畢業(yè)設(shè)計(jì)－MATLAB通信原理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文及源碼

1、MATLAB通信原理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文及源碼通信論文 MATLAB通信原理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文及源碼 本文簡單介紹了VB與MATLAB混合編程的技術(shù)，從而設(shè)計(jì)了本科教學(xué)中通信原理課程實(shí)驗(yàn)的演示系統(tǒng)。Microsoft VB作為開發(fā)軟件，使用特別方便，尤其在開發(fā)界面方面有獨(dú)到的優(yōu)點(diǎn)，但是在計(jì)算與圖形顯示方面，顯得能力不足。MATLAB系統(tǒng)中有許多科學(xué)計(jì)算及圖形顯示方面的函數(shù)，用MATLAB中的通信工具箱來進(jìn)行通信領(lǐng)域的研究，開發(fā)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析是一種行之有效的方法，在教學(xué)中也可起到很好的輔助作用，它不僅能完成設(shè)計(jì)分析，還能完成通訊系統(tǒng)的許多實(shí)際條件無法完成的仿真實(shí)驗(yàn)。另外，除了直接應(yīng)用MATLA

2、B中的工具箱實(shí)現(xiàn)仿真分析外，還可以本文來自六維論文網(wǎng)用SIMULINK仿真平臺(tái)。它為用戶提供了完整的通訊系統(tǒng)模塊庫，用模塊庫可以搭建自己的系統(tǒng)，完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析。這樣工程人員就可以編寫簡單的語句調(diào)用這些現(xiàn)成的函數(shù)或編寫出需要實(shí)現(xiàn)的功能函數(shù)。充分利用兩個(gè)軟件的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行混合編程，可以編制出界面友好、計(jì)算及圖形處理能力強(qiáng)大的軟件。 本文的演示實(shí)例表明，在通信原理的學(xué)習(xí)過程中利用MATLAB和VB的混合編程可以大大降低代碼的長度和復(fù)雜性，而且易于用戶使用。限于篇幅，本文僅以雙邊帶抑制載波調(diào)制為例子具體介紹了通過MATLAB仿真的過程，對(duì)其他的章節(jié)實(shí)驗(yàn)都可以做類似分析和仿真，程序都已在附錄中給出。 VB

3、和MATLAB的接口技術(shù)還可采用其他的方法，如使用Shell函數(shù)的方法或者將MATLAB程序轉(zhuǎn)換為動(dòng)態(tài)鏈接庫（DLL文件）的方法等。但利用ActiveX自動(dòng)化和DDE法簡單方便，效率較高，功能強(qiáng)大，再加上學(xué)校機(jī)房一般都安裝了MATLAB，故是一種理想的無縫鏈接方法。 參考文獻(xiàn)論文網(wǎng)http:/www.L 1 何文俊,馬杰,等.Visual Basic編程實(shí)例精解.北京:北京希望電子出版社,2000 2 王穎.ActiveX:從Visual Basic6.0調(diào)用MATLAB的實(shí)現(xiàn)方法.機(jī)電工程,1999 (5),7274 3 韓利竹, 王華,等.MATLAB電子仿真與應(yīng)用.北京:國防工業(yè)出版社,

4、2003 4 樊昌信,張甫翊,等.通信原理.北京:國防工業(yè)出版社,2001 5 周竹生,陳靈君,等.VB實(shí)現(xiàn)對(duì)Matlab程序的調(diào)用.電腦開發(fā)與應(yīng)用,2004 (5),2124 6 朱志松,郭曉麗,等.VB與MATLAB接口編程控討.電子應(yīng)用技術(shù),2003 (12) 7 李天啟. Visual basic6.0學(xué)習(xí)捷徑.清華大學(xué)出版社,1998 8 劉專儉.MATLAB應(yīng)用程序接口用戶指南.科學(xué)出版社,2000 9 徐明遠(yuǎn),邵玉斌.MATLAB仿真在通信和電子工程中的應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社,2005 10 MATLAB,MATLAB Complier Suite Documentatio

5、n Mathworks,2003 11 Duance,Hanselman,Bruce. Littlefield Mastering MATLAB Prentice Hall. International, Inc,1996 12 S Card, S G Eick, N Gersho. Information Visuallization, New York: A CM Siggraph 98 course,ACM,1998(News):95 13 美Vinay K.Ingle, John G.Proakis. Digital Signal Processing Using MATLAB.北京：

6、科學(xué)出版社，2003. 致 謝 寫到這里，即我的學(xué)位論文將要付梓的時(shí)候，想要說的感謝很多，因此我想借這一隅之地說上幾句。這篇并不太長的論文，不僅使我想到這三個(gè)月來的艱辛工作，四年來的寒窗苦讀，更是我人生最重要的一段時(shí)間的一個(gè)句號(hào)。在這段時(shí)間里，我從一個(gè)從未離開父母庇護(hù)的懵懂少年成長為一個(gè)懂得人間寒暑的高校畢業(yè)生，其間的痛苦，悲傷，歡笑，一切的一切在我腦海中還是那么清晰、難忘但我還是要感謝，感謝陪我走過陪我經(jīng)歷這一切的所有的朋友、同學(xué)、老師、父母。感謝你們對(duì)我的幫助，感謝你們給我的教導(dǎo)，感謝你們給我的溫情。當(dāng)然，還要感謝我的母校西南林學(xué)院。 一次次的迷失，一絲絲的曙光，導(dǎo)師徐老師的鼓勵(lì)和教導(dǎo)指引

