Matlab软件在通信原理实践教学中的应用

摘 要 《通信原理》是电子通信类专业一门重要的专业课。传统《通信原理》课程教学中存在公式推导过于繁杂、枯燥等问题，借助Matlab软件有利于辅助《通信原理》课程教学，把抽象的问题具体化，增强学生的感性认识，激发学生对课程的学习兴趣。本文以《通信原理》课程中数字频带2ASK信号的调制解调仿真分析为例，对Matlab软件在《通信原理》课程教学中的应用进行了研究，实际教学效果良好。

关键词 通信原理 Matlab 仿真分析

中图分类号：TN391 文献标识码：A

0引言

具有强大的数据分析和结果计算及可视化功能的Matlab软件，为通信原理课程理论和实践教学提供了更好的支持。《通信原理》课程中主要应用Matlab软件进行通信模型仿真分析。

1具体应用

调制信号为二进制数字信号时，用它去控制高频载波的幅度，这种调制方式称为二进制振幅键控（2ASK）。在2ASK调制中，载波的幅度只有两种变化状态，即利用数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波，使载波时断时续的输出。有载波输出时表示“1”，无载波输出时表示发送“0”。

2ASK信号可表示为：S2ASK（t）=s（t）·cos ct

2ASK信号可表示为：

其中s（t）是输入的二进制数字序列，载波是角频率为 c的余弦信号。

1.1 2ASK 调制仿真

利用Matlab中的Simulink 对2ASK信号调制解调过程进行建模分析，调制模型主要由sine wave信号源、方波信号源、相乘器等模块组成。其中正弦信号是载波信号，方波代表s（t）序列的信号源，相乘后就得到键控 2ASK 信号。Simulink 模型图1下所示：

仿真参数设置如下：其中sin函数是幅度为2V，频率为1Hz，采样周期为0.002s的双精度DSP信号。数字序列是s（t）方波信号是基于采样的，其幅度设置为2，周期为3，占空比为2/3。通过合理的参数设置后，示波器输出波形如图2所示：

由图2可以看出，原始数字序列和载波信号相乘之后就产生幅度受控的2ASK信号。

1.2 2ASK 解调仿真

2ASK 的解调分为相干解调和非相干解调法，相干解调法在解调时需要提供同频同相的载波，解调效果较好。本文采用相干解调法对2ASK信号进行解调。相干解调也叫同步解调，就是用已调信号恢复出同步载波，再用载波和已调信号相乘，经过低通滤波器和抽样判决器恢复出信s（t）号。输出端低通滤波器的作用是滤除高频的载波，以便恢复出原始信号。因此为了使已调信号的频谱有明显的搬移，就要使载波和调制信号的频率有明显的差别，所以载波的频率设置为100Hz.为了更好的恢复出信源信号，所以在此直接使用原载波信号作同步载波信号，通过示波器观察各节点输出波形如图3所示：

由图3可以看出，解调端输出数字序列和与输入信号相比，存在一定延迟，但较好的还原输出了原始信号，验证了2ASK调制解调理论的正确性和可行性。

2结论

通信原理课程的实践教学中引入Matlab仿真教学软件，可以有效地对所学理论知识进行分析、设计和验证。本文通过Matlab Simulink对2ASK信号的产生和恢复进行仿真教学， 不仅能解决传统教学中的讲授难点，还能实现某些通信硬件实验的可视化分析，具有一定的现实意义。

作者简介：赵星（1989-），男，重庆市开州区人，助教，硕士，主要研究方向：应用电子技术。

参考文献

[1] 赵静.基于Matlab的通信系统仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[2] 程钦，钱志文.通信原理可视化仿真平台的设计与实现[J].江苏技术师范学报，2011（06）.

[3] 凌霖，苏胤杰，晋春.软件仿真在通信原理实验教学中的应用[J].实验技术与理，2011（04）.

[4] 葉青娣.基于GUIDE的“通信原理”课程教学探索[J].电气电子教学学报，2010（05）.

[5] 郭琳，王子旭，沈小丰.基于Matlab开展DSP教学的研究与实践[J].电气电子教学学报，2007（01）.endprint