專利名稱：一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用計算機虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，用于高校通信及相關(guān)專業(yè) 所開發(fā)的教學(xué)實驗系統(tǒng)，屬于現(xiàn)代通信技術(shù)教學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代通信技術(shù)教學(xué)領(lǐng)域?qū)ΜF(xiàn)代通信人才的培養(yǎng)多使用硬件實驗箱來研究和測試 通信系統(tǒng)的傳輸，將函數(shù)信號發(fā)生器、通信實驗箱、示波器和頻譜分析儀配套使用，近些年 來，為了解決使用硬件帶來的種種問題，現(xiàn)代通信領(lǐng)域已推出幾款通信仿真軟件，但對比來 看存在以下幾方面問題(1)沒有針對現(xiàn)代通信教學(xué)領(lǐng)域，形成完整的實驗教學(xué)體系；(2)操作界面抽象，削弱了使用者的積極性；(3)操作形式復(fù)雜，增加了使用者的操作難度；(4)操作結(jié)果不直觀清晰，導(dǎo)致使用效果不理想；針對現(xiàn)在高校通信專業(yè)實驗教學(xué)中所使用的現(xiàn)代通信仿真軟件普遍存在的問題， 本發(fā)明給出了一種利用計算機軟件虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種利用計算件虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，實現(xiàn)對通 信系統(tǒng)在計算機上進(jìn)行仿真模擬，使其能夠輔助教師進(jìn)行實驗授課，幫助學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)代通 信技術(shù)實驗操作。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，結(jié)合附圖，說明如下一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺，包括用于存儲信號處理器件的器件庫、用于操作 的實驗編輯區(qū)和可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的器件屬性區(qū)，它們之間通過工具欄中的工具選項進(jìn)行實 驗操作。所述的器件庫包括8個信號處理器件組和一個器件描述區(qū)，根據(jù)信號處理器件類 型，所述的8個信號處理器件組分別為信號輸入輸出器、信號運算變換器、模擬/數(shù)字調(diào)制 器、模擬/數(shù)字解調(diào)器、信源/信道編碼器、信源/信道譯碼器、擴(kuò)頻/解擴(kuò)器和自定義器件 分組；所述的器件描述區(qū)用于對鼠標(biāo)指針當(dāng)前位置的器件實體進(jìn)行描述。所述的自定義器件分組，用于存儲自定義封裝器件，使用者將由內(nèi)建信號處理器 件構(gòu)成的通信運行線路進(jìn)行封裝，設(shè)計成特定功能的信號處理器件，添加到自定義器件分 組。所述的信號處理器件按操作功能又分為直接前驅(qū)器件和直接后繼器件，所述的直 接前驅(qū)器件是指在界面上和該器件輸入熱點直接相連的器件，直接后繼器件是指在界面上 和該器件輸出熱點直接相連的器件。所述的器件屬性區(qū)包括基本屬性、器件屬性和仿真參數(shù)，前兩種屬性為固有屬性， 不可更改，仿真參數(shù)可以由用戶重新設(shè)置，主要是針對實驗編輯區(qū)中鼠標(biāo)指針當(dāng)前位置的器件的屬性進(jìn)行操作。所述的器件屬性區(qū)還包括保存屬性、重置屬性和默認(rèn)屬性，當(dāng)所述的實驗編輯區(qū) 中鼠標(biāo)指針當(dāng)前位置的器件的仿真參數(shù)設(shè)置完成后，可對器件屬性進(jìn)行保存屬性、重置屬 性和默認(rèn)屬性操作；此外，器件屬性區(qū)還包括器件屬性描述區(qū)，對鼠標(biāo)指針當(dāng)前位置的器件 屬性進(jìn)行描述。所述的工具欄至少包括連線、校驗、運行、封裝四項工具。