關(guān)于MATLAB通信仿真在《通信原理》課程教學(xué)中的應(yīng)用

1、關(guān)于 MATLAB 通信仿真在?通信原理?課程教學(xué)中的應(yīng)用鍵詞 MATLABSIMULINK 真通信系統(tǒng)、引言?通原理?是通信及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)礎(chǔ)課， 是許多后續(xù)專業(yè)課程的礎(chǔ)。 其中很多根本概念、 要原理將貫穿整個(gè)通信專業(yè)的各門(mén)程之中。 然而， 對(duì)于剛剛接觸信專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，類似調(diào)制、解調(diào)、抽樣、量化、復(fù) 用等念及原理往往過(guò)于象， 傳統(tǒng)的教學(xué)方法很難效的使學(xué)生從根本上 理解這概念、原理及過(guò)程。將 MATLAB 通信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)真演示應(yīng) 用到?通信原理?教學(xué)中，能夠較好的解決這個(gè)問(wèn)。采用 MATLAB 對(duì)根本原理方法進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真演， 能夠使復(fù)雜的計(jì)算簡(jiǎn)化， 抽象的 理論具體化直觀化，從而提高學(xué)習(xí)

2、效率，強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣，在一程度還上 培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的能力。MATLAB 初是 MathATLAB 的動(dòng)態(tài)仿真軟件 SIMLINK 提供了可視化 系統(tǒng)仿真環(huán)境和多個(gè)型庫(kù)， 在模型庫(kù)中提供了豐富的功模塊， 采用模 塊化設(shè)計(jì)，以方便、靈活地建立通用性強(qiáng)的通信仿真模型。MATLAB 通信工具箱一套用于通信領(lǐng)域進(jìn)行理論研、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、分 析設(shè)計(jì)和真的專業(yè)化工具軟包， 主要由兩局部組成通信系統(tǒng)功能函數(shù) 庫(kù)和 SIMULINK 通信系統(tǒng)仿真型庫(kù)。下面分別從兩個(gè)方面介紹 MATLAB 通信系統(tǒng)仿真方法 二、使用通信系函數(shù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)仿真MATLAB 信系統(tǒng)功能函數(shù)庫(kù) 1由 70多個(gè)函數(shù)組成，每個(gè)函數(shù)有

3、多種 選擇參數(shù)，函數(shù)功能覆蓋了代通信系統(tǒng)的各個(gè)方面。這些數(shù)包括：信號(hào)源產(chǎn)生函數(shù)、信編碼解碼函數(shù)、調(diào)制解調(diào)數(shù)、濾波器函數(shù)、TDMA 、FDMA 、CDMA 數(shù)等。舉例說(shuō)明使用 MATLAB 函數(shù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)真。1、計(jì)算平均信息 21分析消息 x 中所包的信息量 I 是消息發(fā)生概率 Px 的函數(shù)即：1信息量 I 的單位與對(duì)數(shù)底數(shù)有關(guān)：a=2 單位為比特 bit ，簡(jiǎn)寫(xiě)為 ba=e位為奈特nat,簡(jiǎn)寫(xiě)為na=10 單位為笛特 Det由n個(gè)符號(hào)組成信息源的平均信息量 H x: 2公式 1 、 2 本身較單,學(xué)生要記憶也困難,但是由于牽涉到對(duì)運(yùn) 算,而且對(duì)數(shù)的底數(shù)是以變化的,因此增加了計(jì)算的難。在此我們可 以

4、建立一個(gè) MATLAB 的 M 文件,把復(fù)雜的計(jì)算程交給計(jì)算機(jī)來(lái)完成 2考代碼：建立一 M 文件保存為 message.mfunctionr=messager=0;fori=1:n r=r-x*log)/log;end disp; 3運(yùn) MATLAB 的 M 文件求解平均信量 當(dāng)需要求一組符號(hào)的平均信量時(shí)，只需要在 MATLAB 的命令窗口輸 入該組號(hào)出現(xiàn)的概率和符號(hào)個(gè)數(shù)就可便快速的得出平均信息量 例如由 4 個(gè)符號(hào)組成的信息源，相應(yīng)的率為，平均信息量，只需要在 MATLAB 的命令口輸入：message然敲回車即可在窗口中顯出計(jì)算結(jié)果：“此離信源的平均信息量為 1.75 在需要的地靈活使用該

