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《通信原理实验》SystemView在通信仿真系统中的应用-30-30第2部分SystemView在通信仿真系统中的应用美国ELANIX公司于1995年开始推出SystemView软件工具，最早的1.8版为16bit教学版，自1.9版开始升为32bit专业版，目前已推出了3.0版。SystemView是在Windows95/98环境下运行的用于系统仿真分析的软件工具，它为用户提供了一个完整的动态系统设计、仿真与分析的可视化软件环境，能进行模拟、数字、数模混合系统、线性和非线性系统的分析设计，可对线性系统进行拉氏变换和Z变换分析。2.1SystemView的基本特点SystemView基本属于一个系统级工具平台，可进行包括数字信号处理（DSP）系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真分析，并配置了大量图符块（Token）库，用户很容易构造出所需要的仿真系统，只要调出有关图符块并设置好参数，完成图符块间的连线后运行仿真操作，最终以时域波形、眼图、功率谱、星座图和各类曲线形式给出系统的仿真分析结果。SystemView的库资源十分丰富，主要包括：含若干图符库的主库（MainLibrary）、通信库（CommunicationsLibrary）、信号处理库（DSPLibrary）、逻辑库（LogicLibrary）、射频/模拟库（RFAnalogLibrary）和用户代码库（UserCodeLibrary）。《通信原理实验》SystemView在通信仿真系统中的应用-31-312.2SystemView系统视窗2.2.1主菜单功能进入SystemView后，屏幕上首先出现该工具的系统视窗，如图2-2-1所示。系统视窗最上边一行为主菜单栏，包括：文件（File）、编辑（Edit）、参数优选（Preferences）、视窗观察（View）、便笺（NotePads）、连接（Connetions）、编译器（Compiler）、系统（System）、图符块（Tokens）、工具（Tools）和帮助（Help）共11项功能菜单。与最初的SystemView1.8相比，SystemView3.0的操作界面和对话框布局有所改变。执行菜单命令操作较简单，例如，用户需要清除系统时，可单击“File”菜单，出现一个下拉菜单，单击其中的“Newsystem”工具条即可。为说明问题简单起见，将上述操作命令记作：FileNewsystem，图2-2-1系统视窗《通信原理实验》SystemView在通信仿真系统中的应用-32-322.2.2快捷功能按钮在主菜单栏下，SystemView为用户提供了16个常用快捷功能按钮，按钮功能如下：2.2.3图符库选择按钮系统视窗左侧竖排为图符库选择区。图符块（Token）是构造系统的基本单元模块，相当于系统组成框图中的一个子框图，用户在屏幕上所能看到的仅仅是代表某一数学模型的图形标志（图符块），图符块的传递特性由该图符块所具有的仿真数学模型决定。创建一个仿真系统的基本操作是，按照需要调出相应的图符块，将图符块之间用带有传输方向的连线连接起来。这样一来，用户进行的系统输入完全是图形操作，不涉及语言编程问题，使用十分方便。进入系统后，在图符库选择区排列着8个图符选择按钮，即：在上述8个按钮中，除双击“加法器”和“乘法器”图符按钮可直接使用外，双击其它按钮后会出现相应的对话框，应进一步设置图符块的操作参数。单击图符库选择区最上边的主库开关按钮main，《通信原理实验》SystemView在通信仿真系统中的应用-33-33将出现选择库开关按钮Option下的用户库（User）、通信库（Comm）、DSP库（DSP）、逻辑库（Logic）、射频模拟库（RF/Analog）和数学库（Matlab）选择按钮，可分别双击选择调用。2.3系统窗下的库选择操作2.3.1选择设置信源（Source）创建系统的首要工作就是按照系统设计方案从图符库中调用图符块，作为仿真系统的基本单元模块。可用鼠标左键双击图符库选择区内的选择按钮。现以创建一个PN码信源为例，该图符块的参数为2电平双极性、1V幅度、100Hz码时钟频率，操作步骤如下：（1）双击“信源库”按钮，并再次双击移出的“信源库图符块”，出现源库（SourceLibrary）选择设置对话框，如图2-3-1所示。与SystemView1.8相比，SystemView3.0的库对话框布局有所变化，它将信源库内各个图符块进行分类，通过“Sinusoid/Periodic（正弦/周期）”、“Noise/PN（噪声/PN码）”和“Aperiodic/Ext（非周期/扩展）”3个开关按钮进行分类选择和调用，而不像SystemView1.8那样所有库内图符全部显示在一个窗口内，其它库选择对话框与之类似；图2-3-1源库选择设置对话框《通信原理实验》SystemView在通信仿真系统中的应用-34-34（2）单击开关按钮下边框内的“PNSeq”图符块表示选中，再次单击对话框中的参数按钮Parameters，在出现的参数设置对话框中分别设置：幅度Amplitude＝1、直流偏置Offset＝0、电平数Level＝2；（3）分别单击参数设置和源库对话框的按钮OK，从而完成该图符块的设置。2.3.2选择设置信宿库（Sink）当需要对系统中各测试点或某一图符块输出进行观察时，通常应放置一个信宿（Sink）图符块，一般将其设置为“Analysis”属性。Analysis块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符块之一。Analysis块的创建操作如下：（1）双击系统窗左边图符库选择按钮区内的“信宿”图符按钮，并再次双击移出的“信宿”块，出现信宿定义（SinkDefinition）对话框，如图2-3-2所示；（2）单击“Analysis”图符块选中；（3）最后，单击信宿定义对话框内的OK按钮完成信宿选择。