7、著我走過了這幾個(gè)月的時(shí)間?？梢哉f沒有恩師就沒有本篇論文的完成。敬祝恩師身體安康，合家幸福！ 其次,我還要感謝系上四年來對(duì)我的關(guān)心與栽培,特別是授課予我的各位老師,四年來是你們孜孜的教誨,才成就了今天的我. 此外,還要衷心感謝我的同學(xué)們的幫助，你們?cè)谏詈蛯W(xué)習(xí)上對(duì)我的幫助是這篇論文得以順利完成的保障。感謝我的父母在萬里之外對(duì)我的關(guān)懷，你們的鼓勵(lì)也是我完成論文的最大動(dòng)力。 四年時(shí)間轉(zhuǎn)瞬即過，回首往事感慨萬千。本科階段只是我追求的開始，在以后的日子里我會(huì)更加勤奮的學(xué)習(xí)、工作，努力去征服一個(gè)個(gè)的困難，實(shí)現(xiàn)我人生的夢(mèng)想。 還有很多我無法一一列舉姓名的師長和友人給了我指導(dǎo)和幫助，在此衷心的表示感謝，他們的

8、名字我一直銘記在心！最后，衷心感謝在百忙之中抽出時(shí)間審閱本論文的專家教授。1 前言 在當(dāng)今信息時(shí)代，通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，而現(xiàn)代通信系統(tǒng)是一個(gè)十分復(fù)雜的工程系統(tǒng)，由于技術(shù)的復(fù)雜性，在進(jìn)行實(shí)際硬件系統(tǒng)試驗(yàn)之前，軟件仿真以成為必不可少的一部分。隨著電子信息技術(shù)的發(fā)展，軟仿真已經(jīng)從仿真研究和設(shè)計(jì)輔助工具，發(fā)展成為今天的軟件無線電技術(shù)，這就使得在現(xiàn)代通技術(shù)中，越來越重視采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來進(jìn)行系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)。作為通信專業(yè)的學(xué)生和科技人員不但要掌握現(xiàn)代通信技術(shù)和理論，更需要了解和掌握基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的通信系統(tǒng)仿真技術(shù)。 計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的基礎(chǔ)，是建立工程問題的數(shù)學(xué)模型，只有建立了

9、工程問題的數(shù)學(xué)模型，才能通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真，達(dá)到對(duì)系統(tǒng)的分析和檢驗(yàn)?zāi)康?。但由于現(xiàn)代通信系經(jīng)的復(fù)雜性，在許多時(shí)候直接建立數(shù)學(xué)模型是相當(dāng)復(fù)雜的，也不利于工程使用。因此，在通信系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)中，人們一直希望有一種既能按物理概念直接建立分析和仿真模型，又能提供直觀數(shù)學(xué)模型分析和仿真的工具。MATLAB就是一種比較適合這兩種方法的現(xiàn)代通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析和仿真的實(shí)驗(yàn)工具。 隨著通信系統(tǒng)的復(fù)雜性不斷增加，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展的需要，因而通信系統(tǒng)的模擬仿真技術(shù)越來越受到工程技術(shù)人員的重視。傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法主要是手工分析與電路板試驗(yàn)，這些方法的最大缺點(diǎn)是比較繁雜，而且需要花費(fèi)很多時(shí)間。通信系統(tǒng)

10、模擬環(huán)境可以稱之為軟件試驗(yàn)板，它可以使用戶在很短的時(shí)間內(nèi)建立整個(gè)通信系統(tǒng)模型，并對(duì)它進(jìn)行模擬仿真，計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)模擬仿真環(huán)境是介于手工分析與電路板試驗(yàn)之間的一種通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。 本文充分利用了Matlab和VB將通信原理課本上的一些相關(guān)原理進(jìn)行了圖像仿真，在此基礎(chǔ)上集成了一個(gè)仿真的可視化開發(fā)軟件。 The design and realization of Correspondence princeple simulation experimental system Abstract: Correspondence principle curriculum is one of the mos

11、t important basic courses for the undergraduate of electrical or communication major, but the principle and concept in this curriculum is so abstract and difficult that students hard to 論文網(wǎng)http:/www.L of component crackly and hard to update. For resolving above problems, exploiting a kind of virtual

12、 experimental platform is one of the effective ways12. This paper combined friendly exploiting interface of VB software with powerful calculating function of MATLAB software, designed and exploited man- robot interaction software simulation system which have the characteristic of friendly interface,

13、 easy to operate. Especially introduce ActiveX technology that program by VB and MATLAB software. Further more introduced the design process of the simulation system. Key words: Correspondence Simulation, VB, MATLAB, ActiveX 目 錄 1 前言 1 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 3 VB和MATLAB的特點(diǎn)和在軟件開發(fā)中的優(yōu)勢(shì) 2 4 關(guān)鍵技術(shù)問題的提出和解決 4 4.1 如何在V

14、B中調(diào)用MATLAB程序 4 4.2 什么是ActiveX技術(shù) 4 4.3 ActiveX部件的創(chuàng)建 5 4.4 ActiveX部件的使用 5 5 仿真系統(tǒng)的VB界面設(shè)計(jì)及代碼編寫 7 5.1 編程機(jī)理 7 5.2 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì) 7 5.3 代碼的編寫 8 6 實(shí)現(xiàn)仿真功能的MATLAB代碼段的編寫 13 6.1 通信系統(tǒng)模型與仿真模型 13 6.2 仿真原理 15 6.3 仿真實(shí)現(xiàn)過程 15 6.4 仿真結(jié)果 17 7 系統(tǒng)的初步完成、調(diào)試改進(jìn)和不足 18 8 總結(jié) 20 參考文獻(xiàn) 21 指導(dǎo)教師簡介 22 致 謝 23 附 錄 24 摘 要：通信原理課程是本科電子類，通信類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課

