Matlab仿真在通信原理教学中的应用_程铃
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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]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【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。
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。
收稿日期 :2011-12-01; 修回日期 :2011-12-21作者简介 :梁英波 (1982-, 男 , 河南三门峡人 , 助教 , 硕士 , 主要从事研究智能控制及其智能自动化 . 第29卷第 2期周口师范学院学报2012年 3月V o l . 29N o . 2J o u r n a l o f Z h o u k o u N o r m a l U n i v e r s i t y M a r . 2012MA T L A B 仿真在通信原理课程中的应用梁英波 , 张利红(周口师范学院物理与电子工程系 , 河南周口 466001摘要 :针对通信原理课程中的二进制振幅键控、二进制频移键控调控和二进制相移键控技术的原理和频谱公式推导过于繁杂、枯燥等问题 , 提出借助于MA T L A B 仿真 , 把抽象的问题具体化 , 增强学生的感性认识 , 激发学生的学习兴趣 , 取得了良好的教学效果 . 关键词 :2A S K ; S i m u l i n k ; MA T L A B ;通信原理中图分类号 :G 642. 0文献标志码 :A 文章编号 :1671-9476(2012 02-0056-03通信原理是电子信息工程专业的重要专业基础课 , 在课程体系中起着非常重要的作用 , 是学习后续课程的基础 [1].由于该课程含有大量的数学公式推导 ,内容抽象 , 推理、算法较多 , 学生不易理解和掌握 . 笔者尝试将仿真软件 MA T L A B 引入到传统的教学上来 , 利用 MA T L A B 软件的强大的仿真功能 , 把计算结果以图的形式形象直观地显示出来 [2], 加强学生对授课内容的理解 , 调动学生的学习积极性 , 使学生从繁琐的计算中解脱出来 , 把重点放在对概念、原理和方法的理解上 , 收到了良好的教学效果 .同时 , 高校的多媒体教学环境日益完善 , 学生的计算机应用能力日益增强 , 也为 MA T -L A B 应用于通信原理教学提供了条件 . 本文以通信原理课程中重要的数字通信系统中的二进制振幅键控、二进制频移键控调控和二进制相移键控技术为例 , 通过 MA T L A B 的仿真加深学生对调制与解调技术的理解 .1振幅键控的原理通常信号发送的载波信号可以表示成[3]s (t =a (t s i n (ωt +φ .(1 式中 a (t 表示幅度, ω是频率, φ是相位 ,对载波信号可以改变的就是以上三个变量 .这种用数字基带信号控制载波 , 把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制 .通常使用键控法来实现数字调制 , 根据改变变量的不同 , 数字调制分为振幅键控、频率键控和相位键控[4].1. 1二进制振幅键控 (2A S K一个二进制的振幅键控信号可以表示成一个单极性矩形脉冲信号与一个正弦波信号的相乘 . 2A S K 信号的产生电路如图 1所示 ,开关电路的通断由 s (t 控制 (1-导通 ; 0-断开 . 1. 2二进制频移键控 (2F S K2F S K 用基带信号来控制所传送的载波频率 .2F S K 信号的产生电路如图 2所示 , 当传送“ 1”码时送出一个频率 , 当传送“ 0” 码时再送出另一个频率 .1. 3二进制移相键控二进制移相键控是利用载波的初相位直接表示信号的移相方式 . 2P S K 信号的产生电路如图 3所示 , 二进制移相键控中分别用 0和π来表示“ 0” 和“ 1” .2 MA T L A B 仿真2. 1二进制振幅键控 (2A S K设发送信号表示成s (t =a n g (t c o s (ωt . (2 这里 a n 等于 0或 1. 当输入比特为 1时 , a n 为 0; 当输入比特为 0时 , a n 为1. g (t =∑ ng (t -n T s是基带信号波形 , 例如矩形波信号、通过脉冲成型滤波器后的输出信号 . 代入功率谱密度函数 , 得到 2A S K 信号的功率为 :T s 16S a (π(f +f c T s |2+|S a (π(f -f c T s|2+16[δ(f +f c +δ(f -f c ].