基于Matlab的通信原理教學(xué)探索

1、基于Matlab的通信原理教學(xué)探究基于atlab的通信原理教學(xué)探究通信原理是通信工程、網(wǎng)絡(luò)工程、電子工程等信息類專業(yè)的專業(yè)必修課，以高等數(shù)學(xué)、概率論與統(tǒng)計(jì)學(xué)、線性代數(shù)及復(fù)變函數(shù)為數(shù)學(xué)根底，涉及電路分析、信號(hào)與系統(tǒng)、隨機(jī)信號(hào)分析等專業(yè)根底課的理論基矗因此，通信原理課程具有理論性強(qiáng)、直觀性差、課堂教學(xué)中具有大量公式推導(dǎo)的特點(diǎn)。教學(xué)形式以多媒體教學(xué)為主、黑板板書(shū)為輔，教學(xué)效果較差，興趣性不強(qiáng)。學(xué)生反映教學(xué)內(nèi)容難度大，內(nèi)容抽象，不易理解，直觀性差。將仿真軟件融入課堂教學(xué)，使得實(shí)際中的公式推導(dǎo)過(guò)程，理論分析直觀性強(qiáng)，易本文由論文聯(lián)盟.Ll.搜集整理于理解和承受。同時(shí)把計(jì)算的結(jié)果以仿真圖形的方式輸出，很容

2、易使學(xué)生直觀地得到結(jié)果并且理解原理。而且，在對(duì)通信系統(tǒng)仿真時(shí)，通過(guò)仿真軟件對(duì)各種參數(shù)的修改一目了然，使得學(xué)生更好地理解系統(tǒng)原理，進(jìn)步教學(xué)的有效性，獲得較好的課堂效果1。atlab是athrks公司推出的一套高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化的科學(xué)工程計(jì)算軟件2，支持解釋型語(yǔ)言輸入，編程實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，具有豐富的數(shù)學(xué)函數(shù)功能支持。同時(shí)，atlab軟件中的部件Siulink甚至可以采用圖形輸入的方式來(lái)搭構(gòu)所研究的系統(tǒng)。老師可以利用atlab中的函數(shù)、模塊及直觀簡(jiǎn)單的圖形界面，把難以理解的通信理論、系統(tǒng)構(gòu)成、信號(hào)波形的轉(zhuǎn)換通過(guò)課堂的多媒體設(shè)備直接展示給學(xué)生，不但使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，而且增強(qiáng)了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，

3、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)步課堂講授的效率。1課堂教學(xué)中采用atlab判斷段落碼的方法為先對(duì)信號(hào)的電壓值進(jìn)展歸一化處理，然后將歸一化的電壓值轉(zhuǎn)化為量化電平值，最后根據(jù)電平值所處的位置判斷其所在的段落位置。最后判斷出所在的段落碼后，再進(jìn)展段內(nèi)碼的編寫。段內(nèi)碼為4位碼，首先根據(jù)判斷出的段落碼確定這一段落內(nèi)的單位碼值，根據(jù)電平值和段落碼的起始位置來(lái)判斷電平值所在的段內(nèi)碼。在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生通常對(duì)這一過(guò)程比擬生疏，課堂上可先舉一個(gè)實(shí)際的電壓值作為實(shí)例。比方對(duì)一個(gè)變化范圍在-6V，+6V的正弦信號(hào)進(jìn)展抽樣，抽樣值為-2.4V，對(duì)這個(gè)樣值編碼。首先，樣值為負(fù)，因此，極性碼a0=0。第二步對(duì)樣值進(jìn)展歸一化處理：