一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺它還包括一個菜單欄，所述的菜單欄至少包括文 件、編輯、視圖、仿真、屬性、工具、窗口、和幫助菜單項。一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，至少包括以下步驟步驟1 將通信中常用的通信單元、系統(tǒng)虛擬成器件或模塊，并將通信鏈路虛擬成 連接線；步驟2 根據(jù)通信系統(tǒng)模型搭建虛擬仿真模型；步驟3 模擬通信系統(tǒng)中的參數(shù)調(diào)節(jié)，對虛擬仿真模型中的虛擬器件進(jìn)行參數(shù)設(shè) 置；步驟4 對虛擬仿真模型進(jìn)行校驗；步驟5 若校驗失敗，則修改虛擬仿真模型或參數(shù)，返回到步驟4 ；步驟6 若校驗成功，則執(zhí)行虛擬仿真模型中虛擬器件的運算模型；步驟7 最后顯示虛擬仿真模型的仿真結(jié)果。所述步驟1中的形成虛擬器件的方法至少包括以下步驟步驟1)熟悉通信單元或系統(tǒng)的功能，抽取出功能形成后臺算法，同時提供算法 參數(shù)接口 ；步驟2、定制通信單元或系統(tǒng)的前臺顯示腳本，并提供相應(yīng)的基本參數(shù)；步驟幻用戶提供相應(yīng)的仿真參數(shù)，形成虛擬器件。所述步驟1中的形成虛擬模塊的方法至少包括以下步驟步驟1)熟悉通信模塊的功能，根據(jù)已有的器件功能，形成模塊功能的虛擬仿真 線路；步驟2)定制通信模塊的腳本，包括模塊的輸入輸出熱點、顯示圖片、可選的模 塊原理圖參數(shù)等；步驟3)制作通信模塊的后臺原理圖；步驟4)用戶提供模塊參數(shù)，即選中模塊的原理圖，若不提供，則選擇默認(rèn)的原理 圖，形成虛擬模塊。所述步驟幻中的通信模塊的后臺原理圖是指由虛擬器件組成的特殊的虛擬仿真 模型，可以重復(fù)使用，可以進(jìn)行修改。所述步驟2中的搭建虛擬仿真模型支持同時搭建多個虛擬仿真模型，且虛擬仿真 模型包括兩類一類是由虛擬器件和連接線組成的普通虛擬仿真模型；一類是由虛擬 模塊和連接線組成的模塊虛擬仿真模型。所述步驟4中的對虛擬仿真模型進(jìn)行校驗是指對仿真線路的唯一性、仿真線路的 完整性、仿真線路中是否存在環(huán)路、仿真線路中的器件參數(shù)是否具有合法性和器件I/O接口規(guī)則限制進(jìn)行檢查。所述的仿真線路是否是唯一的校驗方法包括步驟1)將虛擬仿真模型容器中所有器件實體設(shè)置為未訪問；步驟2)遍歷虛擬仿真模型容器中的第一個器件實體；步驟幻該器件實體是否被訪問過，若被訪問過，進(jìn)行步驟9)，若沒有被訪問，進(jìn) 行步驟4)；步驟4)若器件實體沒有被訪問過，則將該器件實體設(shè)置為已訪問；步驟幻獲取該器件實體的第一個沒有被訪問的直接相鄰器件實體；步驟6)判斷獲得的器件實體是否為空；步驟7)若獲得的器件實體是空值時，則進(jìn)行步驟12)；步驟8)若獲得的器件實體不是空值時，則返回步驟3)；步驟9)若器件實體被訪問過，則判斷該器件實體是否是容器中的最后一個；步驟10)若器件實體不是容器中的最后一個，返回步驟3)；步驟11)若器件實體是容器中的最后一個，則進(jìn)行步驟12)；步驟12)判斷容器中的器件實體是否全部被訪問；步驟13):若容器中的器件實體全部都被訪問，則該虛擬仿真模型的唯一性是成 立的；步驟14)若容器中的器件實體沒有全部都被訪問，則該虛擬仿真模型的唯一性 不成立。所述的仿真線路中是否存在環(huán)路的校驗方法包括步驟1)將虛擬仿真模型容器中沒有直接前驅(qū)的器件實體存入入度為0的實體向 量 VtEntity 中；步驟2、獲取VtEntity中最后一個器件實體，并將其從vtEntity中移除，記錄訪 問過器件實體數(shù)量nCoimt加1 ；步驟幻將該器件實體的所有直接后驅(qū)器件實體的入度減1 ；步驟4)將入度減1后為0的器件實體壓入vtEntity中；步驟5)判斷vtEnt i ty是否為空；步驟6)若vtEntity不是空值，返回步驟2)；步驟7)若vtEntity是空值，則判斷nCoimt是否為虛擬仿真模型容器中器件實 體的數(shù)量；步驟8)若nCoimt的值不是虛擬仿真模型容器中器件實體的數(shù)量，則表示虛擬仿 真模型存在環(huán)路；步驟9)若nCoimt的值是虛擬仿真模型容器中器件實體的數(shù)量，則表示虛擬仿真 模型不存在環(huán)路。所述的器件實體是將器件庫中的器件拖拽到實驗區(qū)中所形成的，入度是指器件實 體的輸入路數(shù)。所述步驟6中虛擬仿真模型的運行方法至少包括步驟1)遍歷虛擬仿真模型中的所有虛擬器件，運用多線程技術(shù)將所有虛擬器件 的線程都運行起來；
