【導(dǎo)讀】隨著現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的日新月異，通信原理課程變得愈來愈重要。通信原理與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系密切，又具有很強(qiáng)的。形成這種學(xué)習(xí)困難的原因是。多方面的，其中最主要的是缺乏一個(gè)直觀認(rèn)識(shí)通信系統(tǒng)的感性基礎(chǔ)[1~2]。為了解決該問題，使抽象的理論知識(shí)具體化、形象化，我們引入了此課題?？梢暬娜藱C(jī)交互界面。通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊按鈕，即可完成通信原理課程中一些基本的。精確地分析研究。VisualBasic和VisualC++亦可進(jìn)行圖形用戶界面的編程。另外，MATLAB還提供了與VisualBasic和VisualC++. 綜合以上優(yōu)點(diǎn)，所以選用MATLAB做通信原理輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。自從90年代初在我國(guó)引入后，一直受到廣大科研人員和技術(shù)工。程師的喜愛，隨著版本的不斷更新和MathWorks公司在開發(fā)力度上的不斷加大，MATLAB的功能日益強(qiáng)大，應(yīng)用范圍也越來越廣闊，從最初的數(shù)值運(yùn)算，二維圖示，MATLAB是從事眾多工業(yè)、科研領(lǐng)域的必備工具。并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。SteveBangert合作成立了的MathWorks公司正式把MATLAB推向市場(chǎng)。，歷經(jīng)25年的發(fā)展，如今已經(jīng)更新到了MATLAB。MATLAB由一系列工具組成。

　　

【正文】 30 性值是“ edit”。 hedit=uicontrol(gcf,39。style39。,39。edit39。,... 39。position39。,[,],39。callback39。,[... 其 他相關(guān)指令 figure 在 MATLAB 的 術(shù)語中， 有一個(gè)顯示圖形窗口 叫做“ figure”，不同的 figure 命令可以用其句柄 （ handle，類似于 C語言中的指針 ）加以區(qū)分。 不帶參數(shù)的 figure 命令用來產(chǎn)生一個(gè)新的 figure 窗口，返回其句柄。也可以帶一個(gè)整形參數(shù)： figure（ H），表示打開一個(gè)新的 figure 窗口并且其句柄為 H。 gcf 命令返回當(dāng)前 figure 的句柄。 MATLAB 是一個(gè)面向?qū)ο螅?OO）的體系 。一個(gè) figure 是和一系列的屬性聯(lián)系在一起的。用 get（ H）可以 查看句柄為 H的 figure的屬性列表。一個(gè) figure 對(duì)象有很多重要的屬性 。還可以用 set 命令來修改 figure的屬性，其語法 為： set(Handle,’ property name’ ,property value)。 subplot subplot 實(shí)際創(chuàng)建的是 axes。一個(gè) axes 是一個(gè)橫、縱坐標(biāo) 軸和一片區(qū)域的實(shí)體 ，像 figure 一樣，它也將句柄作為自己的標(biāo)志?？梢杂?gca來取得當(dāng)前 axes 的句柄 。我們也可以用 axis 命令來指定每幅圖的坐標(biāo)軸顯示的范圍。 subplot(‘ position’ ,[left bottom width height])在指定位置的矩形區(qū)域中創(chuàng)建 axes，這里的 left， bottom， width， height 是歸一化的坐標(biāo)指定區(qū)域的位置和大小，這種坐標(biāo)的原點(diǎn)在窗口的左下角，窗口的右下角的坐標(biāo)是（ 1， 1）。 hold 在一般情況下，連續(xù)執(zhí)行兩條 plot 命令，則后面一條命令 的輸出結(jié)果會(huì)把前面的一條語句的輸出圖形給覆蓋掉。 hold 語句可以解決這種問題。當(dāng) hold 開關(guān)為on 的時(shí)候，后續(xù)圖形疊加在原來的圖形上面。 本章小結(jié) 上面兩章講解了通信與那里的基本知 識(shí)，本章則是對(duì)圖形用戶界面設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。以 MATLAB 語言為基礎(chǔ)，重點(diǎn)介紹圖形編程的基本思想和圖形編程中的一些基本的常用語句，使用戶對(duì) MATLAB 圖形編程語言有一個(gè)大體的了解。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 31 6 通信原理輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 登錄 界面 圖 登錄 界面 點(diǎn)擊如圖所示的“ Enter”，則執(zhí)行“ Enter”按鈕內(nèi)部 callback 后面的程序，此時(shí)系統(tǒng)將調(diào)用 文件，出現(xiàn)選擇調(diào)制系統(tǒng)的界面。 