含有频率较低，甚至是直流的分量，很难通过有限尺寸的天线得到有效辐射，因而无法利用无线信道来直接传播。对于大量有线信道，由于线路中多半串接有电容器或并接有变压器等隔直流元件，低频或直流分量就会受到很大限制。因此，为了使基带信号能利用这些信道进行传输，必须使代表信息的原始信号经过一种变换得到另一种

27、新信号，这种变换就是调制。实际中一般选正弦信号为基带信号，称为载波信号。代表所传信息的原始信号，使调制载波的信号。调制就是从载波的一个参量的变化来反映调制信号变化的过程。用载波幅度的变化来反映调制信号的称为振幅调制；用载波的频率、相位反映调制信号变化的调制分别成为频率调制和相位调制。而实现这些调制过程得设备成为调制器。从已调波形中恢复调制信号的过程称为解调，相应的设备成为解调器。一般将调制器和解调器做成一个设备，可用于双向传输，称为调制解调器。调制的另一目的是便于线路复用。在进行夺路传输时，各路数据的原始基带型号的频谱往往是相互重叠的，不能在同一线路上同时出数。经过调制后，各路信号可已搬移到频

28、带湖不重叠的频段去传输，从而避免多路传输中的相互干扰。基于这种目的，信号经调制后在传输的方式又称为频带传输。调制信号时模拟信号的称为模拟调制，模拟调制是对载波信号的参量进行连续调制，在接受端则对载波信号的调制参量连续地估值；而数字调制则是用载波的某些离散状态来表征所传输的信息，在接收端也只要对载波信号的离散调制参量进行检测。二进制数字调制所用调制信号由代表“0”“1”的数字信号脉冲序列组成。因此，数字调制信号也成为键控信号。在二进制振幅调制、频率调制和相位调制分别称为振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）。数字调制产生模拟信号，其载波参量的离散状态是与数字数据相对应的，这种

29、信号适宜于在带通型的模拟信道上传输。频率调制是利用载波的频率变化来传输信息的，其中最简单的一种方式是二进制频移键控（2FSK）调制，它是继振幅键控信号之后出现比较早的一种调制方式。由于它的抗衰减性能优于ASK，设备又不算复杂，实现也比较容易，所以一直在很多场合，例如在中低速数据传输，尤其在有衰减的无线信道中广泛应用。二进制频移键控（2FSK）用靠近在载波的两个不同频率表示两个二进制数。FSK信号有两种产生方法：载波调频法和频率选择法。载波调频法产生的是相位连续的FSK信号，相位连续FSK信号一般由一个振荡器产生，用基带信号改变振荡器的参数，使震荡频率发生变化，这时相位是连续的。频率选择法一般是

30、相位不连续的FSK信号，相位不FSK信号一般由两个不同频率的振荡器长生，由基带信号控制着两个频率信号的输出。由于这两个振荡器是相互独立的因此在转换或相反的过程中，不能保证相位的连续。本论文就是基于System View的通信系统的仿真，也就是在System View软件环境下进行二进制振幅键控（2ASK）系统的设计，具体System View软件的应用和通信系统的设计与仿真下面会具体介绍。第二章 System View的应用2.1 System View的简介System View 是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到

31、一般的系统数学模型建立等各个领域，System View 在友好而且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。System View 是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般的系统数学模型建立等各个领域，System View 在友好而且功能齐全的窗口环境下，为用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。利用System View，可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合系统，各种多速率系统，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

32、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。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；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/模拟电路（混合器、放大器、RLC电路、运放电路等）

33、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尚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。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。2.2 System View的操作2.2.1 Sys