15、程之一，但是通信原理課程中的原理、概念抽象，理論性強(qiáng)，學(xué)生單本文來自六維論文網(wǎng)憑老師上課的講解難以掌握，這就要求配備一定的實(shí)驗(yàn)操作。然而傳統(tǒng)的以實(shí)驗(yàn)箱作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)需耗費(fèi)大量的實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi),且具有元件易損，系統(tǒng)升級(jí)難和實(shí)驗(yàn)效果不理想等缺點(diǎn)。開發(fā)一種虛擬的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是解決上述問題的有效途徑之一。 本文利用VB的友好開發(fā)界面和MATLAB強(qiáng)大的運(yùn)算仿真功能，將二者相結(jié)合，設(shè)計(jì)和開發(fā)出了界面友好、操作簡單的人機(jī)交互軟件仿真系統(tǒng)。并且重點(diǎn)介紹了利用VB和MATLAB進(jìn)行混合編程的ActiveX技術(shù)和該仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程。關(guān)鍵詞：通信原理，仿真，VB，MATLAB，ActiveX 2 國內(nèi)外

16、研究現(xiàn)狀 MATLAB于70年代在美國被開發(fā)調(diào)用，在以后的數(shù)年里，MATLAB在多所大學(xué)里被作為教學(xué)軟件使用。在國外，尤其是在美國，各著名大學(xué)在80年代末就已把MATLAB列為電氣工程類專業(yè)的必修課，它是理論分析和實(shí)驗(yàn)研究中必須掌握的技術(shù)工具M(jìn)ATLAB 之所以如此廣為流傳使用，因?yàn)镸ATLAB已逐漸發(fā)展成為適合多學(xué)科，多種工作平臺(tái)的功能強(qiáng)大的大型軟件。在歐美等高校，MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)，自動(dòng)控制理論，數(shù)理統(tǒng)計(jì)，數(shù)字信號(hào)處理，時(shí)間序列分析，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等高級(jí)課程的基本教學(xué)工具；在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門，MATLAB被廣泛用于科學(xué)研究和解決各種具體問題。 在我國，MATLAB也已被廣泛應(yīng)

17、用于各種工程領(lǐng)域和教學(xué)領(lǐng)域書市上已有越來越多關(guān)于MATLAB與各門學(xué)科相結(jié)合的參考書，如MATLAB與數(shù)學(xué)相結(jié)合，MATLAB應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，MATLAB電子仿真與應(yīng)用等等各個(gè)學(xué)科都在充分運(yùn)用這個(gè)強(qiáng)大的軟件實(shí)現(xiàn)各領(lǐng)域問題的仿真實(shí)驗(yàn)。由于MATLAB提供了FORTRAN與C語言的接口,很多學(xué)者通過研究實(shí)現(xiàn)了MATLAB與各種軟硬件的通信。尤其是與VB,VC,DSP,EDA等軟硬件的使用，光是與的結(jié)合就有以下6種方式：6  Matlab引擎采用C/S方式，通過Windows的ActiveX通道和Matlab相結(jié)合。  Mideva是Mathtools公司推出

18、的一種Matlab集成編譯開發(fā)平臺(tái)，提供對(duì).m文件的解釋執(zhí)行和開發(fā)環(huán)境支持。經(jīng)過簡單設(shè)置，可以把.m文件轉(zhuǎn)換成C/C+代碼，添加到MSVC，C+ Builder等的工程中。  利用Mideva直接生成EXE文件，在VB中通過Shell調(diào)用。  借用C+編譯器把.m文件轉(zhuǎn)換成DLL，CB可以直接調(diào)用。  在Matlab6.0以后，可通過Add-in實(shí)現(xiàn)混合編程。  MatrixVB是一個(gè)包含Matlab函數(shù)功能的COM庫，可以在VB中直接調(diào)用。 但是各個(gè)學(xué)者只是研究了它與軟件實(shí)現(xiàn)通信的各種方式，沒有將其運(yùn)用于具體的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中去而本文

19、的正是基于這些通信方式，將VB與MATLAB有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)和開發(fā)了通信原理課程仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 3 VB和MATLAB的特點(diǎn)和在軟件開發(fā)中的優(yōu)勢(shì) Microsoft Visual Basic是微軟公司推出的一個(gè)可視化的面向?qū)ο蟮膽?yīng)用程序開發(fā)工具，他具備當(dāng)代編程語言所必須的“可視化”，“面向?qū)ο蟆保笆录?qū)動(dòng)”三個(gè)特征?！翱梢暬笔沟貌僮鹘缑娴脑O(shè)計(jì)變的如同搭積木般的簡單，省去了編寫大量代碼來完成界面的實(shí)現(xiàn)；“面向?qū)ο蟆眲t是把數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)的代碼封裝到一個(gè)類中，不僅易于程序的閱讀和修改，也使得對(duì)象可以重復(fù)使用；“事件驅(qū)動(dòng)”使得程序員只需對(duì)用戶可能進(jìn)行的操作進(jìn)程序塊的編寫，至于其他的誤操作都可置之不理

20、。 Visual Basic是基于窗體的可視化程序開發(fā)環(huán)境，簡單、易用，而且可以像C/C+一樣開發(fā)高級(jí)的應(yīng)用程序，它避開了C+編程過分繁瑣和抽象的缺點(diǎn)，同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)大多數(shù)Windows編程目的，自微軟推出以來，成為廣大程序開發(fā)人員的首選語言。 VB相對(duì)其他高級(jí)語言有很高的編程效率，尤其是圖形界面與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用方面，編程速度比其他編程語言快幾倍甚至幾論文網(wǎng)http:/www.L MATLAB是由美國的Math Works公司推出的一個(gè)為科學(xué)和工程計(jì)算而專門設(shè)計(jì)的高級(jí)交互式軟件。它是一種高性能的用于工程計(jì)算的編程軟件，它把科學(xué)計(jì)算、編程和結(jié)果的可視化都集中在一個(gè)使用非常方便的環(huán)境中。與其他軟件相比，

