周天津

（92665部隊(duì) 湖南省 張家界市 427200）

摘要：將Matlab仿真運(yùn)用至課堂教學(xué)環(huán)節(jié)使得抽象問題更加的生動(dòng)形象。優(yōu)化了教學(xué)方式，拓展了教學(xué)內(nèi)容，增強(qiáng)了教學(xué)的成效，使得學(xué)生們更為全面、輕易的把握所學(xué)習(xí)的知識。除此之外，在學(xué)習(xí)之余，同樣能夠使得學(xué)生熟練掌握對于Matlab軟件的操作，為后期的學(xué)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)以及社會工作奠定較好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：Matlab；通信原理課程；運(yùn)用

1 前言

伴隨通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，對于高等院校通信專業(yè)的教學(xué)形式與培養(yǎng)方式有著更加之高的需求。唯有憑借以不斷創(chuàng)新的教學(xué)觀念，卓越工程師的培育需求，理論與實(shí)際相互融合的教學(xué)模式，才可以培育出具備扎實(shí)的理論功底、較強(qiáng)動(dòng)手能力綜合型人才?！锻ㄐ旁怼肥峭ㄐ艑I(yè)最為關(guān)鍵的課程之一，其對于學(xué)生們的理論知識、專業(yè)素質(zhì)以及后期課程的掌握有著非常大的影響，所以變革創(chuàng)新此課程的教學(xué)形式有著非常重要的理論與實(shí)踐意義。本文簡單概述了Matlab仿真軟件，分析了在通信課程中運(yùn)用Matlab仿真軟件的重要意義，探討了Matlab軟件在課程中的具體運(yùn)用，理論和實(shí)際相互融合，得到了非常好的教學(xué)成效。

2 Matlab簡介

Matlab的全稱為MATrix LABoratory，其是由美國的The MathWorks企業(yè)所開發(fā)的一種商業(yè)數(shù)學(xué)軟件。Matlab是一個(gè)被運(yùn)用于算法研發(fā)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)可視化及數(shù)值運(yùn)算的高端技術(shù)計(jì)算語言與交互式的環(huán)境。Matlab不但具備繪畫函數(shù)/數(shù)據(jù)圖像、矩陣計(jì)算等其它常見的功能，其還能夠被用于構(gòu)建用戶界面以及運(yùn)用其他的語言（涵蓋C++、C以及FORTRAN等等）編制相應(yīng)的程序。

3 通信原理課程中運(yùn)用Matlab的重要意義

在現(xiàn)代化的通信原理課程的教學(xué)環(huán)節(jié)，將Matlab軟件運(yùn)用于課堂之中，教師能夠運(yùn)用此軟件實(shí)施輔助式的教學(xué)，以使得課堂講解和仿真軟件的相互融合，以收獲更加好的教學(xué)成效。針對部分難以解釋的課本內(nèi)容、部分非常抽象的定義、無法觀察的一些現(xiàn)象以及發(fā)展歷程，運(yùn)用Matlab軟件所具備的處理圖形功能以及計(jì)算功能等，能夠更加精準(zhǔn)、生動(dòng)、直觀地將其展示出來，進(jìn)而使得學(xué)生們能夠更加深入的了解所學(xué)習(xí)的知識，收獲事半功倍的教學(xué)功效。經(jīng)過此仿真軟件的運(yùn)用還能夠使得學(xué)生們原始實(shí)驗(yàn)的基石之上進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，以促進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和仿真實(shí)驗(yàn)的相互融合。利用Matlab軟件設(shè)計(jì)了幾十個(gè)不同的仿真實(shí)驗(yàn)，因?yàn)榇藢?shí)驗(yàn)并不會受到實(shí)驗(yàn)設(shè)施、時(shí)間、環(huán)境以及學(xué)時(shí)等因素約束，學(xué)生們能夠運(yùn)用課后時(shí)間自行進(jìn)行。與此同時(shí)，學(xué)生們還能夠?qū)嵤└黝悓?shí)驗(yàn)方案的對比與改善，在一定程度上激發(fā)了學(xué)生們的積極性與學(xué)習(xí)的興趣，增強(qiáng)了學(xué)生對于通信原理理論的把握與計(jì)算機(jī)運(yùn)用能力。在實(shí)驗(yàn)載體創(chuàng)建環(huán)節(jié)，運(yùn)用Matlab中所包含的GUI設(shè)計(jì)技術(shù)。Matlab里面的圖形用戶界面對象主要有兩種不同的形式：用戶界面選擇對象、用戶界面控件對象。運(yùn)用以上兩種不同的對實(shí)施嚴(yán)格完善的組織規(guī)劃，便能夠獲一個(gè)界面友好、便于操作、人機(jī)交流便利、具備較強(qiáng)功能的圖形用戶界面。使用人員運(yùn)用鼠標(biāo)在控件對象中實(shí)施操作，以使得應(yīng)用程序給出相應(yīng)的響應(yīng)，同時(shí)運(yùn)行了部分預(yù)先設(shè)定好的功能子程序。在控件對象屬性聯(lián)，功能子程序?qū)傩詫τ趫D形用戶界面設(shè)計(jì)而言有著非常重要的作用，其發(fā)揮著鏈接程序界面所有程序系統(tǒng)的作用。

