Matlab在通信原理课程教学中的应用

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Matlab在《现代通信原理与系统》实验中的应用[优秀范文五篇]

Matlab在《现代通信原理与系统》实验中的应用[优秀范文五篇]第一篇：Matlab在《现代通信原理与系统》实验中的应用Matlab在《现代通信原理与系统》实验中的应用摘要：为了提高研究生教学质量，提高学生学习兴趣和学习热情，使学生更加透彻地理解所学知识，拓展学生向研究性发展的外延培养，训练学生创新能力的培养，开发了《现代通信原理与系统》课程相关的仿真演示实验。

教学实践中，通过Matlab仿真实验演示，有效地激发了学生学习的主动性和积极性，增强了学生的感性认识，提高了?n 程教学效果，提高了人才培养质量。

关键词：通信原理；Matlab；实验教学；系统仿真中图分类号：TN911 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）25-0267-03一、引言《现代通信原理与系统》课程是光纤通信、移动通信、卫星通信等等课程的重要基础，该门课程数学知识复杂，理论性内容较多，部分涉及非线性电子线路，比较抽象，缺乏直观性，学生难以想象，不好理解，相关实验也是验证性实验，学生对实验的感受不深，对设备的运行原理、运行情况了解不深，这对培养学生综合思维能力、创新能力没有起到任何作用。

为了提高学生学习兴趣和学习热情，使学生更加透彻地理解所学知识，拓展学生向研究性发展的外延培养，训练学生创新能力的培养，笔者通过该门课程典型实验仿真，动态演示，在课堂上形象生动展现波形，帮助学生深入了解课程内容，提高学习效率。

二、模拟调制实验仿真让载波的某个参量随模拟调制信号的变化而变化的方式叫作模拟调制，模拟调制有线性模拟调制与非线性模拟调制。

通过线性模拟调制与非线性模拟调制，利用Matlab仿真，加深学生对于调制、解调概念的理解，掌握线性调制与非线性调制的区别。

通俗地讲，线性模拟调制就是将调制信号“放”到了载波的振幅参量上，在频域发生频谱的搬移，经过解调，将调制信号从载波的振幅参量上“取”出来，恢复成原始的调制信号。

这样做的目的有三：第一方面，把低频信号变换成利于无线发送或在信道中传输的高频信号；第二方面，使得多路信号在一个信道中同时传输，实现信道多路复用；第三方面，可以改善传输系统的性能。

Matlab在通信原理教学中的应用

Matlab在通信原理教学中的应用【摘要】摘要：本文探讨了Matlab在通信原理教学中的重要应用。

首先介绍了Matlab在通信原理教学中的基本概念，包括信号处理、调制解调、误码率分析和通信系统仿真等方面的应用。

随后详细讨论了Matlab在实际教学中的具体应用场景，以及其在提高学生学习效果和实践能力方面所起到的重要性。

最后对Matlab在通信原理教学中的未来发展方向进行了展望，指出Matlab在该领域仍有巨大的发展空间，有望为学生提供更好的学习体验和教学支持。

通过本文的研究，可以更好地认识Matlab在通信原理教学中的作用和意义，为教学实践提供更多的参考和借鉴。

【关键词】Matlab、通信原理、教学、信号处理、调制解调、误码率分析、通信系统仿真、重要性、未来发展方向1. 引言1.1 研究背景随着信息通信技术的快速发展，通信原理已经成为电子信息类专业中重要的一门课程。

学生需要掌握数字通信系统、传感器网络、无线通信等方面的知识，以应对未来信息社会的需求。

传统的课堂教学方式往往难以满足学生的需求，因为通信原理涉及到许多复杂的数学模型和理论概念，学生需要通过大量的实验和仿真来加深对知识的理解。

1.2 研究意义通过Matlab在通信原理教学中的应用，学生可以培养自己的计算机编程能力和问题解决能力，提升实际应用能力和创新意识。

这对于学生未来从事与通信领域相关的工作或研究具有积极的推动作用。

Matlab在通信原理教学中的应用具有重要的实际意义和教育意义，有助于培养学生的综合素质和创新能力，推动通信原理教学质量的提升，促进学科发展和科技创新。

2. 正文2.1 Matlab在通信原理教学中的基本概念Matlab在通信原理教学中的另一个重要应用是帮助学生进行调制解调的实验。

通过Matlab，学生可以设计各种常用调制解调技术的仿真模型，比如调幅调制、调频调制、调相调制等。

学生可以通过改变参数和观察输出信号的变化来掌握各种调制解调技术的原理和特点。

MATLAB仿真在通信原理课程教学中的应用

教育论坛Digital Space P .331MATLAB 仿真在通信原理课程教学中的应用陈书文王玉玺周近江苏第二师范学院数学与信息技术学院摘要：通信原理是信息通信类工科专业的核心课程，其特点是：知识体系严谨，理论概念较为抽象，课程对数学基础要求较高，且结论表达式较难记忆。