21、MATLAB的強(qiáng)項(xiàng)在于矩陣計(jì)算和圖形處理。其程序組要由主程序和各種工具包組成，其中主程序包含數(shù)百個(gè)內(nèi)部核心函數(shù)，工具包則包含復(fù)雜系統(tǒng)仿真、信號(hào)處理工具包、系統(tǒng)識(shí)別工具包等，本文主要通過的在MATLAB軟件平臺(tái)下，通過運(yùn)行.m文件實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)通信原理的仿真。 MATLAB具備強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算能力，許多復(fù)雜的計(jì)算問題只需短短幾行代碼就可以在MATLAB中實(shí)現(xiàn)。MATLAB提供的許多函數(shù)如果用C語言來實(shí)現(xiàn)，均需幾十甚至幾百條語句以上，而且MATLAB語句簡單，易學(xué)易用。因此，用MATLAB進(jìn)行數(shù)值分析、圖象處理等工作，可以大大節(jié)省編寫底層算法的時(shí)間，避免重復(fù)勞動(dòng)，提供工作效率。 基于VB開發(fā)界面友好簡單

22、和MATLAB強(qiáng)大的系統(tǒng)仿真功能，故決定采用利用VB編寫用戶操作界和MATLAB實(shí)現(xiàn)后臺(tái)運(yùn)算即圖形處理的兩者混合編程的方法來完成對(duì)軟件仿真系統(tǒng)的開發(fā)。 4 關(guān)鍵技術(shù)問題的提出和解決 4.1 如何在VB中調(diào)用MATLA本文來自六維論文網(wǎng)B程序 雖然初步的設(shè)想簡單，但MATLAB下只有供FORTRAN和c語言使用的編程接口，在VB中無法對(duì)其直接進(jìn)行調(diào)用，因此，如何在VB中調(diào)用MATLAB程序就是我們所面對(duì)的問題。 為實(shí)現(xiàn)混合編程，Matlab5.0以后版本自帶C語言編譯器，可以把.m文件轉(zhuǎn)換成.dll程序，方便VB調(diào)用。根據(jù)是否需要MATLAB環(huán)境可以將混合編程分成兩大類：MATLAB在后臺(tái)運(yùn)行和

23、脫離MATLAB單獨(dú)運(yùn)行。一般有以下幾種方法5： (1) MATLAB引擎采用C/S方式，通過Windows的ActiveX通道和MATLAB相結(jié)合。 (2) MIDEVA是MATHTOOLS公司推出的一種MATLAB集成編譯開發(fā)平臺(tái)，提供對(duì).m文件的解釋執(zhí)行和開發(fā)環(huán)境支持。經(jīng)過簡單設(shè)置，可以把.m文件轉(zhuǎn)換成C/C+代碼，添加到MSVC，C+ Builder等的工程中。 (3) 利用MIDEVA直接生成EXE文件，在VB中通過Shell調(diào)用。 (4) 借用C+編譯器把.m文件轉(zhuǎn)換成DLL，VB可以直接調(diào)用。 (5) 在Matlab6.0以后，可通過Add-in實(shí)現(xiàn)混合編程。 (6) Matri

24、x VB是一個(gè)包含MATLAB函數(shù)功能的COM庫，可以在VB中直接調(diào)用。 以上方法中，（3），（4），（5），（6）方法可以脫離MATLAB環(huán)境運(yùn)行，可移植性較好。另外幾種方法則需要用戶在計(jì)算機(jī)上安裝MATLAB后才可使用。 由于本系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)的功能單一，所以為了實(shí)現(xiàn)最終界面的統(tǒng)一，完成VB和MATLAB兩者間的無逢連接我們決定采用ActiveX技術(shù)，即第一種方法。4.2 ActiveX技術(shù) ActiveX是Microsoft公司于1996年正式命名的一項(xiàng)技術(shù)，前身是Microsoft的OLE。ActiveX的基礎(chǔ)是COM（Component Object Model：部件對(duì)象模型）。COM定

25、義并實(shí)現(xiàn)了軟部件機(jī)制，并把軟部件統(tǒng)稱為對(duì)象。ActiveX既不是一種編程語言，也不是一種操作系統(tǒng)，而是一種能使軟部件作為對(duì)象進(jìn)行交互作用的二進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)。 ActiveX部件是將現(xiàn)有的、完善的程序片段組合在一起的強(qiáng)有力的手段。在VB中，可以使用各種類型的ActiveX部件，如ActiveX控件和代碼部件等。也可以在VB應(yīng)用程序內(nèi)部通過編程來操縱支持ActiveX技術(shù)的應(yīng)用程序所提供的對(duì)象，如Microsoft Excel電子表格和Microsoft Word文檔等。此外，還可以創(chuàng)建自己的ActiveX部件。 4.3 ActiveX部件的創(chuàng)建 ActiveX部件的創(chuàng)建根據(jù)具體情況可分為三類，一：如果