图2-3-2信宿定义对话框《通信原理实验》SystemView在通信仿真系统中的应用-35-352.3.3选择设置操作库（OperatorLibrary）双击图符库选择区内的“操作库”图符块按钮，并再次双击移出的“操作库”图符块，出现操作库（OperatorLibrary）选择对话框，操作库中的各类图符块可通过6个分类选择开关选用，如图2-3-3所示，库内常用图符块主要包括：延迟Delay块、保持Hold块、采样Sampler块、放大Gain块、线性系统LinearSys块、采样延迟SmplDly块、比较Compare块和给类门（Xor、And、Nand、Or、Not）块等。设置参数方法同上。2.3.4选择设置函数库（FunctionLibrary）双击图符库选择区内的“函数库”图符块按钮，并再次双击移出的“函数库”图符块，出现函数库（FunctionLibrary）选择设置对话框，如图2-3-4所示，设置图符块参数的方法与前边类似。图2-3-3操作库选择对话框《通信原理实验》SystemView在通信仿真系统中的应用-36-36对于上述各库的对话框，如果希望知道库内某图符块的功能，可用鼠标指在某个图符块上，立刻出现一个小文本框，框内以英文提示用户该图符块的功能参数和性质。2.3.5选择设置通信库（CommunicationLibrary）在系统窗下，单击图符库选择区内上端的开关按钮Main，图符库选择区内图符内容将改变，双击其中的图符按钮“Comm”，再次双击移出的“Comm”图符块，出现通信库（CommunicationLibrary）选择设置对话框,如图2-3-5所示。通信库中包括通信系统中经常会涉及的BCH、RS、Golay、Vitebi纠错码编码/译码器、不同种类的信道模型、调制解调器、分频器、锁相环、Costas环、误比特率BER分析等可调用功能图符块。图2-3-4函数库选择设置对话框《通信原理实验》SystemView在通信仿真系统中的应用-37-372.3.6选择设置逻辑库（LogicLibrary）在系统窗下，双击图符库选择区内的“Logic”图符按钮，再次双击移出的“Logic”图符块，出现逻辑库（LogicLibrary）选择设置对话框,如图2-3-6所示。通过6个选择开关按钮可分门别类地选择库内各种逻辑门、触发器和其它逻辑部件。除已经介绍的图符库外，SystemView还提供了其它种类的丰富库资源，但作为一般通信系统的仿真分析，基本可不涉及其它类型库的调用，由于篇幅的限制，恕不做进一步的详细介绍，对此有兴趣的读者可参阅有关资料。图2-3-5通信库选择设置对话框图2-3-6逻辑库选择设置对话框《通信原理实验》SystemView在通信仿真系统中的应用-38-382.4系统定时（SystemTime）在SystemView系统窗中完成系统创建输入操作（包括调出图符块、设置参数、连线等）后，首先应对输入系统的仿真运行参数进行设置，因为计算机只能采用数值计算方式，起始点和终止点究竟为何值？究竟需要计算多少个离散样值？这些信息必须告知计算机。假如被分析的信号是时间的函数，则从起始时间到终止时间的样值数目就与系统的采样率或者采样时间间隔有关。实际上，各类系统或电路仿真工具几乎都有这一关键的操作步骤，SystemView也不例外。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。有时，在创建仿真系统前就需要设置系统定时参数。当在系统窗下完成设计输入操作后，首先单击“系统定时”快捷功能按钮，此时将出现系统定时设置（SystemTimeSpecification）对话框，如图2-4-1所示。用户需要设置几个参数框内的参数，包括以下几条：图2-4-1系统定时设置对话框《通信原理实验》SystemView在通信仿真系统中的应用-39-392.4.1起始时间（StartTime）和终止时间（StopTime）SystemView基本上对仿真运行时间没有限制，只是要求起始时间小于终止时间。一般起始时间设为0，单位是秒（s）。终止时间设置应考虑到便于观察波形。2.4.2采样间隔（TimeSpacing）和采样数目（No.ofSamples）采样间隔和采样数目是相关的参数，它们之间的关系为：采样数目＝（终止时间－起始时间）×（采样率）＋1SystemView将根据这个关系式自动调整各参数的取值，当起始时间和终止时间给定后，一般采样数目和采样率这两个参数只需设置一个，改变采样数目和采样率中的任意一个参数，另一个将由系统自动调整，采样数目只能是自然数。2.4.3频率分辨率（Freq.Res.）当利用SystemView进行FFT分析时，需根据时间序列得到频率分辨率，系统将根据下列关系式计算频率分辨率：频率分辨率＝采样率／采样数目2.4.4更新数值（UpdateValues）当用户改变设置参数后，需单击一次“TimeValues”栏内的Update按钮，系统将自动更新设置参数，然后单击OK按钮。2.4.5自动标尺（AutoScale）系统进行FFT运算时，若用户给出的数据点数不是2的整次幂，单击此按钮后系统将自动进行速度优化。《通信原理实验》SystemView在通信仿真系统中的应用-40-402.4.6系统循环次数（No.ofSystemLoops）在栏内输入循环次数，对于“Resetsystemonloop”项前的复选框，若不选中，每次运行的参数都将被保存，若选中，每次运行时的参数不被保存，经多次循环运算即可得到统计平均结果。应当注意的是，无论是设置或修改参数，结束操作前必须单击一次OK按钮，确认后关闭系统定时对话框。2.5分析窗介绍设置好系统定时参数后，单击“系统运行”快捷功能按钮，计算机开始运算各个数学模型间的函数关系，生成曲线待显示调用。此后，单击“分析窗口”快捷功能按钮，进入分析视窗（SystemViewAnalysis）进行操作。分析视窗如图2-5-1所示。图2-5-1分析窗口界面《通信原理实验》SystemView在通信仿真系统中的应用