34、tem View的用户环境进入System View 后，屏幕上首先出现设计窗口，所有系统的设计、搭建等基本操作，都是在设计窗口内完成的。在设计窗口中间的大片区域就是设计区域，也就是供用户搭建各种系统的地方。在设计窗口的最上端一行是下拉式命令菜单行，通过调用这些菜单可以执行System View的各项功能；设计窗口中菜单行的下面，紧邻在设计区域上端一行是工具栏，它包含了在系统设计、仿真中可能用到的各种操作按钮；在工具栏的最右端是提示信息，当鼠标置于某一工具按钮上时,在该处会显示对该按钮的说明和提示信息；紧邻在设计区域左端是各种器件图标库，下面介绍些常用的几个库图标，如表2-1所示。表2-1 常

35、用图标图标名称作用连接节点用于多个图符输入输出信号的汇聚、连接，在图符连接点较多时使用该节点功能可使设计窗口内的连线美观，有利于检查。信号源用于产生用户系统所需的信号源。这个库中的图符只有输出，没有输入。子系统它代表一个复杂的子系统、子函数或仿真的子过程的图符。加法器对输入信号进行加法操作。算子对输入数据进行某一算子操作，如延时、平均、滤波等。函数对输入数据进行某一指定函数操作。乘法器对输入信号进行乘法操作。接收器用于实现信号的收集、显示、分析以及输出（包括输出到文件）等功能。它只有输入，没有输出。2.2.2 System View的操作步骤（一）选择设置信号源（Source）选中该图标并按住

36、鼠标左键将其拖至设计区内，这时所选中的图标会出现在设计区域中。双击设计窗口中的图标后，弹出的对话框，通过 Periodic Noise/PN Aperiodic和Import按钮进行分类选择和调用。选中后单击对话框中的参数按钮Parameters，在出现的参数设置对话框中设置幅度、频率、相位。完成后分别单击参数设置和源库对话框的按钮OK，从而完成该图标的设置。（二）选择设置分析窗（Sink）当需要对系统中各测试点或某一图标输出进行观察时，则应放置一个分析窗（Sink）图标，一般将其设置为“Analysis”属性。Analysis图标相当于示波器或频谱仪等仪器的作用，它是最常使用的分析型图标之一

37、。具体操作和信号源设置类似。（三）系统定时（System Time）System View系统是一个离散时间系统。在每次系统运行之前，首先需要设定一个系统频率。各种仿真系统运行时，是先对信号以系统频率进行采样，然后按照系统对信号的处理计算各个采样点的值，最后在输出时，在分析窗内，按要求画出各个点的值或拟合曲线。所以，系统定时是系统运行之前一个必不可少的步骤。如果这类参数设置不合理，仿真运行后的结果往往不能令人满意，甚至根本得不到预期的结果。 当在系统设计区域完成设计输入操作后，单击“系统定时”(System Time) 按钮，此时将出现系统定时设置（System Time Specificat

38、ion）对话框，如图1.19所示。用户需要设置几个参数框内的参数，包括 起始时间（Start Time）和终止时间（Stop Time），采样率（Sample Rate）、采样间隔（Time Spacing）和采样点数（No. of Samples），频率分辨率（Freq.Res.），自动标尺（Auto Set No.Samples），系统循环次数（No. of System Loops）。需要注意的是采样率，一般为了获得较好的仿真波形，系统的采样率应设为系统信号最高频率的5至7倍。当采样率为系统信号最高频率的10倍以上时，仿真波形就几乎没有失真了。2.2.3 System View的应用领域

39、（1）信号处理、通信和控制系统。包括模拟、数字和混合模式的系统；（2）相位和频率锁相环；（3）调制、解调和通信建模；（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（包括D/S数据转换）、同相和正交系统；（6）线性和非线性系统的设计和测试。（7）线性和非线性微分方程的解（包括模糊理论）；（8）控制系统设计和测试。2.3 System View的特点System View是一个用于现代工程与科学系统设计及仿真的动态系统分析平台。从滤波器的设计、信号处理、完整通信系统的设计与仿真，直到一般系统的数字模型建立等各个领域，System View在友好且功能齐全的窗口环境下，为