26、需要的部件是不可見的，則應(yīng)該創(chuàng)建代碼部件。代碼部件即以前的OLE服務(wù)器，是用來封裝對(duì)象的一種對(duì)象庫，為代碼重用提供了一種簡便的方法。代碼部件既可是ActiveX EXE，也可以是ActiveX DLL。如果要?jiǎng)?chuàng)建的部件可以和應(yīng)用程序運(yùn)行在一個(gè)進(jìn)程中，則應(yīng)創(chuàng)建Active DLL；如果要?jiǎng)?chuàng)建的部件能服務(wù)于多個(gè)應(yīng)用程序并能在遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，則應(yīng)創(chuàng)建ActiveX EXE。二：如果需要的是可視的部件并在設(shè)計(jì)時(shí)能被拖放到應(yīng)用程序中去，則應(yīng)創(chuàng)建ActiveX控件。三：如果需要的是可視的部件并在運(yùn)行時(shí)能接管應(yīng)用程序的窗口，則應(yīng)創(chuàng)建ActiveX文檔。 本文所利用的論文網(wǎng)http:/www.L 4.4 A

27、ctiveX部件的使用 同其他對(duì)象一樣，ActiveX部件創(chuàng)建后并不能直接使用，而必須通過一個(gè)變量，即將該部件對(duì)象引用賦值給變量，然后編寫代碼來使用對(duì)象的方法、屬性與事件來完成對(duì)部件的使用，使用完后要釋放對(duì)象。 部件對(duì)象引用如何賦值取決于兩個(gè)因素：部件是否提供類型庫。若提供類型庫，則使用之前，要在工程中添加對(duì)類型庫的引用。類型庫含有ActiveX部件提供的全部對(duì)象的定義以及全部可用方法、屬性和事件的定義。換句話說，若沒有加載類型庫的話，所使用的部件的所有可實(shí)現(xiàn)的功能都必須自己定義并編寫代碼后才可調(diào)用。對(duì)象是頂層對(duì)象、外部可創(chuàng)建對(duì)象，還是從屬對(duì)象。如果是外部對(duì)象，則可以在Set語句中用New關(guān)鍵

28、字、CreateObject或GetObject函數(shù)從部件外面將對(duì)象引用賦予變量。如果對(duì)象是從屬對(duì)象，則需要使用高層對(duì)象的方法在Set語句中指定一個(gè)對(duì)象引用。 如圖 4 1，由于MATLAB提供了相關(guān)的類型庫，故本問所設(shè)計(jì)的仿真系統(tǒng)在使用VB設(shè)計(jì)時(shí)將庫添加后即可使用MATLAB提供的相關(guān)方法、屬性和事件。圖 4 1 5 仿真系統(tǒng)的VB界面設(shè)計(jì)及代碼編寫 5.1 編程機(jī)理 MATLAB提供了功能本文來自六維論文網(wǎng)強(qiáng)大的與C/C+，F(xiàn)ortran的外部程序接口，而且提供了內(nèi)嵌在VB的MATLAB矩陣函數(shù)庫等等。這使得MATLAB與其他高級(jí)語言的混合編程成為可能。MATLAB與VB的混合編程有幾種方

29、法，本系統(tǒng)中，考慮到只是為了調(diào)用MATLAB產(chǎn)生波形仿真圖，故采用了ActiveX技術(shù)。 ActiveX是定義從Web到OLE（對(duì)象連接與嵌入）控件的所有內(nèi)容的核心術(shù)語。Miscrosoft建立了一套使用和集成ActiveX組件的標(biāo)準(zhǔn)，從Visual Basic到Miscrosoft Word，到Java的所有產(chǎn)品都具有使用ActiveX組件的能力。 ActiveX組件有很多類型，在MATLAB中，對(duì)兩種ActiveX技術(shù)提供了支持，其中包括ActiveX自動(dòng)化，也就是在上文2.3中提到的ActiveX Automation服務(wù)器協(xié)議，它包含了ActiveX自動(dòng)化服務(wù)器和ActiveX自動(dòng)化控

30、制器，我們使用MATLAB作為自動(dòng)化服務(wù)器，它是可以由其他應(yīng)用程序編程驅(qū)動(dòng)的組件。而自動(dòng)化控制器就是使用和操縱自動(dòng)化服務(wù)器的應(yīng)用程序，本系統(tǒng)中使用Visual Basic作為自動(dòng)化控制器，使用它可以生成、使用和刪除自動(dòng)化服務(wù)器，就好像它們是語言的一部分。在VB應(yīng)用程序內(nèi)創(chuàng)建MATLAB ActiveX對(duì)象后，就可以使用這個(gè)對(duì)象的方法、屬性來實(shí)現(xiàn)對(duì)MATLAB的調(diào)用。 5.2 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì) 由于該程序的開發(fā)意圖在于方便計(jì)算機(jī)教學(xué)，使得教師在課堂上通過簡單的點(diǎn)擊幾個(gè)按鈕就能看到波形的仿真，節(jié)省時(shí)間；同時(shí)也能讓沒學(xué)過MABLAB編程或是不能熟練運(yùn)用MATLAB編程的同學(xué)能夠通過簡單的點(diǎn)擊幾個(gè)按鈕就能

31、看到波形的仿真，起到與MATLAB接口的作用，因此考慮只添加足夠多的命令按扭控件即可，系統(tǒng)的主界面如圖 5 1： 其中主界面將通信原理課程中的主要實(shí)驗(yàn)分為六個(gè)章節(jié)，其中每個(gè)章節(jié)又用子菜單共分為12個(gè)實(shí)驗(yàn)。 圖 5 1 系統(tǒng)主界面 由于篇幅有限，本文中所有代碼編寫及仿真原理介紹僅以第二節(jié)模擬線性調(diào)制中的抑制雙邊帶調(diào)幅（DSB_SC）為例做介紹。本節(jié)實(shí)驗(yàn)界面如圖 5 2：圖 5 2 抑制雙邊帶調(diào)幅界面5.3 代碼的編寫MATLAB通信原理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文及源碼 如同其他可視化高級(jí)編程語言一樣，VB采用的是事件驅(qū)動(dòng)模式和面向?qū)ο?，因此不存在所謂的主程序和子程序，代碼整體可看成由許多小的過程組合在

