電子通信系統教學綜合工具箱的開發與應用

郝春博

（天津武清區天和城實驗中學）

電子通信系統教學綜合工具箱的開發與應用

郝春博

（天津武清區天和城實驗中學）

主要針對的是電子通信系統教學中綜合工具箱的開發和應用，基于仿真模型對此進行學習與討論。采用的是一種Matlab的通信系統的綜合工具箱，對卷積積分公式在分析與推導的過程中獲得時變系統中的仿真模型公式，卷積積分公式是一種對線性時不變系統復包括輸出與輸入的關系，主要是采用TDL模型以及Matlab通過語言編程來實現。通過大量的實驗表明，線性時不變系統是能夠表現線性時變系統產生的頻譜擴展，是以時間作為函數的輸入信號，從而發生了衰減和相位旋轉，在學習過程中也會得到很好的學習效果。

電子通信系統；綜合工具箱；時變系統

在電子通信系統的相關理論中，我們很容易發現時變系統如果僅僅通過教師的理論講解，我們很難去理解它的真正內涵。為了可以在很大程度上幫助我們對時變系統的掌握與理解，我們可以通過分析與設計來制作相關的仿真模型，在對具體系統運動過程中的觀察之后，就可以對老師講的理論知識有一個更深層次的理解，也可以提高我們的學習能力。

一、線性時變系統

1.線性時變系統的理論知識

這兩個公式就是一個時變系統的仿真模型。

2.時變系統的隨機過程

在很多的時變系統中，系統的特點都是作為時間的函數來隨機變化。在變化過程中平穩隨機的過程是最常見的一個過程，我們是可以通過計算來獲得自相關的函數和功率譜密度的。

當線性系統中的輸入是一個十分平穩的隨機過程時，那么相對于線性的非時變系統，我們用（t）表示輸入，用（t）表示輸出，那么輸出隨機過程的均值則為：

功率譜密度則為：

然而對于一個線性的時變系統來說，系統對于輸入信號隨時都會隨著時間的變化而隨機變化。通過對其進行相關的函數卷積計算，在整個計算過程中，肯定會導致譜偏移和擴展。

線性的時變系統與線性的非時變系統在本質上是有差別的，它們的差異性就在于線性的時變系統會引起頻譜擴散。

二、模型的建立

1.抽頭延遲線的模型

抽頭延遲線至少要有一個抽頭。抽頭延遲線由TDL表示，一個TDL表示的一個由延遲線內部提取出來的任意比例信號。通常來說，TDL與其他的抽頭信號先加構成輸出信號，這樣就可以有效地模擬多個反饋結構。

2.抽頭增益模型

這是由對高斯白噪聲通過對其進行過濾而產生的。具體的產生過程是，首先會產生兩個復高斯樣本的不相關序列，然后通過使用隨機函數來獲得。

在這個過程中，值得我們注意的是，Matlab的語言編程是沒有維數的，所以Matlab語言編程會自動地生成分配的矩陣空間。但是，有時候對于一些很大的矩陣，這個時候我們就可以通過使用零點函數來為那些矩陣預留出更多的空間，以使得Matlab語言系統快速地運轉下去。

3.對數PSD的實現

PSD是功率譜密度的縮寫，這是一個連續譜。一個完整的功率譜密度是在一個給定的頻段來計算全部頻段內信號的平均輸出功率。功率譜密度一般擴過單邊的PSD和雙邊的PSD。一個單邊的功率譜密度主要包括了全部的信號頻率，從直流到一半奈奎斯特比率的功率。而雙邊的功率譜密度主要包括了全部的信號頻率，從直流到奈奎斯特比率的功率。我們通過對信號進行n次的樣本采集工作之后，從而進行快速的FFT，這樣就可以計算出均方值，然后得到信號的雙邊帶頻譜。

為了掌握線性時變系統，利用仿真模型對其知識點進行具體的仿真實例，利用這種動態的形象圖可以幫助我們形象地獲得知識。通過這樣的演示，我們可以學習到在以后的工作中所需要的技能，并可以了解復雜與實際的工作特點。

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［2］陳萬平，秦文華.連續系統頻率特性的計算機輔助分析［J］.山東師范大學學報（自然科學版），2001（1）：94-96.

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·編輯馬燕萍