【正文】 戶界面時，可通過 GUI 應用屬性設置編輯器來設置對句柄操作的響應。圖形用戶界面 GUI 是由各種圖形對象，如圖形窗口、圖軸、菜單、按鈕、文本框等構(gòu)建 的用戶界面，是人機交流信息的工具和方法，在該界面內(nèi)，用戶可以根據(jù)界面提示完成整個工程，卻不必去了解工程內(nèi)部是如何工作的。當操作該控件時，系統(tǒng)會自動執(zhí)行“ callback”中所要求執(zhí)行的內(nèi)容，將子菜單界面所保存的文件名與主界面的菜單名關聯(lián)起來，完成相應的功能，從而實現(xiàn)整個軟件設計。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺 數(shù) 字 基 帶 信 號 模 擬 調(diào) 制 數(shù) 字 調(diào) 制 抽 樣 定 理 量 化 眼 圖 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計 7 通過圖形界面中控件的操作來完成圖形界面的功能，這些操作是 通過函數(shù)代碼的執(zhí)行來完成的。各級界面主要利用向?qū)Ь庉嬈?GUIDE 中提供的空間，利用圖標及其對應的功能來設計友好的交互式界面。 MATLAB 總體結(jié)構(gòu)圖 21： 圖 21 總體結(jié)構(gòu) 軟件實現(xiàn) 要將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中的內(nèi)容在用戶界面里表現(xiàn)出來，就必須有參數(shù)輸入 、結(jié)果輸出、圖形仿真輸出等，且這些都能進行對比分析，因此要求開發(fā)出一個友好、操作簡單、可讀性強、易修改的圖形用戶界面。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計 6 2 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺整體構(gòu)建方案 仿真平臺應用軟件設計實現(xiàn) 總體結(jié)構(gòu)設計 軟件采用 MATLAB 開發(fā)平臺，利用其可視化 的具有 編程能力的圖形用戶界面GUI，按照 控制教學、實驗、應用等內(nèi)容，設計出相應的仿真平臺應用軟件結(jié)構(gòu)圖（ 如圖所示 ） 。 用 MATLAB 做通信原理仿真平臺的優(yōu)點 通信原理課程學習 過程中的 數(shù)字基帶信號、模擬調(diào)制、數(shù)字調(diào)制、抽樣量化等 內(nèi)容，原理和實現(xiàn)方法概念抽象 ，且畫圖比較難，學習起來難度比較大。將 MATLAB 加入到實驗教學中，一方面 讓學生用簡單的 MATLAB 語言學習用 計算機如何建模、如何分析和設計系統(tǒng)等， 以強化原理的應用性，另一方面MATLAB 強大的可視化數(shù)據(jù)處理功能也可以彌補課程授課時的不足， 以減少教師繪制 圖表的麻煩和不精確，還可避免傳統(tǒng)理論教學中教師在黑板畫圖耗費時間及手工畫圖的不精確性，增加學生自己 的 動手能力，培養(yǎng)知識面更廣，綜合素質(zhì)更高的學生。 2）可行性 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計 5 MATLAB 語言可在目前 各種類型的計算機上運行，安裝簡易。例如，通信理論課程中常常出現(xiàn)各種抽象的圖形，想象圖形就得花 費不少時間，如果采用 MATLAB 語言，只需幾條簡單的指令立刻就能得到。因而課堂的教學必須建立一套包括理論講授、計算機輔助教學、時間教學在內(nèi)的全方位的課程教學新體系 ，充分調(diào)動教師和學生兩方面的積極性，利用各種教學方法和手段，全面 提高課程的教學質(zhì)量。 通信原理仿真平臺設計的必要性和可行性 《通信原理》是電子通信類相關 專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎課程，是本科生后續(xù) 課程和研究生課程的基礎，它在專業(yè)課程體系中占有重要地位，該課程 的主要任務是通過對通信原理理論知識的學習，培養(yǎng)學生對通信原理中數(shù)字、模 擬等系統(tǒng)的分析和設計能力等。教師在推動 MATLAB 的教學應用中也起著重要租用。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計 4 MATLAB 在《通信原理》教學中的應用 通信原理課程是本科電子類、 通信類專業(yè)的重要基礎課程之一，但是通信原理的原理、概念抽象，理論性強，學生單憑老師上課的講解難以掌握，尤其是課程中的許多章節(jié)內(nèi)容，需要作圖才能理解有關概念和原理，不然難以形 成明確 的 解決問題的思路。 目前，國外很多工科類高校都將 MATLBA 作為必修課，實驗室通常都配備裝有MATLAB 的計算機供學生學習和研究使用。 