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摘要：在《通信技术基础》的教学中，利用SystemView仿真软件强大的运算、频谱分析、滤波等功能，能直观形象的仿真信号在各个通信设备中传输的波形和频谱变化，且通过理解设备的具体功能，从而提高学习通信基本原理的效率。该文以BPSK作为系统调制解调技术，采用SystemView设计了语音通信系统基本拓扑结构和数据配置。通过观察过程中输入与输出波形之间的前后差异，分析本次设计系统的传输质量和安全性能。
关键词：SystemView仿真;BPSK调制解调技术;波形分析
中图分类号：TP393 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）32-0228-02
1概述
在《通信技术基础》的教学中，利用SystemView仿真软件强大的运算、频谱分析、滤波等功能，能直观形象的仿真信号在各个通信设备中传输的波形和频谱变化，且通过理解设备的具体功能，从而提高学习通信基本原理的效率。本文以BPSK作为系统调制解调技术为例，介绍SystemView设计了语音通信系统的基本要求和数据配置。
2BPSK基本原理
BPSK是在数字通信中将模拟信号转换为数字信号的转换方式之一，是利用载波的不同相位或相位变化来传递信息的，BPSK可分为绝对相移键控（2CPSK）和相对相移键控（2DPSK）两种类型。在二进制数字调制中，调制过程中常采用模拟调制法（图1）和键控法（图2）。
相移键控的解调方法有两种：一种是极性比较法，也就是相干解调法;另一种是相位比较法，它是一种非相干解调法。根据BPSK的调制特点，我们常采用与调制载波同频同向的正弦信号和调制信号相乘，再经过一個低通滤波器，就可以在一个周期中得到2个正向的半波信号（对应数据“0”）或2个负向的半波信号（对应数据“1”），然后用逻辑电路进行解调。图3为BPSK解调原理图。
3系统仿真及分析
本系统采用BPSK调制解调技术，在svstemView仿真软件中选择合适的图符传真设备设计整个通信系统。首先使用随机数字序列（设备0）作为数字基带信号，BPSK模拟调制用数字基带信号与正弦载波信号（设备1）相乘进行模拟调制。为了更真实的仿真实际工程通信系统的噪声，系统仿真设计中用三个高斯白噪声（设备13、14、15）叠加仿真传输信道中的噪声。系统接收端进行相干解调，设计接收端乘以一个与调制同频同相的正弦载波（设备6），然后再通过低通滤波器（设备4）将这些高频信号成分滤除，得到需要的直流分量，最后用判决器（设备5）解调出原始的基带信号，整个系统仿真设计如图4所示。
以上仿真系统设计中，各图符具体的属性、类型及详细参数设置如下表1所示。
为了观察仿真过程中输入与输出波形之间的前后差异，分析本次设计系统的传输质量和安全性能，本仿真中设计了四个示波器（设备8、9、10、11）。设备8中显示的是数字基带PN码信号波形，如图5所示。
设备9中显示的是已调信号波形，从图6可以看出BPSK相干解调中已调信号与载波信号相乘输出的波形中含有很多高频信号成分，且用高频信号的不同相位表示原数字基带信号的0和1。
设备10中显示的是相干解调信号经过低通滤波后的波形，经过低通滤波器滤除了大部分高频信号成分。如图7所示。
判决结果信号波形显示在设备11中，可以看出BPSK相干解调出的信号波形与原基带信号基本保持一致，虽然有一点延迟，但是在允许范围之内，仿真结果波形正确。如图8所示：
4结论
《通信技术基础》课程中涉及通信过程的基本原理，系统中信号的传输与变换都很抽象，故教学过程中常借助SystemView仿真软件辅助教学，本文以BPSK调制解调系统的仿真设计和分析为例，采用SystemView设计了语音通信系统基本拓扑结构和数据配置。通过不同观察点的波形和频谱，从而直观形象的说明通信系统中各个设备的功能和信号在通信系统中传输时的波形和频谱变化过程。
【通联编辑：代影】
关键词：SystemView仿真;BPSK调制解调技术;波形分析
中图分类号：TP393 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2019）32-0228-02
1概述
在《通信技术基础》的教学中，利用SystemView仿真软件强大的运算、频谱分析、滤波等功能，能直观形象的仿真信号在各个通信设备中传输的波形和频谱变化，且通过理解设备的具体功能，从而提高学习通信基本原理的效率。本文以BPSK作为系统调制解调技术为例，介绍SystemView设计了语音通信系统的基本要求和数据配置。
2BPSK基本原理
BPSK是在数字通信中将模拟信号转换为数字信号的转换方式之一，是利用载波的不同相位或相位变化来传递信息的，BPSK可分为绝对相移键控（2CPSK）和相对相移键控（2DPSK）两种类型。在二进制数字调制中，调制过程中常采用模拟调制法（图1）和键控法（图2）。
相移键控的解调方法有两种：一种是极性比较法，也就是相干解调法;另一种是相位比较法，它是一种非相干解调法。根据BPSK的调制特点，我们常采用与调制载波同频同向的正弦信号和调制信号相乘，再经过一個低通滤波器，就可以在一个周期中得到2个正向的半波信号（对应数据“0”）或2个负向的半波信号（对应数据“1”），然后用逻辑电路进行解调。图3为BPSK解调原理图。
3系统仿真及分析
本系统采用BPSK调制解调技术，在svstemView仿真软件中选择合适的图符传真设备设计整个通信系统。首先使用随机数字序列（设备0）作为数字基带信号，BPSK模拟调制用数字基带信号与正弦载波信号（设备1）相乘进行模拟调制。为了更真实的仿真实际工程通信系统的噪声，系统仿真设计中用三个高斯白噪声（设备13、14、15）叠加仿真传输信道中的噪声。系统接收端进行相干解调，设计接收端乘以一个与调制同频同相的正弦载波（设备6），然后再通过低通滤波器（设备4）将这些高频信号成分滤除，得到需要的直流分量，最后用判决器（设备5）解调出原始的基带信号，整个系统仿真设计如图4所示。
以上仿真系统设计中，各图符具体的属性、类型及详细参数设置如下表1所示。
为了观察仿真过程中输入与输出波形之间的前后差异，分析本次设计系统的传输质量和安全性能，本仿真中设计了四个示波器（设备8、9、10、11）。设备8中显示的是数字基带PN码信号波形，如图5所示。
设备9中显示的是已调信号波形，从图6可以看出BPSK相干解调中已调信号与载波信号相乘输出的波形中含有很多高频信号成分，且用高频信号的不同相位表示原数字基带信号的0和1。
设备10中显示的是相干解调信号经过低通滤波后的波形，经过低通滤波器滤除了大部分高频信号成分。如图7所示。
判决结果信号波形显示在设备11中，可以看出BPSK相干解调出的信号波形与原基带信号基本保持一致，虽然有一点延迟，但是在允许范围之内，仿真结果波形正确。如图8所示：
4结论
《通信技术基础》课程中涉及通信过程的基本原理，系统中信号的传输与变换都很抽象，故教学过程中常借助SystemView仿真软件辅助教学，本文以BPSK调制解调系统的仿真设计和分析为例，采用SystemView设计了语音通信系统基本拓扑结构和数据配置。通过不同观察点的波形和频谱，从而直观形象的说明通信系统中各个设备的功能和信号在通信系统中传输时的波形和频谱变化过程。
【通联编辑：代影】