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MATLAB在通信工程中的应用赵奇彬[班级：通信091学号：09426006]摘要：本文概述了MATLAB软件在通信领域的应用。并以双边带幅度调制（DSB）为例运用工MATLAB工具箱给出了仿真波形，以常规幅度调制为例介绍了MATLAB在通信原理教学中的应用。关键词：MATLAB通信系统仿真教学Abstract:ThetextsummarizedhowtouseMATLABinCommunicationSystem.AndgivethefristexamplethatusingMATLABToolboxtosolvetheDoubleSideBoardAmplitudeModulationandplotthesimulationfigure.ThesecondisthatapplyMATLABtoeducatestudentsinthecourseCommunicationtheory.Keywords:MATLABCommunicationSystemsimulationeducation一、引言20世纪70年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主任CleveMoler为了减轻学生编程的负担，用FORTRAN编写了最早的MATLAB。1984年由Little、Moler、SteveBangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市场。到20世纪90年代，MATLAB已成为国际控制界的标准计算软件。MATLAB主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。二、MATLAB软件的应用MATLAB产品族可以用来进行以下各种工作：●数值分析●数值和符号计算●工程与科学绘图●控制系统的设计与仿真●数字图像处理技术●数字信号处理技术●通讯系统设计与仿真●财务与金融工程三、MATLAB在通信系统设计与仿真中的应用通讯仿真一般分为3个步骤，即通信系统仿真建模，通信系统仿真实验和仿真分析。1、通信系统仿真建模仿真建模是依据实际通讯系统建立仿真模型的过程，它是整个通讯仿真过程中的一个关键步骤，因为仿真模型的好坏直接影响着仿真结果以及仿真结果的真实性和可靠性。仿真模型是对实际的一种模拟和抽象，因此，仿真模型的建立需要综合考虑其可行性和简单性。在仿真建模过程中，一般先建立一个相对简单的仿真模型，然后再根据仿真结果和仿真过程的需要逐步增加仿真模型的复杂度。通讯仿真模型一般情况下是一个随机动态系统。2、通信系统仿真实验通信系统仿真实验是一个或多个针对仿真模型的测试。在仿真实验过程中，通常需要多次改变仿真模型输入信号的数值，以便观察仿真系统在这个过程中表现出来的性能。应该明确各个输入信号的初始设置以及仿真系统内部各个状态的初始值，仿真运行实际上是计算机的计算过程，其花费的时间由仿真的复杂度确定。3、通信系统仿真分析通信系统仿真分析是一个通讯仿真流程的最后一个步骤。在仿真分析过程中，己经获得了足够多的关于系统性能的信息，对于这些原始数据，一般还需要经过数值分析和处理才能够获得衡量系统性能的尺度，图形是最简单的说明工具，它具有很强的直观性，便于分析和比较。本次建立的仿真平台所给出的结果也采用图形以及图表等方式给出。随着通信系统复杂性不断增加，传统设计己不能适应发展的需要，通信系统的模拟仿真技术越来越受到重视，一个功能结构复杂的数字通讯系统，对系统做出的任何改变都可能影响到整个系统的性能和稳定性。因此在设计新系统时，要对原有的系统做出修改或者进行相关研究，通常要进行建模和仿真，通过仿真结果来衡量方案的可行性，从中选择合理的系统配置和参数设置，然后进行实际应用。四、MATLAB通信工具箱（communicationtoolbox）MATLAB包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算，可视化建模仿真，文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包，控制工具包，信号处理工具包，通信工具包等都属于此类。MATLAB通信工具箱是一套用于在通信领域进行理论研究、系统开发、分析设计和仿真的专业化工具软件包。MATLAB通信工具箱由两大部分组成:通信系统功能函数库和SIMULINK通信系统仿真模型库。运行MATLAB通信工具箱需要有MATLAB信号处理工具箱支持。在绝大多数情况下，通信系统仿真均在SIMULINK环境下来进行，只有在特殊情况下才用到matlab函数计算来进行仿真。如图1例：一个简单的双边带信号调制模型图1DSB调制解调SIMULINK仿真模型此模型中调制信号的频率为8Hz幅度为0.7V；载波频率为100Hz,幅度为1V；低通滤波器的范围为6。经乘法器可得到抑制载波的双边带调幅波形如图2所示：图2双边带调幅波形五、MATLAB在通信原理教学中的应用“通信原理”是通信、信息类专业的基础课程。该课程的特点是系统性、理论性强，同时又强调实践性。涉及到的都是通信领域的基本概念，这些概念均非常抽象，数学公式多，比较枯燥，学生学习起来感到很困难。MATLAB的图形可视化界面开发环境可以用来开发相应的辅助教学软件。如下图例3：一个用于通信原理课程教学的交互式动态演示系统图3常规幅度调制演示图参数设置区域有4个文本框，输入信号的“幅度”和“频率”值可乎工输入，也可通过移动编辑框下方的滚动条设置相应的数值。“信号调制”和“信号解调”是通过弹出式菜单进行选择。本模块的调制方式有AM,DSB_AM,SSB_AM,FNI、PANT，以及与调制方式对应的解调方式。六、结束语本文分别以双边带信号调制（DSB）和通信原理教学动态演示系统为例介绍了matlab软件在通信系统仿真以及通信工程专业教学中的典型应用。表明MATLAB/SMULNK是通信系统仿真的强有力工具同时也是理论教学和实验教学的有力工具。七、参考文献[1]史庆军，刘军福，曾长安.基于MATLAB的通信系统动态仿真研究[J].佳木斯大学学报.2000年9月第18卷第3期.[2]李强，明艳，吴坤军.基于Matlab的通信原理演示系统的设计与应用[J].实验技术与管理[J].2008年8月第25卷第8期.[3]姚锡林.MATLAB通信工具箱及其使用方法[J].现代电子技术.1998年第9期.