MATLAB 的高效編程還體現(xiàn)在各類學科的專家在各自的領域用 MATLAB 編寫的許多準確、高效的工具箱，工具箱實際上是對 MATLAB 進行擴展應用的一系列 MATLAB 函數(shù)（成為 M 文件），供用戶方便地使用，諸如信號處理、圖像處理、控制系統(tǒng)、工程優(yōu)化及神經(jīng)網(wǎng)絡等工具箱。 工作環(huán)境的特點 1） 大量引入圖形用戶界面 2） 引入了全方位幫助系統(tǒng) 3） M 文件編輯、調(diào)試的集成環(huán)境 4） Notebook 新的安裝方式 MATLAB 在通信原理教學中的應用 MATLAB 的應用現(xiàn)狀 MATLAB 的函數(shù)和命令幾乎可以實現(xiàn) C 或 FORTRAN 語言的全部功能，用戶不懂 C 或者 FOR2TRAN 等高級語言 也能開發(fā)出功能強大、界面友好、穩(wěn)定可靠的程序來，開發(fā)周期大大縮短。 文件 I/O 和外部應用程序接口：支持讀入更大的文本文件，支持壓縮格式的 MAT文件，用戶可以動態(tài)加載、刪除或者重載 Java，支持 COM 用戶接口等。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計 3 數(shù)值處理：在最新版本中，單精度算法、線性代數(shù)可以方便用戶處理更大的單精度數(shù)據(jù)， 0DE 可以求解泛函數(shù)，操作隱式差分等式和求解多項式邊界值問題。 開發(fā)環(huán)境：用戶可以同時使用多個文件和圖形窗口，可以根據(jù)自己的習慣和喜好來定制桌面環(huán)境， 同時還可以為自己定義常用的快捷鍵。 MATLAB 語言的特點 MATLAB 自其問世以來 ，就以數(shù)值計算稱雄。在許多國際一流 的 學術(shù)刊物上，都可以看到 MATLAB 的應用。就影響而言，至今仍然沒有一個別的計算機軟件可與 MATLAB 相媲美 。 到了 1999 年底， Mathematica 也已經(jīng)升 級 到 版，它特別加強了以前欠缺的大規(guī)模數(shù)據(jù)處理能力，彌補了之前的不足。 版 繼承和發(fā)展 了其原有的數(shù)值計算和圖形可視能力，具有更強的可操作性。 MATLAB 以 著名的線性代數(shù)軟件包 LINPAK 和特征值計算軟件包 EISPACK 的子程序為基礎，發(fā)展為一種開發(fā)性程序設計軟件，因此MATLAB 已經(jīng)由簡單的矩陣計算分析軟件發(fā)展成為通用性極高、帶有多種實用工具的運算操作平臺，并很快成為應用學科計算機輔助分析、設計、仿真、數(shù)學乃至科技文字處理不可缺少的基礎軟件。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計 2 1 設計工具介紹 MATLAB 簡介 MATLAB 是美國 Math works 公司推出的一套高性能數(shù)值計算的 可視化軟件，自1984 年問世以來，歷經(jīng)了實踐的檢驗，市場的篩選和時間的凝練，現(xiàn)在已經(jīng)成為廣大科研工作者、高校師生最常用和最可信賴的仿真軟件 之一 。 本文針對學生感到難學，教師難教的現(xiàn)狀，結(jié)合 MATLAB，設計出基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺，為通信原理課程提供了一個有效的輔助教學手段，對提高 通信原理教學和學習的效率起到很大的作用，有助于同學們理解和接受。而利用 MATLAB 軟件設計的 GUI 圖形用戶界面， 其 形象的界面和波形的具體呈現(xiàn)，更是為這一實踐提供了良好的實驗的平臺。而 MATLAB 的出現(xiàn)使得通信系統(tǒng)的仿真能夠 利 用計算機模擬實現(xiàn)，免去構(gòu)建實驗系統(tǒng)的不便，而且操作十分簡單，只需要 輸入 不同的參數(shù)就能得到不同情況下系統(tǒng)的性能，而且在結(jié)構(gòu)的觀測和數(shù)據(jù)的存儲方面 ，也比傳統(tǒng)的方式更加優(yōu)越，因而 MATLAB 在通信仿真領域得到越多越多的應用。 MATLAB 是目前國際上流行的進行科學研究、工程計算的軟件。 另一方面，通信原理課程的抽象性使得同學和教師也感覺枯燥、難以理解。該平臺界面設計簡單，結(jié)構(gòu)一體化，具有很強的演示性，且可視性強，操作簡單方便，以圖形及動態(tài)仿真演示了通信原理中部分抽象的內(nèi)容及波形，能為教師和學生提供簡單但高效率的教學輔助。本文根據(jù)通信原理課程的發(fā)展及教學需求，重 點介紹了利用 MATLAB 軟件設計通信原理仿真平臺的基本原理及功能，并利用 MATLAB 軟件提供的圖形用戶界面，給出了基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺的 GUI 設計。 