这些特点导致了学生在学习过程中，往往陷入死背结论公式、死记符号参数的泥潭，而对公式的物理意义与有关参数的作用并没有直观的认识。

若将基于MATLAB 的通信仿真实验引入本课程的教学，学生便可在教师的指导下自主编程，深入地理解课程知识，更好地掌握课程的重点与难点。

实践表明，该方法不仅能加深学生对知识的理解，激发学习兴趣，还能促进学生自主研究能力的培养。

本文分别以模拟通信与数字通信各一列来介绍MATLAB 的仿真应用，说明使用该软件教学的优越性。

关键词：MATLAB 仿真通信原理在通信工程、电子信息工程等工科专业中，通信原理是非常重要的专业基础课，也通常设置为研究生招生考试的专业课，其内容主要分为模拟通信和数字通信两大部分。

在长期的教学实践中，本科生普遍反映学习该课程的困难是：对数学基础要求较高，内容缺乏直观表现，公式推导复杂且难以理解等。

这些问题严重影响了该课程的教学效果，即便在多媒体教学普及后，教师也只是把课本内容硬搬到屏幕上，并没有在本质上解决学习内容抽象、理解困难等问题。

所以，为了让学生扎实地掌握通信的基础理论与系统设计方法，有必要提高该课程的实验教学效果。

1 MATLAB 虚拟实验环境MATLAB 是美国的数学与系统仿真软件，它具有数值分析、矩阵运算、数字信号处理、系统控制与优化等基本功能。

基于MATLAB 的通信虚拟实验平台具有三大优势：（1）学生能够自主编程，通过通信仿真实验加深对课堂所学的理论的理解；（2）实验硬件只需要普通机房的PC 机，学生也可在自己的电脑上安装MATLAB 软件，实验场地选择自由，实验教学成本相对较低；（3）培养学生的自主学习和理论研究的能力，在完成大纲规定的基础上，学生可以做感兴趣的拓展研究。

Matlab仿真在通信原理教学中的应用_程铃

从图1中可以直观地看qpsk是载波的相位受到了数字基带信号的调制即当双比特元分别为00011110时qpsk信号的相位分别与载波相位相差90b0b270b180b从而加深qpsk调制图通过大量的教学实践发现在通信原理的课堂教学过程中利用matlab的强大功能把抽象的理论公式变成直观的图形展示调动了学生的学习兴趣提高了学生学习的积极性学生也十分喜爱这样的教学方matlab用于实验教学必要的实验课程设置是帮助学生学好通信原理这门课的重要手段
input= [ ];
for i= 1: N /2 tem p= rand; if ( temp< 0. 25) ak( i) = 0; bk( i) = 0;
else if( tem p< 0. 5) ak( i) = 0; bk( i) = 0; else if( tem p< 0. 75) ak( i) = 1; bk( i) = 0;
中图分类号: TN 391. 9
文献标识码: A
文章编号: 1006- 7167( 2010) 02- 0117- 03
Application of Matlab Smi ulation in Communication Principle Teaching
CHENG L ing, XU Dong-dong ( C ollege o f E lectron ic& Inform ation Engineering, Nan jing Un iversity of In fo rm ation Science& T echno logy,
摘要: 根据通信原理课程的特点, 提出了 M atlab 可视化的教学方法, 并分别以课堂演示教学和实验教
学为例, 给出了 M atlab的两种仿真方法与实例。实践证明: M at lab仿真不仅可以弥补硬件实验的不足,

MATLAB在通信原理课程教学中的应用

・２２２・
价值工程
ＭＡＴＬＡＢ在通信原理课程教学中的应用
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭＡＴＬＡＢｉｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＰｒｉｎｃｉｐｌｅｓＴｅａｃｈｉｎｇ
பைடு நூலகம்
邸金红ＤＩＪｉｎ — ｈｏｎｇ；王春彦ＷＡＮＧＣｈｕｎ — ｙａｎ；闫利超ＹＡＮＬｉ－ｃｈａｏ
（郑州航空工业管理学院电子通信工程系，郑州４５００１５）
（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＺｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００１５，Ｃｈｉｎａ）
文章编号：１００６ — ４３１１（２０１４）０８ — ０２２２ — ０２
０引言
一
性
来进一步加深对所学知识的掌握。ＭＡＴＬＡＢ是一种
《通信原理》是电子信息工程、通信工程等专业学生的功Ｂ强大的工具软件，它集成计算、应用仿真、数据可视化门重要的专业课，该课程内容丰富，概念抽象，理论性功能和程序设计功能。因此，将ＭＡＴＬＡＢ应用于《通信原强，难度大。《通信原理》课程本身的性质决定了教学侧重理》教学和实验中，实现动态系统仿真设计与分析，通过改

MATLAB在通信原理课程教学中的应用

第37卷第1期福建电脑 Vol. 37 No.12021年1月Journal of Fujian ComputerJan. 2021———————————————本文得到枣庄学院教学改革重点项目 (No.YJG18015)资助。