步驟幻由于存在直接前驅(qū)器件的虛擬器件運算模型的執(zhí)行需要一定數(shù)量輸入 信號的到來，才能觸發(fā)其運算模型的運行，因此剛開始它們都處于阻塞狀態(tài)；步驟3)執(zhí)行仿真模型中的信號源器件，因為它們沒有直接前驅(qū)器件，不需要其 他器件輸出信號的觸發(fā)；步驟4)信號源的運算模型執(zhí)行完成后，將其輸出信號作為其直接后繼器件的輸 入信號，并觸發(fā)其直接后繼器件的運行線程，該直接后繼器件的輸入信號數(shù)量計數(shù)加1 ；步驟幻當(dāng)該直接后繼器件的輸入信號滿足一定數(shù)量后，其運行線程將被喚醒， 執(zhí)行其運算模型；步驟6)判斷當(dāng)前執(zhí)行的器件是否不存在直接后繼器件，若否則返回步驟4)，若 是則進(jìn)行步驟7)；步驟7)判斷是否所有的不存在直接后繼器件的器件運算模型都已經(jīng)執(zhí)行完畢， 若未執(zhí)行完畢，則隨機選擇另一個輸入信號數(shù)量已滿足的器件運算模型執(zhí)行，若已執(zhí)行完 畢，則仿真模型運行完畢。所述步驟7中顯示虛擬仿真模型的仿真結(jié)果采用彈出式信號輸出窗體，結(jié)果視圖 包括連續(xù)波形、離散脈沖和字符串，信號輸出器窗體可對結(jié)果視圖進(jìn)行保存、編輯、隱藏、最 小化、最大化和關(guān)閉。本方法發(fā)明的有益效果是采用多線程事件同步機制很好地實現(xiàn)虛擬器件運算模 型的I/O對接，實現(xiàn)了整個仿真線路的仿真運行，學(xué)生可方便靈活地利用豐富的信號處理 器件設(shè)計各種實驗方案，對比觀測分析各點通信系統(tǒng)傳輸結(jié)果和傳輸性能。既能輔助老師 教學(xué)又能激發(fā)學(xué)生興趣；既能鞏固學(xué)生的理論基礎(chǔ)知識，又能增強學(xué)生的動手創(chuàng)新能力。


圖1為本發(fā)明虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺構(gòu)成圖及幅度調(diào)制解調(diào)實施例
圖2為本發(fā)明計算機程序?qū)崿F(xiàn)總流程圖3為本發(fā)明虛擬器件的實現(xiàn)流程圖4為本發(fā)明虛擬模塊的實現(xiàn)流程圖5為本發(fā)明虛擬仿真模型唯一性的校驗方法流程圖6為本發(fā)明虛擬仿真模型是否存在環(huán)路的校驗方法流程圖7為本發(fā)明虛擬仿真運行流程圖8為本方法發(fā)明的虛擬模塊實驗實例圖9為圖8中生成的模塊原理圖。
具體實施例方式以下通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的描述，結(jié)合附圖，說明如下本發(fā)明提供的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺及方法，所實現(xiàn)的系統(tǒng)能夠支持通信 原理和移動通信兩大部分實驗體系的實驗操作，具體實驗內(nèi)容為信號與頻譜、數(shù)字基帶傳 輸系統(tǒng)、模擬信號的數(shù)字傳輸、模擬調(diào)制和解調(diào)、數(shù)字調(diào)制和解調(diào)、信道編碼、信道與噪聲、 同步原理、多址技術(shù)、擴(kuò)頻通信、OFDM技術(shù)、GSM時分多址技術(shù)、信源編碼與數(shù)據(jù)壓縮、GSM系 統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、CDMA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、TD-SCDMA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸。
