【正文】 的脈沖序列是等間隔的還是非等間隔的，又分為均勻抽樣和非均勻抽樣；根據抽樣的脈沖序列是沖擊序列還是非沖擊序列，又可分為理想抽樣和實際抽樣。本模塊主要驗證低通抽樣定理。如圖 315 所示：圖 315 抽樣定理低通信號的抽樣定理是：設有一個頻帶限制在（0， ） 內的時間連續(xù)信號????????m（t ） ，如果它以不少于 2 次/ 秒的速率對 m（t）進行抽樣，則 m（t）可由抽樣的????樣值完全確定。主要可描述為：1） m（t）是低通信號，最高頻率是 ；????2） 等間隔抽樣抽樣速率是 =2 ， 的單位是次/秒。有時 也被稱???? ???????? ????為抽樣速率，單位是 。????此定理也稱為均勻抽樣定理，因為它用在均勻間隔 T=1/2 秒上給定信號的抽????樣值來表征信號。這意味著，若 m（t）的頻譜在某一角頻率 以上為零，則????m（t ）中的全部信息完全包含在其間隔不大于 1/2 秒的均勻抽樣序列里，即在信????基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計25號最高頻率分量的每一個周期內起碼應抽樣兩次。低通抽樣定理驗證代碼及波形： fs=str2num(get(,39。string39。))。A=str2num(get(,39。string39。))。B=str2num(get(,39。string39。))。C=str2num(get(,39。string39。))。D=str2num(get(,39。string39。))。dt=。t=0:dt:10。xt=A*sin(B*pi*t)+C*cos(D*pi*t)。sdt=1/fs。t1=0:sdt:10。st=A*sin(B*pi*t1)+C*cos(D*pi*t1)。t2=50:dt:50。gt=sinc(fs*t2)。stt=sigexpand(st,25)。xt_t=conv(stt,gt)。subplot(311)。plot(t,xt)。subplot(312)。stem(t1,st)。axis([0 10 1 1])。subplot(313)。t3=50:dt:60+sdtdt。plot(t3,xt_t)?；?MATLAB 的通信原理仿真平臺設計26axis([0 10 1 1])。=2 ：???? ????圖 316 =2 抽樣???? ????=4 ：???? ????圖 317 =4 抽樣???? ????=10 ：???? ????基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計27圖 318 =10 抽樣???? ???? 量化利用預先規(guī)定的有限個電平來表示模擬信號抽樣值的過程為量化。時間連續(xù)的模擬信號經抽樣后的樣值序列，雖然在時間上離散，但在幅度上仍然是連續(xù)的，即抽樣值 m（kT）可以取無窮多個可能值，因此仍屬模擬信號。如果用 N 位二進制碼組來表示該樣值的大小，以便利用數字傳輸系統來傳輸的話，那么，N 位二進制碼組只能同 M= 個電平樣值相對應，而不能同無窮多個可能取值相對應。這就需要2??把取值無限的抽樣值劃分成有限的 M 個離散電平，此電平被稱為量化電平。本模塊主要實現均勻量化的仿真。如圖 319 所示：圖 319 量化把輸入信號的取值域按等距離分割的量化稱為均勻量化。在均勻量化中，每個基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計28量化區(qū)間的量化電平均取在各區(qū)間的重點。其量化間隔（量化臺階）取決于輸入信號的變化范圍和量化電平數。當信號的變化范圍和量化電平數確定后，量化間隔也被確定。均勻量化實現的代碼及波形：function [sqnr,x_qtz,code]=UniPcm(x,n)xmax=max(abs(x))。x_qtz=x/xmax。b_qtz=x_qtz。delta=2/n。q=delta*[0:n1](n1)/2*delta。for i=1:n index=find((q(i)delta/2=x_qtz)amp。(x_qtz=q(i)+delta/2))。 x_qtz(index)=q(i)*ones(1,length(index))。 b_qtz(find(x_qtz==q(i)))=(i1)*ones(1,length(find(x_qtz==q(i))))。endx_qtz=x_qtz*xmax。nu=ceil(log2(n))。code=zeros(length(x),nu)。for i=1:length(x) for j=nu:1:0 if(fix(b_qtz(i)/(2^j))==1) code(i,nuj)=1。 b_qtz(i)=b_qtz(i)2^j。 end end基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計29endsqnr=20*log10(norm(x)./norm(xx_qtz))。a=str2num(get(,39。string39。))。t=[0::2*pi]。s=sin(t)。[sqnta,xqtza,codea]=UniPcm(s,a)。plot(t,s,t+,xqtza,39。*39。)。量化階數 n=16：圖 320 量化階數 n=16量化階數 n=32：基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計30圖 321 量化階數 n=32 眼圖一個實際的基帶傳輸系統盡管經過了十分精心的設計，但要使其傳輸特性完全符合理想情況是非常困難的，甚至是不可能的。碼間干擾問題與發(fā)送濾波器特性、信道特性、接受濾波器特性等因素有關，因而計算由于這些因素所引起的誤碼率就非常困難，尤其在信道特性不能完全確知的情況下，甚至得不到一種合適的定量分析方法。