- 相關(guān)推薦
淺談MATLAB通信系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)論文
摘 要：運(yùn)用MATLAB軟件設(shè)計(jì)了通信系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真平臺(tái)，該平臺(tái)能進(jìn)行典型參數(shù)的設(shè)置，提供動(dòng)態(tài)可調(diào)的仿真功能，實(shí)現(xiàn)信源編碼、調(diào)制技術(shù)、信道編碼及多址技術(shù)，通過GUI實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，有效輔助教學(xué)。
關(guān)鍵詞：MATLAB；通信平臺(tái)；動(dòng)態(tài)仿真；GUI
1 現(xiàn)代通信平臺(tái)設(shè)計(jì)的意義
通信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬與仿真是促進(jìn)現(xiàn)代通信技術(shù)快速發(fā)展的重要手段。無論是實(shí)用系統(tǒng)的精細(xì)規(guī)劃與設(shè)計(jì)，還是新型傳輸系統(tǒng)的探索與研究，都要遇到冗長繁雜的計(jì)算；此外要驗(yàn)證其性能是否合乎要求，如果每次都直接用真實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不僅耗資昂貴、費(fèi)工時(shí)，有時(shí)甚至難于找到問題癥結(jié)所在。解決上述問題的有效方法就是采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，即通過建立器件、部件乃至系統(tǒng)的模型，并用模型在計(jì)算機(jī)上做實(shí)驗(yàn)，利用計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算處理能力，以完成通信系統(tǒng)設(shè)備與系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)以及性能優(yōu)化與評(píng)估測試。顯然，建立現(xiàn)代通信系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)，既能提高設(shè)計(jì)的一次成功率，縮短新產(chǎn)品研制周期和節(jié)省投資費(fèi)用，還可以廣泛應(yīng)用于虛擬實(shí)驗(yàn)室和網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)室，服務(wù)于教學(xué)和人才培養(yǎng)。
2 現(xiàn)代通信平臺(tái)分析
通信類專業(yè)相關(guān)課程《信號(hào)與系統(tǒng)》《數(shù)字信號(hào)處理》《通信原理》《數(shù)字通信》《移動(dòng)通信》等理論性強(qiáng)、直觀性差、趣味性差，學(xué)生學(xué)習(xí)難度大。通常在學(xué)習(xí)過程中，專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐是靠課堂講授和數(shù)量不多的作業(yè)以及十分有限的實(shí)驗(yàn)來完成二者的結(jié)合的。所學(xué)理論抽象，數(shù)學(xué)計(jì)算復(fù)雜，實(shí)踐機(jī)會(huì)不多，且間隔周期又長，難以較快掌握。多媒體課件在某種程度上可以緩解抽象理論的推導(dǎo)，生動(dòng)的再現(xiàn)相關(guān)原理、波形，但那只是書本知識(shí)的單調(diào)再現(xiàn)，不能靈活實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)實(shí)際情況。再由于專業(yè)設(shè)備昂貴，而實(shí)踐機(jī)會(huì)大多是在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，并不能根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的修改，無法提升學(xué)生的創(chuàng)造力，學(xué)習(xí)效果不明顯�，F(xiàn)代通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)仿真平臺(tái)的建立，演示系統(tǒng)隨參數(shù)變化的變化結(jié)果或變化趨勢(shì)，既能幫助學(xué)生更好地理解和掌握理論知識(shí)，又能將硬件實(shí)驗(yàn)與軟件仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)手段的不足，豐富實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
3 現(xiàn)代通信平臺(tái)設(shè)計(jì)的功能
基于MATLAB的通信系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真平臺(tái)包含4大模塊：信源模塊、信道模塊、調(diào)制模塊、多址技術(shù)模塊。信源模塊中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的產(chǎn)生及信源編碼；信道模塊中實(shí)現(xiàn)各種噪聲信道；調(diào)制模塊實(shí)現(xiàn)正交振幅調(diào)制（QAM）、正交相移鍵控（QPSK）、最小頻移鍵控（MSK）、正弦頻移鍵控（SFSK）、高斯最小頻移鍵控（GMSK）等多種調(diào)制技術(shù)；多址模塊中實(shí)現(xiàn)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)WCDMA、CDMA2000、SC-CDMA2000中都采用的碼分多址技術(shù)及第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)運(yùn)用的時(shí)分和頻分的多址技術(shù)。
4 現(xiàn)代通信平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)
時(shí)分多址中通信用戶是靠不同的時(shí)隙劃分來實(shí)現(xiàn)通信的，以多址技術(shù)中的TDMA為例說明平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方法和效果。其simulink仿真模型如圖1。 圖1 TDMA仿真系統(tǒng) 多路不同信號(hào)在時(shí)間上隔離開，由三個(gè)信號(hào)發(fā)生器，分別產(chǎn)生正弦波、三角波、方波信號(hào)，然后分別進(jìn)入Subsystem（時(shí)分多址）模塊，合并后再對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。 采用典型參數(shù)在線可調(diào)的設(shè)計(jì)方式，提供在線實(shí)時(shí)仿真功能，模擬通信流程及各個(gè)通信節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，運(yùn)用MATLAB中的GUI功能設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，如圖2所示，通過動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，方便實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)修改，實(shí)時(shí)了解通信各個(gè)節(jié)點(diǎn)流程。 圖2 TDMA動(dòng)態(tài)仿真模型
5 結(jié)語
通信技術(shù)飛速發(fā)展，通信系統(tǒng)復(fù)雜性不斷增加，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)已不能適應(yīng)發(fā)展的需要，通信系統(tǒng)的模擬仿真技術(shù)越來越受到重視，因此在設(shè)計(jì)新系統(tǒng)時(shí)，要對(duì)原有的系統(tǒng)做出修改或者進(jìn)行相關(guān)研究，通常要進(jìn)行建模和仿真，通過仿真結(jié)果來衡量方案的可行性，從中選擇合理的系統(tǒng)配置和參數(shù)設(shè)置，然后應(yīng)用實(shí)際。本平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)既能驗(yàn)證通信系統(tǒng)學(xué)習(xí)的效果，也能進(jìn)行通信系統(tǒng)的研究。
參考文獻(xiàn)
[1]王云嶺，高建樹．仿真技術(shù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用[J]．電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，2004（2）．
[2]張春龍，成行潔．計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用[J]．南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（1）．
[3]胡榮林．Matlab在通信類課程教學(xué)改革中的應(yīng)用研究[J]．中國科技信息，2008（24）
【淺談MATLAB通信系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真平臺(tái)設(shè)計(jì)論文】相關(guān)文章：
基于MATLAB的FSK調(diào)制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(SIMULINK仿真)08-03
跳頻通信系統(tǒng)的仿真研究07-05
淺談基于BS結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)辦公表格系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)06-12
基于MATLAB的模擬調(diào)制系統(tǒng)仿真(Simulink工具箱)05-27
淺談GMS-R鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)論文07-13
飛控系統(tǒng)半物理仿真平臺(tái)通訊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建論文10-10
無線通信的心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文09-30