一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺，如圖1所示平臺提供了一個含有豐富的信號處 理器件的器件庫，設(shè)計了一個操作靈活的實驗編輯區(qū)，使用者可直接將器件庫中所需的信 號處理器件一一拖拽到實驗編輯區(qū)，然后通過器件屬性區(qū)的交互式接口，對實驗編輯區(qū)的 器件屬性進(jìn)行靈活設(shè)置，再使用工具欄中的各項工具完成實驗操作，通過彈出的信號輸出 窗口獲得清晰直觀的實驗結(jié)果，并且可同時觀察多個結(jié)果視圖，對比分析通信系統(tǒng)性能。所述的器件庫根據(jù)信號處理器件類型包含8個信號處理器件組，分別為信號輸入 輸出器、信號運算變換器、模擬/數(shù)字調(diào)制器、模擬/數(shù)字解調(diào)器、信源/信道編碼器、信源 /信道譯碼器、擴(kuò)頻/解擴(kuò)器和自定義器件分組。具體器件為①信號輸入輸出器，包括正弦/余弦波、隨機信號、信號輸出器、鋸齒 波、線性調(diào)頻掃頻信號、薩函數(shù)、方波、非周期三角波、非周期方波、指數(shù)信號、階躍信號、脈 沖序列、全1信號和全0信號；②信號運算變換器，包括信道、噪聲、傅里葉變換器、加法器、 乘法器、合并器、異或器、卷積器、信號平移、尺度變換、二進(jìn)制變換、誤碼率、干擾比特、抽 樣、均勻量化、壓縮、擴(kuò)張、聲音格式轉(zhuǎn)換、指數(shù)FFT、指數(shù)采樣DFT、指數(shù)采樣、指數(shù)恢復(fù)、濾 波器、碼型變換器、碼型反變化器、反相器、選通開關(guān)、選相開關(guān)、抽樣判決器、整流器、直流 分量、包絡(luò)檢波器和希爾伯特變換器；③模擬/數(shù)字調(diào)制器，包括幅度調(diào)制、角度調(diào)制、2ASK 調(diào)制、2FSK調(diào)制、PSK調(diào)制、4ASK調(diào)制、4FSK調(diào)制、QPSK調(diào)制、OQPSK調(diào)制、MQAM調(diào)制、OFDM調(diào) 制、GMSK調(diào)制和音頻調(diào)制；④模擬/數(shù)字解調(diào)器，包括幅度解調(diào)、角度解調(diào)、2ASK解調(diào)、2FSK 解調(diào)、PSK解調(diào)、4ASK解調(diào)、4FSK解調(diào)、QPSK解調(diào)、OQPSK解調(diào)、MQAM解調(diào)、OFDM解調(diào)、GMSK 解調(diào)和音頻解調(diào)；⑤信源/信道編碼器，包括CRC編碼、PCM編碼、[7，4]循環(huán)碼編碼、卷積編 碼、交織、GSM外編碼、GSM內(nèi)編碼、Turbo碼編碼、線性分組編碼；⑥信源/信道譯碼器，包括 CRC譯碼、PCM譯碼、[7，4]循環(huán)譯碼、維特比譯碼、反交織、GSM外譯碼、GSM內(nèi)譯碼、Turbo 碼譯碼和線性分組碼譯碼；⑦擴(kuò)頻/解擴(kuò)器，包括m序列、Bark碼、直接序列擴(kuò)頻、直接序列 解擴(kuò)、跳頻擴(kuò)頻、跳頻解擴(kuò)。所述的自定義器件分組，用于存儲自定義封裝器件，使用者將由內(nèi)建信號處理器 件構(gòu)成的通信運行線路進(jìn)行封裝，設(shè)計成特定功能的信號處理器件，添加到自定義器件分組。所述的信號處理器件按操作功能又分為直接前驅(qū)器件和直接后繼器件，所述的直 接前驅(qū)器件是指在界面上和該器件輸入熱點直接相連的器件，直接后繼器件是指在界面上 和該器件輸出熱點直接相連的器件。所述的器件屬性欄包括基本屬性、器件屬性和仿真參數(shù)，前兩種屬性為固有屬性， 不可更改，仿真參數(shù)可以由用戶重新設(shè)置，主要是針對實驗編輯區(qū)中鼠標(biāo)指針當(dāng)前位置的 器件的屬性進(jìn)行操作。①基本屬性，包括實驗名稱(標(biāo)識)、視圖坐標(biāo)信息。②器件屬性，包括器件名稱、器件組別、最大輸入器件數(shù)量等信息。③仿真參數(shù)，參與仿真運算的參數(shù)。以正弦/余弦信號發(fā)生器為例，其仿真參數(shù)有 振幅、頻率、初始相位、類型、起始時間、時間間隔和終止時間。所述的所述的器件屬性欄還包括保存屬性、重置屬性和默認(rèn)屬性，當(dāng)所述的實驗 編輯區(qū)中鼠標(biāo)指針當(dāng)前位置的器件的仿真參數(shù)設(shè)置完成后，可對器件屬性進(jìn)行保存屬性、 重置屬性和默認(rèn)屬性操作；此外，器件屬性欄還包括器件屬性描述區(qū)，對鼠標(biāo)指針當(dāng)前位置
