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淺談MATLAB通信系統動(dòng)態(tài)仿真平臺設計論文
摘 要：運用MATLAB軟件設計了通信系統動(dòng)態(tài)仿真平臺，該平臺能進(jìn)行典型參數的設置，提供動(dòng)態(tài)可調的仿真功能，實(shí)現信源編碼、調制技術(shù)、信道編碼及多址技術(shù)，通過(guò)GUI實(shí)現人機交互，有效輔助教學(xué)。
關(guān)鍵詞：MATLAB；通信平臺；動(dòng)態(tài)仿真；GUI
1 現代通信平臺設計的意義
通信系統的計算機模擬與仿真是促進(jìn)現代通信技術(shù)快速發(fā)展的重要手段。無(wú)論是實(shí)用系統的精細規劃與設計，還是新型傳輸系統的探索與研究，都要遇到冗長(cháng)繁雜的計算；此外要驗證其性能是否合乎要求，如果每次都直接用真實(shí)系統進(jìn)行實(shí)驗，不僅耗資昂貴、費工時(shí)，有時(shí)甚至難于找到問(wèn)題癥結所在。解決上述問(wèn)題的有效方法就是采用計算機仿真技術(shù)，即通過(guò)建立器件、部件乃至系統的模型，并用模型在計算機上做實(shí)驗，利用計算機的高速運算處理能力，以完成通信系統設備與系統的分析、設計以及性能優(yōu)化與評估測試。顯然，建立現代通信系統的計算機仿真平臺，既能提高設計的一次成功率，縮短新產(chǎn)品研制周期和節省投資費用，還可以廣泛應用于虛擬實(shí)驗室和網(wǎng)上實(shí)驗室，服務(wù)于教學(xué)和人才培養。
2 現代通信平臺分析
通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)相關(guān)課程《信號與系統》《數字信號處理》《通信原理》《數字通信》《移動(dòng)通信》等理論性強、直觀(guān)性差、趣味性差，學(xué)生學(xué)習難度大。通常在學(xué)習過(guò)程中，專(zhuān)業(yè)知識的學(xué)習與實(shí)踐是靠課堂講授和數量不多的作業(yè)以及十分有限的實(shí)驗來(lái)完成二者的結合的。所學(xué)理論抽象，數學(xué)計算復雜，實(shí)踐機會(huì )不多，且間隔周期又長(cháng)，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，生動(dòng)的再現相關(guān)原理、波形，但那只是書(shū)本知識的單調再現，不能靈活實(shí)時(shí)顯示系統實(shí)際情況。再由于專(zhuān)業(yè)設備昂貴，而實(shí)踐機會(huì )大多是在實(shí)驗箱上進(jìn)行驗證性實(shí)驗，并不能根據實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)參數的修改，無(wú)法提升學(xué)生的創(chuàng )造力，學(xué)習效果不明顯�，F代通信系統的動(dòng)態(tài)仿真平臺的建立，演示系統隨參數變化的變化結果或變化趨勢，既能幫助學(xué)生更好地理解和掌握理論知識，又能將硬件實(shí)驗與軟件仿真實(shí)驗相結合，彌補實(shí)驗手段的不足，豐富實(shí)踐教學(xué)環(huán)節，提高學(xué)生的學(xué)習興趣。
3 現代通信平臺設計的功能
基于MATLAB的通信系統動(dòng)態(tài)仿真平臺包含4大模塊：信源模塊、信道模塊、調制模塊、多址技術(shù)模塊。信源模塊中實(shí)現信號的產(chǎn)生及信源編碼；信道模塊中實(shí)現各種噪聲信道；調制模塊實(shí)現正交振幅調制（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）等多種調制技術(shù)；多址模塊中實(shí)現第三代移動(dòng)通信系統WCDMA、CDMA2000、SC-CDMA2000中都采用的碼分多址技術(shù)及第四代移動(dòng)通信系統運用的時(shí)分和頻分的多址技術(shù)。
4 現代通信平臺的實(shí)現
時(shí)分多址中通信用戶(hù)是靠不同的時(shí)隙劃分來(lái)實(shí)現通信的，以多址技術(shù)中的TDMA為例說(shuō)明平臺的實(shí)現方法和效果。其simulink仿真模型如圖1。 圖1 TDMA仿真系統 多路不同信號在時(shí)間上隔離開(kāi)，由三個(gè)信號發(fā)生器，分別產(chǎn)生正弦波、三角波、方波信號，然后分別進(jìn)入Subsystem（時(shí)分多址）模塊，合并后再對信號進(jìn)行解調。 采用典型參數在線(xiàn)可調的設計方式，提供在線(xiàn)實(shí)時(shí)仿真功能，模擬通信流程及各個(gè)通信節點(diǎn)的信號，運用MATLAB中的GUI功能設計動(dòng)態(tài)仿真系統，如圖2所示，通過(guò)動(dòng)態(tài)仿真系統，方便實(shí)時(shí)數據修改，實(shí)時(shí)了解通信各個(gè)節點(diǎn)流程。 圖2 TDMA動(dòng)態(tài)仿真模型
5 結語(yǔ)
通信技術(shù)飛速發(fā)展，通信系統復雜性不斷增加，傳統設計已不能適應發(fā)展的需要，通信系統的模擬仿真技術(shù)越來(lái)越受到重視，因此在設計新系統時(shí)，要對原有的系統做出修改或者進(jìn)行相關(guān)研究，通常要進(jìn)行建模和仿真，通過(guò)仿真結果來(lái)衡量方案的可行性，從中選擇合理的系統配置和參數設置，然后應用實(shí)際。本平臺的設計與實(shí)現既能驗證通信系統學(xué)習的效果，也能進(jìn)行通信系統的研究。
參考文獻
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