电子通信系统教学综合工具箱的开发与应用

郝春博

（天津武清区天和城实验中学）

电子通信系统教学综合工具箱的开发与应用

郝春博

（天津武清区天和城实验中学）

主要针对的是电子通信系统教学中综合工具箱的开发和应用，基于仿真模型对此进行学习与讨论。采用的是一种Matlab的通信系统的综合工具箱，对卷积积分公式在分析与推导的过程中获得时变系统中的仿真模型公式，卷积积分公式是一种对线性时不变系统复包括输出与输入的关系，主要是采用TDL模型以及Matlab通过语言编程来实现。通过大量的实验表明，线性时不变系统是能够表现线性时变系统产生的频谱扩展，是以时间作为函数的输入信号，从而发生了衰减和相位旋转，在学习过程中也会得到很好的学习效果。

电子通信系统；综合工具箱；时变系统

在电子通信系统的相关理论中，我们很容易发现时变系统如果仅仅通过教师的理论讲解，我们很难去理解它的真正内涵。为了可以在很大程度上帮助我们对时变系统的掌握与理解，我们可以通过分析与设计来制作相关的仿真模型，在对具体系统运动过程中的观察之后，就可以对老师讲的理论知识有一个更深层次的理解，也可以提高我们的学习能力。

一、线性时变系统

1.线性时变系统的理论知识

这两个公式就是一个时变系统的仿真模型。

2.时变系统的随机过程

在很多的时变系统中，系统的特点都是作为时间的函数来随机变化。在变化过程中平稳随机的过程是最常见的一个过程，我们是可以通过计算来获得自相关的函数和功率谱密度的。

当线性系统中的输入是一个十分平稳的随机过程时，那么相对于线性的非时变系统，我们用（t）表示输入，用（t）表示输出，那么输出随机过程的均值则为：

功率谱密度则为：

然而对于一个线性的时变系统来说，系统对于输入信号随时都会随着时间的变化而随机变化。通过对其进行相关的函数卷积计算，在整个计算过程中，肯定会导致谱偏移和扩展。

线性的时变系统与线性的非时变系统在本质上是有差别的，它们的差异性就在于线性的时变系统会引起频谱扩散。

二、模型的建立

1.抽头延迟线的模型

抽头延迟线至少要有一个抽头。抽头延迟线由TDL表示，一个TDL表示的一个由延迟线内部提取出来的任意比例信号。通常来说，TDL与其他的抽头信号先加构成输出信号，这样就可以有效地模拟多个反馈结构。

2.抽头增益模型

这是由对高斯白噪声通过对其进行过滤而产生的。具体的产生过程是，首先会产生两个复高斯样本的不相关序列，然后通过使用随机函数来获得。

在这个过程中，值得我们注意的是，Matlab的语言编程是没有维数的，所以Matlab语言编程会自动地生成分配的矩阵空间。但是，有时候对于一些很大的矩阵，这个时候我们就可以通过使用零点函数来为那些矩阵预留出更多的空间，以使得Matlab语言系统快速地运转下去。

3.对数PSD的实现

PSD是功率谱密度的缩写，这是一个连续谱。一个完整的功率谱密度是在一个给定的频段来计算全部频段内信号的平均输出功率。功率谱密度一般扩过单边的PSD和双边的PSD。一个单边的功率谱密度主要包括了全部的信号频率，从直流到一半奈奎斯特比率的功率。而双边的功率谱密度主要包括了全部的信号频率，从直流到奈奎斯特比率的功率。我们通过对信号进行n次的样本采集工作之后，从而进行快速的FFT，这样就可以计算出均方值，然后得到信号的双边带频谱。

为了掌握线性时变系统，利用仿真模型对其知识点进行具体的仿真实例，利用这种动态的形象图可以帮助我们形象地获得知识。通过这样的演示，我们可以学习到在以后的工作中所需要的技能，并可以了解复杂与实际的工作特点。

［1］王华.Matalb在电信工程中的应用［M］.北京：中国水利电力出版社，2001.

［2］陈万平，秦文华.连续系统频率特性的计算机辅助分析［J］.山东师范大学学报（自然科学版），2001（1）：94-96.

［3］郭艳丽，罗晓曙，肖前勇.系统仿真在自动控制教学中的应用［J］.广西物理，2002（1）：45-48.

·编辑马燕萍