通信系統(tǒng)選擇界面 圖 選擇調(diào)制系統(tǒng)界面 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 32 此界面主要用來選擇不同的調(diào)制系統(tǒng)。點(diǎn)擊圖中的不同按鈕，系統(tǒng)會(huì)相應(yīng)地執(zhí)行按鈕下面的 callback 后面的程序。比如：點(diǎn)擊“ AM”按鈕，系統(tǒng)會(huì) 調(diào)用 文件（附錄 A 所示的程序），生成調(diào)幅系統(tǒng)界面。點(diǎn)擊其他按鈕，情況類似，均是調(diào)用 * 文件，生成對(duì)應(yīng)的調(diào)制系統(tǒng)界面。 由于界面上帶有關(guān)閉按鈕，所以此界面中沒有再設(shè)置“關(guān)閉”鍵。 調(diào)幅系統(tǒng) 界面 圖 調(diào)幅 系統(tǒng)界面 以 AM 調(diào)制系統(tǒng) 為例：此界面 是點(diǎn)擊圖 所示界面中“ AM”按鈕后，調(diào)用執(zhí)行 文件后 生成的。不同的調(diào)制系統(tǒng)，會(huì)在圖 所示的繪圖區(qū)域上方顯示不同的靜態(tài)文本“ *調(diào)制 系統(tǒng)波形 ” （ *代表不同的調(diào)制系統(tǒng)的名稱）；圖 方所示的三個(gè)文本編輯框，用來改變系統(tǒng)的參數(shù)（調(diào)制系統(tǒng)不同，這三個(gè)文本編輯框也不同）。右下方的“時(shí)域”“頻域”是無線電選擇鍵。選擇“時(shí)域”，系統(tǒng)會(huì)將torf 變量置 0， torf 變量進(jìn)入 調(diào)用的核心算法 文件（附錄 B 所示的程序） 中，選擇時(shí)域的計(jì)算模塊；選擇“頻域”，系統(tǒng) 則將 torf 變量置 1， torf變量進(jìn)入 文件中，選擇頻域的計(jì)算模塊。 在一般情況下，連續(xù)執(zhí)行兩條 plot 命令，則后面一條命令的輸出結(jié)果會(huì)把前中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 33 面的一條語句的輸出圖形給覆蓋掉，“圖形重疊”按鈕的功能是后面所畫的波形疊加在前面所畫的波形上（ hold on）。“圖形覆蓋”按鈕的功能是后面所畫的波形覆蓋前面所畫的波形（ hold off）。 點(diǎn)擊“返回”按鈕，系統(tǒng)回調(diào) 文件，出現(xiàn)圖 所示界面。 具體程序參見附錄 A。 圖 調(diào)幅系統(tǒng)信源波形 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 34 圖 調(diào)幅系統(tǒng)調(diào)制后波形 圖 調(diào)幅系統(tǒng) 通過信道后波形 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 35 圖 調(diào)幅系統(tǒng)解調(diào)后波形 系統(tǒng)工作流程 首先運(yùn)行 文件，出現(xiàn) 圖 所示界面。然后點(diǎn)擊“ enter”，這時(shí)“ enter”按鈕鍵的 callback 調(diào)用 文件，出現(xiàn)界面 如圖 所示。同理，點(diǎn)擊圖 中的各個(gè)按鍵，會(huì)分別調(diào)用 、 、 、 、 、 文件，出現(xiàn)類似于圖 。點(diǎn)擊界面上的按鈕，會(huì)分別執(zhí)行不同的功能。其中， “ 返回 ”按鈕將返回 到圖 面。 其他調(diào)制系統(tǒng)的界面只需將 附錄 所示程序中所調(diào)用 am程序相應(yīng)地改為 fm、 ssb、 ask、 fsk、 psk，并把傳入函數(shù)的變量個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)起來，然后再 刪改一些編輯框和文本框即可。 具體的 am、 fm、 ssb、 ask、 fsk、 psk 的波形計(jì)算的算法見附錄。 本章小結(jié) 本章分別介紹了登錄界面、通信系統(tǒng)選擇界面和調(diào)幅系統(tǒng)界面，并闡述了界面的相關(guān)操作，最后對(duì)通信原理輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的工作流程做了簡(jiǎn)單介紹。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 36 7 總結(jié) 通信原理 是通信工程專業(yè)、電子信息專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程 ，它以各種通信系統(tǒng)的基本理論為研究對(duì)象。通信原理與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系密切，又具有很強(qiáng)的理論性和抽象性，需要應(yīng)用概率論、隨機(jī)過程、信號(hào)與系統(tǒng)、模擬與數(shù)字電路等多門課程知識(shí)為基礎(chǔ)。給我們的學(xué)習(xí)造成了一定的困難。 