MATLAB仿真在“扩频通信”课程教学改革中的应用研究

环境 、 工具箱等 内容组 成 ， 具有符 号计算 和数值计 算两个计 算
类型 。 该 软件 的突 出特点是具 有强大 的图形仿真 功能 ， 而且实 现起来非常容易。 Ⅲ 学生可 以在设计控制系统 、 计算机辅助分析
中使用ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 语言。 通信工程专业 的学 生在大 二时开始学 习 ＭＡ Ｔ Ｌ ＡＢ 语 言， 可以先 从简单 的数值 运算开始 ， 然 后逐渐 学 习 如何设计 函数、 如何分析、 如何建模 ， 为 以后学习通信工程专业 中的理论打下坚实基 础。由于ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 具 有强大的图形仿真处
国等学校 的教师在电工及电子学 和物理等课程教学中已经普遍 使用仿真 软件， 在此 过程 中培养 学生 的协 作能力 、 创 新能力以 及题 目迁移能力等综合能力。 Ｉ ４ ＿
为了解仿真软件在教学中的应用意义 ， 对Ｒ ｏ ｓ ｅ Ｈ ｕ ｌ ｍａ ｎ 工学 院的全体 学生进行 问卷 调查， 其中有８ ５ ％的学生认为通过使用
力， 韩国电子信 息工程学 校研发了以ＭＡ Ｔ Ｌ ＡＢ 等 仿真软件 作为 实验平台的多媒体 协作 式家用学习系统。【 ｌ 叫 爱 尔兰大学的信息
工程学院利用ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 等仿真软件创建了网上嵌进式 电子实验 服务器， 为学习者提供了平 台， 以满足学生的学 习需要。 据Ｍ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ Ｐ ． Ｍｉ ｎ ｔ ｃ ｈ ｅ 和Ｂ ｒ ｅ ｎ ｔ Ｊ ． Ｍａ ｕ ｎ ｄ ｙ 研究机构分析表 明， 信息类专业 、 电
生能够用它仿真绘制 出各种图形 ， 有助于较好 地理解 核心概 念
和基 本原理 ， 增强学生设 计系统和动手分析的能力。
一
、
传 统扩 频 通 信 硬 件 实验 教 学现 状
对于以往 的扩频 通信实验课 ， 主要是通 过硬件试验 箱来演 示及 操作扩频中的理论实现部分， 其 在教学中的弊端较 多， 主要
呷 目吨 力毅
２ ０ １ ４ 年第２ １ 期（ 总第３ １ ６ 期）
ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 仿真在 “ 扩频 通信 ＂ 课程教 学改革中的应用研究
徐建东 孙迎春 王延国 杜 旭
（ １ ． 佳木 斯大学信息 电子技术学院 ，黑龙江 佳木斯 １ ５ ４ ０ ０ ７ ；２ ． 黑龙江省 汤原 县气象局 ，黑龙江 汤原 １ ５ ４ ０ ０ ０ ）
子信息工程专业 、 计 算机专业 的学生非 常乐于使 用ＭＡ Ｔ Ｌ ＡＢ 软
件进 行电路设 计与分析， 他们对此有着浓厚 的兴趣 。
２ ． 国内应 用情 况
体现在两个方面 ： 第 一， 由于通信发展 速度较快 ， 因此教 学使 用
的设备没能及时更新， 大多数 已经购买的设备明显落后教学发展
件 的优越 性以及硬件实验 的不足 ， 因此 提 出了使 用仿真 软件的
想法， 同时应用时间比较早 ， 范围也比较厂 Ｊ ｃ 例如， 加 拿大和美
是数学 计算能力非常强 ， 而且可以通过命令 函数 进行 图形化 ，
是在工程计算及数值分析领域 中被广泛应用 的新 型高级语言。 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 由Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 仿真环境 以及Ｃ Ｏ ＭＭＥ ＮＤ ＷＩ ＮＤ Ｏ Ｗ主开发
关键词 ： 扩频通信； 软件仿真； 实验教学
中图 分 类 号 ： Ｇ６ ４ ２ ． ０ 文 献标 识码 ： Ａ 文章编号： １ ０ ０ ７ — ０ ０ ７ ９（ ２ ０ １ ４ ） ２ １ — ０ ０ ６ ６ — ０ ２
ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 是 以Ｃ 语言为基 础而发展起 来的软件， 其主要 特点
理能力， 使得通信工程专业的课程具 有可视化 的特点。 Ｉ ２ 在教学
仿真软件可 以了解 电器设备 的工作情 况 ， 有６ ５ ％的学 生认 为仿
真实验有助于更好地 理解概 念。［ １ 美 国俄 勒冈大学 （ Ｕ ｏ ｒ ｅ ｇ ｏ ｎ ｅ ｄ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ） 建立了虚拟物理实验室 ， 即用ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 仿 真软件实现编程 。 ＿ ８ 为了增加教学的生动 Ｊ 生和互 动性 ， 瑞 士联邦
系统模块参数 ， 可以仿真 出 相应波形。 实 践 教学 是 整个教学过程 的关键环 节， 是培养学生创新精神和实践能力的重要 手段。 针对传统扩
频通信硬件实验存在的问题 ， 为推进素质教育， 培养高素质人 才， 实现人 才培养 与社会用人单位的 “ 无缝连接” ， 改善现有的实验教学模
式，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ对 ＭＡ ＴＬ Ａ Ｂ 软 件在 扩频 通 信 中的应 用研 究 进行 了 探讨。
工程学 院利用仿真虚 拟实验对 传统实验 进行补充 。 ［ ９ 为了加 强
学生在学习中的合作 交流 ， 开 阔学生的眼界， 培养学生的创新能
中， 使 用ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 可以提高教 学质量 ， 通过可视化的图形仿真可
以使教程 中的公式 和理论更容易理解 。 ＿ ３ 通过学习ＭＡ Ｔ Ｌ ＡＢ ， 学
摘要 ：“ 扩频通信 ” 课程理论性强， 对学生的通信理论基 础要求较高， 在传统的ｚ ￣ ４ ＃ － 实验 中， 通过数字示波器设备 学生只能动态、 粗 略地看到一些基础 的信号波形， 对 于扩频后 的波形显示由于波特率较 高， 图形观察效果 不理想。而ＭＡ ＴＬ ＡＢ 软件具有强大的数 学运算 能力， 特别是其图形显示功能非常强大。 其Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ － Ｙ － 具箱具有非常强大的建模仿真功能， 可以仿真所有扩频通信的实验 内容 ． 通过设置
的速 度， 导致实验 效果不 理想， 实验设备利用率低 ， 造成理论 课
及实验课 的教学质量不理想 ， 同时学生失去了对本 门课程的学 习
在我国， 高校教学 中仿真软件 的应用相对滞后。 在中国知网 中能查询到的使用仿真软件 在信息类专业教学 中应 用的论 文有 ３ Ｏ 多篇 ， 主要论 述了如何使 用软件来增 加教学效 果 的方 法。 在 通信工程专业仿真软件 的使用中， ＭＡ Ｔ Ｌ ＡＢ 软件 使用比较广泛。