10的器件屬性進(jìn)行描述。①保存屬性保存參數(shù)列表中的信息為器件屬性，程序啟動后將為器件加載此參 數(shù)。②重置屬性重置屬性列表中的信息，重置信息與程序啟動后自動加載的信息相 同。③默認(rèn)屬性還原出廠設(shè)置屬性，程序啟動后將加載出廠設(shè)置信息。器件屬性描述區(qū)解釋說明選中屬性項，與選中項聯(lián)動顯示。所述的工具欄至少包括連線、校驗、運行、封裝四項工具。所述的工具欄還包括新建、打開、保存、另存為、復(fù)制、粘貼、刪除、查找、指針、全 選、清除工具。它還包括一個菜單欄。所述的菜單欄至少包括文件、編輯、視圖、仿真、屬性、工具、窗口、和幫助菜單項。任何提供信號輸出的器件實體均可在其輸出熱點上額外接入信號輸出器件實體。 每一個信號輸出器實體均與唯一信號輸出窗口關(guān)聯(lián)，窗口有兩種狀態(tài)顯示與隱藏。實驗編輯區(qū)可同時彈出多個信號輸出窗口，信號輸出窗口置于最上層。信號輸出 窗口具有標(biāo)題欄，標(biāo)題顯示與之關(guān)聯(lián)的信號輸出器仿真參數(shù)標(biāo)題，標(biāo)題欄按鈕功能從左至 右依次為保存波形、編輯波形、隱藏波形、最小化、最大化和關(guān)閉。在所述的虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺上進(jìn)行實驗的操作步驟為從器件庫拖拽所需信號處理器件到實驗編輯區(qū)；用連接線將直接后繼器件的輸出熱點連接到下一個直接前驅(qū)器件的輸入熱點，直 到最后連接到直接前驅(qū)器件的輸入熱點上，完成虛擬仿真線路連接；模擬通信系統(tǒng)中的參數(shù)調(diào)節(jié)，對虛擬仿真線路中的虛擬器件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；點擊工具欄的校驗按鈕，進(jìn)行虛擬仿真線路校驗；若校驗失敗，則根據(jù)提示信息對虛擬仿真線路進(jìn)行修改，若校驗成功，點擊工具欄 的運行按鈕，進(jìn)行虛擬仿真線路運行。利用信號輸出器窗體觀測信號波形。實施例1以幅度調(diào)制解調(diào)實驗為例，如圖1，虛擬通信實驗箱標(biāo)題欄顯示“虛擬通信實驗 箱-幅度調(diào)制”；從器件庫的器件組的信號輸入輸出器中，拖拽正弦/余弦波到實驗編輯區(qū)， 從模擬/數(shù)字調(diào)制器中拖拽幅度調(diào)制器到實驗編輯區(qū)，從模擬/數(shù)字解調(diào)器中拖拽幅度解 調(diào)器到實驗編輯區(qū)，從信號輸入輸出器中拖拽3個信號輸出器到實驗編輯區(qū)；使用工具欄中的連線功能，用連接線將正弦/余弦波器件的輸出熱點，連接到幅 度調(diào)制器件的輸入熱點，將幅度調(diào)制器的輸出熱點，連接到幅度解調(diào)器的輸入熱點，將正弦 /余弦波器件的輸出熱點、幅度調(diào)制器件的輸出熱點和幅度解調(diào)器件的輸出熱點分別連接 到信號輸出器的輸入熱點；使用工具欄中的校驗功能，對連接好的仿真線路進(jìn)行唯一性、完整性、環(huán)路、參數(shù) 合法性和I/O接口規(guī)則限制校驗；若校驗不成功，則根據(jù)提示信息進(jìn)行修改，若校驗成功， 對器件屬性的仿真參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，對設(shè)置好的屬性還可進(jìn)行保存屬性、重置屬性和默認(rèn)屬性操作；使用工具欄中的運行功能，運行仿真線路，這時由信號輸出器彈出信號輸出器 窗體，實驗結(jié)果波形顯示在波形顯示區(qū)，可對實驗結(jié)果波形進(jìn)行保存波形、編輯波形、隱藏 波形、最小化、最大化和關(guān)閉波形操作；保存實驗編輯區(qū)，設(shè)置實驗編輯區(qū)名稱；對于實驗編輯區(qū)視圖可通過菜單欄進(jìn)行 設(shè)置。從器件庫拖拽器件時，可參照器件描述進(jìn)行操作，在器件屬性中進(jìn)行仿真參數(shù)設(shè)置 時，可參照屬性描述進(jìn)行合理設(shè)置；狀態(tài)欄聯(lián)動顯示當(dāng)前的操作狀態(tài)。通過鼠標(biāo)同時選中幅度調(diào)制器和幅度解調(diào)器，使用工具欄中的封裝功能，封裝成 一個信號處理器件，添加到器件組的自定義器件分組中。實施例2本實例主要是介紹利用軟件通信實驗箱虛擬器件模擬硬件實驗箱來實現(xiàn)AM調(diào)制 和解調(diào)。