指導教師 (簽字 )： 2020 年 3 月 4 日 說明： 本報告必須由承擔畢業(yè)論文 (設計 )課題任務的學生在畢業(yè)論文 (設計 ) 正式開始的第 1 周周五之前獨立撰寫完成，并交指導教師審閱。 熟悉 MATLAB 語言編程，學習 MATLAB 圖形用戶界面，可以實現(xiàn)簡單的功能設計，采用 MATLAB 語言編程實現(xiàn)各個功能模塊的 M 文件，形成功能代碼庫，使之服務于搭建的通信原理仿真平臺 運行通信系統(tǒng)仿真平臺的應用程序 M 文 件，對它進行反復調(diào)試，使界面及各用戶控件符合系統(tǒng)預定的功能 針對設計中出現(xiàn)的各種主要的問題在老師指導下形成課題具體論文報告，并不斷完善論文 實現(xiàn)預期目標的可行性： 復習通信原理知識，鞏固該有的專業(yè)理論，理解并掌握通信原理各部分的基本概念和于研究相關的內(nèi)容，數(shù)字基帶信號、模擬調(diào)制、數(shù)字調(diào)制、抽樣量化和編碼等部分尤為重要 學習了 MATLAB 編程，可以用 MATLAB 實現(xiàn)各算法的仿真及功能，實現(xiàn)數(shù)字基帶信號分析和仿真模塊、模擬調(diào)制仿真模塊、數(shù)字調(diào)試仿真模塊、抽樣、與量化仿真模塊等模塊的功能，解決模塊化功能 提升自己 獨立學習、動手的能力，將通信原理理論知識運用到實踐中 培養(yǎng)自己獨立開展研究的能力，掌握了科研的基礎方法，能對基于 MATLAB的通信原理仿真平臺設計有一個很好的理解和學習 在老師的幫助下，成功設計基于 MATLAB 通信原理仿真平臺，并完成相應的論文 3． 完成本課題的工作方案 調(diào)研實現(xiàn)通信原理仿真方法的現(xiàn)狀，查閱并學習相關資料 學習通信原理基本知識，掌握數(shù)字基帶信號、模擬調(diào)制信號、數(shù)字調(diào)制信號、 PCM 抽樣、量化和編碼以及各種信號的波形產(chǎn)生原理等理論知識 熟悉 MATLAB 語言，學會 MATLAB 的各種操作、工具箱以及圖形用戶界面操作環(huán)境，然后結(jié)合研究問題，能夠獨立進行仿真。因此，基于 MATLAB的通信原理仿真平臺設計已經(jīng)成為教學大綱的內(nèi)容要求和課程特點，將通信系統(tǒng)中的關鍵技術(shù)編制成仿真軟件用于計算機輔助教學中，使通信系統(tǒng)中的抽象問題形象化，為通信原理課程提供了一個有效的輔助教學手段，這將會對提高通信原理教學和學習的效率起到很大的作用，有助于同學們理解和接受 ，既提高了教學質(zhì)盤和效率，又可為學生提供良好的通信系統(tǒng)開發(fā)、設計、模擬、調(diào)試和分析平臺，鍛煉其分析和解決問題的能力，并在功能上為其為后期開發(fā)網(wǎng)絡化教學、遠程教學打下了基礎。而 MATLAB 以數(shù)組為基本處理對象，具有豐富的矩陣運算功能，并且 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。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，指出相應的電路設計應達到的目標。通過實踐環(huán)節(jié) ,可以較好地提高學生對抽象概念的理解能力。 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺的應用趨勢 應用現(xiàn)狀綜述： 近幾年來通信原理課程的教學實踐表明，通信原理是通信類專業(yè)的一門極為重要的專業(yè)基礎課程，主要研究信息傳遞一系列變換的機理和屬性，該門課程內(nèi)容多且抽象，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。 本計劃為開題之初所定，后續(xù)會根據(jù) 具體情況隨時調(diào)整，最終一定按畢業(yè)設計規(guī)定結(jié)束日期完成。 5月 28日至 6月 15日 準備答辯。 4月 30日至 5月 18日 撰寫論文，完成論文初稿。 3月 5日至 3月 16日 熟悉 MATLAB語言。 論文作者： （簽字） 時間： 2020 年 6 月 15日 指導教師已閱： （簽字） 時間： 2020 年 6 月 15日 畢業(yè)設計 (論文 )任務書 學 生姓名 XXX 指導教師 XXX 職稱 講師 院 (系 ) 通信與信息工程學院 專業(yè) 電子信息科學與技術(shù) 題目 基于 MATLAB 的通信原理仿真平臺設計 任務與要求 理解通信原理各部分基本概念 學習 MATLAB 的基本編程方法 用 MATLAB 實現(xiàn)各算法的仿真 開始日期 2020 年 1 月 2 日 完成日期20 2020 年 6 月 15 日 院 長 (簽字 ) 2020 年 1 月 6 日 畢 業(yè) 設 計 (論文 ) 工 作 計 劃 2020 年 1 月 2 日