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      淺談MATLAB通信系統(tǒng)動態(tài)仿真平臺設(shè)計論文

      時間:2024-11-04 06:02:21 通信工程畢業(yè)論文 我要投稿
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      淺談MATLAB通信系統(tǒng)動態(tài)仿真平臺設(shè)計論文

        摘 要:運用MATLAB軟件設(shè)計了通信系統(tǒng)動態(tài)仿真平臺,該平臺能進行典型參數(shù)的設(shè)置,提供動態(tài)可調(diào)的仿真功能,實現(xiàn)信源編碼、調(diào)制技術(shù)、信道編碼及多址技術(shù),通過GUI實現(xiàn)人機交互,有效輔助教學。

      淺談MATLAB通信系統(tǒng)動態(tài)仿真平臺設(shè)計論文

        關(guān)鍵詞:MATLAB;通信平臺;動態(tài)仿真;GUI

        1 現(xiàn)代通信平臺設(shè)計的意義

        通信系統(tǒng)的計算機模擬與仿真是促進現(xiàn)代通信技術(shù)快速發(fā)展的重要手段。無論是實用系統(tǒng)的精細規(guī)劃與設(shè)計,還是新型傳輸系統(tǒng)的探索與研究,都要遇到冗長繁雜的計算;此外要驗證其性能是否合乎要求,如果每次都直接用真實系統(tǒng)進行實驗,不僅耗資昂貴、費工時,有時甚至難于找到問題癥結(jié)所在。解決上述問題的有效方法就是采用計算機仿真技術(shù),即通過建立器件、部件乃至系統(tǒng)的模型,并用模型在計算機上做實驗,利用計算機的高速運算處理能力,以完成通信系統(tǒng)設(shè)備與系統(tǒng)的分析、設(shè)計以及性能優(yōu)化與評估測試。顯然,建立現(xiàn)代通信系統(tǒng)的計算機仿真平臺,既能提高設(shè)計的一次成功率,縮短新產(chǎn)品研制周期和節(jié)省投資費用,還可以廣泛應用于虛擬實驗室和網(wǎng)上實驗室,服務于教學和人才培養(yǎng)。

        2 現(xiàn)代通信平臺分析

        通信類專業(yè)相關(guān)課程《信號與系統(tǒng)》《數(shù)字信號處理》《通信原理》《數(shù)字通信》《移動通信》等理論性強、直觀性差、趣味性差,學生學習難度大。通常在學習過程中,專業(yè)知識的學習與實踐是靠課堂講授和數(shù)量不多的作業(yè)以及十分有限的實驗來完成二者的結(jié)合的。所學理論抽象,數(shù)學計算復雜,實踐機會不多,且間隔周期又長,難以較快掌握。多媒體課件在某種程度上可以緩解抽象理論的推導,生動的再現(xiàn)相關(guān)原理、波形,但那只是書本知識的單調(diào)再現(xiàn),不能靈活實時顯示系統(tǒng)實際情況。再由于專業(yè)設(shè)備昂貴,而實踐機會大多是在實驗箱上進行驗證性實驗,并不能根據(jù)實際情況進行相關(guān)參數(shù)的修改,無法提升學生的創(chuàng)造力,學習效果不明顯。現(xiàn)代通信系統(tǒng)的動態(tài)仿真平臺的建立,演示系統(tǒng)隨參數(shù)變化的變化結(jié)果或變化趨勢,既能幫助學生更好地理解和掌握理論知識,又能將硬件實驗與軟件仿真實驗相結(jié)合,彌補實驗手段的不足,豐富實踐教學環(huán)節(jié),提高學生的學習興趣。

        3 現(xiàn)代通信平臺設(shè)計的功能

        基于MATLAB的通信系統(tǒng)動態(tài)仿真平臺包含4大模塊:信源模塊、信道模塊、調(diào)制模塊、多址技術(shù)模塊。信源模塊中實現(xiàn)信號的產(chǎn)生及信源編碼;信道模塊中實現(xiàn)各種噪聲信道;調(diào)制模塊實現(xiàn)正交振幅調(diào)制(QAM)、正交相移鍵控(QPSK)、最小頻移鍵控(MSK)、正弦頻移鍵控(SFSK)、高斯最小頻移鍵控(GMSK)等多種調(diào)制技術(shù);多址模塊中實現(xiàn)第三代移動通信系統(tǒng)WCDMA、CDMA2000、SC-CDMA2000中都采用的碼分多址技術(shù)及第四代移動通信系統(tǒng)運用的時分和頻分的多址技術(shù)。

        4 現(xiàn)代通信平臺的實現(xiàn)

        時分多址中通信用戶是靠不同的時隙劃分來實現(xiàn)通信的,以多址技術(shù)中的TDMA為例說明平臺的實現(xiàn)方法和效果。其simulink仿真模型如圖1。 圖1 TDMA仿真系統(tǒng) 多路不同信號在時間上隔離開,由三個信號發(fā)生器,分別產(chǎn)生正弦波、三角波、方波信號,然后分別進入Subsystem(時分多址)模塊,合并后再對信號進行解調(diào)。 采用典型參數(shù)在線可調(diào)的設(shè)計方式,提供在線實時仿真功能,模擬通信流程及各個通信節(jié)點的信號,運用MATLAB中的GUI功能設(shè)計動態(tài)仿真系統(tǒng),如圖2所示,通過動態(tài)仿真系統(tǒng),方便實時數(shù)據(jù)修改,實時了解通信各個節(jié)點流程。 圖2 TDMA動態(tài)仿真模型

        5 結(jié)語

        通信技術(shù)飛速發(fā)展,通信系統(tǒng)復雜性不斷增加,傳統(tǒng)設(shè)計已不能適應發(fā)展的需要,通信系統(tǒng)的模擬仿真技術(shù)越來越受到重視,因此在設(shè)計新系統(tǒng)時,要對原有的系統(tǒng)做出修改或者進行相關(guān)研究,通常要進行建模和仿真,通過仿真結(jié)果來衡量方案的可行性,從中選擇合理的系統(tǒng)配置和參數(shù)設(shè)置,然后應用實際。本平臺的設(shè)計與實現(xiàn)既能驗證通信系統(tǒng)學習的效果,也能進行通信系統(tǒng)的研究。

        參考文獻

        [1]王云嶺,高建樹.仿真技術(shù)在課堂教學中的應用[J].電力系統(tǒng)及其自動化學報,2004(2).

        [2]張春龍,成行潔.計算機仿真技術(shù)在實踐教學中的應用[J].南通職業(yè)大學學報,2002(1).

        [3]胡榮林.Matlab在通信類課程教學改革中的應用研究[J].中國科技信息,2008(24)

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