如圖8，將[信號源]模塊的信號輸出點“模擬信號源1”連接到[PAM/AM]模塊的 信號輸入點“AM-IN”;將[信號源]模塊的信號輸出點“模擬信號源2”連接到[PAM/AM]模 塊的載波輸入點“AM-載波”；將[PAM/AM]模塊的調(diào)制信號輸出點“AM-0UT”連接到[頻譜 分析]模塊的信號輸入點“信號-IN”;在[PAM/AM]模塊的“AM-0UT”熱點出，鼠標(biāo)右鍵選擇 “連接示波器”；點擊界面右下角的生成原理圖按鈕，生成由虛擬器件組成的模塊原理圖，如 圖9，顯示在實驗區(qū)；使用工具欄中校驗、運行功能，最終觀察模擬結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺，其特征在于包括用于存儲信號處理器件的器件庫 (1)、用于操作的實驗編輯區(qū)(2)和可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的器件屬性區(qū)(3)，它們之間通過工具 欄中的工具選項進(jìn)行實驗操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種虛擬通信實驗箱操作平臺，其特征在于所述的器件庫 (1)包括8個信號處理器件組和一個器件描述區(qū)( ，根據(jù)信號處理器件類型，所述的8個 信號處理器件組分別為信號輸入輸出器、信號運算變換器、模擬/數(shù)字調(diào)制器、模擬/數(shù)字 解調(diào)器、信源/信道編碼器、信源/信道譯碼器、擴(kuò)頻/解擴(kuò)器和自定義器件分組；所述的器 件描述區(qū)(5)用于對鼠標(biāo)指針當(dāng)前位置的器件實體進(jìn)行描述。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺，其特征在于所述的自定義 器件分組，用于存儲自定義封裝器件，使用者將由內(nèi)建信號處理器件構(gòu)成的通信運行線路 進(jìn)行封裝，設(shè)計成特定功能的信號處理器件，添加到自定義器件分組。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺，其特征在于所述的信號處 理器件按操作功能又分為直接前驅(qū)器件和直接后繼器件，所述的直接前驅(qū)器件是指在界面 上和該器件輸入熱點直接相連的器件，直接后繼器件是指在界面上和該器件輸出熱點直接 相連的器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺，其特征在于所述的器件屬 性區(qū)( 包括基本屬性、器件屬性和仿真參數(shù)，前兩種屬性為固有屬性，不可更改，仿真參 數(shù)可以由用戶重新設(shè)置，主要是針對實驗編輯區(qū)中鼠標(biāo)指針當(dāng)前位置的器件的屬性進(jìn)行操 作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺，其特征在于所述的器件屬 性區(qū)( 還包括保存屬性、重置屬性和默認(rèn)屬性，當(dāng)所述的實驗編輯區(qū)中鼠標(biāo)指針當(dāng)前位 置的器件的仿真參數(shù)設(shè)置完成后，可對器件屬性進(jìn)行保存屬性、重置屬性和默認(rèn)屬性操作； 此外，器件屬性區(qū)C3)還包括器件屬性描述區(qū)(6)，對鼠標(biāo)指針當(dāng)前位置的器件屬性進(jìn)行描 述。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺，其特征在于所述的工具欄 (4)至少包括連線、校驗、運行、封裝四項工具。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺，其特征在于它還包括一個 菜單欄(7)，所述的菜單欄(7)至少包括文件、編輯、視圖、仿真、屬性、工具、窗口、和幫助菜 單項。
