[發明專利]一種可視化的信號仿真實驗系統及操作方法

有效

• 申請號: 202210514840.4
• 申請日: 2022-05-11
• 公開（公告）號: CN115083234B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 朱然剛;吳彥華;張昊;李小帥;馬慶力;劉輝;陳向林;陳潤宇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00
• 代理公司: 合肥匯融專利代理有限公司 34141
• 代理人: 王秀芳

本發明涉及信號仿真、數字通信技術領域，解決了電子信息類實驗課程不能很好地發揮其加深理論理解以及指導硬件設計的技術問題，尤其涉及一種可視化的信號仿真實驗系統，包括：編碼模塊用于產生擴頻通信系統信號以及進行編碼操作；調制模塊用于將所述編碼模塊產生的擴頻通信系統數字信號轉換為模擬信號；程序封裝模塊用于將通過所述編碼模塊編碼操作產生的程序編譯封裝為可執行文件。本發明達到了為普通高校學生加深對數字通信系統理論的理解和指導硬件設計提供幫助的目的，具有模塊化、可視化等特性，可對于理論知識掌握程度不同的學生采用不同的實驗形式，可以加深擴頻通信系統的理論理解和指導硬件設計。

技術領域

本發明涉及信號仿真、數字通信技術領域，尤其涉及一種可視化的信號仿真實驗系統及操作方法。

背景技術

信道編碼、交織、數字信號調制等技術是數字通信系統中的基本技術，也是當前電子信息類專業的基礎知識點，在《通信原理》、《信息論與編碼基礎》等多門電子信息類基礎專業課程中均有涉及。

當前國內大部分高校均開設有數字通信系統的實驗課程，其本意是通過實驗加深學生對于理論知識的理解，進而指導硬件設計。但通常是按照課程分開實施，通信原理實驗側重于整個通信系統的搭建，通常采用定制的封裝好的實驗系統，學生只能選擇相應的選項，參與感不強；

編碼實驗則側重于用施加干擾后的誤碼率等指標去分析某一種編碼方式的性能優劣，缺少對于編碼原理及整個數字通信系統的直觀理解。并且所有的實驗內容都是針對大部分學生設置，學生理論基礎的差異化會造成實驗課程對每個人的效果都不同。

綜上，當前高校電子信息類實驗課程不能很好地發揮其加深理論理解，指導硬件設計的作用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種可視化的信號仿真實驗系統及操作方法，解決了電子信息類實驗課程不能很好地發揮其加深理論理解以及指導硬件設計的技術問題，達到了為普通高校學生加深對數字通信系統理論的理解和指導硬件設計提供幫助的目的，具有模塊化、可視化等特性，可對于理論知識掌握程度不同的學生采用不同的實驗形式，可以加深擴頻通信系統的理論理解和指導硬件設計。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：一種可視化的信號仿真實驗系統，包括：

編碼模塊，所述編碼模塊用于產生擴頻通信系統信號以及進行編碼操作，編碼模塊通過區分顏色顯示編碼前后信號的波形，可以直觀地展示信號的變化；

調制模塊，所述調制模塊用于將所述編碼模塊產生的擴頻通信系統數字信號轉換為模擬信號；

程序封裝模塊，所述程序封裝模塊用于將通過所述編碼模塊編碼操作產生的程序編譯封裝為可執行文件；

所述編碼模塊包括信源產生單元和信道編碼單元，所述信源產生單元用于產生隨機的數字信號作為信息碼字，以進行下一步的編碼計算，所述信道編碼單元用于對所述信源產生單元產生的信息碼字進行不同的編碼計算；

所述調制模塊包括數字調制單元和脈沖發射單元，所述數字調制單元用于將數字信號轉換為模擬信號，所述脈沖發射單元用于將所述數字調制單元轉換的模擬信號轉換為按照脈沖封裝的發射波形；

所述程序封裝模塊包括程序組合單元和GUI單元，所述程序組合單元用于將通過所述編碼模塊編碼操作產生的各不相同的模塊化程序按照使用者需求進行順序上的組合，所述GUI單元用于設定人機交互界面。

進一步地，所述編碼模塊、調制模塊和程序封裝模塊均采用統一的碼元速率及輸入輸出接口。

進一步地，所述編碼模塊和調制模塊具有統一的碼元速率及采樣速率。

進一步地，所述編碼模塊和調制模塊均包括GUI子單元，所述GUI子單元用于人機交互并展示擴頻通信系統信號在編碼模塊和調制模塊中的變化。