(3本文在仿真中选择的载波为c o s (200πt . 2A S K 的输出波形如图 4所示 ,其中上半部分是数字基带原码信号 , 中间部分为载波型号 , 下半部分是振幅键控信号 . 由下面的图形可以很清楚地看出 :当数字基带信号 a n =1时 , 二进制的振幅键控信号保持原来的载波信号 ; 当数字基带信号 a n =0时 , 二进制的振幅键控信号一直为 0. 通过仿真加深了学生对 2A S K 原理 (一个二进制的振幅键控信号可以表示成一个单极性矩形脉冲序列与一个正弦载波信号的乘积的理解.载波频谱和 2A S K 的频谱对比波形如图 5所示 , 其中上半部分为载波信号的频谱 , 下半部分为 2A S K 信号的频谱 .由图 5可以看出 :余弦信号的最大值在中心频率 100H z 处 , 然后迅速衰减 , 而 2A S K 信号的中心频率在 90H z 和 100H z , 衰减按波形波动 . 由图 2可以清楚地看到 :矩形信号频域是以 f c 为对称中心的波形 , 和理论上得到的公式一致 .2. 2二进制频移键控 (2F S K 设发送信号表示成s (t =A c o s (2π(f +m Δf t , m =0, 1. (3 这里Δf 是相对于 f 的固定频率偏移 ; m 是输入比特流 , 通常由 0、 1组成 . 2F S K 信号的功率推导过于繁琐 , 公式也过长 , 在此省略不写 . 2F S K 的输出波形如图 6所示 ,由上到下 , 第一部分是数字基带原码信号 , 第二部分是频移键控信号 , 第三部分是载频为ω1载波信号 , 第四部分是载频为ω2的载波信号 . 由图 6可以很清楚地看出 :0符号对应于载频ω1, 1符号对应于载频ω2. 图形仿真加深了学生对2F S K 产生 (利用矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通的理解 . 同时 , 由上面的分析可以引导学生推出 4F S K 的相当于矩形脉冲序列控制的开关电路对四个不同的独立频率源进行选通.2F S K 的频谱如图 7所示 . 由图 7可以看到输出信号的中心频率为 30H z , 其两个峰值间隔为 20H z . 2F S K 信号所占用的带宽为Δf ±2B , Δf 为固定频率偏移 , B 为数字基带信号带宽 . 图 7中 20H z 处的功率明显低于40H z 处的功率 , 这是因为发送信号的不平衡造成的 , 也就是 0、 1比特数量不相等造成的 . 因为比特 0的数量少于比特 1, 所以20H z 处的功率低于 40H z 处的功率 .75第 29卷第 2期梁英波 , 等 :MA T L A B 仿真在通信原理课程中的应用2. 3二进制移相键控 (2P S K二进制移相键控是受键控的载波相位按着基带脉冲而改变的一种数字调制技术 . 2P S K 的仿真如图 8所示 , 其中上半部分是数字基带原码信号 , 下半部分是移相键控信号 . 由下面的图 8很容易看出 :当数字基带原码信号为 1和 0时 , 移相键控信号的相位相差π, 从而加深了学生对 2P S K 调制原理的理解.图 8 2P S K 的输出波形3结论以“ 通信原理” 课程里面的一节———数字调制 , 来说明如何将枯燥的原理生动地显示出来 , 编程简单易学 ,拓展了学生的视野 ; 同时 , 仿真图形的显示可以让学生由波形的感性认识去理解繁杂的数学公式 , 激发学生学习理论性很强的通信原理课程的兴趣 , 为学生更好地学习和掌握该课程中的重要原理和概念打下坚实的基础 . 参考文献 :[1]刘宏波 , 李丽华 , 刘琴涛 , 等 .M a t l a b 在通信原理课程教学中应用案例 [J ]. 实验技术与管理 , 2009, 26(10 :87-90.[2]程铃 , 徐冬冬 .M a t l a b 仿真在通信原理教学中的应用[J ]. 实验室研究与探索 , 2010, 29(2 :117-120. [3]管爱红 , 张红梅 , 杨铁军 . MA T L A B 基础及其应用教程[M ]. 北京 :电子工业出版社 , 2009.[4]程铃 . 基于 M a t l a b 的多进制数字调制仿真 [J ].