9.一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，其特征在于至少包括以下步驟步驟1 將通信中常用的通信單元、系統(tǒng)虛擬成器件或模塊，并將通信鏈路虛擬成連接線.一入 ，步驟2 根據(jù)通信系統(tǒng)模型搭建虛擬仿真模型；步驟3 模擬通信系統(tǒng)中的參數(shù)調(diào)節(jié)，對虛擬仿真模型中的虛擬器件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；步驟4 對虛擬仿真模型進(jìn)行校驗；步驟5 若校驗失敗，則修改虛擬仿真模型或參數(shù)，返回到步驟4 ；步驟6 若校驗成功，則執(zhí)行虛擬仿真模型中虛擬器件的運算模型；步驟7 最后顯示虛擬仿真模型的仿真結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，其特征在于所述步驟1中的形成虛擬器件的方法至少包括以下步驟步驟1)熟悉通信單元或系統(tǒng)的功能，抽取出功能形成后臺算法，同時提供算法參數(shù) 接口 ；步驟幻定制通信單元或系統(tǒng)的前臺顯示腳本，并提供相應(yīng)的基本參數(shù)； 步驟幻用戶提供相應(yīng)的仿真參數(shù)，形成虛擬器件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，其特征在于所述步驟1中 的形成虛擬模塊的方法至少包括以下步驟步驟1)熟悉通信模塊的功能，根據(jù)已有的器件功能，形成模塊功能的虛擬仿真線路； 步驟2)定制通信模塊的腳本，包括模塊的輸入輸出熱點、顯示圖片、可選的模塊原 理圖參數(shù)等；步驟3)制作通信模塊的后臺原理圖；步驟4)用戶提供模塊參數(shù)，即選中模塊的原理圖，若不提供，則選擇默認(rèn)的原理圖， 形成虛擬模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，其特征在于所述步驟3) 中的通信模塊的后臺原理圖是指由虛擬器件組成的特殊的虛擬仿真模型，可以重復(fù)使用， 可以進(jìn)行修改。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，其特征在于所述步驟2中 的搭建虛擬仿真模型支持同時搭建多個虛擬仿真模型，且虛擬仿真模型包括兩類一類是 由虛擬器件和連接線組成的普通虛擬仿真模型；一類是由虛擬模塊和連接線組成的模塊虛 擬仿真模型。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，其特征在于所述步驟4中 的對虛擬仿真模型進(jìn)行校驗是指對仿真線路的唯一性、仿真線路的完整性、仿真線路中是 否存在環(huán)路、仿真線路中的器件參數(shù)是否具有合法性和器件I/O接口規(guī)則限制進(jìn)行檢查。
15.根據(jù)權(quán)利要求、14所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，其特征在于所述的仿真 線路是否是唯一的校驗方法包括步驟1)將虛擬仿真模型容器中所有器件實體設(shè)置為未訪問； 步驟幻遍歷虛擬仿真模型容器中的第一個器件實體；步驟幻該器件實體是否被訪問過，若被訪問過，進(jìn)行步驟9)，若沒有被訪問，進(jìn)行步 驟4)；步驟4)若器件實體沒有被訪問過，則將該器件實體設(shè)置為已訪問；步驟幻獲取該器件實體的第一個沒有被訪問的直接相鄰器件實體；步驟6)判斷獲得的器件實體是否為空；步驟7)若獲得的器件實體是空值時，則進(jìn)行步驟12)；步驟8)若獲得的器件實體不是空值時，則返回步驟3)；步驟9)若器件實體被訪問過，則判斷該器件實體是否是容器中的最后一個；步驟10)若器件實體不是容器中的最后一個，返回步驟3)；步驟11)若器件實體是容器中的最后一個，則進(jìn)行步驟12)；步驟12)判斷容器中的器件實體是否全部被訪問；步驟13)若容器中的器件實體全部都被訪問，則該虛擬仿真模型的唯一性是成立的；步驟14)若容器中的器件實體沒有全部都被訪問，則該虛擬仿真模型的唯一性不成立。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，其特征在于所述的仿真 線路中是否存在環(huán)路的校驗方法包括步驟1)將虛擬仿真模型容器中沒有直接前驅(qū)的器件實體存入入度為0的實體向量 VtEntity 中；步驟幻獲取VtEntity中最后一個器件實體，并將其從VtEntity中移除，記錄訪問過 器件實體數(shù)量nCount加1 ；步驟幻將該器件實體的所有直接后驅(qū)器件實體的入度減1 ； 步驟4)將入度減1后為0的器件實體壓入VtEntity中； 步驟5)判斷VtEntity是否為空； 步驟6)若VtEntity不是空值，返回步驟2)；步驟7)若VtEntity是空值，則判斷nCoimt是否為虛擬仿真模型容器中器件實體的數(shù)量；步驟8) =SnCoimt的值不是虛擬仿真模型容器中器件實體的數(shù)量，則表示虛擬仿真模 型存在環(huán)路；步驟9) =SnCoimt的值是虛擬仿真模型容器中器件實體的數(shù)量，則表示虛擬仿真模型 不存在環(huán)路。