【正文】 用MATLAB語言編程設(shè)計 通信仿真教學軟件 【摘要】 本文介紹了一個用MATLAB語言編寫的通信仿真教學軟件。論述了通信的基礎(chǔ)理論和通信仿真教學軟件的設(shè)計思想以及實現(xiàn)的方法，并談到了計算機輔助教學的必要性。 《通信原理》是通信類專業(yè)的一門極為重要的基礎(chǔ)理論課程，主要研究信息傳遞的一系列變換的機理和屬性，它包括：信號分析、調(diào)制解調(diào)、同步、檢測過濾、糾錯編碼、信號特性等理論方面的內(nèi)容，其內(nèi)容抽象難懂促使我們應(yīng)用MATLAB程序語言設(shè)計制作了這套通信仿真CAI課件。意在利用計算機一類智能設(shè)備來實現(xiàn)該課程的機輔教學，幫助學生理解相關(guān)的知識難點。 在《通信原理》中，常常借助于各種信號的時域波形圖以及頻譜圖來說明系統(tǒng)的原理，指出相應(yīng)的電路設(shè)計應(yīng)達到的目標。欲將寄載消息的信號保質(zhì)保量的傳送給接收者，就必須對它們進行加工處理，對相應(yīng)的部件進行分析和研究，而這種研討過程中會用到大量的數(shù)學計算。由于 “MATLAB”是Matrix Laboratory(矩陣實驗室)的縮寫，顧名思義，它是以矩陣，數(shù)組為基本處理對象，矩陣的維數(shù)不需要預(yù)先指定，且隨時可變，具有豐富的矩陣運算功能。因此，選用MATLAB作為開發(fā)環(huán)境無疑能夠減輕系統(tǒng)分析與設(shè)計的編寫負擔，另外因MATLAB是一個開放性的系統(tǒng)，具有模塊化的結(jié)構(gòu)，任何用戶自己已定義的函數(shù)都可作為MATLAB函數(shù)進行調(diào)用。仿真功能我們采用了MATLAB語言編程，以Windows 和MATLAB為軟件運行環(huán)境。將通信原理中的知識點用MATLAB來實現(xiàn)。通過靈活的菜單和界面設(shè)計使某些參數(shù)可調(diào)。同時運用Simulink軟件包，使波形在仿真的同時顯示系統(tǒng)。更加有利于在課堂上使用。3．理論基礎(chǔ)3．1有關(guān)通信基礎(chǔ)理論方面 通信中的常見技術(shù)如調(diào)制解調(diào)，多址與復(fù)用，同步，模擬信號數(shù)字化，噪聲中的信號檢測，差錯控制等在通信原理這門課程中都要有所涉及，因此，必須將與這些技術(shù)相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識融匯與本課件的編程設(shè)計工作中，便使我們的CAI軟件真正起到輔助教學的作用。3．2 有關(guān)MATLAB的文件編寫方面3．2．1 數(shù)組運算數(shù)組加減運算 符號＋或－，既表示矩陣運算又表示數(shù)組運算。數(shù)組乘除運算 在MATLAB中，符號.*表示數(shù)組乘法運算，若a,b具有相同的維數(shù)，則a.*b為a和b對應(yīng)元素的簡單乘積，符號.\或./表示數(shù)組除法的運算，而且這兩種都是對應(yīng)元素相除，這與矩 陣的左除或右除的含義不同。關(guān)系運算： MATLAB中提供了6個關(guān)系運算符，用于相同維數(shù)兩個矩陣進行比較。這6個運算符為： 小于 =小于等于大于 =大于等于＝＝等于 ～＝不等于3．2．2繪圖連續(xù)形式： x,y均為向量，這時以向量x作為x軸，向量y作為y軸，繪制典型的二維曲線，調(diào)用格式為plot(x,y)。3．2．3菜單對菜單的調(diào)用如下： 菜單項句柄＝uimenu（窗口句柄，屬性1，屬性值1，. . .）； 子菜單項句柄＝uimenu（菜單項句柄，屬性1，屬性值1，. . .）；其功能是在窗口句柄所代表的窗口下建立一個菜單項（由菜單項句柄代表），并在該菜單項下建立一個子菜單項（由子菜單項句柄代表）。其中uimenu()函數(shù)的屬性又很多種，但最基本的必須有一下兩條:.Label屬性：它為菜單提示名稱；.Callback屬性：它定義了回調(diào)函數(shù)，當該菜單項被選中之后，MATLAB將自動調(diào)用此回調(diào)函數(shù)作為相應(yīng)菜單項的響應(yīng)。設(shè)計出來的本軟件的主界面菜單如圖1所示。 圖1 主菜單界面3．2．4控制流語句for循環(huán)語句它允許一條語句或一組語句被重復(fù)執(zhí)行預(yù)先確定的次數(shù)。它的格式如下 for variable=StartVal:StepVal:EndVal statements end while循環(huán)語句 它可以使一條或一組語句能夠在一定條件下反復(fù)執(zhí)行多次。格式如下：while expressionstatements endif語句： 是一種簡單的條件轉(zhuǎn)移語句。其格式為：if expression Statementsend暫停語句： pause 功能是暫時停止程序的執(zhí)行，直到用戶按任意鍵之后，才繼續(xù)執(zhí)行程序；回顯控制語句： echo on/off控制是否在屏幕上回顯MATLAB正在執(zhí)行的語句，系統(tǒng)所默認的狀態(tài)是不回顯。3．2．5 M文件編程1．函數(shù)定義行函數(shù)文件的第一行要求用關(guān)鍵字“function”把該文件定義為函數(shù)，并指定函數(shù)的名字必須與存盤的文件名相同。同時這一語句也定義了輸入與輸出參數(shù)。2．函數(shù)體 函數(shù)體是函數(shù)的主體部分，它完成了函數(shù)的主要功能。函數(shù)體中有流程控制、定義變量、數(shù)值運算、符號運算、交互輸入輸出等功能，也可以調(diào)用其它函數(shù)和腳本3．函數(shù)說明 函數(shù)說明是對本函數(shù)完成功能的簡要說明，通常當某個函數(shù)過于復(fù)雜時，我們給出函數(shù)說明以方便使用。4．注釋