韩清华，男，1986年生，博士，主要研究领域为无线通信。

E-mail:*********************。

杨振，男，1976年生，博士，主要研究领域为自动控制。

E-mail:*****************。

MATLAB 在通信原理课程教学中的应用韩清华杨振(枣庄学院人工智能学院山东枣庄 277160)摘要针对应用型人才培养的通信原理课程教学，本文分析了教学中存在的问题，提出采用MA TLAB 仿真软件和理论教学相结合的思想。

以模拟通信系统的标准调幅信号传输为例，仿真出信号传输过程中各节点信号的时域波形和频谱结构，加深了学生对信号传输系统的理解，提升了学生分析问题和解决问题的能力，更适用于应用型人才培养。

关键词应用型人才；MA TLAB 仿真；模拟通信系统；标准调幅；信号传输系统中图法分类号 TN914.1 DOI:10.16707/ki.fjpc.2021.01.043Application of MATLAB in Communication PrincipleHAN Qinghua, YANG Zhen(College of Artificial Intelligence, Zaozhuang University, Zaozhuang, China, 277160)1引言通信原理课程不仅是传统电子类专业的基础课程[1]，也是网络工程(移动通信)、物联网工程等专业的重要课程。

该课程综合了高等数学、随机过程等数学课程，以及电路、信号与系统等专业基础课程，理论性强，抽象概念多，数学推导公式多，与实际联系较少，学习难度大。

为提高教学质量，培养和提高学生分析问题和解决实际问题的能力，有必要引入一款仿真软件。

MATLAB仿真在通信原理课程教学中的应用研究

直流分量，满足
Ｉｍ（ｔ）ｌ …。ｍ（ｔ）叠加
３】张水英，徐伟强．通信原理及Ｍａｔｌａｂ／法解调输出波形，如图２和图３所示，由于解［Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真［Ｍ］．北京：人民邮电出版调出来的信号波形幅度比较小，这里对其进
３．１标准幅度调制（ＡＭ）波的幅度，使之随调制信号作线性变换的过程，而双边带调制是幅度调制的一种。标
解调过程，能够直观的观察到两种解调方角度，理解和巩固了课堂所学知识。采用这法的结果并进行比较，采用了ＭＡＴＬＡＢ软种教学方式，极大的激发了学生们的学习真。建立的仿真模型如图ｌ所示。论，课堂学习效率大大提高，教学效果良
检波法【，也可以采用相干解调的方法进行致，从而验证了ＡＭ调制解调理论的正确性，
防工业出版社，２０ｌ０．
与本地载波（称为相干载波）相乘，然后通过
低通滤波器得到原始信号，包络检波法是
科技教育
和虚拟现实等领域中… ，本文就是采用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对通信原理课程进行仿真来辅助教学的。滤波器组成。仿真
ＳＣｌＥＮＣＥ＆丁ＥＣＨＮＯＬＯＧＹ．２０。１３ＮＯ．。１０ｌｊ｛圆

关于MATLAB通信仿真在《通信原理》课程教学中的应用

关于MATLAB通信仿真在《通信原理》课程教学中的应用[键词]MATLABSIMULINK真通信系统、引言《通原理》是通信及相关专业的专业础课，是许多后续专业课程的础。

其中很多基本概念、要原理将贯穿整个通信专业的各门程之中。

然而，对于刚刚接触信专业的学生来说，类似调制、解调、抽样、量化、复用等念及原理往往过于象，传统的教学方法很难效的使学生从根本上理解这概念、原理及过程。

将MATLAB通信系统的计算机真演示应用到《通信原理》教学中，能够较好的解决这个问。

采用MATLAB 对基本原理方法进行计算机仿真演，能够使复杂的计算简化，抽象的理论具体化直观化，从而提高学习效率，强学习兴趣，在一程度还上培养学生进通信系统工程设计的能力。

MATLAB初是MathATLAB的动态仿真软件SIMLINK提供了可视化系统仿真环境和多个型库，在模型库中提供了丰富的功模块，采用模块化设计，以方便、灵活地建立通用性强的通信仿真模型。

MATLAB通信工具箱一套用于通信领域进行理论研、系统开发、分析设计和真的专业化工具软包，主要由两部分组成通信系统功能函数库和SIMULINK通信系统仿真型库。

下面分别从两个方面介绍MATLAB通信系统仿真方法二、使用通信系函数库实现通信系统仿真MATLAB信系统功能函数库[1]由70多个函数组成，每个函数有多种选择参数，函数功能覆盖了代通信系统的各个方面。

这些数包括：信号源产生函数、信编码／解码函数、调制／解调数、滤波器函数、TDMA、FDMA、CDMA数等。

举例说明使用MATLAB函数库实现真。

1、计算平均信息[2]（1）分析消息x中所包的信息量I是消息发生概率P（x）的函数即：（1）信息量I的单位与对数底数有关：a=2单位为比特（bit，简写为b）a=e位为奈特（nat，简写为n）a=10单位为笛特（Det由n个符号组成信息源的平均信息量H（x）：（2）公式（1）、（2）本身较单，学生要记忆也困难，但是由于牵涉到对运算，而且对数的底数是以变化的，因此增加了计算的难。