在碼間干擾和噪聲同時存在的情況下，很難做到系統性能的定量分析，就是想得到一個近似的結果都是非常復雜的，因此，在實際應用中需要用簡便的實驗手段來評價系統的性能，比較常用的一種方法就是眼圖。所謂眼圖就是指通過用示波器觀察接收端的基帶信號波形，從而估計和調整系統性能的一種方法。因為在傳輸二進制信號波形時，示波器顯示的圖形很像人的眼睛，所以稱為“眼圖” 。本模塊仿真了基帶傳輸系統是升余弦滾降系統的信號波形及基帶信號眼圖。代碼及波形如圖 322：a=str2num(get(,39。string39。))。Ts=1。N=15。eye_num=6。N_data=1000。dt=Ts/N。t=3*Ts:dt:3*Ts。基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計31d=sign(randn(1,N_data))。dd=sigexpand(d,N)。ht=sinc(t/Ts).*(cos(a*pi*t/Ts))./(14*a^2*t.^2/Ts^2+eps)。st=conv(dd,ht)。tt=3*Ts:dt:(N_data+3)*N*dtdt。subplot(211)plot(tt,st)。axis([0 20 ])。xlabel(39。t/Ts39。)。subplot(212)ss=zeros(1,eye_num*N)。ttt=0:dt:eye_num*N*dtdt。for k=3:50 ss=st(k*N+1:(k+eye_num)*N)。 drawnow。 plot(ttt,ss)。 hold on。end。xlabel(39。t/Ts39。)。基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計32圖 322 系統響應 圖 323 系統響應 1 生成可執(zhí)行文件 至此，程序界面模塊已經大致完成，但此仿真平臺為單獨運行界面，因此需要生成可執(zhí)行的 exe 文件。生成步驟：1）在 matlab 的 mand 窗口中輸入：mcc –B sgl （圖形界面的名稱） ，則生成 可執(zhí)行文件?；?MATLAB 的通信原理仿真平臺設計332）將上步生成的文件包括*m 文件和*.fig 文件一起拷貝到待運行的機器。此時仍需要 MATLAB 所必需的動態(tài)鏈接庫。3）將 matlab path /extern/lib/win32/ 拷貝到到待運行機器上4）在機器上先運行 , 然后選擇解壓目錄，將在指定目錄下解壓出 bin 和 toolbox 兩子目錄，其中在 bin\win32 目錄下就是數學庫和圖形庫脫離MATLAB 運行所需的所有動態(tài)連接庫，共有 37 個?？梢詫⑦@些 .dll 拷貝進system32, 也可以直接放在應用程序目錄下。而 toolbox 目錄則必須與應用程序同一目錄。 本仿真平臺特點1）層次分明的結構設計，完全圖形化的用戶界面，點擊鼠標輸入數據即可完成實驗；2）內容安排上使學生對本課程的內容有統一認識，可以滿足多層次的實驗要求，教師和學生可在較短時間內完成實驗內容，用于輔助教學；3）與用示波器觀察相應曲線比較，仿真結果更準確、直觀、形象，并且可多參數輸入，比較仿真曲線；4）需要時，教師和學生都可以隨時實驗。5）采用 MATLAB 軟件程序設計，可擴展性能好，便于二次開發(fā)，降低試驗費用。基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計344 結論本文簡要介紹了如何使用 MATLAB 圖形用戶界面設計通信原理方針平臺，實現通信中常見技術，如：模擬調制、數字調制、抽樣與量化、數字基帶傳輸系統的分析和仿真。經過研究，我們可以發(fā)現該平臺操作簡單方便，具有良好的可擴展特性。該仿真平臺的建立有很重要的作用。一方面它方便了通信原理實驗輔助教學，使教學內容更直觀，理論知識和數學公式更易于理解，從而有效地提高教師授課效率，增強學生學習積極性；另一方面有助于改善教學內容的薄弱環(huán)節(jié)，并可以作為實驗內容的補充，彌補實驗室設備有限、實驗學時有限的不足，激發(fā)學生學習興趣，加深他們對理論知識的理解。對于當前國內的通信類專業(yè)教育有著明顯的實際意義，為推廣以 MATLAB 為主的計算機輔助教學做出了貢獻。通過這次畢業(yè)設計，本人對 MATLAB 軟件有了更深的認識，學會了界面的制作、GUI 回調函數的使用等操作，并進一步意識到 MATLAB 強大的教學分析在教學中的種種優(yōu)勢。由于資料有限，時間緊迫，該仿真平臺暫時做到這里，還需進一步完善，希望后來者加以改進。基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計35參考文獻(1) 寶典[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社. .(2)張志涌, 教程[M]. 北京: .(3)[M].北京: .(4) MATLAB GUI 設計學習手記 [M]. 北京: .(5) 仿真在通信原理教學中的應用 [N]. 孝感學院學報 .第 30 卷第 6 期.(6) MATLAB 的通信原理仿真平臺設計 [J]. 中國現代教育裝備 .第 84 期.(7) MATLAB 的通信原理實驗設計和仿真 [N]. .(8)李玲, MATLAB 仿真在《通信原理》課程教學中的應用[N] . 22 卷.(9)程欽, [N]. 13 卷第 4期.基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計36(10)張晶, 在通信原理教學中的應用[J]. 48 期.(11)MathWorks. MATLAB R2022a[Z]. 2022.(12)MathWorks. MATLAB R2022a[Z]. 2022.