40、用户提供了一个精密的嵌入式分析工具。（1）强大的仿真设计系统。利用System View，可以构造各种复杂的模拟、数字、数/模混合系统和各种多速率系统，可用于各种线性或非线性控制系统的设计与仿真。其特点是，利用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的各种指标如幅频特性（波特图）、传递函数、掇轨迹图等之间的转换。它还可以实时地仿真各种位真（Bit True）的DSP结构，并进行各种系统的时域和频域分析、谱分析、以及对各种逻辑电路、射频/模拟电路（混频器、放大器、RLC电路、运放电路等）进行理论分析和失真分析等。（2）丰富的库资源。System View的基本库

41、中包括多种信号源、接受窗、加法器、乘法器、各种函数（包括多项式、三角函数、对数函数、指数函数、逻辑函数等常用函数）运算器等。另外，它还带有各种专业库（如通信、逻辑、数字信号处理、射频/模拟等）以备选择，特别适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证。随着现代通信技术的不断发展，无线移动通信技术已日趋完善。利用System View带有的IS-95和3GPP-FDD扩展哭，可方便地完成第二代无线移动通信Q-CDMA系统以及第三代无线移动通信WCDMA系统的设计和仿真。System View还专门提供了对Turbo编码的系统仿真功能。数字电视业务是近年发展起来的一个新领域，利用System View

42、带有的DVB库可以对其信号传输方式等进行分析与仿真。（3）开放友好的用户界面利用System View，无须与复杂的语言语句打交道，不必写一句代码，即可完成对各种系统的设计与仿真。可以像搭积木一样，快速地建立和修改系统，访问与调整参数、极其方便地加入注释。System View操作简单，图标系统形象直观，方便了从思路仿真、方案论证到硬件设计的实现。同时它具有与外部文件的接口，可直接读入真实的数据，并对其进行处理。也可以将处理结果输出到外部数据文件。另外，它还提供了与编程语言Visual C+以及仿真工具Matlab的接口，用户可以很方便地调用其函数或自定义图标功能。（4）灵活的硬件设计接口。除

43、了一般的方案论证外，System View还提供了与多种硬件设计工具的接口；与Xilinx公司的软件CORE Generaator配套，可以将System View系统中的部分器件生成下载FPGA芯片所需要的数据文件；通过与TI公司的DSP设计工具CCS（Code Composer Studio）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，或在系统仿真中嵌入实际硬件电路；通过与Xpedion公司的射频/微波仿真工具的接口，可以将系统级仿真与电路级仿真结合起来，对分立元器件的射频/微波特性进行仿真。（5）智能化的辅助设计。在系统仿真时，System View能自动执行系

44、统连接检查，给出连接错误信息或尚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，这个功能对用户系统的诊断十分有效。它还可以在编译时，给出系统运行的大约时间，方便了设计人员进行调试。其带有的APG功能可以利用Visual C+环境，将系统编译成可脱离System View独立运行的可执行文件，同时可大大提高运行速度和仿真效率，在内存较大时效果尤为明显。（6）动态的分析和后处理在系统仿真方面，System View还提供了一个灵活地动态探针功能，可以对真实的示波器或频谱分析仪进行仿真。另外，还有真实而灵活的分析窗口用以检查系统波形。内部数据的图形放大、缩小、滚动等，全部可以通过鼠标操

45、作很方便地实现。其带的“接收计算器”功能强大，可以完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波等。2.4 System View的功能System View是一个信号级的系统仿真软件，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。（1）能仿真大量的应用系统。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

46、调器以及卫星通信系统（GPS，DVBS，LEOS）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）快速方便的动态系统设计与仿真。使用熟悉的Windows界面和功能键（单击、双击鼠标的左右键），System View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）。 System View图

47、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System View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）在报告中方便加入System View的结论。System View通过Notes（注解）很容易在屏幕上描述系统；生成的System View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。（4）提供基于组织结构图方式的设计。通过利用System View中的图符和MetaSystem（子系统）对象的无限制分层结构功能，System View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。（5）多速率系统和并行系统。System View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