现代电子技术 , 2009(309 :60-64. A p p l i c a t i o n s o f M A T L A B s i m u l a t i o n i n p r i n ci pl e s o f c o m m u n i c a t i o n L I A N G Y i n g b o , Z HA N G L i h o n g (D e p a r t m e n t o f P h y s i c s a n d E l e c t r o n i c E n g i n e e r i n g , Z h o u k o u N o r m a l U n i v e r s i t y ,Z h o u k o u 466001, C h i n a A b s t r a c t :T o t h e p r o b l e m o f f o r m u l a d e d u c t i o n i s c o m p l e x i n t h e c o u r s e o ft h e c o m m u n i c a t i o n p r i n c i p l e s `s 2A S K 、 2F S K a n d 2P S K , i t m a k e s t h e a b s t r a c t m a t t e r s p e c i f i c w i t h t h e h e l p o f t h e e m u l a t i o n s o f t w a r e MA T L A B , a n d i n t en s i f i e d s t u d e n t s s e n s i b i l i t y k n o w l e d g e , t o a r o u s e s t u d e n t s ' l e a r n i n gi n t e r e s t , g o o d r e s u l t s h a v e b e e n a c h i e v e d . K e yw o r d s :2A S k ; S i m u l i n k ; MA T L A B ; p r i n c i p l e s o f c o m m u n i c a t i o n (上接第 55页参考文献 :[1]梁英波 , 张利红 . S i m u l i n k 仿真在自动控制原理课程中的应用 [J ]. 周口师范学院学报 , 2011(5 :42-43. [2]程铃 , 徐冬冬 .M a t l a b 仿真在通信原理教学中的应用[J ]. 实验室研究与探索 , 2010, 29(2 :117-120. [3]樊昌信 , 曹丽娜 . 通信原理 [M ]. 6版 . 北京 :国防工业出版社 , 2008.[4]张亮 , 郭仕剑 , 王宝顺 , 等 .MA T L A B7. X 系统建模与仿真 [M ]. 北京 :人民邮电出版社 , 2006.S p e c t r a l a n a l ys i s o f 2A S K b a s e d o n S i m u l i n k s i m u l a t i o n L IJ i a n 1, Z HA N G S h u a i 2, L I A N G Y i n gb o 1(1. D e p a r t m e n t o f P h y s i c s a n d E n g i n e e r i n g , Z h o u k o u N o r m a l U n i v e r s i t y, Z h o u k o u 466001; 2. S c h o o l o f M e c h a n i c a l E n g i n e e r i n g , N o r t h C h i n a U n i v e r s i t y o f W a t e r R e s o u r c e s a n d E l e c t r i c P o w e r , Z h e n gz h o u 450011, C h i n a A b s t r a c t :D i g i t a l m o d u l a t i o n s y s t e m f o r 2A S K o f t h e s p e c t r u m o f f o r m u l a a n d c a n u n d e r s t a n d a n d m o r e s t u d e n t s l e a r n -i n g b o r i n g , p r o p o s e s t h e u s e o f S i m u l i n k , d o n ' t n e e d a l o t o f w r i t i n g p r o g r a m , a n d o n l yn e e d t h r o u g h t h e s i m p l e i n t u i t i v e m o u s e o p e r a t i o n , c a n b u i l d c o m p l e x s y s t e m , c a n s t i m u l a t e s t u d e n t s ' i n t e r e s t i n s t u d y a n d e f f e c t i v e s a v e c l a s s , r e c e i v e d g o o d l e a r n i n ge f f e c t . K e yw o r d s :2A S k ; S i m u l i n k ; d i g i t a l c o m m u n i c a t i o n 85周口师范学院学报2012年 3月。