第8章 MATLAB在通信原理中的应用

psf=(abs(f_snrz).^2+eps)/T; subplot(211) plot(t,y,'k');grid on; axis([0,i,-0.2,1.2]); xlabel('t');ylabel('amp'); title('单极性非归零码'); subplot(212); plot(f,psf,'k');grid on; xlabel('f');ylabel('psf'); title('单极性非归零码功率谱'); axis([-4 4 0 max(psf)]); 在command window中键入如下命令观看运行结果： x=(sign(randn(1,16))+1)/2； snrz(x)；
基带信号和调频信号 2
amp
0 -2
0
0.2
0.4
0.6
1 1.2 t 调频信号功率谱
0.8
1.4
1.6
1.8
2
0
psf
-20 -40 -25 -20 -15 -10 0 5 10 f 调频信号微分后包络 -5 15 20 25
200
amp
0 -200
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1 t
1.2
1.4
1.6
例8-2 已知模拟基带信号为频率为2Hz,幅度为0.5V的余弦信号，
假设载波频率为20Hz,使用Matlab编程并画出（1）模拟基带信号；（2）模拟基带信号的功率谱密度；（3）SSB-SC调制信号；（4）该调制信号的功率谱密度。
： %单边带幅度信号调制 close all clear all Ts=1/2048; %采样时间间隔 T=2; %信号时长 Fm=2; %信号频率 Fc=20; %载波频率 t=0:Ts:T-Ts; mt=0.5*cos(2*pi*Fm*t); %基带信号 t_ssb=real(hilbert(mt).*exp(j*2*pi*Fc*t)); %时域调制信号 delta_f=1/T; N=length(t_ssb); %采样点数 f=delta_f*[-N/2:N/2-1]; %频率 f_mt=fft(mt); f_mt=T/N*fftshift(f_mt); psf_mt=(abs(f_mt).^2+eps)/T; f_ssb=fft(t_ssb); f_ssb=T/N*fftshift(f_ssb); psf_ssb=(abs(f_ssb).^2+eps)/T; subplot(221);

MATLAB在通信专业教学中的应用5页word

MATLAB在通信专业教学中的应用[收稿日期] 2009-10-20[项目来源] 十堰职业技术学院教研课题“Matlab在电子信息专业教学中的应用”(2006JB07)。

一、职业教育中的信息系统应用现状现在通信专业教学的最大瓶颈莫过于抽象的知识让学生难以理解,而在实验中只能实现一些验证性的功能。

在学生的实习、实训环节中,由于通信系统的特殊性决定了大多数高等院校很难引进。

通信行业、企业中的运行设备又不可能直接供学生操作,所谓的参观实习只能是走马观花,使学生有一些简单的印象而已。

与此同时,专业教师们在课堂中的谆谆教诲显得更加苍白无力。

在这样的背景下,大多数通信专业的毕业生由于实践经验的匮乏导致通信企业对他们的满意度不高,这一点对于高职毕业生而言尤其致命。

系统仿真(Simulation)技术也称为系统模拟技术[1],一般用于实际工程中对系统进行构建及分析。

在众多的仿真软件中,MATLAB/Simulink以其独特的魅力成为通信系统仿真中应用最为广泛的工具之一。

其特点体现在:(1)采用跨平台数学语言,不依赖于操作系统类型;(2)编程效率高,可读性、可靠性、可移植性超越了其他语言;(3)语法简单,使用数学语言描述;(4)精确度高;(5)绘图功能强大;(6)操作简单,结果直观[2]。

这些优点决定了MATLAB/Simulink在通信专业的教学中能发挥出它的最大效用。

二、通信专业教学中MATLAB的具体应用有鉴于此,我们在与大量的专业教师以及实际通信工程人员沟通之后,通过一个教学周期的实践开辟了一条工程仿真与专业教学结合之路。

第一步:推广MATLAB软件在基础的高等数学学习中应用,使大学生对MATLAB有一个初步的印象。

因为刚刚进入大学学习,数学基础较为薄弱,所以我们先是介绍基本的MATLAB操作方法,并手把手地教会学生如何利用MATLAB解决高等数学中的相应问题以培养他们的学习兴趣。

如设:f(x)=-e-(x-2)2cosπx,g(x)=4cos(x-2)计算区间[0,4]上两曲线所围面积。

matlab在《通信原理》课程实验中的应用

matlab在《通信原理》课程实验中的应用在通信原理课程中，实验是巩固理论和概念的重要环节，而matlab作为一种非常优秀的数学软件，在通信原理实验中也有着广泛的应用。