5、 M 文件可以求出不信號(hào)源的平均信息量當(dāng)需 要求解的符號(hào)數(shù)特別多數(shù)字比擬復(fù)雜時(shí)更能表達(dá)優(yōu)越性。三、于 MATLAB/SIMULINK 的可視化動(dòng)態(tài)仿真SIMULINK 是 MATLAB 提供的圖形界面仿工具，由一系列模型庫(kù)組 成，包括 Sources、Sinks、Linear、Connections、BlocksetsToolboxes 等。在這里，整個(gè)通系統(tǒng)的流程被慨括為： 信號(hào)的產(chǎn)生輸出、 編碼與解碼、 制與解調(diào)多址接入方、 濾波器以及傳輸介質(zhì)模型。 在每個(gè)設(shè)計(jì)模塊還 包含有大量的子模塊， 它們基上覆蓋了目前通信系統(tǒng)中所應(yīng)到的各種 模塊型。根據(jù)所要仿真的信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型， 用戶只要從上述個(gè)

6、模型 庫(kù)中找出所需的模， 用鼠標(biāo)器拖到模型口中組合在一起， 并設(shè)定好各 個(gè)模參數(shù)，就可方便地行動(dòng)態(tài)仿真。從輸出模塊可實(shí)時(shí)到仿真結(jié)果， 如時(shí)域波形圖、頻圖等。每次仿真結(jié)束后還可以更各參數(shù)，以便觀察 仿真結(jié)果的變情況。另外，對(duì) SIMULINK 中沒(méi)有的模塊，可根自己 掌握的技術(shù)生成所需的子塊， 并且可以封裝自定義模塊庫(kù)， 以便隨調(diào) 用。1、可視化動(dòng)態(tài)仿真的步驟 31建立數(shù)學(xué)模型：據(jù)通信系統(tǒng)的根本原理，將整個(gè)統(tǒng)簡(jiǎn)化，確定總的 系統(tǒng)能，并將各局部功能模塊化，找各局部之間的關(guān)系，畫(huà)出統(tǒng)流程 框圖模型。2仿真系統(tǒng)：據(jù)建立的模型，從 SIMULINK 通信模型中，將所需要 的單元功能塊拷貝到 Untitl

7、ed 窗口，按系統(tǒng)流程圖模型連接，組建要 仿真的信系統(tǒng)模型。3置、調(diào)整參數(shù)：參數(shù)置包括運(yùn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和功模塊運(yùn)行參數(shù)設(shè) 置。4設(shè)置觀察窗口分析仿真數(shù)據(jù)和波： 在系統(tǒng)模型的關(guān)點(diǎn)處設(shè)置觀測(cè)輸 出模塊，用于觀測(cè)真系統(tǒng)的運(yùn)行情況以便及時(shí)調(diào)整參數(shù)，析結(jié)果。5生新的模塊：對(duì)于 CommunicationToolbox 中沒(méi)有的功能模塊， 以根 據(jù)已掌握的技術(shù)生所需新的子模塊，如由 C 或 Fortran 編寫(xiě) MEX 文 件，編譯成 DLL 后利用 SIMULINK 提供的封裝功能封裝自定義模塊 庫(kù)，以便隨時(shí)調(diào)用。2、可化動(dòng)態(tài)仿真實(shí)現(xiàn)范例2、抽樣定理的仿真現(xiàn)抽樣定理的學(xué)模型如圖 1 所示，可建相應(yīng) SIMULINK 仿真模型圖 2 所示，在設(shè)定的數(shù)下對(duì)正弦信號(hào)仿真結(jié)果如圖 3 所示。 號(hào)源參數(shù)置：SineATLA