Matlab仿真在通信原理课程中的运用分析作者:周天津来源:《科学与财富》2017年第20期(92665部队湖南省张家界市 427200)摘要:将Matlab仿真运用至课堂教学环节使得抽象问题更加的生动形象。
优化了教学方式,拓展了教学内容,增强了教学的成效,使得学生们更为全面、轻易的把握所学习的知识。
除此之外,在学习之余,同样能够使得学生熟练掌握对于Matlab软件的操作,为后期的学习、毕业设计以及社会工作奠定较好的基础。
关键词:Matlab;通信原理课程;运用1 前言伴随通信技术的不断进步,对于高等院校通信专业的教学形式与培养方式有着更加之高的需求。
唯有凭借以不断创新的教学观念,卓越工程师的培育需求,理论与实际相互融合的教学模式,才可以培育出具备扎实的理论功底、较强动手能力综合型人才。
《通信原理》是通信专业最为关键的课程之一,其对于学生们的理论知识、专业素质以及后期课程的掌握有着非常大的影响,所以变革创新此课程的教学形式有着非常重要的理论与实践意义。
本文简单概述了Matlab仿真软件,分析了在通信课程中运用Matlab仿真软件的重要意义,探讨了Matlab软件在课程中的具体运用,理论和实际相互融合,得到了非常好的教学成效。
2 Matlab简介Matlab的全称为MATrix LABoratory,其是由美国的The MathWorks企业所开发的一种商业数学软件。
Matlab是一个被运用于算法研发、数据处理、数据可视化及数值运算的高端技术计算语言与交互式的环境。
Matlab不但具备绘画函数/数据图像、矩阵计算等其它常见的功能,其还能够被用于构建用户界面以及运用其他的语言(涵盖C++、C以及FORTRAN等等)编制相应的程序。
3 通信原理课程中运用Matlab的重要意义在现代化的通信原理课程的教学环节,将Matlab软件运用于课堂之中,教师能够运用此软件实施辅助式的教学,以使得课堂讲解和仿真软件的相互融合,以收获更加好的教学成效。
Matlab/Simulink仿真在通信对抗课程实验教学中的应用发布时间:2022-12-05T05:34:33.346Z 来源:《中国教师》2022年8月15期作者:杨慧君邵正途许登荣[导读] 通信对抗技术与实验课程作为信息对抗专业的核心主干课程,杨慧君邵正途许登荣空军预警学院,武汉 430019摘要:通信对抗技术与实验课程作为信息对抗专业的核心主干课程,在该专业的课程体系中有着重要的地位。
针对通信对抗课程教学中存在的问题,基于Matlab/Simulink软件,探讨基于软件的通信对抗课程实验设计与应用方法。
以“跳频通信抗干扰”的教学为例,从通信系统仿真、干扰样式建模、实验结果分析等方面介绍该方法在通信对抗课程实验教学中的应用。
关键词:通信对抗;实验教学;Simulink仿真通信对抗技术与实验课程作为信息对抗专业的核心主干课程,在该专业的课程体系中有着重要的地位[1,2]。
通信对抗课程中部分理论内容的相关概念和原理抽象,难以理解和掌握,开设通信对抗原理课程相配套的实验课,有助于培养学生对通信对抗技术的兴趣,调动学生的学习积极性,加深对原理的理解和掌握,提高教学质量。
但是基于硬件的实验平台受到各种条件制约,实验项目和内容不够丰富,限制了学员学习和使用[3,4],利用软件构建实验科目,方式灵活,可有效弥补由实验场地、仪器设备和经费缺乏等因素带来的不足。
本文基于Matlab/Simulink软件,探讨基于软件的通信对抗课程实验设计与应用方法。
1 通信对抗课程教学存在的问题1)学员专业基础不一,知识储备相对薄弱目前学习通信对抗技术的期班学员比较多,存在通信理论、实践知识储备比较薄弱的问题。
其知识构成与工作背景多样,但是有通信、电子相关基础的只占到30-40%,总体专业基础总体欠佳,知识储备相对薄弱,给课程教学带来一定的困难。
2)部分内容抽象难懂,学员存在畏难情绪通信对抗课程主要介绍通信基础、通信对扰侦察和通信干扰的基本概念、主要方法和技术,涉及高频电子线路、微波技术与天线、微波电子线路、信号与系统、随机过程等相关课程知识,知识涉及面广、理论性较强、部分内容(例如模拟调制、数字调制、扩谱等)抽象难懂,学习基础一般的学员容易产生畏难情绪,影响学习积极性。
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。