下面分为三个步骤，具体阐述了matlab在通信原理课程实验中的应用。

一、数字信号调制实验数字信号调制实验是通信原理课程实验中非常重要的一环，也是matlab应用的一个典型案例。

数字信号调制同学们都已经学过了，它是将数字信号调制为模拟信号，使其能够在物理载体上进行传输的一个过程。

而matlab可以通过建立数字信号，实现多种数字信号调制方式如BPSK、QPSK、16QAM等，然后进行波形观察和频谱分析，进一步验证数字调制理论，巩固学生的理论知识和实践操作能力。

二、数字信号解调实验数字信号解调也是数字通信领域中的一项重要内容。

matlab可以通过实现数字信号解调的调制、解调回路等过程，观察解调后的信号所经历的变化，从而掌握数字信号解调的原理。

此外，matlab还可以对数字信号进行仿真处理，使用频谱分析等方式对解调过程进行分析，进一步提高实验教学效果。

通过数字信号解调实验，学生们能够更好地理解数字信号的模拟过程、误码率与信噪比的关系等重要内容。

三、传统调制实验传统调制是通信原理实验中的另一项重要内容，包括振幅调制、频率调制、相位调制等常见调制方式。

matlab可以通过编写相应的程序和仿真模型实现振幅、频率和相位的调制以及解调过程。

通过实验，学生们可以深入了解传统调制的原理和特点，掌握调制和解调的技术方法和过程，并通过频谱分析等手段对信号进行深入的理论分析。

总之，matlab在通信原理课程实验中有着很广泛的应用，可以帮助学生们深入理解通信原理中的各个环节，提高对数字通信的认识和认识。

通过matlab与实验相结合的方式，可以极大地增强学生们对通信原理课程的学习兴趣，从而提高学生的专业能力和竞争力。

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Matlab在通信原理课程教学中的应用通信原理课程属于电子信息类各专业的专业基础课，是通信工程、电子信息工程专业学生的必修课，还是相关专业硕士研究生入学考试科目之一。

随着现代通信技术的发展和深入，计算机科学与技术、自动控制以及光电子等专业也纷纷开设通信原理课程。

作为一门专业基础课程，通信原理是学习其他后续专业课程的基础，因此学好通信原理课程对于专业学习来说具有非常重要的意义。

另一方面，系统建模和仿真技术已日益成为现代理工科各专业进行科学探索、系统可行性研究和工程设计不可缺少的重要环节。

Matlab软件由于其诸多优点，吸引了众多科学研究工作者，越来越成为科学研究、数值计算、建模仿真以及学术交流的事实标准。

一、Matlab软件的特点Matlab是矩阵实验室（Matrix Laboratary）的简称，是由美国公司公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括Matlab和Simulink 两大部分。

1984年美国新墨西歌大学计算机科学系主任CleveMoler博士推出了Matlab软件的正式版本，时至今日，经过Math Works公司的不断完善，Matlab已经发展成为适合多学科、多种工作平台的功能强劲的大型软件。

在欧美等高校，Matlab 已经成为线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具；成为攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本技能。

Matlab仿真软件的特点∶提供了大量的内部函数，使得其在使用中非常方便；绘图功能强大，可对不同复杂程度的抽象理论进行恰当的图形化，直观地揭示抽象理论的规律和内涵；Matlab自身提供的开放式环境，可以让用户通过M文件建立自己的控制模型和控制算法，这进一步显示了Matlab在通信工程领域的教学、科学研究及工程计算中的价值；接近自然语言，极易入门，便于学生学习和掌握。

Matlab在通信原理课程教学中的应用

波，幅度为１，率为２ｚ在ＤＢＣＡｏｕｔ模块中Ｖ频Ｈ，ＳＳＭＭｄｌｏａｒ
将载波频率为１０ｚ初始相位设置为，２传输信道为高斯０Ｈ，ｒ。ｒ／白噪声信道，ＡＮＣａｎｌ块中，在ＷＧｈｎｅ模将信噪比ＳＲ设置Ｎ为１ｄ输入功率为０２Ｗ，调模块的载波频率也设置为０Ｂ，．５解
输出波形以及调制输出波形，如图２所示。对比基带信号和解调信号，知在开始１内不能正确解调，是因为解调模可ｓ这
块中锁相环还没有锁定载波，如果将解调模块中的初始相位
１Ｍａｌｂ简介ｔａ
Ｍａａｔｂ是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环ｌ境，它用于科学和工程的计算与可视化。Ｍａａ有强大的ｔｂ具ｌＳｍｌｋ动态仿真环境，可以实现可视化建模和多工作环境ｉｕｉｎ间文件互用和数据交换。Ｓｍｕｎ为用户提供了用方框图进ｉｌｋｉ行建模的图形接口，它与传统的仿真软件包用差分方程和微分方程建模相比，更直观、方便和灵活。用户可以在Ｍａｌｔｂ和ａ
业课程奠定基础。但由于课程概念和原理很抽象，理论性也较强，数学基础及其应用能力要求较高，生普遍觉得该对学
２１双边带抑制载波（Ｓ）．ＤＢ调制解调系统
如图１所示建立仿真模型，仿真步进设置为Ｏ０ｓ采用．１，０固定步长算法。中Ｓｎｌｅｅｔｒ其ｉａＧｎｒｏ产生的基带信号为正弦ｇａ
１０Ｈｚ０。为了观察解调锁相环的锁定过程，可设置解调器ＶＯ的初始相位与调制载波初始相位不同。设置为￣１０Ｃ＇０．／