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的一種利用計算機虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，其特征在于 所述的器件實體是將器件庫中的器件拖拽到實驗區(qū)中所形成的，入度是指器件實體的輸入 路數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，其特征在于所述步驟6中 虛擬仿真模型的運行方法至少包括步驟1)遍歷虛擬仿真模型中的所有虛擬器件，運用多線程技術(shù)將所有虛擬器件的線 程都運行起來；步驟幻由于存在直接前驅(qū)器件的虛擬器件運算模型的執(zhí)行需要一定數(shù)量輸入信號 的到來，才能觸發(fā)其運算模型的運行，因此剛開始它們都處于阻塞狀態(tài)；步驟3)執(zhí)行仿真模型中的信號源器件，因為它們沒有直接前驅(qū)器件，不需要其他器 件輸出信號的觸發(fā)；步驟4)信號源的運算模型執(zhí)行完成后，將其輸出信號作為其直接后繼器件的輸入信 號，并觸發(fā)其直接后繼器件的運行線程，該直接后繼器件的輸入信號數(shù)量計數(shù)加1 ；步驟幻當(dāng)該直接后繼器件的輸入信號滿足一定數(shù)量后，其運行線程將被喚醒，執(zhí)行 其運算模型；步驟6)判斷當(dāng)前執(zhí)行的器件是否不存在直接后繼器件，若否則返回步驟4)，若是則 進(jìn)行步驟7)；步驟7)判斷是否所有的不存在直接后繼器件的器件運算模型都已經(jīng)執(zhí)行完畢，若未 執(zhí)行完畢，則隨機選擇另一個輸入信號數(shù)量已滿足的器件運算模型執(zhí)行，若已執(zhí)行完畢，則 仿真模型運行完畢。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，其特征在于所述步驟7中顯示虛擬仿真模型的仿真結(jié)果采用彈出式信號輸出窗體，結(jié)果視圖包括連續(xù)波形、離散脈 沖和字符串，信號輸出器窗體可對結(jié)果視圖進(jìn)行保存、編輯、隱藏、最小化、最大化和關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明屬于現(xiàn)代通信技術(shù)教學(xué)領(lǐng)域。一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的平臺，其特征在于包括用于存儲信號處理器件的器件庫(1)、用于操作的實驗編輯區(qū)(2)和可進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的器件屬性區(qū)(3)，它們之間通過工具欄(4)中的工具選項進(jìn)行實驗操作。一種虛擬仿真通信系統(tǒng)的方法，涉及將通信中常用的通信單元、系統(tǒng)虛擬成器件或模塊，并將通信鏈路虛擬成連接線，根據(jù)通信系統(tǒng)模型搭建虛擬仿真模型；然后模擬通信系統(tǒng)中的參數(shù)調(diào)節(jié)，對虛擬仿真模型中的虛擬器件進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，最后對虛擬仿真模型進(jìn)行校驗，最后顯示虛擬仿真模型的仿真結(jié)果。本發(fā)明實現(xiàn)的系統(tǒng)能夠?qū)⒂布ㄐ艑嶒炏湓谟嬎銠C上進(jìn)行模擬仿真，學(xué)生可方便靈活地利用豐富的信號處理器件設(shè)計各種實驗方案。
文檔編號G09B9/00GK102097018SQ20111000120
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者尚中飛, 張洪海, 曹巖, 柯明明, 潘立華, 王金環(huán), 王陳章, 蔣一川 申請人:吉林中軟吉大信息技術(shù)有限公司