本文通過分析各種語言進(jìn)行 GUI 編程的優(yōu)缺點(diǎn)，確立了以 MATLAB 語言為基礎(chǔ)，搭建通信原理輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的圖形用戶界面。 通過介紹 MATLAB 圖形編程語言及通信原理的相關(guān)知識(shí)，最終 搭建出通信原理輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的界面，給讀者提供了一個(gè)直觀認(rèn)識(shí)通信系統(tǒng)的感性基礎(chǔ)。用戶僅通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)，即可觀看調(diào)幅（ AM）、 調(diào)頻（ FM）、 單邊帶（ SSB）、二進(jìn)制振幅鍵控（ 2ASK）、二進(jìn)制頻移鍵控（ 2FSK）、二進(jìn)制相移鍵控（ 2PSK）六種模型的各種波形，使學(xué)生建立起學(xué)習(xí)通信原理的興趣。 下一步可以進(jìn)行的工作是：對(duì)所有的平臺(tái)進(jìn)行量化分析，讓平臺(tái)有圖形的同時(shí)能得出相應(yīng)的有關(guān)通信質(zhì)量的數(shù)據(jù)。加入更多的參數(shù)（例如數(shù)字系統(tǒng)的門限電平值）分析各種參數(shù)對(duì)通信的影響。對(duì)解調(diào)的濾波這部分進(jìn)行必要的改進(jìn)。此外對(duì)比通信仿真的書籍，本程序還可以使用 MATLAB 本身提供的一些函數(shù)（例如 amod 函數(shù) ）簡(jiǎn)化程序，提高程序的效率，也是下一步要進(jìn)行學(xué)習(xí)改進(jìn)的地方。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 37 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 38 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 39 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 40 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 41 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 42 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 43 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 44 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 45 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 46 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 47 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 48 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 49 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 50 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 51 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 52 參 考 文 獻(xiàn) [1] JeruchimM C, Balaban P, Shanmugan K S. 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MATLAB 基礎(chǔ)與應(yīng)用簡(jiǎn)明教程 . 北京 :北京航空航天大學(xué)出版社， 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 54 致 謝 本論文是在 劉哲 老師的悉心指導(dǎo)下完成的 ，感謝他對(duì)我的信任和支持。在論文的選題、撰寫過程中，我都得到了劉 老師細(xì)心的指導(dǎo)和熱情的關(guān)懷，在論文的寫作過程中，他一直對(duì)我悉心指導(dǎo)、嚴(yán)格要求，并在百忙之中為我審閱論文。 劉 老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)、平易近 人的處世風(fēng)范，不僅使 我受益匪淺，而且永遠(yuǎn)激勵(lì)我在往后的專業(yè)研究中不斷前進(jìn)。再次感謝劉 老師對(duì)我的指導(dǎo)和幫助，使我的畢業(yè)論文得以順利完成。 另外，在系統(tǒng)開發(fā)過程中朋友和同學(xué)在此方面也給予了我極大的幫助。在這里我也一并地衷心地感謝他們！ 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè) 設(shè)計(jì) 說明書 55