MATLAB对通信工程专业课程教学的应用.doc

M A T L A B对通信工程专业课程教学的应用2020年4月MATLAB对通信工程专业课程教学的应用本文关键词：通信工程，课程教学，专业，MATLABMATLAB对通信工程专业课程教学的应用本文简介：摘要：本文对通信工程专业课程教学中MATLAB软件的实际应用情况进行详细分析和研究，在保证充分调动起学生学习积极性和主动性的同时，能够为通信工程专业课程教学整体质量和水平的提升提供保障。

关键词：通信工程；专业课程教学；MATLAB应用伴随着我国全面进入现代化、信息化、数字化的社会，在这种形势下，通信MATLAB对通信工程专业课程教学的应用本文内容：摘要：本文对通信工程专业课程教学中MATLAB软件的实际应用情况进行详细分析和研究，在保证充分调动起学生学习积极性和主动性的同时，能够为通信工程专业课程教学整体质量和水平的提升提供保障。

关键词：通信工程；专业课程教学；MATLAB应用伴随着我国全面进入现代化、信息化、数字化的社会，在这种形势下，通信工程的行业的发展速度越来越快，通信工程行业市场对于人才的需求量越来越高，对学生的知识结构体系以及技能掌握情况有更高的要求。

为了适应当前新形势环境下通信工程行业对于人才的整体需求，需要对通信工程专业课程教学进行改革和创新，将MATLAB软件应用其中。

这样不仅能够有效地提高学生的学习积极性，而且能够保证教学效果达到良好的水平，从根本上提高通信工程专业课程教学的整体质量。

一、MATLAB软件概念介绍MATLAB软件的最初是由美国一家公司推出的，这种软件主要是将数据结构、编成特性以及图形用户界面进行有效的融合，能够促使这几种功能相互作用，发挥出更多的作用和价值。