32、一起的集合，我們只需對(duì)用戶可能發(fā)生的事件編寫相應(yīng)的代碼即可，因此，相對(duì)于其他高級(jí)語言，VB體現(xiàn)了簡單易用的優(yōu)勢(shì)。 由于該程序?qū)?shí)現(xiàn)的功能要求不高，故編寫代碼的關(guān)鍵便在于如何通過VB實(shí)現(xiàn)對(duì)MATLAB的調(diào)用，正如前面我們所說的，在這我們用到了ActiveX技術(shù)，如圖 4 1，由于MATLAB已經(jīng)為我們提供了豐富的類型庫，我們只需論文網(wǎng)http:/www.L 在前面我們已經(jīng)說過，ActiveX部件必須通過定義變量賦值的方式來調(diào)用，所以在調(diào)用MATLAB內(nèi)部命令之前，VB的程序編輯器里需有如下指令： Dim Matlab as Object；Set Matlab=CreateObject(“Matl

33、ab.Application”)作為聲明來實(shí)現(xiàn)對(duì)MATLAB對(duì)象的創(chuàng)建，該語句在通用聲明欄，不屬于任何過程和子過程，類似于c語言中的全局變量。 則成功創(chuàng)建并引用了MATLAB對(duì)象。下面將通過MATLAB提供的方法、屬性和命令來完成對(duì)程序的設(shè)計(jì)。 Matlab.Application對(duì)象提供了5種方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)MATLAB的調(diào)用，它們是：Execute，PutFullMatrix，GetFullMatrix，MinimizeCommandWindow和MaximizeCommandWindow。利用這些方法即可在VB程序中實(shí)現(xiàn)任何MATLAB的功能。 其Execute方法用于在VB中調(diào)用MATLA

34、B命令，也是本設(shè)計(jì)中用的方法，PutFullMatrix和GetFullMatrix主要實(shí)現(xiàn)1，2維數(shù)組在VB和MATLAB中的傳遞，本設(shè)計(jì)暫時(shí)不使用這兩種方法，最后兩種方法用于控制MATLAB命令行窗口的最大化和最小化，基本屬于非必須的方法。下面重點(diǎn)介紹Execute方法如何使用。 Execute（commandstring）：其中參數(shù)commandstring為字符型參數(shù)，表示任何可在MATLAB命令行中輸入的命令。舉個(gè)例子：在MATLAB命令行下，輸入surf（peaks）將繪制出一個(gè)三維曲面圖，而在VB中則可通過下面的語句來實(shí)現(xiàn)同樣的功能，結(jié)果如圖 5 3： Dim Matlab as

35、 Object Set Matlab =CreateObject(“Matlab.Application”) Matlab.Execute(“surf(peaks)”) 圖 5 3 到此，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵已經(jīng)突破，剩下的只是如何編寫適當(dāng)?shù)拇a來完成設(shè)計(jì)，以達(dá)到設(shè)計(jì)所需的功能。如果每條命令都通過Execute調(diào)用顯然是很煩瑣的，因此本設(shè)計(jì)中將每種調(diào)試的仿真程序?qū)懗?m文件保存在MATLAB的工作目錄下，即可通過一條簡單的命令實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)程序的調(diào)用。下面以 按鈕控件為例介紹VB代碼的編寫。 Dim Matlab As Object %創(chuàng)建ActiveX對(duì)象 Private Sub Command1_

36、Click() %DSB-SC按鈕過程處理 Set Matlab = CreateObject(Matlab.Application) %引用MATLAB對(duì)象 Call Matlab.MinimizeCommandWindow %命令行窗口最小化 Matlab.Execute (本文來自六維論文網(wǎng)dsbmod) %調(diào)用dsbmod.m文件生成仿真波形 End Sub 由于在使用ActiveX部件時(shí)，任何地方都有產(chǎn)生錯(cuò)誤的可能，因此錯(cuò)誤處理不可缺少，因此在通用聲明中添加一個(gè)錯(cuò)誤處理函數(shù)，用于判斷是否正常啟動(dòng)MATLAB，具體函數(shù)如下： Function StartMath() On Error

37、GoTo ErrorTrap Exit Function ErrorTrap: Select Case Err.Number Case 440 intTries = intTries + 1 If intTries 5 Then Set MathApp = New Matlab.Application Resume Else Err.Raise Number:=vbObjectError + 28765 Description = 不能啟動(dòng) MATLAB End If Case Else Err.Raise Number:=Err.Number End Select End Function

38、定義了錯(cuò)誤處理函數(shù)之后，以后只要在需要錯(cuò)誤判斷的地方插入該函數(shù)即可。其他按鈕控件的代碼編寫大體和 一致。至于窗體過程，由于該軟件只將課程中的實(shí)驗(yàn)例題的結(jié)果進(jìn)行仿真顯示，因此不在考慮范圍。 最后只剩例題題目的顯示和主界面退出按鈕兩控件代碼需要編寫。由于在Text文本框中不能顯示特殊的數(shù)學(xué)符號(hào)和數(shù)學(xué)公式的顯示，因此考慮使用Image控件。將已在Word里面編輯好的例題題目，以圖片的形式存儲(chǔ)起來。然后在在Image控件的Picture屬性里將這些圖片加載進(jìn)來即可。 至于退出按鈕，本設(shè)計(jì)中創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)話框，如圖 5 4，其中 按扭功能為結(jié)束此程序。原本只需要在代碼欄中添加End語句即可，但由于設(shè)計(jì)中創(chuàng)

