Matlab仿真在無線通信原理與系統(tǒng)中的運用與研究論文
1MATLAB在教學應(yīng)用中的價值
MATLAB用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和Simulink兩大部分，目前在教學和開發(fā)領(lǐng)域，MATLAB應(yīng)用都十分廣泛。MATLAB軟件提供了多種通信、射頻、濾波、信號處理、小波分析工具的函數(shù)庫和模塊庫[1]，可以直接被調(diào)用，如果在教學中應(yīng)用，教師可利用圖形界面和相應(yīng)的函數(shù)庫、模塊庫進行教學內(nèi)容的轉(zhuǎn)化，將艱澀的理論性內(nèi)容轉(zhuǎn)換為可視化的環(huán)境展示出來，在很大程度上提升教學的直觀性，促進學生理解速度的提升，進而增強學生的學習興趣，提升教學效果。
2MATLAB仿真在教學實驗中的應(yīng)用
無線通信原理與系統(tǒng)教材第六章為移動無線電中的調(diào)制技術(shù)，其內(nèi)容涉及了大量復(fù)雜且難以直觀了解的內(nèi)容。以脈沖編碼調(diào)制技術(shù)的教學來說，關(guān)于均勻量化和非均勻量化原理的教學很難通過直觀的表達說明PCM的原理，并且利用硬件實驗條件來解析也很難達到直觀的效果。
抽樣。根據(jù)抽樣定理，若x（t）表示信號源發(fā)出的樣本函數(shù)，抽樣器以抽樣率fs≥2fm采得樣值，則可以由樣值無失真恢復(fù)原始信號，這里fm是x（t）頻譜中的最高頻率。
量化。每個信號樣值量化成2L個幅度電平之一，L是樣值量化后的二進制位數(shù)。對于均勻量化器，輸出電平標定為，對應(yīng)的輸入信號幅度范圍是（k-1）Δ≤x≤kΔ，這里的Δ是步長，它的值是量化范圍與量化級數(shù)的商。
編碼。編碼器根據(jù)PCM編碼規(guī)則將量化值數(shù)字化。編碼方法多種多樣的.，現(xiàn)有編碼方法中，按編碼的速度大致可分為低速編碼和高速編碼兩大類[2]。
經(jīng)過信道傳輸?shù)亩M制碼按照與上面3步相反的逆過程進行解碼、擴張和濾波得到輸出信號。在以教學中的離散信號的均勻量化特征來說，按照PCM系統(tǒng)原理框圖的流程，首先確定輸入信號，輸入信號分連續(xù)和離散兩種情況；接著，根據(jù)均勻量化的公式寫出均勻量化函數(shù)，對連續(xù)信號和離散序列分別進行均勻量化；得到量化值的同時采用比較排序的方法做均勻PCM編碼[3]。產(chǎn)生一個零均值、方差為1的高斯隨機變量序列，序列長度為500。用均勻量化找出當量化級的數(shù)量為64時的SQNR。求出該序列的前5個值、相應(yīng)的量化值和相應(yīng)的碼字。
3結(jié)語
結(jié)合上述教學實驗來看，MATLAB仿真能夠提供數(shù)值分析、信號處理的基本仿真教學。因此，將MATLAB仿真引入到無線通信原理與系統(tǒng)的教學中可以提升教學效果，同時學生對于MATLAB仿真軟件的掌握也能在一定程度上提升學生對于通信原理的主動學習興趣以及計算機科學技術(shù)的應(yīng)用能力。
參考文獻
[1]邵玉斌.Matlab/Simulink通信系統(tǒng)建模與仿真實例分析[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2008.
[2]田妮莉，潘晴，蔣永平.數(shù)字通信原理實驗教學改革初探[J].廣東工業(yè)大學學報（社會科學版），2009，9（21）.
[3]拉帕波特.無線通信原理與應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社，2009.
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