浅谈MATLAB通信系统动态仿真平台设计论文

浅谈MATLAB通信系统动态仿真平台设计论文

摘 要：运用MATLAB软件设计了通信系统动态仿真平台，该平台能进行典型参数的设置，提供动态可调的仿真功能，实现信源编码、调制技术、信道编码及多址技术，通过GUI实现人机交互，有效辅助教学。

关键词：MATLAB；通信平台；动态仿真；GUI

1 现代通信平台设计的意义

通信系统的计算机模拟与仿真是促进现代通信技术快速发展的重要手段。无论是实用系统的精细规划与设计，还是新型传输系统的探索与研究，都要遇到冗长繁杂的计算；此外要验证其性能是否合乎要求，如果每次都直接用真实系统进行实验，不仅耗资昂贵、费工时，有时甚至难于找到问题症结所在。解决上述问题的有效方法就是采用计算机仿真技术，即通过建立器件、部件乃至系统的模型，并用模型在计算机上做实验，利用计算机的高速运算处理能力，以完成通信系统设备与系统的分析、设计以及性能优化与评估测试。显然，建立现代通信系统的计算机仿真平台，既能提高设计的一次成功率，缩短新产品研制周期和节省投资费用，还可以广泛应用于虚拟实验室和网上实验室，服务于教学和人才培养。

2 现代通信平台分析

通信类专业相关课程《信号与系统》《数字信号处理》《通信原理》《数字通信》《移动通信》等理论性强、直观性差、趣味性差，学生学习难度大。通常在学习过程中，专业知识的学习与实践是靠课堂讲授和数量不多的作业以及十分有限的实验来完成二者的结合的。所学理论抽象，数学计算复杂，实践机会不多，且间隔周期又长，难以较快掌握。多媒体课件在某种程度上可以缓解抽象理论的推导，生动的再现相关原理、波形，但那只是书本知识的单调再现，不能灵活实时显示系统实际情况。再由于专业设备昂贵，而实践机会大多是在实验箱上进行验证性实验，并不能根据实际情况进行相关参数的修改，无法提升学生的创造力，学习效果不明显。现代通信系统的动态仿真平台的建立，演示系统随参数变化的变化结果或变化趋势，既能帮助学生更好地理解和掌握理论知识，又能将硬件实验与软件仿真实验相结合，弥补实验手段的不足，丰富实践教学环节，提高学生的学习兴趣。

3 现代通信平台设计的功能

基于MATLAB的通信系统动态仿真平台包含4大模块：信源模块、信道模块、调制模块、多址技术模块。信源模块中实现信号的产生及信源编码；信道模块中实现各种噪声信道；调制模块实现正交振幅调制（QAM）、正交相移键控（QPSK）、最小频移键控（MSK）、正弦频移键控（SFSK）、高斯最小频移键控（GMSK）等多种调制技术；多址模块中实现第三代移动通信系统WCDMA、CDMA2000、SC-CDMA2000中都采用的码分多址技术及第四代移动通信系统运用的时分和频分的多址技术。

4 现代通信平台的`实现

时分多址中通信用户是靠不同的时隙划分来实现通信的，以多址技术中的TDMA为例说明平台的实现方法和效果。其simulink仿真模型如图1。 图1 TDMA仿真系统 多路不同信号在时间上隔离开，由三个信号发生器，分别产生正弦波、三角波、方波信号，然后分别进入Subsystem（时分多址）模块，合并后再对信号进行解调。 采用典型参数在线可调的设计方式，提供在线实时仿真功能，模拟通信流程及各个通信节点的信号，运用MATLAB中的GUI功能设计动态仿真系统，如图2所示，通过动态仿真系统，方便实时数据修改，实时了解通信各个节点流程。 图2 TDMA动态仿真模型

5 结语

通信技术飞速发展，通信系统复杂性不断增加，传统设计已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，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，然后应用实际。本平台的设计与实现既能验证通信系统学习的效果，也能进行通信系统的研究。

参考文献

[1]王云岭，高建树．仿真技术在课堂教学中的应用[J]．电力系统及其自动化学报，2004（2）．

[2]张春龙，成行洁．计算机仿真技术在实践教学中的应用[J]．南通职业大学学报，2002（1）．

[3]胡荣林．Matlab在通信类课程教学改革中的应用研究[J]．中国科技信息，2008（24）