4、。量化電平：由于1638.41024，2048，因此段落碼為a1a2a3=110，位于第六段，段內(nèi)均勻分為16小段，每個(gè)小段的電平值為64。第三步為判斷段內(nèi)碼：1638.4=1024+964+64/2+6.4，所以量化電平位于第九段內(nèi)，段內(nèi)碼為a4a5a6a7=1001。由于段內(nèi)采用均勻量化，因此量化誤差為：6.4個(gè)量化單位。當(dāng)輸入信號(hào)為正弦信號(hào)xt=sin2t時(shí)，得到的P編譯碼圖形圖1所示。從圖1中可以看出，在抽樣序列是一個(gè)比擬規(guī)那么的正弦圖像，但經(jīng)過(guò)編碼后的解碼輸出是帶有一定的失真的正弦圖形，這是因?yàn)樵诰幾g碼的量化過(guò)程中含有量化噪聲和量化誤差。在實(shí)際的教學(xué)中，學(xué)生往往不容易理解量化噪聲的概

5、念，通過(guò)課堂的演示不但可以使學(xué)生對(duì)P編譯碼有了比擬直觀的認(rèn)識(shí)，還可以把比擬難講解的量化誤差的概念通過(guò)圖形演示的形式表現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生更容易承受。2atlab用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)目前，通信原理課程的實(shí)驗(yàn)主要以硬件實(shí)驗(yàn)箱，通過(guò)實(shí)驗(yàn)箱上的各個(gè)模塊對(duì)各種通信現(xiàn)象進(jìn)展仿真，具有操作簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便的特點(diǎn)。但由于只能對(duì)原理簡(jiǎn)單的一些通信現(xiàn)象進(jìn)展驗(yàn)證性分析，因此提不起學(xué)生的操作興趣。同時(shí)目前實(shí)驗(yàn)箱上的實(shí)驗(yàn)一般只針對(duì)數(shù)字調(diào)制，而很少涉及模擬通信調(diào)制解調(diào)的設(shè)置，不利于學(xué)生對(duì)模擬調(diào)制、解調(diào)原理的理解，因此需要添加軟件的輔助手段來(lái)進(jìn)展操作。利用atlab可以設(shè)計(jì)一些需要學(xué)生獨(dú)立完成的實(shí)驗(yàn)工程，要求學(xué)生根據(jù)需要設(shè)計(jì)一個(gè)符合要求的

6、通信系統(tǒng)，建立數(shù)學(xué)模型，然后在atlab的軟件庫(kù)中尋找適宜的模塊，按照設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)展連接，并進(jìn)展動(dòng)態(tài)的仿真。由此調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究積極性，同時(shí)在設(shè)計(jì)系統(tǒng)、模擬系統(tǒng)和仿真過(guò)程中加深對(duì)相應(yīng)通信原理的理解，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的信心和興趣。以模擬通信中的殘留邊帶調(diào)制為例，以頻率為2Hz和4Hz的余弦信號(hào)與正弦信號(hào)的和信號(hào)為信源信號(hào)，假設(shè)這兩個(gè)信號(hào)的功率一樣，總功率為2，載波頻率為10Hz，圖2顯示了VSB調(diào)制信號(hào)的波形、相干解調(diào)后信號(hào)波形與原信號(hào)波形的比擬以及VSB信號(hào)的功率譜密度圖形4。在模擬通信調(diào)制解調(diào)原理的課堂講解中，由于雙邊帶DSB調(diào)制和單邊帶SSB的原理相對(duì)簡(jiǎn)單，用公式推導(dǎo)和畫出圖形的教學(xué)手段，學(xué)生理解起來(lái)比擬直觀和容易。因此，對(duì)這兩種模擬調(diào)制技術(shù)的原理比擬容易理解，但對(duì)殘留邊帶調(diào)制技術(shù)往往覺(jué)得理解起來(lái)比擬困難。通過(guò)atlab軟件仿真具有較好的直觀性，便于學(xué)生理解原理。同時(shí)要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)進(jìn)展編碼，增加了實(shí)驗(yàn)的難度及學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的興趣，進(jìn)步了教學(xué)的效率。3結(jié)語(yǔ)atlab是功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)仿真軟件，具有操作性強(qiáng)、易于上手、界面友好、開(kāi)放性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，把a(bǔ)tlab軟件引入教學(xué)，可以對(duì)教學(xué)起到很好的輔助作用。同時(shí)在通信原理的理論及實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采用atlab軟件不