Matlab在通信原理课程教学中的应用【摘要】根据通信原理课程的特点,讨论了Matlab仿真在通信原理教学中的应用,给出了仿真和分析的具体实例;在教学实践过程中,能有效地激发学生学习主动性和积极性,提高课程教学效果。
【关键词】通信原理;Matlab;Simulink工具箱;仿真分析0引言通信原理是高等院校通信工程、电子信息工程等专业重要的专业基础课程之一,也是许多高校通信电子类专业的研究生入学考试科目之一。
课程原理性、工程性性及实践性强,涉及的知识面宽,承接信号与系统、概率论与数理统计、信息论等课程,又为后续课程《移动通信原理》、《现代交换》等专业课程奠定基础。
但由于课程概念和原理很抽象,理论性也较强,对数学基础及其应用能力要求较高,学生普遍觉得该课程内容空泛,难于理解和掌握。
将仿真软件运用到通信原理教学中,可简化计算过程,把计算结果以图的形式形象地显示出来,同时仿真软件可以仿真许多通信系统,通过改变某些参数来观察通信系统的性能,加深学生对知识的理解,从而可以获得比较好的教学效果。
1Matlab简介Matlab是一种交互式的、以矩阵为基础的软件开发环境,它用于科学和工程的计算与可视化。
Matlab具有强大的Simulink动态仿真环境,可以实现可视化建模和多工作环境间文件互用和数据交换。
Simulink为用户提供了用方框图进行建模的图形接口,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Matlab和Simulink两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改。
用于实现通信仿真的通信工具包(Communication Toolbox,通信工具箱)是Matlab语言中的一个科学性工具包,提供通信领域中计算、研究模拟发展、系统设计和分析的功能。
下面对通信原理课程模拟调制中的双边带抑制载波调制解调系统和数字调制中的二进制频移键控(2FSK)进行计算机仿真演示。
2Matlab仿真在通信原理教学中的应用实例2.1双边带抑制载波(DSB)调制解调系统如图1所示建立仿真模型,仿真步进设置为0.001s,采用固定步长算法。
Matlab仿真在高职通信实验教学中的应用Matlab是一种强大的工具,广泛应用于工程领域的仿真与分析。
在高职通信实验教学中,Matlab仿真能够帮助学生更好地理解和掌握通信原理和技术。
本文将探讨Matlab仿真在高职通信实验教学中的应用,希望能够为相关教学工作者提供一些参考和借鉴。
1.1 提高学生的实践能力传统的通信实验通常需要大量的硬件设备和实验仪器,而Matlab仿真可以在计算机上完成实验,不仅节省了实验设备和空间,还可以有效提高学生的实践能力。
学生可以通过Matlab仿真软件,模拟各种通信系统的传输过程,调试各种参数,观察系统的动态性能,进一步加深对通信原理的理解,并在实践中锻炼自己的实验技能。
Matlab仿真可以帮助学生在通信原理和技术方面进行深入的研究和分析,掌握系统设计与调试的方法和技巧,提高专业水平。
学生可以通过Matlab仿真软件,编写自己的程序,设计各种通信系统的信号处理、调制解调、编解码、误差控制等算法,并对系统进行仿真验证,不断提高自己的专业能力和素养。
1.3 培养学生的创新意识Matlab仿真可以为学生提供一个开放的平台,让他们有更多的自由度和创造性,促进他们的创新意识。
学生可以通过Matlab仿真软件,尝试各种新的通信系统方案和算法,探索新的通信技术和应用,激发他们的创新潜力,培养他们的创新意识和能力。
Matlab仿真可以应用于高职通信实验教学的各个环节,包括信号处理、调制解调、通信系统设计、通信系统性能评估等方面。
下面分别介绍一些具体的应用案例。
2.1 信号处理仿真通信系统中信号处理是一个重要的环节,Matlab可以帮助学生模拟各种信号处理方法和算法。
学生可以利用Matlab仿真软件设计和验证各种滤波器的性能,比较不同滤波器的频率响应和相位特性,了解各种数字信号处理技术的优缺点。
学生还可以通过Matlab仿真软件实现各种信号的变换和调制,比如傅立叶变换、小波变换、QAM调制等,观察和分析信号在频域和时域的性质,为日后的通信系统设计打下基础。
MAT LAB 实验仿真在通信原理课程教学中的应用陈 朝(中国地质大学(武汉)信息工程学院,湖北武汉 430074)摘 要:在电信类专业设置中,“通信原理”是主干基础课程,如何深入浅出,透彻的学好这门课程,各个高校都花了很大的功夫,并相应的有各种各样的实验装置与配套设施,但是通过教学环节发现其效果并不是很好,学生只是单纯地验证实验,对实验原理与所涉及的数学基础往往只是一知半解。