MATLAB为软件在实际操作过程中，其自身具有非常强大的数学计算功能以及图形化显示功能，能够将一些复杂性比较强的内容转换成为简单式的方式方法。

其自身当中含有丰富的教学系统、统计系统以及工程计算函数，能够针对不同领域存在的问题进行切实有效的解决和分析，从根本上为各个领域提供一定的措施[1]。

MATLAB在通信原理学习中的应用

MATLAB在通信原理学习中的应用作者：朱孝统郭云来源：《赤峰学院学报·自然科学版》 2014年第1期朱孝统，郭云（枣庄学院光电工程学院，山东枣庄 277100）摘要：MATLAB 是美国MATHWORKS公司出品的商业数学软件，主要应用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和SIMULINK两大部分.本文介绍了《通信原理》课程中数字基带传输系统的工作原理，并通过使用MATLAB软件编写M文件实现产生数字基带信号，利用MATLAB的图形绘制和系统仿真功能对数字基带信号的功率谱和眼图进行仿真，从而使我们对通信原理中的一些抽象概念有了更加深入、直观的理解，同时也证明了软件仿真的合理性和优越性.关键词：数字基带传输系统；仿真；合理性；优越性中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1673-260X（2014）01-0226-031 引言伴随着科技的进步和社会的发展，通信在日常生活中扮演着越来越重要的角色，逐渐成为人们生活中不可或缺的重要组成部分.所谓通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息.消息是信息源所产生的，是信息的物理表现，例如，语音、文字、数据、图形等都是消息.消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分.一切消息必须在转换成电信号（通常简称为信号）后才能在通信系统中传输.所以，信号是传输消息的手段，信号是消息的物质载体.信号主要分为模拟信号和数字信号，因此通信系统又可分为数字通信系统和模拟通信系统.数字通信系统较模拟通信系统而言，具有抗干扰能力强、便于加密、易于实现集成化、便于与计算机连接等优点.因而，数字通信更能适应对通信技术的越来越高的要求.近二十年来，数字通信发展十分迅速，在整个通信领域中所占比重日益增长，在大多数通信系统中已成功代替模拟通信，成为当今通信系统的主流.“通信原理”是一门主要研究如何传输信息的学科.在这门课程中，主要讲解了通信基本概念，确定信号和随机信号分析，模拟调制系统，数字基带传输系统，正弦载波数字调制系统，数字信号的最佳接收，模拟信号的数字传输等内容.在通信工程专业的课程体系结构中起着非常重要的作用，是学习许多后续专业课程的基础.然而通信原理这门课的概念和公式较多且十分抽象，许多问题都要在同学们并不熟悉的频域内进行分析，而且推理、公式较多，从而使许多同学望而却步，失去了学好这门课程的信心.但是，如果运用MATLAB对通信原理中的一些抽象概念和公式进行仿真模拟，可以简化计算过程，并且把计算结果以图像的形式呈现出来，还可以通过改变某些参数来观察通信系统的性能和整体反应，从而使知识点形象化、生动化，便于我们对知识点的理解和应用.2 MATLAB背景介绍美国MATHWORKS公司于1967年推出了矩阵实验室“Matrix Laboratory”（缩写为MATLAB）这就是MATLAB最早的雏形.MATLAB是一种解释性的执行语言，由MATLAB语言，MATLAB工作环境，MATLAB图像处理系统，MATLAB数据函数库，MATLAB应用程序接口五大部分组成.它在数值计算方面首屈一指，是目前国际上最流行，应用最广泛的科学分析和计算软件，并被IEEE评为国际上最优秀的科技应用软件.由于MATLAB的基本数据单位是矩阵，使得它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，因此用MATLAB来计算问题往往要比用C或FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，同时MATLAB也吸收了像MAPLE等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件.MATLAB是一个包含大量计算算法的集合.其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能.同时MATLAB将高性能的数值计算和可视化集成在一起，并且提供了大量的内置函数，从而被广泛地应用于科学计算、控制系统以及信息处理等领域的分析、仿真和设计工作方面，而且利用MATLAB产品的开放式结构，可以非常容易地对MATLAB的功能进行扩充，从而在不断深化对问题认识的同时，不断完善MATLAB产品以提高产品自身的竞争能力.MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，目前主要应用于工程计算、控制系统设计与分析、数字信号与数字图像处理、通信理论研究、金融财务分析以及生物遗传工程等专业领域.3 通信原理仿真的方法原理和步骤通信原理的软件仿真，就是将通信从数学的角度来看，信息从一地传送到另一地的整个过程或者其各个环节不外乎是一些码或信号的变换过程.各种信号及其变换过程都可以用一定的数学模型来表达，而各种数学模型都是易于用软件来进行仿真的.但是，如果要仿真信号的变换，就必须解决信号与信号系统在软件中表示的问题，以及深入了解各种信号及变换的性质.通信原理的仿真过程一般分成三个步骤，即建模、仿真实验和结果分析.应该注意的是，通信原理的仿真是一个循环式发展的过程，因此，这三个步骤可能要经过循环执行多次之后，再进行调试才能得到准确的结果.所谓建模，就是根据实际通信系统构建仿真模型的过程，它是整个通信原理仿真过程中最为关键的一个步骤，因为构建的仿真模型的质量好坏直接影响着仿真结果的精确性和可靠性.我们所建立的仿真模型一般都是一个数学模型，数学模型可以分为很多种类型，包括确定性模型和随机性模型以及静态模型和动态模型.