Matlab軟件在通信原理實踐教學中的應用

摘 要 《通信原理》是電子通信類專業一門重要的專業課。傳統《通信原理》課程教學中存在公式推導過于繁雜、枯燥等問題，借助Matlab軟件有利于輔助《通信原理》課程教學，把抽象的問題具體化，增強學生的感性認識，激發學生對課程的學習興趣。本文以《通信原理》課程中數字頻帶2ASK信號的調制解調仿真分析為例，對Matlab軟件在《通信原理》課程教學中的應用進行了研究，實際教學效果良好。

關鍵詞 通信原理 Matlab 仿真分析

中圖分類號：TN391 文獻標識碼：A

0引言

具有強大的數據分析和結果計算及可視化功能的Matlab軟件，為通信原理課程理論和實踐教學提供了更好的支持。《通信原理》課程中主要應用Matlab軟件進行通信模型仿真分析。

1具體應用

調制信號為二進制數字信號時，用它去控制高頻載波的幅度，這種調制方式稱為二進制振幅鍵控（2ASK）。在2ASK調制中，載波的幅度只有兩種變化狀態，即利用數字信息“0”或“1”的基帶矩形脈沖去鍵控一個連續的載波，使載波時斷時續的輸出。有載波輸出時表示“1”，無載波輸出時表示發送“0”。

2ASK信號可表示為：S2ASK（t）=s（t）·cos ct

2ASK信號可表示為：

其中s（t）是輸入的二進制數字序列，載波是角頻率為 c的余弦信號。

1.1 2ASK 調制仿真

利用Matlab中的Simulink 對2ASK信號調制解調過程進行建模分析，調制模型主要由sine wave信號源、方波信號源、相乘器等模塊組成。其中正弦信號是載波信號，方波代表s（t）序列的信號源，相乘后就得到鍵控 2ASK 信號。Simulink 模型圖1下所示：

仿真參數設置如下：其中sin函數是幅度為2V，頻率為1Hz，采樣周期為0.002s的雙精度DSP信號。數字序列是s（t）方波信號是基于采樣的，其幅度設置為2，周期為3，占空比為2/3。通過合理的參數設置后，示波器輸出波形如圖2所示：

由圖2可以看出，原始數字序列和載波信號相乘之后就產生幅度受控的2ASK信號。

1.2 2ASK 解調仿真

2ASK 的解調分為相干解調和非相干解調法，相干解調法在解調時需要提供同頻同相的載波，解調效果較好。本文采用相干解調法對2ASK信號進行解調。相干解調也叫同步解調，就是用已調信號恢復出同步載波，再用載波和已調信號相乘，經過低通濾波器和抽樣判決器恢復出信s（t）號。輸出端低通濾波器的作用是濾除高頻的載波，以便恢復出原始信號。因此為了使已調信號的頻譜有明顯的搬移，就要使載波和調制信號的頻率有明顯的差別，所以載波的頻率設置為100Hz.為了更好的恢復出信源信號，所以在此直接使用原載波信號作同步載波信號，通過示波器觀察各節點輸出波形如圖3所示：

由圖3可以看出，解調端輸出數字序列和與輸入信號相比，存在一定延遲，但較好的還原輸出了原始信號，驗證了2ASK調制解調理論的正確性和可行性。

2結論

通信原理課程的實踐教學中引入Matlab仿真教學軟件，可以有效地對所學理論知識進行分析、設計和驗證。本文通過Matlab Simulink對2ASK信號的產生和恢復進行仿真教學， 不僅能解決傳統教學中的講授難點，還能實現某些通信硬件實驗的可視化分析，具有一定的現實意義。

作者簡介：趙星（1989-），男，重慶市開州區人，助教，碩士，主要研究方向：應用電子技術。

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