如何从基础出发,更清楚地表明数学与通信原理、通信原理与电路之间的关系,以MAT LAB 为背景平台,结合m 文件和SI M UL I N K 仿真以调幅部分为例做了一些工作,效果良好。
关键词:仿真实验;通信原理;MAT LAB;调幅中图分类号:TP391.9 文献标识码:B 文章编号:100224956(2007)0520092202The i m portant of teaching in the princi ple of co mmunicati onbased on the si m ulati on ex peri m ents byMAT LABCHEN Zhao(I nstitute of I nfor mati on Engineering,China University of Geosciences,W uhan 430074,China )Abstract:The course of the principle of co mm unication is very i m portant in the branch of basic course in the maj or of electrical communicati on .A l m ost each of university has s pent much money and ti m e in teaching and learning well this course and equi pped with s ome experi m ent equi pments,but the effect is notwell .A s the students al w ays do the exper 2i m ents by the validati on and do not know the reas ons why do the m,other wise,they know a little about the basic of math about the p rinci p le of communicati on .How t o learn fr om the basis and show the relati onshi p bet w een the math and the p rinci p le,the circuit and the p rinci p le of communicati on?W e do s ome works about the a mp litude modulati on based on the m file and mdl file in MAT LAB s oft w are,which are very good .Key words:si m ulati on experi m ents;the p rinci p le of communicati on;MAT LAB;a mp litude modulati on收稿日期:2006208223作者简介:陈朝(1974—),女,湖北省黄石市人,硕士,讲师,研究方向:移动通信编、译码,差错控制编码和通信仿真. 众所周知,在电信类专业设置中,“通信原理”作为主干基础课程有着非常的作用,各个高校都花了很大的功夫,并安排了各种各样的实验装置与配套设施,但通信原理课程的实验教学一直存在着实验内容陈旧、实验手段落后等问题。
MATLAB通信仿真在《通信原理》课程教学中的应用[摘要]本文介绍了matlab软件中通信工具箱的两种仿真方法,并重点阐述了在matlab/simulink环境下对通信系统进行可视化动态仿真的一般步骤和实现方法。
最后通过教学范例和实验结果说明,matlab通信系统仿真模型能够反映通信系统的动态工作情况,具有较强的演示性、可视性和实用性,是《通信原理》课程教学中强有力的辅助工具。
[关键词]matlab simulink 仿真通信系统一、引言《通信原理》是通信及相关专业的专业基础课,是许多后续专业课程的基础。
其中很多基本概念、重要原理将贯穿整个通信专业的各门课程之中。
然而,对于刚刚接触通信专业的学生来说,类似于调制、解调、抽样、量化、复用等概念及原理往往过于抽象,传统的教学方法很难高效的使学生从根本上理解这些概念、原理及过程。
将matlab通信系统的计算机仿真演示应用到《通信原理》的教学中,能够较好的解决这个问题。
采用matlab对基本原理和方法进行计算机仿真演示,能够使复杂的计算简单化,抽象的理论具体化、直观化,从而提高学习效率,增强学习兴趣,在一定程度还上培养学生进行通信系统工程设计的能力。
matlab最初是mathworks公司推出的一种数学应用软件,经过多年的发展,开发了包括通信系统在内的多个工具箱,从而成为目前科学研究和工程应用最流行的软件包之一。