其中，确定性模型的输入和输出变量都必须是固定的数值，而随机模型则至少需要有一个输入变量是随机的；静态模型的输入和输出变量不需要考虑时间变化的因素，而动态模型的输入和输出变量则需要考虑时间变化的因素.因此，在一般情况下，我们所构建的通信系统模型往往是一个随机的动态系统.仿真实验通常是一个或一系列针对仿真模型的数据测试.在仿真实验的过程中，往往需要多次改变仿真模型输入信号的某一项数据，以观察和分析仿真模型对这些不同输入信号的反应，以及仿真系统在这整个过程中所表现出来的性能.需要注意一点是，仿真过程中输入的数据需要具有一定的代表性，即可以从各个角度明显地改变仿真输出信号的数值.如果我们要比较仿真模型在设置不同参数值时的性能，就必须要保证仿真模型在取不同参数值时的输入信号相同，只有这样才能使得最后得到的结论具有一定的客观性和可靠性.结果分析是我们进行仿真实验的最后一个步骤.在以上的仿真过程中，我们已经获得了足够多的关于系统性能的各类信息，但是这些信息只是一个原始的初步数据，还需要经过数据分析、处理，归纳出系统性能的变化规律，才能够获得一个衡量系统性能的标准尺度，从而可以得到对整个仿真过程的一个整体的、客观的评价.4 MATLAB在通信原理学习中的应用举例在基带传输系统中，当滚降系数α=0.5和α=1发送码元幅值为0、2时,做出升余弦滚降波形的眼图及功率谱,同时比较它们之间的不同.我们需要的通信原理知识为：在数字传输系统中，未经调制的数字信号所占据的频谱是从零频或很低频率开始，称为数字基带信号.在某些具有低通特性的有线信道中，特别是在传输距离不太远的情况下，基带信号可以不经过载波调制而直接进行传输.这种不经载波调制而直接进行传输数字基带信号的系统，称为数字基带传输系统.在通信原理课程中，我们研究的主要内容是信号如何在通信系统中进行传输的，通常需要对信号的各种特性进行比较和分析，而且不同信号所采用的分析方法不同：对确定信号的分析采用的是是通过傅立叶变换得到频谱的方法，而对随机信号的分析方法则是通过它的功率谱密度.如果我们简单地运用解析法来分析信号，往往只能得到所求信号频谱的函数表达式，而且根据函数表达式进行人工画图非常困难，画出的图像也很难达到要求.但是，如果我们运用MATLAB进行模拟仿真，就可以很方便、快捷地得到信号的频谱图.码间串扰和噪声是影响数字基带通信系统性能的两个主要因素.因此，如何减小它们的影响，使系统的误码率达到规定要求，则是我们需要研究的问题.码间串扰与系统的信道特性以及发送和接收滤波器的特性等因素有关，由于码间串扰和信道噪声产生的机理不同，并且为了简化分析，突出主要问题，我们将这两个问题分别考虑：在不考虑噪声的情况下，如何消除码间串扰；在无码间串扰的条件下，如何减小信道噪声的影响.如果系统总的特性为理想低通时，就可以完全消除码间串扰的影响，但是理想低通滤波器在现实的通信系统中是根本无法实现的.因此，在我们现实的通信系统中码间串扰是一定存在的，设计者只能通过让系统函数无限逼近理想低通来提高系统的性能，从而降低误码率.为了使我们对码间串扰所引起的误码率有一个直观、形象的认识，观察眼图是一个不错的选择.所谓眼图，是指通过用示波器观察接收端的基带信号波形，从而估计和调整系统性能的一种方法.为了解决理想低通特性存在的问题，我们可以采用使理想低通滤波器特性的边沿缓慢下降的方法，这种方法叫做“滚降”.余弦滚降特性是我们经常使用的一种特性，也是本文中所要用到的.我们只要使H(?棕)在滚降段的中心频率处呈现出奇对称的振幅特性，就必然可以满足奈奎斯特第一准则，从而实现无码间串扰传输.这种方法也可以看成是理想低通特性以奈奎斯特带宽为中心，按照奇对称的条件进行滚降的结果.眼图是数字信号在示波器上重复扫描得到的显示图形.若示波器的扫描范围是Na个码元，那么得到眼图的方法是（程序如下）仿真分析：α越接近1,信号成形的波形越好,眼图张开越大，系统噪声容限越大；斜边越陡，对定时误差的灵敏度也越低,抗误码性能增强.而从功率谱密度上看,在一定码元速率下随着α值的增加,信号占用的带宽变大,频带利用率下降.5 总结与展望通过使用MATLAB对通信原理的一些理论知识进行仿真，使我掌握了MATLAB的使用方法以及通信原理仿真的一般方法，认识到通信中的许多问题都可以通过计算机仿真的办法来进行研究.通信原理是通信工程专业的一门重要专业基础课，这门课的某些内容对于我们这些初学者来说往往不大好把握.但是通过自己动手，用MATLAB对某些知识进行仿真，然后对结果进行分析和归纳，可以使我对这些内容掌握地更加透彻，理解的更加深刻.计算机仿真实质上就是把硬件实验搬进了计算机，可以把它看成是一种软件实验.在软件实验中我们用程序来实现通信原理中的理论模型，所有通信模块及通信仪表的功能都可以用程序来实现，通信系统的全过程都可以在计算机中仿真运行.这不仅极大地提高了研究人员的工作效率、降低了科研成本，而且精确客观的仿真可以提高底层软硬件（汇编语言编程、硬件设计）实现的成功率，最大限度地减少不必要的工作量，还能更快更准确地用图形图像来表示计算结果.MATLAB凭借其数值计算与图形可视化功能的完美结合，以及开放的设计理念，取得很大的成功.目前，很多学校已经开设可这方面的课程，很多学生已经使用该软件完成论文设计.随着通信系统复杂性的增加,传统的手工分析与电路板试验等分析设计方法已经不能适应发展的需要, 通信系统计算机模拟仿真技术日益显示出其巨大的优越性，会逐渐成为科研方式方法的主流.参考文献：〔1〕王正林.精通MATLAB 7.电子工业出版社，2006.〔2〕陈怀琛，吴大正，高西全.MATLAB及在电子信息课程中的应用[M].北京:电子工业出版社，2006.〔3〕邱关源.电路[M].北京:高等教育出版社，2006.5.〔4〕郑君里，应启行，杨为理.信号与系统.2000.〔5〕樊昌信，曹丽娜.通信原理.国防工业出版社.〔6〕冯明库,王玉芳.基于MATLAB的信号与系统的教学实践研究[J].广东技术师范学院学报,2008，28(6):80-82.〔7〕谭劲,陈元莉,黄蕊彬，等.MATLAB的符号计算在信号与系统中的应用[J].沈阳师范大学学报（自然科学版），2011（23）.〔8〕楼顺天,陈生潭,雷虎民，等.MATLAB5,x程序设计语言[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000.116-117.。