淺談MATLAB通信系統動態仿真平臺設計論文
摘 要：運用MATLAB軟件設計了通信系統動態仿真平臺，該平臺能進行典型參數的設置，提供動態可調的仿真功能，實現信源編碼、調制技術、信道編碼及多址技術，通過GUI實現人機交互，有效輔助教學。
關鍵詞：MATLAB；通信平臺；動態仿真；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現代通信技術快速發展的重要手段。無論是實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系統進行實驗，不僅耗資昂貴、費工時，有時甚至難于找到問題癥結所在。解決上述問題的有效方法就是采用計算機仿真技術，即通過建立器件、部件乃至系統的模型，并用模型在計算機上做實驗，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，縮短新產品研制周期和節省投資費用，還可以廣泛應用于虛擬實驗室和網上實驗室，服務于教學和人才培養。
2 現代通信平臺分析
通信類專業相關課程《信號與系統》《數字信號處理》《通信原理》《數字通信》《移動通信》等理論性強、直觀性差、趣味性差，學生學習難度大。通常在學習過程中，專業知識的學習與實踐是靠課堂講授和數量不多的作業以及十分有限的實驗來完成二者的結合的。所學理論抽象，數學計算復雜，實踐機會不多，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，生動的再現相關原理、波形，但那只是書本知識的單調再現，不能靈活實時顯示系統實際情況。再由于專業設備昂貴，而實踐機會大多是在實驗箱上進行驗證性實驗，并不能根據實際情況進行相關參數的修改，無法提升學生的創造力，學習效果不明顯。現代通信系統的動態仿真平臺的建立，演示系統隨參數變化的變化結果或變化趨勢，既能幫助學生更好地理解和掌握理論知識，又能將硬件實驗與軟件仿真實驗相結合，彌補實驗手段的不足，豐富實踐教學環節，提高學生的學習興趣。
3 現代通信平臺設計的功能
基于MATLAB的通信系統動態仿真平臺包含4大模塊：信源模塊、信道模塊、調制模塊、多址技術模塊。信源模塊中實現信號的產生及信源編碼；信道模塊中實現各種噪聲信道；調制模塊實現正交振幅調制（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；多址模塊中實現第三代移動通信系統WCDMA、CDMA2000、SC-CDMA2000中都采用的碼分多址技術及第四代移動通信系統運用的時分和頻分的多址技術。
4 現代通信平臺的實現
時分多址中通信用戶是靠不同的時隙劃分來實現通信的，以多址技術中的TDMA為例說明平臺的實現方法和效果。其simulink仿真模型如圖1。 圖1 TDMA仿真系統 多路不同信號在時間上隔離開，由三個信號發生器，分別產生正弦波、三角波、方波信號，然后分別進入Subsystem（時分多址）模塊，合并后再對信號進行解調。 采用典型參數在線可調的設計方式，提供在線實時仿真功能，模擬通信流程及各個通信節點的信號，運用MATLAB中的GUI功能設計動態仿真系統，如圖2所示，通過動態仿真系統，方便實時數據修改，實時了解通信各個節點流程。 圖2 TDMA動態仿真模型
5 結語
通信技術飛速發展，通信系統復雜性不斷增加，傳統設計已不能適應發展的需要，通信系統的模擬仿真技術越來越受到重視，因此在設計新系統時，要對原有的系統做出修改或者進行相關研究，通常要進行建模和仿真，通過仿真結果來衡量方案的可行性，從中選擇合理的系統配置和參數設置，然后應用實際。本平臺的設計與實現既能驗證通信系統學習的效果，也能進行通信系統的研究。
參考文獻
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