matlab的动态仿真软件simlink提供了可视化的系统仿真环境和多个模型库,在模型库中提供了丰富的功能模块,采用模块化设计,可以方便、灵活地建立通用性较强的通信仿真模型。
matlab通信工具箱是一套用于通信领域进行理论研究、系统开发、分析设计和仿真的专业化工具软件包,主要由两部分组成:通信系统功能函数库和simulink通信系统仿真模型库。
下面分别从两个方面介绍matlab通信系统仿真方法。
二、使用通信系统函数库实现通信系统仿真matlab通信系统功能函数库[1]由70多个函数组成,每个函数又有多种选择参数,函数功能覆盖了现代通信系统的各个方面。
Matlab仿真在高职通信实验教学中的应用Matlab是一种功能强大的科学计算软件,广泛应用于工程、科学和技术领域。
在高职通信实验教学中,Matlab仿真技术的应用具有重要的意义,可以帮助学生理解通信原理、加深对通信原理的认识,提高实验教学的质量和效果。
本文将介绍Matlab仿真在高职通信实验教学中的应用,并探讨其对教学的促进作用。
1. 通信原理仿真在高职通信实验教学的教学过程中,通信原理仿真是非常重要的一环。
通过Matlab仿真软件,可以模拟出各种信号的传输过程,如调制解调过程、信道传输过程、信号接收过程等。
学生可以通过仿真软件观察到实际传输过程中的各种情况,加深对通信原理的理解。
3. 通信系统性能分析利用Matlab仿真软件,可以对通信系统的性能进行分析。
通过改变参数和算法,可以观察通信系统性能的变化情况,如误码率、信噪比等。
这对于学生来说,可以直观地了解通信系统的性能特点,加深对通信系统的认识。
1. 提高实验教学的趣味性Matlab仿真软件提供了直观的可视化界面,学生可以通过仿真软件直观地观察到通信原理的各种情况,从而增加了实验教学的趣味性。
相比传统的实验教学方式,Matlab仿真可以使学生更加轻松地理解通信原理。
利用Matlab仿真软件,可以随时调整参数和算法,观察系统性能的变化情况。
这种灵活性大大提高了实验教学的效率,可以更好地满足学生的学习需求。
Matlab仿真软件能够模拟出实际通信系统的工作情况,学生可以通过仿真软件模拟出各种通信系统的工作过程,加深对通信系统的认识。
这种实用性有利于学生将所学知识应用于实际工作中。
三、Matlab在高职通信实验教学中存在的问题及解决方案1. 软件成本较高Matlab仿真软件相对来说成本较高,对于学校来说可能需要承担一定的费用,这对于一些经济条件较差的学校来说可能会造成一定的困难。
解决方案可以通过与Matlab公司进行合作,争取到更好的价格优惠,或者寻找其他替代的仿真软件。
Matlab在通信原理教学中的应用作者:穆宏慧来源:《科技资讯》 2014年第22期穆宏慧(长春科技学院信息工程学院吉林长春 130600)摘要:Matlab仿真软件是工程界流行的仿真工具之一,现已广泛地应用于电子、通信等领域。
根据通信原理课程理论性强、数学推导多、知识点抽象等特点,将Matlab引入到通信原理的课堂演示教学中,以AM调制解调为例,给出了Matlab的两种仿真方法和实例。
关键词:通信原理 Matlab Simulink工具箱仿真中图分类号:TN391.9 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)08(a)-0180-01通信原理是高等院校通信工程和电子类相关专业的一门重要的专业课,具有较强的系统性、理论性和实践性。
目前学生在学习通信原理课程时,存在以下几个问题:(1)传统教学方法和手段单一,直观性差、趣味性差,学生学习兴趣不高;(2)对学生而言,只利用课本中的公式及信号波形图,不能直观、快速地理解各种通信方式及内容;(3)多媒体教学只是简单的将书本内容照搬,对于突破传统教学作用不大。
针对上述学习过程中存在的问题,将Matlab仿真工具引入到通信原理的理论教学中,通过改变现有的教学模式,加深学生对知识的理解和掌握,从而获得较好的教学效果。
1 Matlab软件在理论教学中的应用对于理论较强的通信原理来说,涉及到的都是通信领域的概念,学生学习起来吃力。
为了突破传统教学的弊端,可以将理论课堂搬到软件实验室,通过Matlab软件将晦涩难懂的通信理论、信号波形等通过仿真显示在屏幕上,边学边练,从而加强学生对授课内容的理解。
例如:对于模拟线性调制部分的AM调制、解调,教师首先利用多媒体和黑板将AM的调制解调原理进行讲解:在AM调制中,调制信号m(t)叠加直流成分,设,其中:A0为直流成分;为交变分量;m0(t)为解调输出信号,AM调制解调框图如图1所示。
学生通过Matlab中的Simulink工具箱对调制解调模型进行搭建,并完成相应的参数设置:载波频率为40 rad/s;调制波角频率为5 rad/s;调幅幅度为0.5;A0为2,模型如图2所示。