39、建并引用了ActiveX對(duì)象，因此在程序退出時(shí)還需釋放該對(duì)象，所以還需要一句釋放對(duì)象的命令：Set Matlab = Nothing.。而 按扭功能為返回原程序，所以只需將此對(duì)話框窗體關(guān)閉即可，取消按紐所對(duì)應(yīng)的代碼為：Dialog.hide。 到此，整個(gè)的設(shè)計(jì)和代碼編寫都基本完成。 圖 5 4 退出界面 6 實(shí)現(xiàn)仿真功能的MATLAB代碼段的編寫 6.1 通信系統(tǒng)模型與仿真模型 通信是指消息傳遞的全過程，即信息的傳輸與交換。通信的目的在于傳遞信息，完成信息傳遞所需要的全部設(shè)備和傳輸媒介的總和稱為通信系統(tǒng)。如果信道中傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，所對(duì)應(yīng)的通信系統(tǒng)為模擬通信系統(tǒng)，如果信道中傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，所

40、對(duì)應(yīng)的通信系統(tǒng)為數(shù)字通信系統(tǒng)。 最簡單的通信系統(tǒng)模型由信源、信道和信宿三個(gè)基本部分組成，同時(shí)在信道中還存在著干擾，模型4如下圖 6 1： 圖 6 1 簡單通信系統(tǒng)模型 實(shí)際的通信系統(tǒng)要比上圖中的簡單通信系統(tǒng)模型復(fù)雜得多，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信系統(tǒng)的一般模型如圖 6 2，它反映了通信系統(tǒng)的共論文網(wǎng)http:/www.L 數(shù)字通信與模擬通信相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：首先抗干擾能力強(qiáng)。模擬信號(hào)在傳輸過程中和疊加噪聲很難分離，噪聲會(huì)隨著信號(hào)被傳輸，嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。數(shù)字通信中的信息包含在以0，1表示的序列脈沖中，只要噪聲絕對(duì)值不超過某一門限值，接收端就可以判別脈沖的有、無和誤差與否，以保證通信的可靠性。其次是遠(yuǎn)距離傳輸

41、仍能保證質(zhì)量。因?yàn)閿?shù)字通信是采用再生中繼方式，能夠消除噪聲，再生的數(shù)字信號(hào)和原來的數(shù)字信號(hào)一樣，可繼續(xù)傳輸下去，這樣通信質(zhì)量便不受距離的影響，可高質(zhì)量地進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。此外，它還具有適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)的要求（如電話，電報(bào)，圖像，數(shù)據(jù)等），便于實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，便于采用大規(guī)模集成電路，便于實(shí)MATLAB通信原理仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文及源碼 現(xiàn)加密處理，便于本文來自六維論文網(wǎng)原文請(qǐng)找QQ3249114實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)的計(jì)算機(jī)管理等優(yōu)點(diǎn)。圖 6 2 現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)的一般模型 綜合數(shù)字通信的優(yōu)點(diǎn)，下圖給出了一般數(shù)字通信系統(tǒng)的模型并介紹了個(gè)部分的具體作用： 信源：其作用是把各種可能的消息轉(zhuǎn)換成原始電信號(hào)

42、，即非電/電轉(zhuǎn)換。 發(fā)送設(shè)備：用于將信源產(chǎn)生的消息信號(hào)變換成適合在信道中傳輸信 號(hào)，其變換過程包括編碼和調(diào)制，其基本功能是將信源和信道匹配。 信道：是信號(hào)傳輸?shù)耐ǖ?，即傳輸媒介，分為有線信道和無線信道 類。信道為信號(hào)提供了通道，同時(shí)也對(duì)信號(hào)產(chǎn)生各種干擾和噪聲。  噪聲源：指信道中的噪聲以及分散在通信系統(tǒng)其他各處的噪聲的集中表示，它將影響通信質(zhì)量。  接收設(shè)備：它的功能與發(fā)送設(shè)備相反，它能從帶有干擾的接收信號(hào)中正確恢復(fù)出相應(yīng)的原始信號(hào)。  信宿：其作用是將復(fù)原的原始電信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息，即電/非電轉(zhuǎn)換。 信道編碼器：將信源的輸出變換為數(shù)字信息序列，信源

43、編碼的目的通常是為了降低信源輸出中的多余度，減少每個(gè)消息、字符所需的平均碼元數(shù)，從而提供信息傳輸或存儲(chǔ)的有效性。 信道編碼器：對(duì)信源編碼器的輸出進(jìn)行變換，用增加多余度的方法提高對(duì)信道干擾的抗擊能力。 解調(diào)器：將從信道中傳送過來的信號(hào)波形還原為調(diào)制以前的數(shù)字序列。 信道譯碼器：與信源編碼器作用相反，它把經(jīng)過信道譯碼器核對(duì)后的信息序列轉(zhuǎn)換為適合收信者接收的消息形式。 通信的任務(wù)是快速、準(zhǔn)確的傳遞信息，從消息的傳輸方面來說，通信的有效性和可靠性是通信系統(tǒng)最主要的性能標(biāo)準(zhǔn)。有效性是指在給定信道內(nèi)所傳輸?shù)男畔?nèi)容的多少，主要指消息傳輸?shù)摹八俣取眴栴}；可靠性是指接收信息的準(zhǔn)確程度，主要指消息傳輸?shù)摹百|(zhì)量”