4 Matlab仿真在通信原理課程中的運(yùn)用

4.1 單邊帶調(diào)制

單邊帶調(diào)制（SSB）是把雙邊帶信號里面的某個(gè)邊帶過濾所產(chǎn)生的，按照過濾形式的不一樣，形成SSB信號主要有相移法與濾波法這兩種不同的形式，本文以濾波法為具體的案例進(jìn)行分析。濾波法形成SSB信號的工作機(jī)理如下：首先形成一個(gè)雙邊帶信號，其次使得其經(jīng)過一邊帶濾波器，過濾掉多余的邊帶，便能夠獲得單邊帶信號。為了使得學(xué)生們能夠了解與把握SSB信號形成的環(huán)節(jié)與特征，在講授工作機(jī)理之時(shí)，使用MATLAB里面的Simulink模塊對此環(huán)節(jié)實(shí)施仿真。所運(yùn)用的調(diào)制信號的頻率是200H z，載波的頻率是1000H z，科學(xué)選取帶通濾波器相關(guān)的數(shù)據(jù)，便能夠獲得SSB信號。由時(shí)域圖能夠獲悉，載波的振動(dòng)幅度伴隨調(diào)制信號的改變而發(fā)生相應(yīng)的改變，由頻譜圖能夠獲悉SSB信號的確僅存在一個(gè)邊帶。因此能夠使得學(xué)生們更加生動(dòng)形象的掌握SSB信號形成的整個(gè)環(huán)節(jié)，了解SSB信號的特征。

4.2 標(biāo)準(zhǔn)幅度調(diào)制

幅度調(diào)制所指的是經(jīng)過調(diào)制信號去調(diào)控高頻載波的幅度，以使得其能夠伴隨調(diào)制信號進(jìn)行線性變換的環(huán)節(jié)，然而雙邊帶調(diào)制僅僅是幅度調(diào)制中的一類。標(biāo)準(zhǔn)調(diào)幅所指的就是常規(guī)雙邊帶調(diào)制，又被稱之為調(diào)幅（AM），其是將調(diào)制信號加入某一直流分量以后和載波相乘，進(jìn)而產(chǎn)生調(diào)幅信號。對于AM信號的解調(diào)方法大都運(yùn)用包絡(luò)檢波法，同樣能夠運(yùn)用相干解調(diào)的形式。相干解調(diào)是把已經(jīng)調(diào)制的信號經(jīng)過相乘器和本地載波相乘，其次經(jīng)過低通濾波器獲得最初的信號，包絡(luò)檢波法便是運(yùn)用包絡(luò)檢波器來實(shí)施，此方式規(guī)劃非相干解調(diào)，無需相干載波，簡潔便利。

4.2 基于Simulink的調(diào)制解調(diào)仿真

Simulink是Matlab軟件所提供的一種交互形式的動(dòng)態(tài)仿真載體，其允許使用人員運(yùn)用模塊框圖以取代系統(tǒng)，使用者僅需操作鼠標(biāo)便能夠建立起非常繁瑣的仿真模型。運(yùn)用Simulink實(shí)施調(diào)制解調(diào)仿真主要有以下兩個(gè)不同的形式：第一，直接按照調(diào)制解調(diào)的機(jī)理圖實(shí)施模型創(chuàng)建仿真；第二，運(yùn)用Simulink所包含的Modulation模塊庫所給予的進(jìn)行信號調(diào)制解調(diào)的版塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對DSB信號所創(chuàng)建的仿真模型，能夠得知，所解調(diào)出的信號和最初的調(diào)制信號除了時(shí)間與幅度的差異之外，其它均是相同的。運(yùn)用Modulation模塊庫里面Analog Passband Modulation所提供的"DSBSC AM Modulator Passband"與"DSBSC AM Demodulator Passband"兩個(gè)不同的模塊所創(chuàng)建的DSB調(diào)制解調(diào)模型。能夠得知，所解調(diào)出的信號和最初調(diào)制信號因?yàn)橥饨缭肼暤囊?，有著相?yīng)程度的失真。運(yùn)用Simulink創(chuàng)建通信系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)載體，其優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)atlab所具備的較強(qiáng)的計(jì)算能力完全發(fā)揮出來，有利于學(xué)生形成系統(tǒng)性的概念；其存在的不足是仿真界面的易懂性和可讀性相對較差。所以，Simulink軟件更加適合應(yīng)用至需實(shí)施繁瑣的數(shù)學(xué)運(yùn)算的通信系統(tǒng)之中。

5 結(jié)語

Matlab是一款適合多種學(xué)科、多類工作載體、具備較強(qiáng)功能、友好界面同時(shí)具備一定開放性的大規(guī)模應(yīng)用軟件，并且還是全球高等院校數(shù)值分析、通信原理以及數(shù)字信號處理等專業(yè)課程最為基礎(chǔ)的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)仿真軟件。Matlab所具備的通信工具箱集聚了計(jì)算函數(shù)與仿真模塊的功能，能夠用于實(shí)施通信領(lǐng)域的開發(fā)、系統(tǒng)研發(fā)以及仿真分析等。將Matlab運(yùn)用于通信原理的課堂展示教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)等環(huán)節(jié)，能夠增強(qiáng)學(xué)生們對于通信原理的掌握，增強(qiáng)學(xué)生自身的自學(xué)能力、拓展分析的視野；與此同時(shí)，可以使得學(xué)生們熟練掌握Matlab軟件與仿真方式，提升其實(shí)踐運(yùn)用能力。

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