Matlab在通信原理課程教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：本文以DSB調(diào)制解調(diào)為例，介紹了Matlab軟件環(huán)境下通信原理仿真應(yīng)用，具有很強(qiáng)的演示性、可視性和實(shí)用性。實(shí)踐表明Matlab對(duì)通信原理教學(xué)具有很大的幫助。

關(guān)鍵詞：Matlab軟件；通信原理課程；DSB調(diào)制；解調(diào)

中圖分類號(hào)：TN911 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2013） 22-0000-01

通信原理課程屬于電子信息類各專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是通信工程、電子信息工程專業(yè)學(xué)生的必修課，還是相關(guān)專業(yè)碩士研究生入學(xué)考試科目之一。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展和深入，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、自動(dòng)控制以及光電子等專業(yè)也紛紛開設(shè)通信原理課程。作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，通信原理是學(xué)習(xí)其他后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，因此學(xué)好通信原理課程對(duì)于專業(yè)學(xué)習(xí)來說具有非常重要的意義。

另一方面，系統(tǒng)建模和仿真技術(shù)已日益成為現(xiàn)代理工科各專業(yè)進(jìn)行科學(xué)探索、系統(tǒng)可行性研究和工程設(shè)計(jì)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。Matlab軟件由于其諸多優(yōu)點(diǎn)，吸引了眾多科學(xué)研究工作者，越來越成為科學(xué)研究、數(shù)值計(jì)算、建模仿真以及學(xué)術(shù)交流的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

一、Matlab軟件的特點(diǎn)

Matlab是矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matrix Laboratary）的簡稱，是由美國公司公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括Matlab和Simulink兩大部分。1984年美國新墨西歌大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系主任CleveMoler博士推出了Matlab軟件的正式版本，時(shí)至今日，經(jīng)過Math Works公司的不斷完善，Matlab已經(jīng)發(fā)展成為適合多學(xué)科、多種工作平臺(tái)的功能強(qiáng)勁的大型軟件。在歐美等高校，Matlab 已經(jīng)成為線性代數(shù)、自動(dòng)控制理論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處理、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等高級(jí)課程的基本教學(xué)工具；成為攻讀學(xué)位的大學(xué)生、碩士生、博士生必須掌握的基本技能。

Matlab仿真軟件的特點(diǎn)∶提供了大量的內(nèi)部函數(shù)，使得其在使用中非常方便；繪圖功能強(qiáng)大，可對(duì)不同復(fù)雜程度的抽象理論進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膱D形化，直觀地揭示抽象理論的規(guī)律和內(nèi)涵；Matlab自身提供的開放式環(huán)境，可以讓用戶通過M文件建立自己的控制模型和控制算法，這進(jìn)一步顯示了Matlab在通信工程領(lǐng)域的教學(xué)、科學(xué)研究及工程計(jì)算中的價(jià)值；接近自然語言，極易入門，便于學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握。

二、基于Matlab 編程DSB系統(tǒng)的仿真

（一）DSB調(diào)制

1.DSB調(diào)制仿真代碼（如圖1）

圖1

2.DSB調(diào)制仿真波形

圖2 DSB調(diào)制仿真波形

（二）DSB解調(diào)

1.DSB解調(diào)仿真代碼（如圖3）

圖3

2.DSB解調(diào)仿真波形

圖4 DSB解調(diào)波形

在已調(diào)信號(hào)進(jìn)過乘法器后，其輸出波形由低頻部分和高頻諧波部分構(gòu)成。低頻部分與原調(diào)制信號(hào)的頻譜波形一樣。再將乘法器輸出波形通過濾波器后，低頻部分被濾出來，高頻部分消失。最后對(duì)解調(diào)的頻譜進(jìn)行離散變換輸出解調(diào)信號(hào)時(shí)域波形。通過比較調(diào)制信號(hào)和解調(diào)信號(hào)波形是一樣的。

三、結(jié)語

由于DSB調(diào)制和解調(diào)過程復(fù)雜，其波形手工畫不是很標(biāo)準(zhǔn)，容易誤導(dǎo)學(xué)生。通過使用Matlab仿真軟件，教師就可以通過程序簡單地仿真出DSB調(diào)制和解調(diào)過程的各種時(shí)域波形圖，這樣就能直觀準(zhǔn)確地比較DSB調(diào)制和解調(diào)過程信號(hào)的變化及效果。如果能將Matlab仿真軟件融入到通信原理課程教學(xué)中來，可以方便地分析和比較各類通信系統(tǒng)的特點(diǎn)工程，也可以實(shí)現(xiàn)教學(xué)和仿真演示同步進(jìn)行。通過仿真演示，學(xué)生對(duì)通信原理教學(xué)內(nèi)容將會(huì)更加容易接受和理解。

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