謝莉　余勝

摘要：“通信原理”是電子信息類專業(yè)核心課程，由于通信原理課程理論性較強(qiáng)、抽象概念較多，單純的理論教學(xué)很難提升學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。為提高課堂教學(xué)質(zhì)量，將SystemView仿真技術(shù)引入課堂教學(xué)，使復(fù)雜的理論變得易于理解，抽象的概念變得形象、生動(dòng)。論文以MASK系統(tǒng)為例，詳細(xì)分析了SystemView仿真在通信原理課程教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：通信原理；課堂教學(xué)；SystemView仿真； 調(diào)制；解調(diào)

中圖分類號：TN929-11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：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

通信原理是電子信息類的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是研究生入學(xué)考試的課程之一，該課程不僅理論性強(qiáng)、數(shù)學(xué)分析復(fù)雜、涉及較多難以理解的抽象概念，而且教學(xué)內(nèi)容較多，除了講授課程的核心內(nèi)容外，還要復(fù)習(xí)課程必備的數(shù)學(xué)和專業(yè)基礎(chǔ)知識，同時(shí)還要介紹通信領(lǐng)域新理論新技術(shù)[1]。將SystemView仿真技術(shù)引入課堂教學(xué)，不僅能簡化數(shù)學(xué)推導(dǎo)，彌補(bǔ)數(shù)學(xué)推導(dǎo)上的不足，還能使抽象的概念變得形象生動(dòng)，并加深對通信系統(tǒng)的理解，提高課堂教學(xué)效率。

2 SystemView簡介

2.1 SystemView的特點(diǎn)

SystemView是美國Elanix公司推出的基于Windows操作系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析平臺，它實(shí)現(xiàn)了功能的軟件化，避開了復(fù)雜的硬件搭建，不用寫代碼也無需先進(jìn)儀器，同樣也能完成各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字和數(shù)?；旌系耐ㄐ畔到y(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真。具有良好的交互界面，功能強(qiáng)大的分析窗口，提供了可視化的仿真過程。

2.2 SystemView的仿真步驟

SystemView的仿真過程是：用戶在設(shè)計(jì)窗口只需用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖符庫中的相應(yīng)圖符并連接就可以構(gòu)建仿真模型，然后對仿真模型中各圖符的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，并設(shè)置合理的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，最后在分析窗口就可以觀察仿真波形和頻譜，而且可以通過分析窗口中的接收計(jì)算器可對仿真波形和頻譜進(jìn)行進(jìn)一步比較、分析和運(yùn)算。

3 SystemView仿真軟件輔助“通信原理”課堂教學(xué)

本文以MASK系統(tǒng)的SystemView仿真為例，詳細(xì)闡述了SystemView仿真在通信原理課堂教學(xué)中重要作用。

3.1 有效提高課堂教學(xué)效率

通信原理課程涉及大量原理方框圖和波形圖，教學(xué)過程中采用課件進(jìn)行講述時(shí)，圖形是靜止的，采用黑板板書時(shí)，又需要耗費(fèi)大量的時(shí)間，而SystemView仿真軟件中都有現(xiàn)成的圖符，只需用鼠標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)擊、拖動(dòng)和連線即可得到原理圖，對系統(tǒng)和各圖符設(shè)置好參數(shù)后，用波形觀察窗口就可以觀看系統(tǒng)各部分的波形圖和頻譜圖，并能對各圖形進(jìn)行分析和計(jì)算。

例如，圖1給出了MASK調(diào)制和相干解調(diào)在SystemView平臺上的仿真模型圖，仿真過程中，設(shè)置圖符0為4電平數(shù)字基帶信號，頻率為10Hz，載波頻率為50Hz，采用相干解調(diào)，仿真得到的波形如圖2所示，從上到下依次為調(diào)制信號、4ASK信號和解調(diào)信號。由圖2的仿真結(jié)果可知，解調(diào)出來的信號與調(diào)制信號一致，只是在波形上有一定的延時(shí)。其次，改變圖1中圖符0的進(jìn)制數(shù)M的取值，就可以得到其他進(jìn)制的MASK調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，還可以改變其他參數(shù)（如載波頻率），在信道中加入高斯噪聲等，就可以得到不同條件下MASK信號波形及頻譜。

3.2 彌補(bǔ)數(shù)學(xué)分析上的不足

通信原理教材中，只對二進(jìn)制基帶信號的功率譜進(jìn)行了數(shù)學(xué)公司的推導(dǎo)，并未對多進(jìn)制的基帶信號的功率譜和數(shù)字已調(diào)信號的功率譜進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)，因?yàn)槠鋽?shù)學(xué)推導(dǎo)相當(dāng)繁瑣超出了本科生的學(xué)識范圍，所以在通信原理教材中除個(gè)別作了不太嚴(yán)格的解釋外，其他的都直接給出公式[4]。而通過SystemView仿真就能直接觀看其頻譜，例如圖3、圖4分別為圖1中4電平數(shù)字基帶信號和4ASK已調(diào)信號的頻譜，由圖3可知，數(shù)字基帶信號的頻譜集中在零頻附近，由圖4可知4ASK已調(diào)信號的頻譜其中心頻率為50Hz，與載波頻率一致，與圖3對比可知，帶寬是數(shù)字基帶信號帶寬的兩倍，仿真結(jié)果與理論相吻合。綜上所述，通過SystemView仿真，一方面可以彌補(bǔ)數(shù)學(xué)分析上的不足，另一方面可以使抽象的內(nèi)容形象具體。

3.3 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

將SystemView仿真引入課堂教學(xué)中，能使教學(xué)方式多樣化，吸引學(xué)生的注意力，便于學(xué)生邊學(xué)邊做，使“教”與“學(xué)”互動(dòng)，其次在學(xué)生的課外時(shí)間里，學(xué)生遇到其他問題時(shí)，可以通過SystemView仿真進(jìn)行解決問題，或是有自己的新看法和方案時(shí)，可以驗(yàn)證自己的方案。因此，將SystemView仿真引入課堂教學(xué)中，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生理解知識的同時(shí)，使學(xué)生在興趣的驅(qū)使下積極思考，提高分析問題和解決問題的能力。

4 結(jié)束語

課堂教學(xué)表明，將SystemView仿真引入課堂教學(xué)中，不僅使復(fù)雜的理論變得易于理解，使抽象的概念變得形象、生動(dòng)，使學(xué)生更直觀地掌握。而且活躍了課堂學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量，更重要的是提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，有利于今后的學(xué)習(xí)和工作。

參考文獻(xiàn)

[1] 周敏. 通信原理過程化教學(xué)的探究[J]. 陰山學(xué)刊，2016，30（2）： 115-116.

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[3] 馮育濤. 通信系統(tǒng)仿真[M]. 北京：國防工業(yè)出版社，2014. 99-106.

[4] 樊昌信.通信原理第六版[M]. 北京，國防工業(yè)出版社，2007. 68-72.