44、問題，這兩者是相互矛盾而又是相互聯(lián)系的。衡量數(shù)字通信系統(tǒng)的有效性的主要性能指標(biāo)是傳輸速率、頻帶利用率；可靠性指標(biāo)主要是差錯(cuò)率。 6.2 仿真原理 MATLAB提供了豐富的函數(shù)用于實(shí)現(xiàn)通信仿真，故本文以雙邊帶抑制載波調(diào)制解調(diào)器的仿真為例介紹相應(yīng)的仿真原理和仿真過程。 幅度調(diào)制是正弦型載波的幅度隨調(diào)制信號(hào)作線性變化的過程。雙邊帶抑制載波振幅調(diào)制采用正弦波的原始信號(hào)m(t)進(jìn)行處理： (1) 其中y(t)表示調(diào)制后的信號(hào)， 為載波頻率，是初始相位，雙邊帶抑制載波振幅調(diào)制解調(diào)器為同步解調(diào)器，即由乘法器和低通濾波器組成，原理圖如圖 6 3： 圖 6 3 原理圖 假設(shè)m(t)頻譜為M(&#

45、61559;),則經(jīng)過調(diào)制后其頻譜S()會(huì)線性搬移到c處。 (2) 通過調(diào)用MATLAB的函數(shù)，按照順序依次執(zhí)行，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流的仿真分析。 6.3 仿真實(shí)現(xiàn)過程 在MATLAB中只需編寫相應(yīng)的代碼，即可實(shí)現(xiàn)所給題目的仿真實(shí)驗(yàn)，得出相應(yīng)的仿真結(jié)果。此處，仍以抑制雙邊帶調(diào)幅為例，給出其MATLAB實(shí)現(xiàn)程序如下：（腳本文件dsbmod.m） %.抑制雙邊代調(diào)制 clear echo on t0=2; %信號(hào)持續(xù)時(shí)間 ts=0.001; %抽樣時(shí)間間隔 fc=100; %載波頻率 fs=1/ts; df=0.3; %頻率分辨力 t=-t0/2:ts:t0/2; %定義

46、時(shí)間序列 %以下三句為定義信號(hào)序列 x=sin(200*t); m=x./(200*t); m(1001)=1; %避免產(chǎn)生無窮大的值 c=cos(2*pi*fc.*t); %載波 u=m.*c; %抑制載波調(diào)制 M,m本文來自六維論文網(wǎng)原文請(qǐng)找QQ3249114,df1=fftseq(m,ts,df); %付里葉變換 M=M/fs; U,u,df1=fftseq(m,ts,df); U=U/fs; %頻率壓縮 f=0:df1:df1*(length(m)-1)-fs/2; clf subplot(4,2,1) plot(t,m(1:length(t) %作出未調(diào)信號(hào)的波形 axis(-0.4

47、,0.4,-0.5,1.1) xlabel(時(shí)間); title(未調(diào)信號(hào)) subplot(4,2,3) plot(t,c(1:length(t) %作出載波的波形 axis(-0.1,0.1,-1.5,1.5);xlabel(時(shí)間) title(載波); 論文網(wǎng)http:/www.L axis(-0.2,0.2,-1,1.2); xlabel(時(shí)間) title(已調(diào)信號(hào)); %pause; subplot(4,1,3) %作出未調(diào)信號(hào)的頻譜 plot(f,abs(fftshift(M) xlabel(頻率); title(未調(diào)信號(hào)的頻譜) %pause; subplot(4,1,4) %

48、作出已調(diào)信號(hào)的頻譜 plot(f,abs(fftshift(U) title(已調(diào)信號(hào)的頻譜); xlabel(頻率) 6.4 仿真結(jié)果 本例的仿真結(jié)果如圖 6 4所示：圖 6 4 仿真結(jié)果7 系統(tǒng)的初步完成、調(diào)試改進(jìn)和不足 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)及完成之后，整個(gè)系統(tǒng)算是初步完成，經(jīng)過調(diào)試各項(xiàng)功能基本都能正確實(shí)現(xiàn)，但是考慮由于各章節(jié)都按課程提供的例題進(jìn)行仿真，因此想到是否可以對(duì)其中的參數(shù)進(jìn)行改變，而得到其他的結(jié)果。但是由于本文所采取的VB和MATLAB的接口方法的限制，對(duì)此造成了一定的困難。所以目前本文只完成了對(duì)一個(gè)例題的實(shí)現(xiàn)，即第一節(jié)中平均信息量的計(jì)算。其界面如圖 7 1顯示。 圖 7 1 平均信息量

49、計(jì)算界面 本道例題是通過提供離散信息源的個(gè)數(shù)及其概率分布，從而計(jì)算該信源的平均信息量，因此關(guān)鍵的參數(shù)為信息源的定義。 所以本例要解決的主要問題就是如何從外界接收信息源的定義并通過VB傳遞給MATLAB。添加了一個(gè)文本框Text2，Text1用于顯示左邊的文本說明。通過文本框的TEXT方法將用戶信息傳遞給VB，既然可以將變量傳遞給VB，那么從VB傳遞給MATLAB只需用到Execute方法即可。只需添加語句:Matlab.Execute( Text2.Text)來完成用戶對(duì)信息源的定義。 其中“Text2.Text”為用戶文本框中輸入的內(nèi)容，即用戶如果在文本框中輸入的是“message(0.1,0.9,2)”，單擊仿真按扭后即相當(dāng)于在MATLAB命令行中添加了“message(0.1,0.9,2)”這句，即可以在MATLAB中運(yùn)行此句，同時(shí)顯示相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果于標(biāo)簽Label1中。 命令按扭下的代碼如下： Dim matlab As Object Private Sub Command1_Click() Set matlab = CreateObject(Matlab.Application) 引用MATLAB對(duì)象 Call matlab.MinimizeCommandWindow